[发明专利]一种热塑性含氟聚氨酯生物材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种热塑性含氟聚氨酯生物材料及其制备方法，该热塑性含氟聚氨酯生物材料在低氟含量下仍具有优异生物性能，属于高分子材料技术领域。

背景技术

热塑性含氟聚氨酯是一种将氟元素引入聚氨酯分子结构中的新型高分子材料。它不仅保持了聚氨酯原有的特性，又因为氟的引入而赋予其良好的血液相容性和细胞相容性等优点，有望作为生物材料，应用于血管移植物、介入性导管、心室辅助循环系统及人工心脏等方面。因而热塑性含氟聚氨酯生物材料的研究日益受到更多科研工作者的关注。

通常情况下，向聚氨酯分子结构中引入氟元素的主要方法有两种，软段引入法和硬段引入法。软段引入法是在聚醚(或聚酯)多元醇的分子结构主链上引入含氟基团，硬段引入法则是在异氰酸酯或小分子扩链剂引入含氟基团。由以上两种制备方法制备的含氟聚氨酯，其分子结构中的氟元素不易朝向表面迁移。为获得高生物性能，必须引入高氟含量，由此产生高成本之严重不足。

因而迫切需要发展在低氟含量下仍具有优异的血液和细胞相容性的热塑性含氟聚氨酯生物材料。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的热塑性含氟聚氨酯生物材料制备方法存在成本高、血液相容性和细胞相容性差等技术问题而提供一种具有优异生物相容性的热塑性含氟聚氨酯生物材料。

本发明的目的之二在于提供上述一种热塑性含氟聚氨酯生物材料的制备方法，即采用侧链含氟聚醚多元醇和聚醚(或聚酯)多元醇复合树脂为软段，通过软段将氟引入，与异氰酸酯按照一定的摩尔比1:2～1:4混合后反应生成含氟聚氨酯预聚体，然后以小分子二醇为扩链剂，扩链剂系数为0.85～0.95，制备出热塑性含氟聚氨酯生物材料，其在低氟含量下仍具有优异的血液相容性和细胞相容性等综合性能，从而赋予其低成本高生物性能的优点。

本发明的技术方案

一种热塑性含氟聚氨酯生物材料，按重量份数计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：

所述的非氟大分子多元醇的分子量均为1000～3000g/mol的聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCL)或聚碳酸酯二醇(PCDL)，优选为PBA、PTMG或PCL；

所述的侧链含氟聚醚二元醇分子式为：其中n为0～3，s为1～10，x为1～10，其分子量为1000～2000g/mol；

所述的小分子扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-环己二醇、3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺(MOCA)或3,5-二甲基硫基甲苯(E-300)；

所述的多异氰酸酯为4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、1,6-亚己基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或4,4′-二环已基甲烷二异氰酸酯(HMDI)，优选为MDI、TDI、IPDI或HMDI。

上述的一种热塑性含氟聚氨酯生物材料的制备方法，即采用侧链含氟聚醚多元醇和聚醚(或聚酯)多元醇复合树脂为软段，通过软段将氟引入，与异氰酸酯按照一定的摩尔比1:2～1:4混合后反应生成含氟聚氨酯预聚体，然后以小分子二醇为扩链剂，扩链剂系数为0.85～0.95，制备出热塑性含氟聚氨酯生物材料，具体包括以下步骤：

(1)、将侧链含氟聚醚二元醇和非氟大分子多元醇加入到容器中，控制搅拌转速为2000～3000r/min，温度为110～120℃真空脱水1.5～2h，获得含氟复合树脂；

(2)、在搅拌转速为2000～3000r/min下，向步骤(1)所得含氟复合树脂中加入多异氰酸酯，并于75～85℃下反应1～2h，得到异氰酸根含量为5.6～14.9％的含氟聚氨酯预聚体；

(3)、将小分子扩链剂加入到步骤(2)所得的异氰酸根含量为5.6～14.9％的含氟聚氨酯预聚体中，继续搅拌3～5min后倒入已预热的模具中，控制温度为15～30℃固化成型2～4h，然后于50～80℃下真空固化1～2h，然后再于90～110℃下真空固化1～2h，最后于120～140℃真空固化15～24h，即得热塑性含氟聚氨酯生物材料。

上述所得的一种热塑性含氟聚氨酯生物材料，按质量百分比计算，其表面氟含量为2.9～8.2％，NCO含量为5.6～14.9％，扩链剂系数为0.85～0.95。其对蛋白质的吸附量为1.17～0.11mg，细胞相容性MTT测试的光密度(OD)值为0.1433～0.3568。