專利名稱：可注射型快速固化醫(yī)用聚氨酯組合物及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可優(yōu)先適用但并非僅限于牙科填充材料的可注射型快速固化醫(yī)用聚氨酯組合物，以及該組合物的制備方法。
背景技術(shù)：
在牙疾病治療中，根管治療術(shù)又稱牙髓治療，是將全部牙髓清除后，用根管充填材料嚴(yán)密充填根管，以保存患牙的方法，是醫(yī)學(xué)中治療牙髓壞死和牙根感染的一種手術(shù)。由于其保留了牙齒，因而是與拔牙術(shù)互補(bǔ)治療牙髓病和根尖周病的最有效方法，其中的根管充填是這一治療技術(shù)的關(guān)鍵步驟。
根管系統(tǒng)不是單一的規(guī)整管道，其旁枝末節(jié)較多，是一種復(fù)雜的管道組合。治療中如果不能嚴(yán)密封閉這些通道，會(huì)使細(xì)菌殘留繁殖，最終會(huì)導(dǎo)致根管治療失敗。根充填材料的主要作用是封閉根尖，防止細(xì)菌的侵入和細(xì)菌產(chǎn)物從根管系統(tǒng)擴(kuò)散到根尖周組織。如何嚴(yán)密充填根管是現(xiàn)今國際上研究的熱點(diǎn)。其中，采用液體充填材料的根充方法均為注入或?qū)氤涮罘?，雖操作簡單，對(duì)設(shè)備要求不高，也避免了器械擴(kuò)大可能造成的創(chuàng)傷和感染擴(kuò)散，但其材料本身的不足限制了其應(yīng)用前景。目前臨床常用的根管充填材料主要為樹脂類材料、鈣磷糊劑等，以熱塑性牙膠(Gutta-percha, GP)應(yīng)用最為廣泛。但目前臨床常用的如GP-氧化鋅丁香油糊劑體系、聚甲基丙烯酸甲酯、Re s i I on/Epiphany體系等樹脂類材料，均為收縮性材料體系，其固化過程及固化后均會(huì)產(chǎn)生一定的收縮，導(dǎo)致根管充填后微滲漏的產(chǎn)生，從而造成根管治療的失敗。理想的根管充填材料應(yīng)具備的條件包括容易置放；至少使用過程中可為液態(tài)或半固態(tài)、但最終須成為固態(tài)；方便取出；不刺激牙根尖周圍組織；可封閉根管側(cè)支及根尖部；對(duì)濕氣不敏感；具有抑菌性；材料無菌等。在目前的醫(yī)療實(shí)踐中，人工合成材料已被廣泛用于松質(zhì)骨缺損填充。其中以羥基磷灰石為代表的磷灰石類無機(jī)材料因其組成與人體硬組織中的無機(jī)成分非常相似而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到廣泛的重視。但迄今在臨床上應(yīng)用的磷灰石類骨水泥材料固化后力學(xué)性能較差，易脆裂不能承重，且較難全部取出。另一種人工合成材料聚甲酯丙烯酸甲酯PMMA骨水泥可根據(jù)缺損部位的形狀塑形，但其固化過程放熱，且不具有生物相容性。聚氨酯是一類重要的工程和醫(yī)學(xué)塑料，具有良好的加工性能，可以通過改變參加反應(yīng)的多異氰酸酯或者多元醇來改變聚氨酯的性能，還可以通過調(diào)整參加反應(yīng)的硬段和軟段的比例改變聚氨酯的性能。聚氨酯優(yōu)良的力學(xué)性能能夠滿足工程及醫(yī)學(xué)上的各種需要。傳統(tǒng)的聚氨酯材料主要用于工業(yè)領(lǐng)域。目前大多數(shù)聚氨酯研究體系都以芳香異氰酸酯為原料，其游離單體和降解產(chǎn)物存在潛在的生物毒性。如4，4-亞甲基-二苯基二異氰酸酯(4，4’-methylenebis phenyl isocyanate, MDI)和甲苯二異氰酸酯(Toluenediisocyanate, TDI)是最常用的合成原料，這兩種原料的降解產(chǎn)物會(huì)產(chǎn)生如芳香胺等有毒和致癌物質(zhì)(Scott M. Arnold, Michael A. Collins, et al. , Regulatory Toxicologyand Pharmacology, 2012, http://dx.do1.Org/10.1016/j.yrtph. 2012. 07. 006;Umaprasana Ojha, Pallavi Kulkarni, Polymer, 2009, Vol. 50, No. 15: 3448-3457),從而限制了它們?cè)谏镝t(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來，已有少量涉及聚氨酯的可注射固化物研究。如Lee等以聚丁烯已二酸(Polybutyleneadipate)、1，6_ 己二異氰酸酯(1，6_diisocyanatohexane, HDI)和1，4-丁二醇(1,4-butane diol, 1，4-BD)為原料開發(fā)具有光固化特性的根管充填材料(Bor-sbiunn Lee, Chen-ying Wang, Yen-yin Fang, Kuo-huang Hsieb, and Cbun-pinLin, J Endod, 2011，37: 246-249)。但光固化效用難以在根管深部作用，聚合轉(zhuǎn)化率低。目前對(duì)聚氨酯根管充填材料的研究已有報(bào)道，但其固化12天后轉(zhuǎn)化率仍不到70% (Kuo-Huang Hsieb, ken-hsuan Liao, et al. J Endod, 2008, Vol. 34, No. 3:303-305)，其殘余單體易造成化學(xué)刺激，激發(fā)細(xì)胞炎性反應(yīng)，易導(dǎo)致根管充填失效。由于臨床需求的嚴(yán)格性，盡管目前已有多項(xiàng)技術(shù)報(bào)道能實(shí)現(xiàn)聚氨酯的可注射固化，但仍需具有生物安全邊際的改良聚氨酯組合物，而且其高轉(zhuǎn)化率和低生物毒性將有利于聚氨酯材料在包括牙科在內(nèi)的各種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明首先提供了一種具有無毒、無致癌作用、對(duì)濕氣不敏感、在室溫下可注射、固化速度快轉(zhuǎn)化率高、固化后產(chǎn)品性能優(yōu)良等特點(diǎn)，可用于包括牙科根管充填和骨水泥骨科修復(fù)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的醫(yī)用聚氨酯組合物。本發(fā)進(jìn)一步還提供了該組合物的制備方法。本發(fā)明的可注射型快速固化醫(yī)用聚氨酯組合物，基本組成分是混合后可以固化的聚氨酯成分(A)和固化劑(B)，其中的聚氨酯成分為由脂肪族二異氰酸酯與多元醇的聚合物，優(yōu)選聚合度為5-17的聚氨酯成分，且
聚氨酯成分(A)中，脂肪族二異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為(0. 5^4) :1,多元醇由以質(zhì)量比(I(TlOO) :1的大分子直鏈多元醇聚合物與Cy小分子多元醇擴(kuò)鏈劑共同組成；大分子直鏈多元醇聚合物的分子量為100(T5000 ;(V4小分子多元醇的分子量為50 800。固化劑(B)，由為固化劑質(zhì)量2(Γ60%的小分子多元醇、5飛0%的催化劑組成；所說的小分子多元醇包括分子量為50-800的1，4 丁二醇、聚乙二醇、乙二醇、丙三醇、聚四氫呋喃醚二醇中的至少一種；所說的催化劑為辛酸亞錫或包括二甲基乙醇胺(DMEA)、三乙醇胺(TEA)、三亞乙基二胺(TEDA)中的至少一種，催化劑小分子多元醇的質(zhì)量比=1:(廣5)。在上述組成的基礎(chǔ)上，本發(fā)明所說的該組合物組成中，還可以進(jìn)一步含有組合物總質(zhì)量ο. Γιο%的抗菌成分，其中可優(yōu)選為納米銀粉末或含銀制劑、鋅的氧化物或鋅鹽等無機(jī)類抗菌成分；和/或還含有組合物總質(zhì)量5飛5%的納米羥基磷灰石粉末，或是含有組合物總質(zhì)量5~65%的負(fù)載有抗菌成分的納米羥基磷灰石粉末(制備方法等可參考Therelease properties of silver ions from Ag-nHA/Ti02/PA66 antimicrobial compositescaffolds, Xia Wuj Jidong Li，LiWangj Di Huang, Yi Zuo and Yubao Li，BIOMEDICALMATERIALS, 5 (2010) 044105 (7pp)等文獻(xiàn))，其中負(fù)載的抗菌成分含量為所說納米羥基磷灰石粉末質(zhì)量的0. 1~5％，并同樣優(yōu)選納米銀粉末或含銀制劑、或者鋅的氧化物或鋅鹽等無機(jī)類抗菌成分。
在本發(fā)明上述組合物的基礎(chǔ)上，還可以單獨(dú)或任意組合地選擇采取更進(jìn)一步的優(yōu)選方式還包括
所說的聚氨酯成分(A)中，脂肪族二異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比可以為(1.3^1.7):1 ;其中，
所說的脂肪族二異氰酸酯，可以為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，賴氨酸二異氰酸酯(LDI)，六甲撐二異氰酸酯(HDI)中的一種；
更優(yōu)選的脂肪族二異氰酸酯是異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)；
所說的聚氨酯成分(A)中，多元醇中的大分子直鏈多元醇聚合物的分子量范圍可以為1000 3000 ;其中，
大分子直鏈多元醇聚合物可以為聚乙二醇(PEG)、聚四氫呋喃醚二醇(PTMEG)、聚丙二醇、聚醚三醇中的一種；
更優(yōu)選的大分子直鏈多元醇聚合物是分子量為180(Γ3000的聚四氫呋喃醚二醇(PTMEG)；
所說的聚氨酯成分(A)中Cy小分子多元醇擴(kuò)鏈劑的分子量范圍優(yōu)選的是5(Γ300，更優(yōu)選的是1，4 丁二醇、聚乙二醇、乙二醇或丙三醇；
固化劑(B)中所說的小分子多元醇的分子量優(yōu)選為300-600，和/或優(yōu)選聚乙二醇； 固化劑(B)中所說的催化劑優(yōu)選辛酸亞錫；
固化劑(B)組成中的催化劑小分子多元醇的優(yōu)選質(zhì)量比為1:2 ；
固化劑(B)中還可以進(jìn)一步含有為其質(zhì)量f 15%和pH 7、堿性化合物水溶液，如碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉常用堿性化合物的水溶液，可有利于減少固化過程中產(chǎn)生的氣泡。本發(fā)明上述組合物中在使用時(shí)，所說聚氨酯成分(A)與固化劑(B)的固化混合質(zhì)量比一般可以為(70 99) : (3(Tl);更優(yōu)選的混合質(zhì)量比例是聚氨酯成分固化劑=90:10。試驗(yàn)結(jié)果顯示，使用時(shí)，本發(fā)明上述組合物中的聚氨酯成分和固化劑可同時(shí)用注射器使其混合擠出后，常溫下30秒即可開始固化，尤其在含水環(huán)境中更可以實(shí)現(xiàn)快速固化，且固化完全后具有微膨脹的特性，膨脹率< 5%，快速固化24小時(shí)后，組合物中聚氨酯的異氰酸根轉(zhuǎn)化率>90%。本發(fā)明上述組合物的基本制備方法是，將所說比例的分子量100(Γ5000的大分子直鏈多元醇聚合物與脂肪族二異氰酸酯，于5(T8(TC在如的氮?dú)獾瘸Ｓ枚栊詺怏w保護(hù)下反應(yīng)3 48小時(shí)，優(yōu)選反應(yīng)5飛小時(shí)，然后再加入所說比例的分子量為5(Γ800的C^4小分子多元醇繼續(xù)反應(yīng)，優(yōu)選至所說的聚合度范圍，即得到所說的聚氨酯聚合物(Α)。固化劑(B)則以所說比例的小分子多元醇與催化劑混合而成。在上述制備方法的基礎(chǔ)上，在所說聚合反應(yīng)的大分子直鏈多元醇聚合物與脂肪族二異氰酸酯原料中，特別是在其中的大分子直鏈多元醇聚合物中，如果同時(shí)還混合有上述的抗菌成分、納米羥基磷灰石粉末或載銀納米羥基磷灰石粉末中的一種后，再進(jìn)行所說的聚合反應(yīng)，則可以得到同時(shí)還含有這些添加成分的聚氨酯聚合物(Α)，及含有這些添加成分的相應(yīng)組合物。其中納米輕基磷灰石粉末的制備，可以參考包括“The release propertiesof silver ions from Ag-nHA/Ti02/PA66 antimicrobial composite scaffolds, Xia ffu,Jidong Li, Liffang, Di Huang, Yi Zuo and Yubao Li, BIOMEDICAL MATERIALS, 5 (2010)044105 (7pp) ”等在內(nèi)的目前已有文獻(xiàn)報(bào)道的已知方法。實(shí)際使用中，本發(fā)明上述組合物還可以根據(jù)臨床需要與目前已有的其它材料配合使用，例如在用于牙科治療時(shí)，還可以與牙膠尖或聚氨酯細(xì)條等材料配合使用，使對(duì)根管的充填更加完善，密封更加徹底。本發(fā)明可注射型快速固化醫(yī)用聚氨酯組合物，是一種無毒、無致癌作用、對(duì)濕氣不敏感、在室溫下可注射、固化速度快且轉(zhuǎn)化率高、固化后產(chǎn)品性能優(yōu)良的生物醫(yī)學(xué)材料，具有良好的生物相容性,并能具有良好的抗菌性能,混合后30分鐘內(nèi)的硬度可大于O. 32 N/mm2,固化24小時(shí)后轉(zhuǎn)化率大于90%,因而在包括牙科包括牙科根管充填和骨水泥骨科修復(fù)等在內(nèi)的多種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。以下結(jié)合由附圖所示實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng) 包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的醫(yī)用聚氨酯組合物固化24小時(shí)后與小鼠成纖維細(xì)胞L929分別共培養(yǎng)三天和五天后的掃描電鏡照片。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的醫(yī)用聚氨酯組合物混合后異氰酸根殘留情況的紅外光譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
將聚四氫呋喃醚二醇(PTMEG，分子量2000)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，然后加入異佛爾酮二異氰酸酯(II3DI)(異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為1.5:1)，在5(T80°C反應(yīng)5飛小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇(其與PTMEG的質(zhì)量比為1:45)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境和轉(zhuǎn)速約60r/min攪拌下反應(yīng)，得到聚合度為8、的聚氨酯聚合物組分A。將聚乙二醇(分子量600)、三乙醇胺(TEA)、辛酸亞錫按質(zhì)量比5:1:1混合制得組分B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比5:1混合，充分?jǐn)嚢鐸分鐘左右，使其固化。上述的聚氨酯組合物固化24小時(shí)后與小鼠成纖維細(xì)胞L929分別共培養(yǎng)三天和五天后的掃描電鏡照片如圖1所示。圖中的a和c分別是材料與小鼠成纖維細(xì)胞L929培養(yǎng)三天和五天后的狀態(tài)，其中b是a的局部放大圖，d是c的局部放大圖。由圖中可見，細(xì)胞已粘附生長在材料表面，并且在第五天時(shí)細(xì)胞開始交匯，并出現(xiàn)層狀生長。說明材料具有良好的生物相容性,可作為生物材料使用。圖2通過紅外光譜分析，展示了該聚氨酯組合物混合后異氰酸根殘留情況。異氰酸根(-NC0)代表性紅外光譜隨固化時(shí)間的變化(a)異氰酸根(NCO)譜帶；(b)異氰酸根(NCO)特征峰面積隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。24h過后，預(yù)聚體中多于94%的NCO基團(tuán)參與固化反應(yīng)。實(shí)施例2
將聚四氫呋喃醚二醇(PTMEG)(分子量3000)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，加入總投料量3wt%的納米銀粉末，然后加入賴氨酸二異氰酸酯(異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為2:1 )，在5(T80°C反應(yīng)24小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇(其與大分子醇PTMEG的質(zhì)量比為1:30)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境和約50r/min的攪拌下反應(yīng)，得到聚合度為擴(kuò)11的聚氨酯聚合物組分A。將聚乙二醇(分子量400)、三乙醇胺(TEA)、辛酸亞錫按比例2:1:1混合制得組分B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比5:1混合，充分?jǐn)嚢鐸分鐘左右，使其固化。實(shí)施例3
將聚乙二醇(PEG)(分子量4000)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，加入總投料量20wt%的納米羥基磷灰石粉末(制備方法參考前述文獻(xiàn))，然后加入異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)(異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為1. 5:1)，在5(T80°C反應(yīng)30小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇(其與大分子醇PEG的質(zhì)量比為1:60)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境和lOOr/min攪拌下反應(yīng)，得到聚合度為7、的聚氨酯聚合物組分A。將丙三醇、三亞乙基二胺、辛酸亞錫按比例4:1:1混合制得組分B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比3:1混合，充分?jǐn)嚢?分鐘左右，使其固化。 實(shí)施例4
將聚丙二醇(3000)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，加入1. Og納米磷酸銀粉末，然后加入賴氨酸二異氰酸酯(LDI) 55g (異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為1. 8:1)，在5(T80°C反應(yīng)40小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇(其與聚丙二醇的質(zhì)量比為1:50)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境和約70r/min攪拌下反應(yīng)，得到聚合度為8、的聚氨酯聚合物組分
A。將1，4 丁二醇、三亞乙基二胺按比例3:1混合制得組分B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比3:1混合，充分?jǐn)嚢鐸分鐘左右，使其固化。實(shí)施例5
將聚醚三醇(分子量2000)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，然后加入賴氨酸二異氰酸酯(異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為2. 5:1 )，在5(Γ80 V反應(yīng)20小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑丙三醇(其與聚醚三醇的質(zhì)量比為1:35)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境和約80r/min攪拌下反應(yīng)，得到聚合度為13 14的聚氨酯聚合物組分A。將乙二醇、三乙醇胺(TEA)按比例5:1混合制得組分B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比8:1混合，充分?jǐn)嚢鐸分鐘左右，使其固化。實(shí)施例6
將聚乙二醇PEG (PEG，分子量2000)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，然后加入異佛爾酮二異氰酸酯(異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為1. 4:1)，然后緩慢加入總投料量45 wt%的載銀納米羥基磷灰石粉末(制備方法可參照文獻(xiàn)“Therelease properties of silver ions from Ag-nHA/Ti02/PA66 antimicrobial compositescaffolds, Xia Wuj Jidong Li，LiWangj Di Huang, Yi Zuo and Yubao Li，BIOMEDICALMATERIALS, 5 (2010) 044105 (7pp) ”)，在 5(T80°C反應(yīng) 10 小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑 1，4 丁二醇(其與PEG的質(zhì)量比為1:40)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境約70r/min攪拌反應(yīng)，得到聚合度為If 13的聚氨酯聚合物組分A。將聚乙二醇(分子量600)、辛酸亞錫按比例5:1混合制得組分B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比8:1混合，充分?jǐn)嚢?分鐘左右，使其固化。實(shí)施例7將聚丙二醇(5000)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，加入總投料量5wt%的納米銀粉末，然后加入異佛爾酮二異氰酸酯(異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為3:1)，在5(T80°C反應(yīng)40小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑丙三醇(其與聚丙二醇的質(zhì)量比為1:10)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境約lOOr/min攪拌反應(yīng)，得到聚合度為flO的聚氨酯聚合物組分Α。將聚乙二醇(分子量700)、三亞乙基二胺(TEDA)按比例5:1混合制得組分B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比3:1混合，充分?jǐn)嚢鐸分鐘左右，使其固化。實(shí)施例8
將聚乙二醇(PEG，分子量1000)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，加入總投料量60wt%的載銀納米羥基磷灰石粉末，然后加入異佛爾酮二異氰酸酯(異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為2. 7:1)在5(T80°C反應(yīng)10小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑丙三醇(其與PEG的質(zhì)量比為1:30)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境約50r/min攪拌反應(yīng)，得到聚合度為7、的聚氨酯聚合物組分A。將聚乙二醇(分子量800)、三亞乙基二胺(TEDA)按比例5:1混合制得組分
B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比7:1混合，充分?jǐn)嚢?分鐘左右，使其固化。實(shí)施例9
將聚丙二醇(分子量2500)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，加入總投料量8wt%的納米磷酸銀粉末，然后加賴氨酸二異氰酸酯(異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為1. 8:1 )，在5(T80°C反應(yīng)42小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑丙三醇(其與聚丙二醇的質(zhì)量比為1:70)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境約80r/min攪拌反應(yīng)，得到聚合度為12 14的聚氨酯聚合物組分A。將1，4- 丁二醇和三乙醇胺按比例1:1混合制得組分B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比4:1混合，充分?jǐn)嚢鐸分鐘左右，使其固化。實(shí)施例10
將聚四氫呋喃醚二醇(PTMEG，分子量1500)加入充滿氮?dú)獾膸в袛嚢柩b置的三口燒瓶中，加入總投料量4wt%的納米磷酸銀粉末，然后加入賴氨酸二異氰酸酯(LDI)(分子量226)30g (異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為2:1)，在5(T80°C反應(yīng)24小時(shí)，然后加入擴(kuò)鏈劑丙三醇(其與PTMEG的質(zhì)量比為1:50)，繼續(xù)在氮?dú)猸h(huán)境約90r/min攪拌反應(yīng)，得到聚合度為15 17的聚氨酯聚合物組分A。將丙三醇、二甲基乙醇胺(DMEA)按質(zhì)量比1:1混合制得組分B。使用時(shí)，將A、B組分按質(zhì)量比8:1混合，充分?jǐn)嚢鐸分鐘左右，使其固化。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)[ISO 6876:2001 (E)]，對(duì)本發(fā)明上述的若干組合物進(jìn)行物理化學(xué)性能檢測(cè)，結(jié)果如表I所示。表I 本發(fā)明組合物的物理化學(xué)性能
權(quán)利要求
1.可注射型快速固化醫(yī)用聚氨酯組合物，其特征是基本組成為混合后可以固化的聚氨酯成分(A)，優(yōu)選聚合度為5-17的聚氨酯成分(A)和固化劑(B)，其中的聚氨酯成分為由脂肪族二異氰酸酯與多元醇的聚合物，且聚氨酯成分(A)中，脂肪族二異氰酸酯的NCO與多元醇中OH的摩爾比為(O. 5^4) :1,多元醇由以質(zhì)量比(I(TlOO) :1的大分子直鏈多元醇聚合物與Cy小分子多元醇擴(kuò)鏈劑共同組成，其中NCO與多元醇中OH的摩爾比優(yōu)選為(1. 3^1. 7) :1 ;大分子直鏈多元醇聚合物的分子量為100(Γ5000，優(yōu)選為1000 3000 ;(；_4小分子多元醇的分子量為50 800，優(yōu)選為50 300 ；固化劑(B)，由占固化劑質(zhì)量20飛0%的小分子多元醇、5飛0%的催化劑組成；優(yōu)選還含有固化劑質(zhì)量Γ15%和pH 7、堿性化合物水溶液；所說的小分子多元醇包括分子量為50-800的1，4 丁二醇、聚乙二醇、乙二醇、丙三醇、聚四氫呋喃醚二醇中的至少一種，所說的催化劑為辛酸亞錫或包括二甲基乙醇胺、三乙醇胺、三亞乙基二胺中的至少一種，催化劑小分子多元醇的質(zhì)量比=1:(廣5);其中，小分子多元醇的分子量優(yōu)選為300-600 ;所說的小分子多元醇優(yōu)選聚乙二醇；所說的催化劑優(yōu)選辛酸亞錫；所說的催化劑小分子多元醇的優(yōu)選質(zhì)量比為1:2。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是所說聚氨酯成分(A)中的脂肪族二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯，賴氨酸二異氰酸酯，六甲撐二異氰酸酯中的一種；優(yōu)選異佛爾酮二異氰酸酯。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是所說聚氨酯成分(A)中的大分子直鏈多元醇聚合物為聚乙二醇、聚四氫呋喃醚二醇、聚丙二醇、聚醚三醇中的一種；優(yōu)選為分子量為1800^3000的聚四氫呋喃醚二醇。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是所說聚氨酯成分(A)中的Cp4小分子多元醇擴(kuò)鏈劑為1，4 丁二醇、聚乙二醇、乙二醇或丙三醇。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是還含有組合物總質(zhì)量O.Γ10%的抗菌成分；優(yōu)選為包括納米銀粉末或含銀制劑，或鋅的氧化物或鋅鹽在內(nèi)的無機(jī)抗菌成分。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的組合物，其特征是還含有組合物總質(zhì)量5飛5%的納米羥基磷灰石粉末，或含有組合物總質(zhì)量5飛5wt%的負(fù)載有抗菌成分的納米羥基磷灰石粉末，其中負(fù)載的抗菌成分含量為所說納米羥基磷灰石粉末質(zhì)量的O. f 5%。
7.權(quán)利要求1至6之一所述組合物的制備方法，其特征是將所說比例的分子量1000^5000的大分子直鏈多元醇聚合物與脂肪族二異氰酸酯，于5(T80°C在惰性氣體保護(hù)下反應(yīng)3 48小時(shí)后，再加入所說比例的分子量為5(Γ800的Cy小分子多元醇繼續(xù)反應(yīng)至所說的聚合度或分子量范圍，得到所說的聚氨酯聚合物(A);固化劑(B)由所說比例的小分子多元醇與催化劑混合而成。
8.如權(quán)利要求7的制備方法，其特征是大分子直鏈多元醇聚合物與脂肪族二異氰酸酯反應(yīng)5飛小時(shí)后，再加入所說分子量為5(Γ800的CV4小分子多元醇繼續(xù)反應(yīng)。
9.如權(quán)利要求7或8的制備方法，其特征是在所說的由大分子直鏈多元醇聚合物與脂肪族二異氰酸酯的聚合原料中，優(yōu)選為在其中大分子直鏈多元醇聚合物中同時(shí)還含有所說的抗菌成分、納米羥基磷灰石粉末或載銀納米羥基磷灰石粉末中的一種。
10.權(quán)利要求1至6之一所述組合物的使用方法，其特征是所說聚氨酯成分(A)和固化劑(B)的固化混 合質(zhì)量比為(7(T99) : (3(Tl)比例混合；優(yōu)選的混合比例為聚氨酯成分固化劑=90:10。
全文摘要
可注射型快速固化醫(yī)用聚氨酯組合物及制備方法。該組合物的基本組成為混合后可以固化的聚氨酯成分(A)和固化劑(B)，其中的聚氨酯成分為由脂肪族二異氰酸酯與多元醇的聚合物，NCO與多元醇中OH的摩爾比為(0.5~4):1；多元醇由摩爾比(4.0-0.5):1的大分子直鏈多元醇聚合物與C1-4小分子多元醇共同組成。固化劑(B)由小分子多元醇、辛酸亞錫和/或叔胺化合物催化劑組成。該組合物在常溫下混合后可快速固化，尤其可在含水環(huán)境中實(shí)現(xiàn)快速固化，且固化完全后具有優(yōu)良的力學(xué)性能和微膨脹特性。其中聚氨酯成分的固化可具有90%以上的高轉(zhuǎn)化率，并具有很好的生物相容性，在可優(yōu)先用于但并非僅限于牙科充填封閉等多種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08G18/48GK103013094SQ201210554248
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者左奕, 李玉寶, 孫斌, 王立, 李吉東, 鄒琴 申請(qǐng)人:四川大學(xué)