[发明专利]一种具有碱性共聚中心的可控生物降解的共聚物

说明书

本发明提供了一种具有碱性共聚中心的可控生物降解的共聚物；一种由不同旋光比的丙交酯、己内酯和碱性共聚中心制备的共聚物，该共聚物可以改善因聚乳酸降解引起的pH值下降，提高共聚物的生物相容性。本发明提供的一种生物降解共聚物具有优异的机械强度、生物相容性和pH调节功能，可广泛应用于组织工程领域中所用的载体或器件，特别是应用于制备神经导管。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种具有碱性共聚中心的可控生物降解的共聚物，以及其在制备组织工程领域中所用的载体或器件中的应用。

背景技术

生物可降解聚合物按照来源可分为天然和合成两大类，天然可降解聚合物包括壳聚糖、甲壳素及其衍生物等；合成可降解聚合物分为人工合成和细菌合成两大类。细菌合成的可降解聚合物包括聚羟基烷基醇酯及聚B₂葡萄酸酯等，人工合成的可降解聚合物包括脂肪族聚酯、聚氨基酸和聚膦腈等，其中聚酯类是目前唯一被美国FDA批准用于生物医学领域的一类生物可降解材料，较常用的有：聚乳酸、聚羟基酸酯、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯、乳酸-聚乙二醇共聚物等。

聚乳酸(PLA)也称为聚丙交酯。丙交酯(LA)是合成聚乳酸的中间体，可分为L-丙交酯、D-丙交酯、D,L-丙交酯三种。PLA不仅具有较好的化学惰性、易加工性，而且还具有优异的生物降解性、相容性和可吸收性，故而PLA及其共聚物现已广泛应用于生物医学工程领域，如外周神经修复导管、药物控制释放体系、骨折内固定物、组织修复、细胞培养和医用手术缝合线等。

聚己内酯(PCL)是由ε-己内酯在金属有机化合物做催化剂，二羟基或三羟基做引发剂条件下开环聚合而成的，其具有良好的生物降解性和生物相容性，并且安全无毒。聚乙二醇在人体内的代谢过程已相当清楚，是一种安全的、无副作用的合成高分子材料具有无毒、生物相容性好的材料，PEG的使用可以改善聚合物的亲水性。专利CN102989044A公开了一种以丙交酯、己内酯、对二氧环己酮、三亚甲基碳酸酯、乙交酯为起始物制备的共聚物，用于可降解的医用高分子管材的制备。专利CN1803204A共开了一种通过己内酯与丙交酯的无规共聚物与聚乳酸进行共混，制备韧性良好的可吸收生物膜。专利CN101878048A中提到了丙交酯与己内酯所形成的共聚物具有柔韧的性能，可以应用为医用植入体以及人工硬脑膜等。但是以上发明公开的共聚改性的材料普遍存在一个缺点，即在提高材料断裂伸长率的同时会导致材料拉伸强度的下降。

有研究表明，聚乳酸的左旋和右旋聚乳酸两种旋光异构体及其混合体-外消旋聚乳酸对其力学性能和生物降解性能方面有较大影响，如专利CN100462387C提到左旋丙交酯-己内酯共聚物与不同比例左旋/右旋丙交酯-己内酯共聚物在降解周期和力学特性方面有很大差距，但是该共聚物采用的己内酯结晶度比较高，亲水性较差，使其生物降解非常缓慢。

PLA在体内代谢会产生乳酸，乳酸的累积会导致PLA植入部位组织的pH值下降，而且PLA的疏水性会影响细胞在其表面的粘附和生长。有报道采用磷酸三钙、羟基磷灰石、碳酸氢钠、壳聚糖、赖氨酸等碱性物质通过物理共混的方式对PLA及其衍生物进行改性。专利CN103319696A公开了以羟基磷灰石、丙交酯、乙交酯、己内酯进行共聚，制备羟基磷灰石/可生物降解聚酯复合材料，用于骨组织缺损的修复支架，羟基磷灰石由于其优异的生物相容性及其与骨组织相似的成分特性，有利于骨缺损的修复。但是，该技术仅仅利用简单的机械共混的方法对聚乳酸及其衍生物进行改性，碱性添加物和聚合物基质间缺乏有效的键合，同时碱性物质在聚合物基体中易于团聚，并由此造成两相间的薄弱点，大幅降低材料的力学性能。专利CN 1872355A报道将多肽链段精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸引入聚合物端基，但是该多肽同时含有酸性氨基酸——天冬氨酸，降解过程中会进一步降低组织的pH值，不利于患者健康。

发明内容