專利名稱：一種木糖醇基彈性體復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種木糖醇基彈性體復(fù)合材料及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
與金屬、陶瓷相比，生物醫(yī)用高分子材料與人體組織更加匹配，且容易改性和加工成型。由于人體的大多數(shù)組織和器官本身具有彈性，所以，具有高彈性的生物彈性體或生物橡膠更適合于醫(yī)用領(lǐng)域，如藥物緩釋載體、止血?jiǎng)?、骨蠟、組織工程支架和外科手術(shù)防粘連膜等方面。生物彈性體是一類具有一定生物相容性，且模量在0. lMPa-20MPa之間的用于診斷、治療、修復(fù)或替換機(jī)體中的組織、器官或增進(jìn)其功能的高分子材料。在目前報(bào)道的生物彈性體中，研究和應(yīng)用最多的是硅橡膠和聚氨酯，隨著臨床醫(yī)學(xué)和組織工程的發(fā)展，對(duì)生物醫(yī)用材料的性能要求越來越高，傳統(tǒng)的生物彈性體在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用存在一定限制。因此開發(fā)具有優(yōu)良生物相容性、力學(xué)性能等新型生物彈性體已成為趨勢(shì)。聚酯類彈性體兼具良好的生物相容性、生物降解性和熱加工性能，并以其自身具有的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、優(yōu)良的柔韌性及與相應(yīng)組織的匹配性等優(yōu)于其他高分子材料而得到人們的關(guān)注。最近，“Advanced Materials, 2004,16(6) :511-516 =Novel citric acid-based biodegradable elastomers for tissue engineering"——文中 艮: 了以酸和辛二醇為原料，合成了網(wǎng)絡(luò)型聚檸檬酸辛二醇酯生物彈性體，該彈性體具有良好的生物相容性、力學(xué)性能和生物降解性能。木糖醇屬于生物單體，是人體的中間代謝產(chǎn)物，與其他單體共聚時(shí)，其聚合物具有較好的生物相容性、生物降解性和低毒性；而且，木糖醇屬于多羥基單體，可以通過改變共聚單體的種類和組成來調(diào)節(jié)聚合物的交聯(lián)密度，從而實(shí)現(xiàn)性能可控。然而，木糖醇基彈性體的力學(xué)性能不佳，還有待于提高。羥基磷灰石(HA)是天然骨組織的重要組成部分，具有良好的生物相容性和生物活性，被認(rèn)為是最有前途的陶瓷人工齒和人工骨置換材料，常被用作骨替代材料。但其機(jī)械性能不佳，易脆，對(duì)負(fù)荷承載性差，不能完全適宜于骨組織工程的要求。目前，采用HA改性聚合物的研究較多(《生物降解高分子/羥基磷灰石復(fù)合材料研究進(jìn)展》，高分子通報(bào)，2009年，第4期，58-63)，將HA與聚合物復(fù)合制備聚合物/磷灰石復(fù)合材料，該材料的物理機(jī)械性能和骨組織的生物相容性有所提高。然而，HA和聚合物材料基體間的界面粘結(jié)性差以及HA在聚合物基體中分散不均勻成為此類材料力學(xué)性能進(jìn)一步提高的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
木糖醇和癸二酸均為FDA認(rèn)證單體，對(duì)人體無毒，其共聚物可在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用。木糖醇屬于多羥基單體，其與癸二酸共聚得到聚酯彈性體，其聚合物彈性體中含有大量未反應(yīng)的羥基。眾所周知，羥基磷灰石表面也含有豐富的羥基，如果將羥基磷灰石與木糖
3醇基彈性體復(fù)合，將克服HA和聚合物材料基體間的界面粘結(jié)性差等問題，可大幅度提高聚合物材料的力學(xué)性能?；谝陨显颍景l(fā)明人利用原位聚合法開發(fā)了一種含有HA的木糖醇基彈性體復(fù)合材料，該復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度高。在制備本發(fā)明的木糖醇基彈性體復(fù)合材料過程中，羥基磷灰石不需要進(jìn)行任何現(xiàn)有技術(shù)的處理，無催化劑，工藝簡單易于操作。因此，本發(fā)明的目的是提供含有羥基磷灰石的木糖醇基彈性體復(fù)合材料，其具有良好的拉伸性能。本發(fā)明的另一目的是提供所述復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明中的一種木糖醇基彈性體復(fù)合材料，其特征在于該種彈性體復(fù)合材料中包含有復(fù)合的以下組分木糖醇基彈性體和羥基磷灰石；羥基磷灰石與木糖醇基彈性體的重量比為(0.1 80) 100，優(yōu)選(0. 2 60) 100，更優(yōu)選(0. 5 40) 100。本發(fā)明中復(fù)合材料的羥基磷灰石包括現(xiàn)有技術(shù)所公開的各種類型的羥基磷灰石。本發(fā)明中復(fù)合材料中的木糖醇基彈性體，其特征在于由木糖醇和癸二酸共聚而得，木糖醇癸二酸的摩爾比為1 (0. 1 5)，優(yōu)選1 (0. 2 4)，更優(yōu)選1 (0. 4 3)。本發(fā)明中復(fù)合材料中的木糖醇基彈性體，以木糖醇和癸二酸為共聚單體，無需催化劑，采用原位逐步縮聚的方法獲得。所述復(fù)合材料由包含有以下步驟之一的方法制備而得a.按配比稱取木糖醇和癸二酸置于反應(yīng)器中，升溫至140 170°C，待反應(yīng)物完全熔融，攪拌反應(yīng)4 他，得到預(yù)聚物后，加入一定質(zhì)量的HA，繼續(xù)攪拌1 4h，將產(chǎn)物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中120 150°C下交聯(lián)10 24h完成后，即得到木糖醇基彈性體復(fù)合材料。b.按配比稱取木糖醇、癸二酸和HA置于反應(yīng)器中，升溫至140 170°C，待反應(yīng)物完全熔融，攪拌反應(yīng)4 10h，得到預(yù)聚物，將預(yù)聚物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中120 150°C下交聯(lián)10 24h完成后，即得到木糖醇基彈性體復(fù)合材料。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的木糖醇基彈性體復(fù)合材料中的拉伸性能比未改性的木糖醇基彈性體大幅提高，同時(shí)，還能通過調(diào)整共聚單體配比及HA含量得到不同力學(xué)性能的復(fù)合材料。該材料可用于藥物緩釋載體、止血?jiǎng)⒐窍?、組織工程支架和外科手術(shù)防粘連膜。


圖1羥基磷灰石/聚酯彈性體復(fù)合材料的透射電鏡圖。圖中黑色陰影為羥基磷灰石。
具體實(shí)施例方式對(duì)比例1稱取木糖醇15. 2g(0. lmol)，癸二酸40.4g(0.2mol)，加入反應(yīng)器中，加熱升溫至 160°C，使反應(yīng)物完全熔融，開始攪拌并抽真空，恒溫反應(yīng)他后，得到預(yù)聚物。將所得預(yù)聚物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中，120°C下交聯(lián)Mh，即得到木糖醇基彈性體，再進(jìn)行裁剪制備標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)試。其結(jié)果見表1。實(shí)施例1稱取木糖醇15. 2g(0. lmol)，癸二酸40.4g(0.2mol)，加入反應(yīng)器中，加熱升溫至 1600C，使反應(yīng)物完全熔融，開始攪拌并抽真空，恒溫反應(yīng)他后，加入羥基磷灰石0. 56g，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，得到預(yù)聚物。將所得預(yù)聚物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中，120°C下交聯(lián)Mh，即得到木糖醇基彈性體復(fù)合材料，再進(jìn)行裁剪制備標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)試。其結(jié)果見表1。實(shí)施例2除了加入羥基磷灰石2. 78g以外，其余條件均與實(shí)施例1相同。所得復(fù)合材料進(jìn)行裁剪制備標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)試。其結(jié)果見表1。實(shí)施例3除了加入羥基磷灰石5. 56g以外，其余條件均與實(shí)施例1相同。所得復(fù)合材料進(jìn)行裁剪制備標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)試。其結(jié)果見表1。實(shí)施例4除了加入羥基磷灰石8. 34g以外，其余條件均與實(shí)施例1相同。所得復(fù)合材料進(jìn)行裁剪制備標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)試。其結(jié)果見表1。表 權(quán)利要求
1.一種木糖醇基彈性體復(fù)合材料，其特征在于包含木糖醇基彈性體和羥基磷灰石，羥基磷灰石與木糖醇基彈性體的重量比為(0. 1 80) 100，優(yōu)選(0.2 60) 100，更優(yōu)選(0. 5 40) 100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木糖醇基彈性體復(fù)合材料，其特征在于彈性體由木糖醇和癸二酸共聚獲得，木糖醇癸二酸的摩爾比為1 (0. 1 幻，優(yōu)選1 (0.2 4)，更優(yōu)選 1 (0. 4 3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木糖醇基彈性體復(fù)合材料，其特征在于無需催化劑、采用原位逐步縮聚的方法獲得，具體包含有以下步驟之一a.按配比稱取木糖醇和癸二酸置于反應(yīng)器中，升溫至140 170°C，待反應(yīng)物完全熔融，攪拌反應(yīng)4 他，得到預(yù)聚物后，加入一定質(zhì)量的羥基磷灰石，繼續(xù)攪拌1 4h，將產(chǎn)物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中120 150°C下交聯(lián)10 24h完成后，即得到木糖醇基彈性體復(fù)合材料；b.按配比稱取木糖醇、癸二酸和羥基磷灰石置于反應(yīng)器中，升溫至140 170°C，待反應(yīng)物完全熔融，攪拌反應(yīng)4 10h，得到預(yù)聚物，將預(yù)聚物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平， 放入真空烘箱中120 150°C下交聯(lián)10 24h完成后，即得到木糖醇基彈性體復(fù)合材料。
全文摘要
一種木糖醇基彈性體復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明利用原位聚合法將羥基磷灰石與木糖醇彈性體復(fù)合制備木糖醇基彈性體復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有良好的拉伸性能。本發(fā)明制備方法簡單，無催化劑，工藝簡單易于操作，同時(shí)，還能通過調(diào)整共聚單體配比及羥基磷灰石含量得到不同力學(xué)性能的復(fù)合材料。該材料可用于藥物緩釋載體、止血?jiǎng)?、骨蠟、組織工程支架和外科手術(shù)防粘連膜等。
文檔編號(hào)A61L15/26GK102417695SQ20111040451
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者東為富, 倪忠斌, 吳畏, 李婷, 趙榮琦, 陳明清 申請(qǐng)人:江南大學(xué)