[发明专利]一种氨基酸类聚酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基酸类聚酯弹性体及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

在第一次世界大战以前，人们所使用的医用材料被归类为第一代生物医用材料，如石膏、棉花、各种金属等；随后，科学家为了模拟生物组织的结构和功能，并使材料起到长期代替的作用，发展了第二代生物医用材料，此类研究的思路仍然是改善材料本身的力学性能和生理性能，这类材料主要有羟基磷灰石、聚羟基乙酸、胶原、纤维蛋白等；随着医学的不断进步，人们对医用材料的要求也越显苛刻，科学家们通过材料与材料间的复合，材料与细胞的融合等方式，研究出具有再生作用和促进人体自身修复作用的复合材料，此类材料为第三代生物医用材料，如骨形态发生蛋白（BMP）材料。

生物医用高分子材料可分为可生物降解型和非生物降解型，后者需要其在人体内长期稳定，具有良好的机械性能，主要用于人体软硬组织修复、人工器官、人造血管、接触镜等方面；而前者则要求其在人体内有规律的降解，且产物对人体无害，能被机体吸收或通过新陈代谢排出体外。生物医用高分子材料的研究涉及多个学科，是目前生物高分子的最重要研究方向。

线型聚酯生物材料由于其优良的生物相容性和可生物降解性能，在硬组织工程修复、药物释放、外科缝合线等方面已得到广泛的应用。新型的具有网络型结构的聚酯生物材料，以共价键交联，具有优良的生物相容性、柔韧性、生物降解性、结构的可设计性和性能的可调节性等优点。

弹性体具有较好的生物相容性、生物降解性和低毒性；木糖醇属于多羟基单体，与其他单体共聚时，可以通过改变共聚单体的种类和组成来调节聚合物的交联密度，从而实现结构的可设计性和可调性；氨基酸含有氨基，弹性体复合材料侧链含氨基，可作为人体生产因子，促进或抑制细胞的增殖、分化和迁移，同时促进降解；实验产物属于网络型生物弹性体，降解速度较均匀，在较长的时间内形状保持率高；细胞粘附性相比不含氨基酸的弹性体有所提高；并且具有优良的生物相容性，柔韧性，聚合物适用范围广。

发明内容

本发明的目的是提供一种氨基酸类聚酯弹性体，其具有良好的生物相容性、生物降解性、细胞粘附性和物理机械性能。

本发明的技术方案：一种氨基酸类聚酯弹性体，该弹性体单体配比如下:

一种氨基酸类聚酯弹性体，该类弹性体是由木糖醇和二元酸共聚而成的聚酯类弹性体，木糖醇与二元酸的摩尔比为1︰1～1︰3。

根据上述的氨基酸类聚酯弹性体，所述的二元酸包括N-Boc谷氨酸和癸二酸，癸二酸与N-Boc谷氨酸的摩尔比为0.95︰0.05～0.80︰0.20。

以木糖醇、癸二酸与N-Boc谷氨酸为单体时，所得共聚物的结构为：

R=H or聚合物链，本发明的弹性体为交联结构，聚合物链可以为所示相同的链结构。

所述的氨基酸类聚酯类弹性体的制备方法，其特征在于采用两步熔融缩聚法制备聚酯类弹性体；

两步法：按配比称取木糖醇、癸二酸与N-Boc谷氨酸置于反应器中，升温至140～160℃，待反应物完全熔融，打开磁力搅拌，同时开始通氮气，反应5～6小时后得到预聚物；将预聚体倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中140～160℃下交联8～24h，交联完成后，即得到氨基酸类聚酯类弹性体。

本发明的有益效果：材料在室温下为无定形态和结晶态共存的微相分离结构，且材料的玻璃化转变温度都低于室温，因此弹性体在室温或人体内都呈现类似于橡胶的性质，能和人体组织、器官相匹配，且有较好的力学性能，拉伸强度为0.17～2.67MPa。弹性体的吸水率不大，使其在水环境中具有较好的稳定性。此类生物弹性体亲水性较好，生物降解性与单体配比相关，降解速度可通过改变单体配比进行控制。改弹性体的细胞粘附性相比不含氨基酸的弹性体有较高提高。由于其本身的交联网状结构，使降解较均匀，短时间降解后其形状保持率好，这一特点有利于其作为替换材料用于组织工程领域。