專利名稱：一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料及宮內(nèi)節(jié)育器領(lǐng)域，具體為一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含 銅宮內(nèi)節(jié)育器，該宮內(nèi)節(jié)育器包含具有多孔結(jié)構(gòu)的聚合物骨架及分布其中的金屬粒子，它 是在制備具有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器的過程中、通過加載致孔劑以及隨后的 致孔劑萃取清除而制備得到的一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器。
背景技術(shù)：
中國是一個(gè)人口大國。龐大的人口基數(shù)及每年近千萬的增長數(shù)量嚴(yán)重制約著中國 的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和持續(xù)發(fā)展，統(tǒng)籌解決好人口問題是社會(huì)主義初級階段的中國所必 須面臨的重大而緊迫的戰(zhàn)略任務(wù)?？刂迫丝诘倪^快增長、通過各種避孕措施來有效推進(jìn)計(jì) 劃生育基本國策是計(jì)劃生育工作堅(jiān)定不移的核心。因此，研制開發(fā)長效而安全的新型宮內(nèi) 節(jié)育器是一件關(guān)系國計(jì)民生的大事。宮內(nèi)節(jié)育器(IUD)是國內(nèi)外廣泛采用的一種避孕器具。在我國當(dāng)前2.30億采用 各種避孕措施的已婚育齡女性中，有近50%的IUD使用者，且IUD使用者的數(shù)量還在逐年增 加。然而，臨床上常見的出血和疼痛等副反應(yīng)問題一直是避孕效果優(yōu)異、占有90%以上IUD 市場份額的含銅IUD進(jìn)一步推廣應(yīng)用的障礙。為了減小現(xiàn)有裸銅結(jié)構(gòu)IUD臨床上存在的出 血和疼痛等常見副反應(yīng)，我們研制開發(fā)了以低密度聚乙烯(LDPE)等醫(yī)用高分子材料為基 體、納米銅或微米銅等活性物質(zhì)為分散粒子的骨架型致密結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD。研究業(yè)已 表明，致密結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD在保持現(xiàn)有裸銅結(jié)構(gòu)IUD優(yōu)異避孕效果的同時(shí)，能大幅度 減輕臨床上的出血和疼痛等副反應(yīng)。然而，致密結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD并非十全十美。我們尚未發(fā)表的研究結(jié)果表明， 致密結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD在其銅離子釋放速率能夠確保避孕效果(不小于2. 0 μ g/day) 之前，其中銅粒子轉(zhuǎn)化為銅離子的量約為三分之一，即致密結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD中銅粒 子的有效利用率僅為三分之一左右，因而在銅粒子含量保持不變的情況下嚴(yán)重限制了該類 復(fù)合材料IUD的使用壽命。因此，我們試圖在致密結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD的基礎(chǔ)上，研究開 發(fā)一種能夠有效增大銅粒子的有效利用率、進(jìn)而在銅粒子含量保持不變的情況下能夠有效 提高使用壽命的新型復(fù)合材料IUD。致密結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD是一種典型的骨架控釋系統(tǒng)，其銅離子的釋放速率與 骨架中的孔隙率和骨架中銅顆粒轉(zhuǎn)化為銅離子的總濃度密切相關(guān)。研究表明，通過提高骨 架中的孔隙率來增大宮腔液進(jìn)入骨架的通道，進(jìn)而增大銅粒子與宮腔液接觸的機(jī)率，從而 使骨架中更多的銅粒子轉(zhuǎn)化為銅離子即提高銅粒子的有效利用率，可最終達(dá)到銅粒子加入 量保持不變卻能有效延長復(fù)合材料IUD使用壽命的目的。基于此種背景，我們研究開發(fā)了一種全新的、具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD，該新型IUD因多孔結(jié)構(gòu)的引入而能夠有效提高其中銅粒子的利用率，進(jìn)而可在銅粒子加入量保持不變的情況 下有效提高復(fù)合材料IUD的使用壽命。本發(fā)明提供的一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD，其特征在于包含具有多 孔結(jié)構(gòu)的聚合物骨架及分布其中的金屬粒子，所述金屬粒子的含量為0. 50 50%，余量為 聚合物骨架；所述金屬粒子為納米銅粒子或微米銅粒子，或銅和鋅或/和銀固溶形成的金屬粒 子，或銅和鋅或/和銀的粒子的機(jī)械混合物，在金屬粒子、基體聚合物與致孔劑三者的混合 物中，由銅和鋅組成金屬粒子時(shí)鋅的重量百分比為三者的混合物總重量的0. 05 5%，由 銅和銀組成金屬粒子時(shí)銀的重量百分比為三者的混合物總重量的0. 05 5%，由銅、鋅和 銀組成金屬粒子時(shí)銀和鋅的總重量百分比為三者的混合物總重量的0. 05 5% ；所述聚合物骨架為低密度聚乙烯、硅橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或聚氨酯。上述具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD的制備方法包括下述步驟(1)將金屬粒子、基體聚合物和致孔劑混合均勻后，使用塑料熱加工方法將三者的 混合物加工成具有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD，所添加的致孔劑的重量百分比為三者的 混合物總重量的0. 5 50%，所添加的金屬粒子的重量百分比為三者的混合物總重量的 0. 5 40%，且所添加的金屬粒子與所添加的致孔劑的總的重量百分比為三者的混合物總 重量的1 60% ；(2)用萃取溶劑將該致密結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD中的致孔劑清除，最后將清除致 孔劑后的復(fù)合材料IUD進(jìn)行真空干燥而除去其中的萃取溶劑；當(dāng)所述致孔劑為DTBHQ時(shí)，萃取溶劑為乙酸乙酯；當(dāng)所述致孔劑為TBHQ時(shí)，萃取溶劑為丙酮；當(dāng)所述致孔劑為CH3COOK時(shí)，萃取溶劑為乙醇。本發(fā)明在用于制備具有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD的原材料混合物中通過添 加致孔劑，然后將制備得到的具有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD中的致孔劑用合適的溶劑 萃取清除，從而制備得到具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD。相對于具有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材 料含銅IUD，本發(fā)明提供的一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD在完全繼承前者的優(yōu)點(diǎn) 即大幅減輕傳統(tǒng)裸銅結(jié)構(gòu)IUD存在的出血和疼痛等副反應(yīng)之外，還具有一個(gè)明顯的優(yōu)勢 多孔結(jié)構(gòu)的引入，大大增加了聚合物基含銅復(fù)合材料IUD中的孔隙率，為宮腔液的進(jìn)入和 銅離子的釋放提供了更多的通道，可以在銅粒子加入量保持不變的情況下使更多的銅粒子 轉(zhuǎn)化為銅離子即提高銅粒子的有效利用率，進(jìn)而在銅粒子加入量保持不變的情況下有效提 高聚合物基含銅復(fù)合材料IUD的使用壽命。


圖1為本發(fā)明提供的具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD的表面SEM形貌；圖2為本發(fā)明提供的具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD的斷面SEM形貌；圖3為本發(fā)明提供的具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD與具有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材 料含銅IUD在聚合物骨架基體和銅粒子加入量相同情況下的銅離子釋放速率對比曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD，首先是在制備具有致密結(jié) 構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD的原材料即聚合物基體與金屬粒子的混合物中加入一定比例的二 特丁基對苯二酚(DTBHQ)、特丁基對苯二酚(TBHQ)和醋酸鉀(CH3COOK)等可作為致孔劑的 醫(yī)用級無毒物質(zhì)，然后將三者的均勻混合物通過注塑或擠壓成形等塑料熱加工方法制備出具 有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD，接著用乙酸乙酯、乙醇或丙酮等合適的萃取溶劑利用索氏抽 提或浸泡等方法將該復(fù)合材料IUD中的致孔劑清除，最后經(jīng)真空處理清除所用萃取溶劑，就制 備得到具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD，其典型形態(tài)為Y型、T型、Y型、V型和0型等。在制備具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD過程中，所添加致孔劑的重量百分比 為金屬粒子、基體聚合物和致孔劑三者的混合物總重量的0. 5 50%，該致孔劑可以是 DTBHQ、TBHQ和CH3COOK等各種合適的醫(yī)用級無毒物質(zhì)；所使用的萃取溶劑為不與金屬粒子 發(fā)生反應(yīng)但對所添加致孔劑具有較高溶解度的乙酸乙酯、乙醇或丙酮等溶劑；所添加的金 屬粒子，可以是各種粒徑的納米銅粒子或微米銅粒子，或銅和鋅或/和銀固溶形成的金屬 粒子，或銅和鋅或/和銀的粒子的機(jī)械混合物，在金屬粒子、基體聚合物與致孔劑三者的混 合物中，由銅和鋅組成金屬粒子時(shí)鋅的重量百分比為三者的混合物總重量的0. 05 5%， 由銅和銀組成金屬粒子時(shí)銀的重量百分比為三者的混合物總重量的0. 05 5%，由銅、鋅 和銀組成金屬粒子時(shí)銀和鋅的總重量百分比為三者的混合物總重量的0. 05 5%，所添加 的金屬粒子的重量百分比為三者的混合物總重量的0. 5 40%，且所添加的金屬粒子與所 添加的致孔劑的總的重量百分比為三者的混合物總重量的1 60% ；所使用的聚合物基體 材料，可以是低密度聚乙烯、硅橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯等各種生物醫(yī)用高 分子材料中的任一種。按上述要求將聚合物基體材料、金屬粒子、致孔劑三者混合均勻后，采用注塑或擠 壓成形等常規(guī)的熱塑性塑料加工方法一次加工成形，然后用乙酸乙酯、乙醇或丙酮等合適 溶劑通過萃取(如索氏抽提或浸泡等方法)將該復(fù)合材料IUD中的致孔劑清除，最后經(jīng)真 空處理清除所用萃取溶劑，即得到本發(fā)明提供的一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD。將上述方法制備得到的一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD用掃描電鏡觀察， 其表面形貌和斷面形貌分別如圖1和圖2所示，可以看到滿意的孔洞結(jié)構(gòu)，斷面上還能看 到分布其中的銅粒子。將上述方法制備得到的原微米銅含量為25wt%、原致孔劑含量為 20wt%的多孔結(jié)構(gòu)低密度聚乙烯基復(fù)合材料含銅IUD，與微米銅含量為25wt%且表面積同 為450mm2的同形狀致密結(jié)構(gòu)低密度聚乙烯基復(fù)合材料含銅IUD，各取一個(gè)試樣分別置于 37士0. 5°C的20ml模擬宮腔液中連續(xù)跟蹤其銅離子釋放，每隔一段時(shí)間測量一次，且每次 在測量之前24小時(shí)更換新鮮的模擬宮腔液，具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD與具有致密 結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD在基體和銅粒子加入量相同情況下的銅離子釋放速率對比曲線 如圖3所示，可見多孔結(jié)構(gòu)的引入可有效提高銅離子的釋放速率，預(yù)示著具有多孔結(jié)構(gòu)的 復(fù)合材料含銅IUD可大幅提高其中銅粒子的有效利用率并在銅粒子加入量保持不變的情 況下有效提高復(fù)合材料IUD的使用壽命。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例中所涉及的聚合物基體材料 均為市售醫(yī)用級、致孔劑均為市售化學(xué)試劑級、納米銅粒子為實(shí)驗(yàn)室自己制備[Xie CS, et al. Nanostruct. Mater. 11(1999) 1061-1066]、微米銅粒子為售化學(xué)試劑級。下面以具體的實(shí)施例來說明該種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD的制備過程。實(shí)施例1稱取25g納米銅粒子、70g醫(yī)用級低密度聚乙烯(LDPE)，5g 二特丁基對苯二酚 (DTBHQ)，采用預(yù)混、共混、壓注或注塑等方法，首先制備出含致孔劑的具有致密結(jié)構(gòu)的低密 度聚乙烯基復(fù)合材料含銅IUD ；然后用乙酸乙酯作為萃取溶劑，在索氏抽提器中將具有致 密結(jié)構(gòu)的低密度聚乙烯基復(fù)合材料含銅IUD中的DTBHQ清除，再將萃取致孔劑后的復(fù)合材 料IUD進(jìn)行真空干燥而去除其中的萃取溶劑，就制備得到該種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含 銅 IUD。實(shí)施例2稱取20g微米銅粒子、65g醫(yī)用級硅橡膠(SIR)，15g特丁基對苯二酚(TBHQ)，再加 入少量硫化劑，采用預(yù)混、共混、壓注或注射成形后硫化等方法，首先制備出含致孔劑的具 有致密結(jié)構(gòu)的硅橡膠基復(fù)合材料含銅IUD ；然后用丙酮作為萃取溶劑，通過在丙酮中長時(shí) 間浸泡將具有致密結(jié)構(gòu)的硅橡膠基含銅復(fù)合材料含銅IUD中的TBHQ清除，再將萃取致孔劑 后的復(fù)合材料IUD進(jìn)行真空干燥而去除其中的萃取溶劑，就制備得到該種具有多孔結(jié)構(gòu)的 復(fù)合材料含銅IUD。實(shí)施例3-20均采用與實(shí)施例1或?qū)嵤├?類似的方法制備，其中所制備的具有多 孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD的原始組成成分、所用萃取溶劑、多孔結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD中 金屬粒子的含量與IUD形態(tài)如表1所示，表1中LDPE為低密度聚乙烯、SIR為硅橡膠、EVA 為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、PU為聚氨酯、DTBHQ為二特丁基對苯二酚、TBHQ為特丁基對苯二酚。表1各實(shí)施例中多孔結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD的原始組成成分、制備所用萃取溶劑、 多孔結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD中銅粒子的含量與IUD形態(tài)
權(quán)利要求
一種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器，其特征在于該宮內(nèi)節(jié)育器包含有金屬粒子和具有多孔結(jié)構(gòu)的聚合物骨架，所述金屬粒子分散在聚合物骨架中，金屬粒子的含量為0.50～50％，余量為聚合物骨架；所述金屬粒子為納米銅粒子或微米銅粒子，或銅和鋅或/和銀固溶形成的金屬粒子，或銅和鋅或/和銀的粒子的機(jī)械混合物，在金屬粒子、基體聚合物與致孔劑三者的混合物中，由銅和鋅組成金屬粒子時(shí)鋅的重量百分比為三者的混合物總重量的0.05～5％，由銅和銀組成金屬粒子時(shí)銀的重量百分比為三者的混合物總重量的0.05～5％，由銅、鋅和銀組成金屬粒子時(shí)銀和鋅的總重量百分比為三者的混合物總重量的0.05～5％；所述聚合物骨架為低密度聚乙烯、硅橡膠、乙烯 醋酸乙烯酯共聚物或聚氨酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器，其特征在于金 屬粒子的含量為17. 65 37. 50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器，其特征在于該 復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器按下述過程制備(1)首先將金屬粒子、基體聚合物和致孔劑混合均勻后，使用塑料熱加工方法將三者的 混合物加工成具有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器，所添加的致孔劑的重量百分比為 三者的混合物總重量的0. 5 50%，所添加的金屬粒子的重量百分比為三者的混合物總重 量的0. 5 40%，且所添加的金屬粒子與所添加的致孔劑的總的重量百分比為三者的混合 物總重量的1 60% ；(2)然后用萃取溶劑將該具有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器中的致孔劑清除， 最后將清除致孔劑后的復(fù)合材料宮內(nèi)節(jié)育器進(jìn)行真空干燥而除去其中的萃取溶劑；當(dāng)所述致孔劑為DTBHQ時(shí)，萃取溶劑為乙酸乙酯；當(dāng)所述致孔劑為TBHQ時(shí)，萃取溶劑為丙酮；當(dāng)所述致孔劑為CH3COOK時(shí)，萃取溶劑為乙醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器，其特征在于步 驟(1)中所添加的致孔劑的重量百分比為所述三者的混合物總重量的5 25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器，其特征在于 所添加的金屬粒子的重量百分比為三者的混合物總重量的15 30%，且所添加的金屬粒 子與所添加的致孔劑的總的重量百分比為三者的混合物總重量的30 50%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有的多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅宮內(nèi)節(jié)育器(IUD)，該IUD包含具有多孔結(jié)構(gòu)的聚合物骨架及分散其中的金屬粒子，它是通過將金屬粒子、基體聚合物和致孔劑三者的均勻混合物經(jīng)注塑或壓注等得到的致密結(jié)構(gòu)復(fù)合材料含銅IUD中的致孔劑萃取清除而獲得。這種具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD，在完全繼承具有致密結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料含銅IUD的優(yōu)點(diǎn)即大幅減輕傳統(tǒng)裸銅結(jié)構(gòu)IUD帶來的出血和疼痛等副反應(yīng)之外，還具有一個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢，即多孔結(jié)構(gòu)的引入可大幅提高銅粒子的有效利用率，進(jìn)而在銅粒子加入量保持不變的情況下有效提高該復(fù)合材料IUD的使用壽命。
文檔編號A61L31/14GK101934100SQ20101024311
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者夏先平, 張偉偉, 朱長虹, 蔡水洲, 謝長生 申請人:華中科技大學(xué)