一种心血管手术导管材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种心血管手术导管材料及其制备方法 (Cardiovascular surgery catheter material and preparation method thereof ) 是由 向兴力 于 2020-05-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种心血管手术导管材料,其特征在于,包括如下按重量份计的各组分组成：环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯20-30份、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯30-40份、1,3-二环氧甘油醚甘油5-10份。本发明还公开了所述心血管手术导管材料的制备方法。本发明公开的心血管手术导管材料柔软性好,机械力学性能佳,无毒无害,生物相容性和可生物降解性能优异。(The invention discloses a cardiovascular surgery catheter material which is characterized by comprising the following components in parts by weight: 20-30 parts of epoxy group single-end-capped silicone oil modified hydroxyl-terminated hyperbranched polycarbonate, 30-40 parts of polylactic acid modified hydroxyl-terminated hyperbranched polycarbonate and 5-10 parts of 1, 3-diglycidyl ether glycerol. The invention also discloses a preparation method of the cardiovascular surgery catheter material. The cardiovascular operation catheter material disclosed by the invention has the advantages of good flexibility, good mechanical property, no toxicity, no harm, excellent biocompatibility and excellent biodegradability.)
技术领域
本发明涉及医用材料技术领域，尤其涉及一种心血管手术导管材料及其制备方法。
背景技术
随着人们物质生活水平的提高和生活方式的改变，心血管疾病发病率越来越高，目前已被公认为人类的“第一杀手”，给患者带来了巨大的生理痛苦和经济负担，寻求高效廉价的心血管疾病治疗方案显得尤为重要。
目前，血管支架植入术已成为目前治疗心血管疾病最有效、最常用的医学手段，它属于微创治疗方法，这种手术能使得心血管活动能在机体的神经和体液调解下，改变心排血量和外周阻力，协调各器官组织之间的血流分配，以满足各器官组织对血流量的需要。心血管手术中，需要从腿部的动脉血管开孔后利用导管导入心脏位置处进行安装支架。因此，对于导管的要求较高，导管较小，而且柔软的同时，也不能变形。除此之外，理想的心血管手术导管材料还需要具有较好的生物相容性、可生物降解性，表面光滑，有效避免对人体造成二次伤害，从而有利于心血管手术的进行。
申请号为201710127247.3的中国发明专利公开了一种心血管手术导管材料，由ABS树脂、Kevlar纤维、玻璃纤维、邻苯二甲酸酯、聚苯硫醚、正丁醇、丁苯橡胶、三氧化钼、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸甲酯、乙烯共聚物弹性体、环氧树脂胶、N-亚甲基双丙烯酰胺、三甲硅基甲基膦酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、异氰酸酯、纳米石墨烯、邻羟基二苯甲酮、沥青基碳纤维、硅橡胶、羟基硅油组成；与现有技术相比，该发明的材料合成的导管具有较高的柔软性，同时具有较高的柔韧性，不易变形的情况下保持柔软，而且材料无毒无害，不会对人体造成二次伤害，有利于心血管手术的进行，提高手术效率和成功率，具有推广应用的价值。然而，该材料成分复杂，各成分之间的相容性不好，可生物降解性能不佳，需要二次手术，给患者带来了二次伤害。
因此，业内亟需一种柔软性好，机械力学性能佳，无毒无害，生物相容性和可生物降解性能优异的心血管手术导管材料。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种心血管手术导管材料；该心血管手术导管材料柔软性好，机械力学性能佳，无毒无害，生物相容性和可生物降解性能优异。同时，本发明还提供了所述心血管手术导管材料的制备方法，该制备方法简单易操作，制备原料易得，制备成本低廉，制备效率高和良品率高，适合连续规模化生产，能有效实现经济效益、社会效益和生态效益三者的有机结合。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案，一种心血管手术导管材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分组成：环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯20-30份、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯30-40份、1,3-二环氧甘油醚甘油5-10份。
优选的，所述环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂加入到高沸点溶剂中，在90-110℃下搅拌反应8-10小时，后过滤除去不溶物，再旋蒸除去溶剂，得到环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯。
优选的，所述环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:(3-5):(0.8-1.2):(20-30)。
优选的，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠中的至少一种。
优选的，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
优选的，所述环氧基单封端硅油为环氧基单封端硅油IOTA8881F12，购于安徽艾约塔硅油有限公司。
优选的，所述聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐加入到N-甲基吡咯烷酮中，在30-50℃下搅拌反应8-12小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤产物3-7次，后旋蒸除去乙醇，得到聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯。
优选的，所述聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:(3-5):(0.4-0.8):0.5:(20-30)。
优选的，所述聚乳酸的重均分子量为1万。
优选的，所述端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，参见申请号为201710466507.X实施例5。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述心血管手术导管材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份，将环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯、1,3-二环氧甘油醚甘油加入到高速混合机中，高速分散30-50分钟后通过挤出成型机挤出成型制得心血管手术导管材料。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
（1）本发明提供的一种心血管手术导管材料的制备方法，该制备方法简单易操作，制备原料易得，制备成本低廉，制备效率高和良品率高，适合连续规模化生产，能有效实现经济效益、社会效益和生态效益三者的有机结合。
（2）本发明提供的一种心血管手术导管材料，克服了传统心血管手术导管材料柔软性和尺寸稳定性有待进一步提高，生物相容性和可生物降解能力不足，成分复杂，制备成本较高的缺陷，具有柔软性好，机械力学性能佳，无毒无害，生物相容性和可生物降解性能优异的优点。
（3）本发明提供的一种心血管手术导管材料，由环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯和1,3-二环氧甘油醚甘油共混制成，1,3-二环氧甘油醚甘油上的环氧基易与环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯上的羟基发生开环反应，使得各组分均以化学键链接在一起，有效改善材料的综合性能及性能稳定性；这些取材均是可生物降解的材料，使得最终得到的材料也具有较好的可生物降解性能。
（4）本发明提供的一种心血管手术导管材料，硅油结构的引入能提高材料的耐磨性能，各组分上的活性羟基的引入能提高材料表面的亲润性，使得其表面光滑性和亲水性好；各组分协同作用，结合了聚碳酸酯、聚乳酸、硅油和超支化聚合物各种材料的优点，使得其柔软性好，机械力学性能佳。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明产品作进一步详细的说明。
本实施例中所需原料均为商业购买；所述环氧基单封端硅油为环氧基单封端硅油IOTA8881F12，购于安徽艾约塔硅油有限公司；所述聚乳酸的重均分子量为1万；所述端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，参见申请号为201710466507.X实施例5。
实施例1
一种心血管手术导管材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分组成：环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯20份、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯30份、1,3-二环氧甘油醚甘油5份。
所述环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂加入到高沸点溶剂中，在90℃下搅拌反应8小时，后过滤除去不溶物，再旋蒸除去溶剂，得到环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:3:0.8:20；所述碱性催化剂为氢氧化钠；所述高沸点溶剂为二甲亚砜。
所述聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐加入到N-甲基吡咯烷酮中，在30℃下搅拌反应8小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤产物3次，后旋蒸除去乙醇，得到聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:3:0.4:0.5:20。
一种所述心血管手术导管材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份，将环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯、1,3-二环氧甘油醚甘油加入到高速混合机中，高速分散30分钟后通过挤出成型机挤出成型制得心血管手术导管材料。
实施例2
一种心血管手术导管材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分组成：环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯23份、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯32份、1,3-二环氧甘油醚甘油6份。
所述环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂加入到高沸点溶剂中，在95℃下搅拌反应8.5小时，后过滤除去不溶物，再旋蒸除去溶剂，得到环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:3.5:0.9:23；所述碱性催化剂为氢氧化钾；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
所述聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐加入到N-甲基吡咯烷酮中，在35℃下搅拌反应9小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤产物4次，后旋蒸除去乙醇，得到聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:3.5:0.5:0.5:23。
一种所述心血管手术导管材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份，将环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯、1,3-二环氧甘油醚甘油加入到高速混合机中，高速分散35分钟后通过挤出成型机挤出成型制得心血管手术导管材料。
实施例3
一种心血管手术导管材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分组成：环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯25份、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯35份、1,3-二环氧甘油醚甘油7份。
所述环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂加入到高沸点溶剂中，在100℃下搅拌反应9小时，后过滤除去不溶物，再旋蒸除去溶剂，得到环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:4:1:25；所述碱性催化剂为碳酸钾；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。
所述聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐加入到N-甲基吡咯烷酮中，在40℃下搅拌反应10小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤产物5次，后旋蒸除去乙醇，得到聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:4:0.6:0.5:25。
一种所述心血管手术导管材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份，将环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯、1,3-二环氧甘油醚甘油加入到高速混合机中，高速分散40分钟后通过挤出成型机挤出成型制得心血管手术导管材料。
实施例4
一种心血管手术导管材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分组成：环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯28份、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯38份、1,3-二环氧甘油醚甘油9份。
所述环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂加入到高沸点溶剂中，在105℃下搅拌反应9.5小时，后过滤除去不溶物，再旋蒸除去溶剂，得到环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:4.5:1.1:28；所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠按质量比1:1:3:2混合而成；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:4:3:5混合而成。
所述聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐加入到N-甲基吡咯烷酮中，在45℃下搅拌反应11小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤产物6次，后旋蒸除去乙醇，得到聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:4.5:0.7:0.5:29。
一种所述心血管手术导管材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份，将环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯、1,3-二环氧甘油醚甘油加入到高速混合机中，高速分散45分钟后通过挤出成型机挤出成型制得心血管手术导管材料。
实施例5
一种心血管手术导管材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分组成：环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯30份、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯40份、1,3-二环氧甘油醚甘油10份。
所述环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂加入到高沸点溶剂中，在110℃下搅拌反应10小时，后过滤除去不溶物，再旋蒸除去溶剂，得到环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述环氧基单封端硅油、端羟基超支化聚碳酸酯、碱性催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:5:1.2:30；所述碱性催化剂为碳酸钠；所述高沸点溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
所述聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐加入到N-甲基吡咯烷酮中，在50℃下搅拌反应12小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤产物7次，后旋蒸除去乙醇，得到聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯；所述聚乳酸、端羟基超支化聚碳酸酯、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:5:0.8:0.5:30。
一种所述心血管手术导管材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份，将环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯、聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯、1,3-二环氧甘油醚甘油加入到高速混合机中，高速分散50分钟后通过挤出成型机挤出成型制得心血管手术导管材料。
对比例1
一种心血管手术导管材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加环氧基单封端硅油改性端羟基超支化聚碳酸酯。
对比例2
一种心血管手术导管材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加聚乳酸改性端羟基超支化聚碳酸酯。
对比例3
一种心血管手术导管材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加1,3-二环氧甘油醚甘油。
将以上实施例1-5及对比例1-3中的心血管手术导管材料进行性能测试，测试方法和测试结果如表1。
表1
从表1可以看出，本发明实施例所述的心血管手术导管材料较对比例具有更好的机械力学性能、尺寸稳定性和耐磨性，且生物相容性好。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。