一种生物医用可降解材料及其制备方法

文档序号:1896740 发布日期:2021-11-30 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 一种生物医用可降解材料及其制备方法 (Biomedical degradable material and preparation method thereof ) 是由 毛寅 于 2021-09-02 设计创作,主要内容包括:本发明涉及可降解材料技术领域,尤其为一种生物医用可降解材料及其制备方法,包括聚乳酸、丙交酯、壳聚糖、肝磷脂、填充剂、线型低密度聚乙烯和无机填料,原料按质量份数计为:聚乳酸30~45份、丙交酯10~20份、壳聚糖5~15份、肝磷脂5~10份、填充剂5~10份、线型低密度聚乙烯3~6份和无机填料5~15份,通过无机填料能够使复合材料的拉伸模量、拉伸强度以及弯曲模量与填料的体积分数成比例地增长,通过肝磷脂进一步改性后可在聚乳酸表面形成聚合高分子电解质能防止血小板附着在聚合物表面上,同时还加强了细胞的附着力,该复合材料具有优良的生物相容性的合成高分子材料,它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型特点,生物可降解率高。(The invention relates to the technical field of degradable materials, in particular to a biomedical degradable material and a preparation method thereof, wherein the biodegradable material comprises polylactic acid, lactide, chitosan, heparin, a filler, linear low-density polyethylene and an inorganic filler, and the raw materials comprise the following components in parts by weight: 30-45 parts of polylactic acid, 10-20 parts of lactide, 5-15 parts of chitosan, 5-10 parts of heparin, 5-10 parts of filler, 3-6 parts of linear low-density polyethylene and 5-15 parts of inorganic filler, wherein the tensile modulus, the tensile strength and the bending modulus of the composite material can be increased in proportion to the volume fraction of the filler through the inorganic filler, a polymer electrolyte can be formed on the surface of the polylactic acid after the heparin is further modified to prevent blood platelets from being attached to the surface of a polymer, and meanwhile, the adhesive force of cells is also enhanced.)

一种生物医用可降解材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及可降解材料技术领域,尤其涉及一种生物医用可降解材料及其制备方法。

背景技术

近年来生物材料被广泛的应用于医学领域中,并在临床上取得了成功,为研制人工器官和一些医疗器具提供了物质基础。在医疗过程中,有时需要一些暂时性的材料,如骨折内固定,这要求植入材料在创伤愈合或药物释放过程中生物可降解;在人体组织工程研究中,需要在一些合成材料上培养组织细胞,让其生长成组织器官,这要求材料在相当长的时间内生物缓慢降解。因此开发高安全性的可降解生物材料,不断提高此材料的性能、完善材料的设计是我们急需解决的问题,因此提出一种生物医用可降解材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物医用可降解材料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种生物医用可降解材料及其制备方法,包括聚乳酸、丙交酯、壳聚糖、肝磷脂、填充剂、线型低密度聚乙烯和无机填料,原料按质量份数计为:聚乳酸30~45份、丙交酯10~20份、壳聚糖5~15份、肝磷脂5~10份、填充剂5~10份、线型低密度聚乙烯3~6份和无机填料5~15份。

作为本发明优选的方案,所述填充剂选用淀粉。

作为本发明优选的方案,所述无机填料选用晶须类填料。

一种生物医用可降解材料,包括以下制备方法步骤:

S1,通过聚乳酸和聚乙二醇与丙交酯共聚制得高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物;

S2,通过壳聚糖上的自由氨基与4-叠氮苯甲酸上的梭基进行反应将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上,利用4-叠氮苯甲酸的光敏性采用紫外光照射涂抹在聚乳酸薄膜表面的壳聚糖叠氮基团光解,从而将聚乳酸和壳聚糖共价连接起来,改性后壳聚糖上的轻基和氨基又可以引入其他的官能团从而可以对聚乳酸进行进一步的改性,肝磷脂进一步改性后可在聚乳酸表面形成聚合高分子电解质;

S3,淀粉与聚乳酸共混物中聚乳酸作为连续母相存在而淀粉则作为填充剂,当淀粉含量超过60%聚乳酸相变的不连续,聚乳酸与淀粉之间的界面粘合力随着共混物的老化而降低,通过添加二苯基甲烷-4可以改善这种界面粘合力从而延缓聚乳酸/淀粉共混物的老化,通过聚乳酸与线型低密度聚乙烯熔融共混物发现半结晶的聚乳酸不用增塑剂;

S4,通过添加无机填料对复合材料进行增强,将复合材料投入反应釜中进行熔融共混后,通过螺旋挤出机进行挤出成型。

作为本发明优选的方案,所述S1聚乙二醇使用之前用二氯甲烷溶解,用冰乙醚沉淀后,真空抽干,完全去除水分;在聚合管中加入15g的聚乙二醇,油浴加热至100℃使聚乙二醇完全溶解,抽真空3h,去除聚乙二醇中残留的水分;聚乙二醇抽真空结束后,加入30g的丙交酯,加入千分之三的辛酸亚锡,加完后,室温抽真空1h,去除辛酸亚锡中的有机溶剂;真空下封管,封管后将其完全浸入油浴中,130℃,待丙交酯完全融化后,使劲摇匀,然后125℃反应48h,反应结束后,冷却产物后放入液氮中,将聚合管敲碎,取出产物,使之完全溶解于二氯甲烷中,在8倍体积的无水乙醚中滴加沉淀,滴加完毕后,室温搅拌1h,静置半小时,倒去上清,于旋转蒸发器上除去二氯甲烷后继续室温抽,除去有机溶剂,得到高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物。

作为本发明优选的方案,所述S4螺旋挤出机的机头温度150~180℃,螺筒温度为170~180℃,螺杆转速为300~400r/min。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明中,通过二苯基甲烷-4含量达到一定程度共聚物出现了屈服拉伸克服了聚乳酸的脆性,通过无机填料能够使复合材料的拉伸模量、拉伸强度以及弯曲模量与填料的体积分数成比例地增长,通过肝磷脂进一步改性后可在聚乳酸表面形成聚合高分子电解质能防止血小板附着在聚合物表面上,同时还加强了细胞的附着力,该复合材料具有优良的生物相容性的合成高分子材料,它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型特点,生物可降解率高。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案:

一种生物医用可降解材料及其制备方法,包括聚乳酸、丙交酯、壳聚糖、肝磷脂、填充剂、线型低密度聚乙烯和无机填料,原料按质量份数计为:聚乳酸30~45份、丙交酯10~20份、壳聚糖5~15份、肝磷脂5~10份、填充剂5~10份、线型低密度聚乙烯3~6份和无机填料5~15份。

填充剂选用淀粉。

无机填料选用晶须类填料。

一种生物医用可降解材料,包括以下制备方法步骤:

S1,通过聚乳酸和聚乙二醇与丙交酯共聚制得高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物;

S2,通过壳聚糖上的自由氨基与4-叠氮苯甲酸上的梭基进行反应将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上,利用4-叠氮苯甲酸的光敏性采用紫外光照射涂抹在聚乳酸薄膜表面的壳聚糖叠氮基团光解,从而将聚乳酸和壳聚糖共价连接起来,改性后壳聚糖上的轻基和氨基又可以引入其他的官能团从而可以对聚乳酸进行进一步的改性,肝磷脂进一步改性后可在聚乳酸表面形成聚合高分子电解质;

S3,淀粉与聚乳酸共混物中聚乳酸作为连续母相存在而淀粉则作为填充剂,当淀粉含量超过60%聚乳酸相变的不连续,聚乳酸与淀粉之间的界面粘合力随着共混物的老化而降低,通过添加二苯基甲烷-4可以改善这种界面粘合力从而延缓聚乳酸/淀粉共混物的老化,通过聚乳酸与线型低密度聚乙烯熔融共混物发现半结晶的聚乳酸不用增塑剂;

S4,通过添加无机填料对复合材料进行增强,将复合材料投入反应釜中进行熔融共混后,通过螺旋挤出机进行挤出成型。

S1聚乙二醇使用之前用二氯甲烷溶解,用冰乙醚沉淀后,真空抽干,完全去除水分;在聚合管中加入15g的聚乙二醇,油浴加热至100℃使聚乙二醇完全溶解,抽真空3h,去除聚乙二醇中残留的水分;聚乙二醇抽真空结束后,加入30g的丙交酯,加入千分之三的辛酸亚锡,加完后,室温抽真空1h,去除辛酸亚锡中的有机溶剂;真空下封管,封管后将其完全浸入油浴中,130℃,待丙交酯完全融化后,使劲摇匀,然后125℃反应48h,反应结束后,冷却产物后放入液氮中,将聚合管敲碎,取出产物,使之完全溶解于二氯甲烷中,在8倍体积的无水乙醚中滴加沉淀,滴加完毕后,室温搅拌1h,静置半小时,倒去上清,于旋转蒸发器上除去二氯甲烷后继续室温抽,除去有机溶剂,得到高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物。

S4螺旋挤出机的机头温度150~180℃,螺筒温度为170~180℃,螺杆转速为300~400r/min。

实施例1:聚乳酸30份、丙交酯10份、壳聚糖5份、肝磷脂5份、填充剂5份、线型低密度聚乙烯3份和无机填料5份;通过聚乳酸和聚乙二醇与丙交酯共聚制得高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物;聚乙二醇使用之前用二氯甲烷溶解,用冰乙醚沉淀后,真空抽干,完全去除水分;在聚合管中加入15g的聚乙二醇,油浴加热至100℃使聚乙二醇完全溶解,抽真空3h,去除聚乙二醇中残留的水分;聚乙二醇抽真空结束后,加入30g的丙交酯,加入千分之三的辛酸亚锡,加完后,室温抽真空1h,去除辛酸亚锡中的有机溶剂;真空下封管,封管后将其完全浸入油浴中,130℃,待丙交酯完全融化后,使劲摇匀,然后125℃反应48h,反应结束后,冷却产物后放入液氮中,将聚合管敲碎,取出产物,使之完全溶解于二氯甲烷中,在8倍体积的无水乙醚中滴加沉淀,滴加完毕后,室温搅拌1h,静置半小时,倒去上清,于旋转蒸发器上除去二氯甲烷后继续室温抽,除去有机溶剂,得到高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物,通过壳聚糖上的自由氨基与4-叠氮苯甲酸上的梭基进行反应将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上,利用4-叠氮苯甲酸的光敏性采用紫外光照射涂抹在聚乳酸薄膜表面的壳聚糖叠氮基团光解,从而将聚乳酸和壳聚糖共价连接起来,改性后壳聚糖上的轻基和氨基又可以引入其他的官能团从而可以对聚乳酸进行进一步的改性,肝磷脂进一步改性后可在聚乳酸表面形成聚合高分子电解质;淀粉与聚乳酸共混物中聚乳酸作为连续母相存在而淀粉则作为填充剂,当淀粉含量超过60%聚乳酸相变的不连续,聚乳酸与淀粉之间的界面粘合力随着共混物的老化而降低,通过添加二苯基甲烷-4可以改善这种界面粘合力从而延缓聚乳酸/淀粉共混物的老化,通过聚乳酸与线型低密度聚乙烯熔融共混物发现半结晶的聚乳酸不用增塑剂;通过添加无机填料对复合材料进行增强,将复合材料投入反应釜中进行熔融共混后,通过螺旋挤出机进行挤出成型,螺旋挤出机的机头温度150~180℃,螺筒温度为170~180℃,螺杆转速为300~400r/min。

实施例2:聚乳酸40份、丙交酯15份、壳聚糖10份、肝磷脂8份、填充剂8份、线型低密度聚乙烯4份和无机填料10份;通过聚乳酸和聚乙二醇与丙交酯共聚制得高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物;聚乙二醇使用之前用二氯甲烷溶解,用冰乙醚沉淀后,真空抽干,完全去除水分;在聚合管中加入15g的聚乙二醇,油浴加热至100℃使聚乙二醇完全溶解,抽真空3h,去除聚乙二醇中残留的水分;聚乙二醇抽真空结束后,加入30g的丙交酯,加入千分之三的辛酸亚锡,加完后,室温抽真空1h,去除辛酸亚锡中的有机溶剂;真空下封管,封管后将其完全浸入油浴中,130℃,待丙交酯完全融化后,使劲摇匀,然后125℃反应48h,反应结束后,冷却产物后放入液氮中,将聚合管敲碎,取出产物,使之完全溶解于二氯甲烷中,在8倍体积的无水乙醚中滴加沉淀,滴加完毕后,室温搅拌1h,静置半小时,倒去上清,于旋转蒸发器上除去二氯甲烷后继续室温抽,除去有机溶剂,得到高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物,通过壳聚糖上的自由氨基与4-叠氮苯甲酸上的梭基进行反应将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上,利用4-叠氮苯甲酸的光敏性采用紫外光照射涂抹在聚乳酸薄膜表面的壳聚糖叠氮基团光解,从而将聚乳酸和壳聚糖共价连接起来,改性后壳聚糖上的轻基和氨基又可以引入其他的官能团从而可以对聚乳酸进行进一步的改性,肝磷脂进一步改性后可在聚乳酸表面形成聚合高分子电解质;淀粉与聚乳酸共混物中聚乳酸作为连续母相存在而淀粉则作为填充剂,当淀粉含量超过60%聚乳酸相变的不连续,聚乳酸与淀粉之间的界面粘合力随着共混物的老化而降低,通过添加二苯基甲烷-4可以改善这种界面粘合力从而延缓聚乳酸/淀粉共混物的老化,通过聚乳酸与线型低密度聚乙烯熔融共混物发现半结晶的聚乳酸不用增塑剂;通过添加无机填料对复合材料进行增强,将复合材料投入反应釜中进行熔融共混后,通过螺旋挤出机进行挤出成型,螺旋挤出机的机头温度150~180℃,螺筒温度为170~180℃,螺杆转速为300~400r/min。

实施例3:聚乳酸45份、丙交酯20份、壳聚糖15份、肝磷脂10份、填充剂10份、线型低密度聚乙烯6份和无机填料15份;通过聚乳酸和聚乙二醇与丙交酯共聚制得高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物;聚乙二醇使用之前用二氯甲烷溶解,用冰乙醚沉淀后,真空抽干,完全去除水分;在聚合管中加入15g的聚乙二醇,油浴加热至100℃使聚乙二醇完全溶解,抽真空3h,去除聚乙二醇中残留的水分;聚乙二醇抽真空结束后,加入30g的丙交酯,加入千分之三的辛酸亚锡,加完后,室温抽真空1h,去除辛酸亚锡中的有机溶剂;真空下封管,封管后将其完全浸入油浴中,130℃,待丙交酯完全融化后,使劲摇匀,然后125℃反应48h,反应结束后,冷却产物后放入液氮中,将聚合管敲碎,取出产物,使之完全溶解于二氯甲烷中,在8倍体积的无水乙醚中滴加沉淀,滴加完毕后,室温搅拌1h,静置半小时,倒去上清,于旋转蒸发器上除去二氯甲烷后继续室温抽,除去有机溶剂,得到高分子质量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物,通过壳聚糖上的自由氨基与4-叠氮苯甲酸上的梭基进行反应将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上,利用4-叠氮苯甲酸的光敏性采用紫外光照射涂抹在聚乳酸薄膜表面的壳聚糖叠氮基团光解,从而将聚乳酸和壳聚糖共价连接起来,改性后壳聚糖上的轻基和氨基又可以引入其他的官能团从而可以对聚乳酸进行进一步的改性,肝磷脂进一步改性后可在聚乳酸表面形成聚合高分子电解质;淀粉与聚乳酸共混物中聚乳酸作为连续母相存在而淀粉则作为填充剂,当淀粉含量超过60%聚乳酸相变的不连续,聚乳酸与淀粉之间的界面粘合力随着共混物的老化而降低,通过添加二苯基甲烷-4可以改善这种界面粘合力从而延缓聚乳酸/淀粉共混物的老化,通过聚乳酸与线型低密度聚乙烯熔融共混物发现半结晶的聚乳酸不用增塑剂;通过添加无机填料对复合材料进行增强,将复合材料投入反应釜中进行熔融共混后,通过螺旋挤出机进行挤出成型,螺旋挤出机的机头温度150~180℃,螺筒温度为170~180℃,螺杆转速为300~400r/min。

拉伸模量GPa 弯曲模量GPa 降解率
实施例1 3.1 4.1 97%
实施例2 3.7 4.8 98%
实施例3 4.5 6.1 完全降解

上表中实施例3复合材料具有优异的力学性能,具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型特点,生物可降解率高。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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