[发明专利]基于Krebs循环所涉及羧酸制备的可降解聚酯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种可生物降解聚酯材料预聚体，它是由羧酸A和多元醇B熔融缩聚得到的聚酯；其中，所述的羧酸A是复合羧酸，选自Krebs循环过程中涉及的羧酸及其均聚物中的至少两种的混合物。本发明还提供一种适用于骨修复的可生物降解复合材料，按重量百分比计，由10～99％的所述预聚体和1～90％的含金属离子化合物制成。本发明所述的复合材料不仅具有良好的生物安全性和适合的力学性能，而且对于骨组织的再生具有显著的促进作用。本发明还提供制备所述复合材料的方法。

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，具体涉及一种可降解的聚酯，及其制备方法和潜在应用。

背景技术

可降解生物材料如聚乳酸(PLA)、聚丙交酯乙交酯(PLGA)、聚己内酯(PCL)等线性高分子具有良好的生物相容性，在生物医用领域得到了广泛研究和应用。目前已经有防粘连膜、骨钉、药物释放载体等产品投向市场。

但是，作为体内植入材料，现有的可降解生物材料仍然存在着局部炎症反应、降解速度与力学性能保持不匹配等诸多缺陷。同时，材料制备过程繁杂、制造成本高，不利于工业化生产和应用。因此寻求新的可生物降解材料、新的制备方法是人们一直探索的方向。利用羧酸和醇之间的熔融缩聚，无须添加任何催化剂，即可获得体相交联的聚酯材料。这种方法很大程度上使制备变得简单，而且获得的聚酯材料性能也能够满足体内植入的应用要求。

现有技术中，专利US8911720公开了利用柠檬酸和二醇制备热塑性弹性体可作为体内植入的生物支架的方法。更进一步，专利US8568765中描述了熔融缩聚得到的聚柠檬酸二醇酯(POC)与羟基磷灰石(HA)形成的POC-HA复合材料可用于组织工程和骨固定装置以及骨缺损修复材料。专利US9750845中公开了在聚柠檬酸二醇中加入纳米纤维PLLA可提高拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率，且永久变形较小；通过改变纳米相PLLA的浓度、选择二元醇单体或者调整聚合条件可以调节产物的力学性能，使所得复合弹性体适用于软骨、韧带和血管。专利CN107583106A公开了对熔融缩聚得到的聚柠檬酸酯的改性，使其适用于3D打印等生物支架的快速成型方式。现有技术的上述研究基本上都聚焦于聚柠檬酸酯，其原因主要在于，聚柠檬酸酯除了具有理想的生物降解性能外，其聚合单体原料柠檬酸自身具有独特的分子链结构，在与不同的醇发生缩聚反应后很容易形成分子链相互交联、相互穿插的三维网络状的化学结构，由此使聚酯产物在力学性能方面具有更好的可调控性，对提升聚酯产品的应用范围和应用价值非常有利。

在修复牙齿缺损、骨肿瘤切除后修补、股骨头坏死后的再造等临床修复治疗中都需要能够快速填补异型缺损、具有优良骨再生性能的软体材料。因此对于骨修复领域来说，植入式的修复材料不仅需要理想的生物降解性和力学性能，还需要对于骨组织再生过程提供有力的促进。因此，有必要针对骨修复领域的应用需求研发新的植入式组织工程材料，实现组织工程材料在骨修复领域的广泛应用。

发明内容

鉴于上述技术背景，本发明的最重要的目的在于：提供一种可生物降解的聚酯材料，适用于骨修复，不仅具有良好的生物安全性和适合的力学性能，而且对于骨组织的再生具有显著的促进作用。

本发明的另一个目的在于：提供制备所述聚酯类材料的方法，简化制备过程、改善产品性能，使所得的聚酯类材料在骨修复领域具有实际的应用价值。

本发明的再一个目的在于：提供所述聚酯材料作为组织工程材料的应用。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

首先，提供一种可生物降解聚酯材料预聚体，它是由羧酸A和多元醇B熔融缩聚得到的聚酯；其中，所述的羧酸A是复合羧酸，选自Krebs循环过程中涉及的羧酸或其均聚物中的至少两种的混合物，优选苹果酸、柠檬酸、富马酸、丁二酸、聚苹果酸或聚柠檬酸中的任意两种或两种以上的混合物。