[发明专利]一种可降解的衍生于L-氨基酸的聚酰胺酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种可降解的衍生于L‑氨基酸的聚酰胺酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料及其制备方法。所述纳米复合材料的结构通式如式(I)所示；其中，n为大于等于1且小于100的整数。其制备方法为：1)以L‑氨基酸和BPDA为原料，冰醋酸为溶剂，制备基于L‑氨基酸的酰亚胺二酸单体；2)以基于L‑氨基酸的酰亚胺二酸单体和ODA为共单体，TBAB为介质，TPP为增塑剂，APTES为封端剂，制备主链含L‑氨基酸、分子链两端含三乙氧基硅的聚酰胺酰亚胺；3)将主链含L‑氨基酸、分子链两端含三乙氧基硅的聚酰胺酰亚胺溶于极性非质子溶剂中形成溶液，后加入TEOS/无水乙醇，搅拌得最终产物。所述纳米复合材料具有良好的可降解性和亲水性，且可实现二氧化硅的均匀和稳定分散。

技术领域

本发明涉及一种可降解的衍生于L-氨基酸的聚酰胺酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料及其 制备方法，属于高分子纳米材料技术领域。

背景技术

目前，在外科植入领域应用较为广泛的合成聚合物聚醚醚酮(PEEK)尽管具有良好的生 物相容性、化学稳定性、射线可透性以及与人骨较为接近的弹性模量，但其作为骨科植入材 料不能随着植骨的融合而发生降解，植入后期对植骨造成显著的应力屏蔽作用，影响植骨的 融合速率和效果。另一方面，聚醚醚酮表面疏水而呈生物惰性，生物活性不够理想，骨传导 和骨整合能力差，无法在一定时间内与周围组织结合。随着社会经济的发展、医疗体系的健 全以及绿色环保理念的普及，生物可降解聚合物在各个领域的需求量逐年增加，将氨基酸单 元引入到聚合物分子链中制备可生物降解聚合物的研究越来越受到科学界的关注。大量研究 结果表明，由适量的L-氨基酸与不可降解的聚合物形成的共聚物不但具有类似于多肽的生物 相容性，且因分子链中引入的氨基酸部分为酶解提供了靶向位点，因而具有潜在的生物可降 解性。聚酰胺酰亚胺是一种非晶的耐高温热塑性树脂，分子结构中同时含有柔性的酰胺基和 耐热的酰亚胺基，具有高的热稳定性、良好的成型加工性、较高的机械性能、优良的耐氧化 性和氢键作用力等优点，是纳米复合材料基体的期望选择。将生物活性分子L-氨基酸引入到 聚合物分子链中合成的衍生于L-氨基酸的聚酰胺酰亚胺不仅具有聚酰胺酰亚胺以上的优异性 能，更因衍生自L-氨基酸而具有潜在的生物相容性和生物可降解性，在外科植入领域具有潜 在的应用价值。然而，随着技术进步的快速发展，人们对医疗器械品质的要求也越来越高。 近年来，将生物可降解聚合物与生物活性无机材料结合在一起制备兼具聚合物和无机材料优 异性能的新型生物纳米复合材料成为了组织工程、生物医学和外科植入等领域的研究热点。

二氧化硅(球形)具有膨胀系数小、耐高温、强度高和化学稳定性良好等优点，作为无 机填充材料，体现出一些独特的性能优势。研究结果表明，将一定量的二氧化硅均匀的分散 在生物聚合物基体中对改善材料的生物活性(如骨传导性、骨诱导性、骨再生性以及骨结合 能力等)具有重要的作用。目前，在聚合物基质中引入纳米二氧化硅的方法主要有(超声) 机械共混法、原位分散聚合法(包括硅烷偶联剂表面改性二氧化硅后聚合)和纳米二氧化硅 溶胶-凝胶原位生成后-聚合物原位聚合法。纳米无机物的加入可改善材料的化学稳定性以及 对不利环境的耐受程度，但由于聚合物/无机纳米复合材料内无机纳米粒子在聚合物基体中难 以均匀分散，导致两相相容性和界面形态缺陷的出现，易使无机纳米粒子在聚合物基体中发 生团聚，从而影响纳米复合材料的综合性能。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可降解的衍生于L-氨基酸 的聚酰胺酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料及其制备方法，这种纳米复合材料具有生物可降解性 和良好的亲水性，且无机纳米粒子在聚合物机体中不易发生团聚，在生物医学和硬组织外科 植入等领域具有潜在的应用价值。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可降解的衍生于L-氨基酸的聚酰胺酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料，其特征在于，该 种纳米复合材料具有生物可降解性和良好的亲水性，其结构通式如式(I)所示：

其中，n为大于等于1且小于100的整数。