一种具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的制备方法及所得产品和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的制备方法及所得产品和应用，其步骤是：（1）将末端双键功能化的两亲性三嵌段共聚物和药物分散到溶剂中，在相似相溶的作用下形成纳米胶束或纳米反胶束，药物包裹在纳米胶束或纳米反胶束中；（2）向步骤（1）的反应体系中加入单体和引发剂，通过原位自由基聚合形成具有药物释放功能的形状记忆高分子材料。该方法操作步骤简单、方便和省时，所得产品载药量较高、药物分布均匀、药物释放可控性强，同时具有较高的模量、较大的力学强度、较快的回复速度和较大的回复应力，解决了目前溶胀法制得的具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的诸多不足。

Preparation method, products and application of a shape memory polymer material with drug release function

【技术实现步骤摘要】
一种具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的制备方法及所得产品和应用
本专利技术涉及一种具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的制备方法及所得产品和应用，尤其涉及一种具有药物控释、可降解、高回复力和快速响应的形状记忆高分子材料的制备方法及所得产品和应用，属于医用功能高分子材料

技术介绍
形状记忆高分子（又称形状记忆聚合物）是指能够感知外界环境变化的刺激并响应这种变化、对其状态参数（如形状、位置、应变等）进行调整、从而回复到预先设定状态的一类高分子材料。因其柔韧性良好、可回复形变量大、刺激方式多样化、响应温度便于调节、重量轻、可降解、生物相容性好、价格便宜以及易加工等优点，在生物医学领域显示了极为广泛的应用前景。形状记忆聚合物材料的形状展开、形状回复、形状自适应等都是其它生物医用材料所不能实现的功能，可以满足新型外科手术、新型医疗器械对材料特殊功能的要求。同时形状记忆聚合物材料可以根据需要通过结构设计灵活调整其形状记忆性能、生物力学性能，同时具有良好的生物相容性和生物降解性能。目前，形状记忆高分子材料已经应用于植入手术器械、体外治疗设备、组织支架材料、血管和神经修复材料和创伤辅料等。由于形状记忆高分子材料广泛应用到生物医学材料，形状记忆高分子材料除了本身的形状记忆功能，为了适应人体组织，或为了治疗人体病变，载药功能或药物释放功能是必不可少的。例如，形状记忆聚合物矫正材料和血栓清除器械需要一定的杀菌功能；对于长时间植入的形状记忆材料，为了提高治疗效果和增强生物相容性，形状记忆聚合物动脉瘤栓塞治疗材料、血管支架材料、气管支架材料、骨组织工程材料等需要一定的药物控释功能。植入药物后，无需另外口服或注射，而且药物直达病灶，不仅给病人减轻了痛苦、不便和麻烦，而且药物作用时间和用药量方便控制。因为传统的形状记忆高分子材料为固体，因此要实现载药或药物释放功能主要采用的是通过溶胀渗透的方式将药物渗透到材料基体中。目前，具有药物控释和载药的形状记忆高分子材料的制备通常包括以下几个步骤：（1）制备出形状记忆材料；（2）通过溶胀手段将药物渗透到聚合物基体内；（3）干燥除去溶剂。例如，专利200810046203.9（一种载药的可生物降解形状记忆高分子复合材料及其制备方法）就是将单体在有机溶剂中聚合形成凝胶后，再将药物渗透到凝胶体系中，真空干燥去除有机溶剂后得到载药形状记忆高分子。Lendlein等（AB-polymerNetworkswithCooligoesterandPoly(n-butylacrylate)SegmentsasaMultifunctionalMatrixforControlledDrugRelease.Macromol.Biosci.,2010,10,1063–1072）报道了一种药物控释功能的聚丙烯酸丁酯-聚酯型AB聚合物形状记忆网络，其制备方案是将单体通过紫外光固化得到形状记忆材料，然后将不同亲疏水性的药物，溶解到不同亲疏水的溶剂中，再将形状记忆材料浸泡到大量溶有药物的溶剂中，经过渗透和干燥去除有机溶剂得到具有药物控释功能的形状记忆材料。Neffe等（PolymerNetworksCombiningControlledDrugRelease,Biodegradation,andShapeMemoryCapability.Adv.Mater.,2009,21,3394–3398.）报道了一种具有药物控释功能的形状记忆聚己内酯，是通过光聚合得到形状记忆聚己内酯，然后将药物溶解到溶剂中，用来溶胀交联的材料，最后经过干燥得到药物控释功能的形状记忆高分子材料。专利201110166492.8（聚焦超声同步控制形状记忆载药聚合物的形状记忆及药物释放的方法）报道的载药形状记忆材料的制备方案之一也是将预先制得的形状记忆聚合物基体浸入到药物溶液中，药物通过渗透浸入聚合物网络后干燥制得。通过溶胀的方法将药物渗透到聚合物基体的方法目前存在以下问题：（1）制备工艺步骤繁琐，溶胀渗透所需时间长，费时；（2）需要使用大量的有机溶剂浸泡聚合物材料，载药量不可控，且容易造成有机溶剂残留，存在安全风险；（3）药物的扩散性能是作为药物释放材料首要考虑的重要因素，由于聚合物基体和药物之间亲疏水性的差异，溶胀药物的材料干燥后，药物分子在聚合物中容易聚集、沉淀，导致不可控的药物释放过程。（4）对于形状记忆基体而言很难溶解与它极性相差很大的药物，尽管通过溶胀可以渗透部分药物，干燥后依然会产生严重的聚集和沉淀。（5）形状记忆材料溶解药物分子后，形状记忆性能下降，比如回复率、回复力和回复速度，力学强度也显著降低。然而，对于形状记忆植入手术器械必须满足一定的机械性能和回复性能。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的制备方法及所得产品，该方法操作步骤简单、方便和省时，所得产品药物分布均匀、药物释放可控性强，同时具有较高的模量、较大的力学强度、较快的回复速度和较大的回复应力，解决了目前溶胀法制得的具有药物释放功能的形状记忆高分子材料存在的工艺繁琐、费时、载药量不可控、药物容易聚集沉淀、载药后材料机械强度和模量下降等问题。本专利技术通过现有常规方法对两亲性三嵌段共聚物的末端进行功能化，在其末端修饰上双键，得到末端双键功能化的两亲性三嵌段共聚物。然后先通过将末端双键功能化的两亲性三嵌段共聚物形成纳米级的胶束或反胶束的形式将药物包裹在胶束或反胶束中，使药物能够稳定的存在于聚合物单体中，并且药物包裹在纳米级的结构中更加稳定，分布也更加的均匀。在胶束或反胶束的形成过程中，药物包裹在内部，而末端的双键则全部暴露在外部，因此胶束或反胶束可以进一步与单体进行聚合，形成形状记忆高分子材料，具体工艺过程可以参见图1。本专利技术将药物提前固定在一种聚合单体中，通过选择两亲性三嵌段共聚物既可以起到固定药物的作用，又可以起到聚合单体的作用，很好的解决了药物易于聚集、沉淀、载药量不可控的问题，并且这种操作方式简便、耗时短，提高了生产效率。此外，最重要的是，本专利技术形成的外部暴露大量双键的胶束或反胶束结构自身可以起到交联剂的作用，其与单体聚合可以用来提高最终的形状记忆材料的形状记忆性能和机械强度，因此经过聚合得到的聚合物可以满足高模量、高机械强度、快速响应的要求，无须再外加交联剂进行交联，省去了交联的步骤，缩短了工艺流程。同时，由于胶束或反胶束在聚合物基体中形成交联中心，因此药物是以纳米尺度均匀分散在整个形状记忆高分子材料聚合物基体当中的。本专利技术具体技术方案如下：一种具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）将末端双键功能化的两亲性三嵌段共聚物和药物分散到溶剂中，在相似相溶的作用下形成纳米胶束或纳米反胶束，药物包裹在纳米胶束或纳米反胶束中；（2）向步骤（1）的反应体系中加入单体和引发剂，通过原位自由基聚合形成具有药物释放功能的形状记忆高分子材料。本专利技术的关键是为具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的制备提供了一种新的工艺路线，即先将药物以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：/n（1）将末端双键功能化的两亲性三嵌段共聚物和药物分散到溶剂中，在相似相溶的作用下形成纳米胶束或纳米反胶束，药物包裹在纳米胶束或纳米反胶束中；/n（2）向步骤（1）的反应体系中加入单体和引发剂，通过原位自由基聚合形成具有药物释放功能的形状记忆高分子材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有药物释放功能的形状记忆高分子材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
（1）将末端双键功能化的两亲性三嵌段共聚物和药物分散到溶剂中，在相似相溶的作用下形成纳米胶束或纳米反胶束，药物包裹在纳米胶束或纳米反胶束中；
（2）向步骤（1）的反应体系中加入单体和引发剂，通过原位自由基聚合形成具有药物释放功能的形状记忆高分子材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述末端双键功能化的两亲性三嵌段共聚物为ABA型或BAB型，其中A为亲水性链段，B为疏水性链段；优选的，所述亲水性链段为聚乙二醇，所述疏水性链段为聚己内酯、聚DL-丙交酯。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是：当药物为疏水性药物时，所述末端双键功能化的两亲性三嵌段共聚物为ABA型，所述单体为亲水性单体，所述引发剂为亲水性引发剂，所述溶剂为水；当药物为亲水性药物，所述末端双键功能化的两亲性三嵌段共聚物为BAB型，所述单体为疏水性单体，所述引发剂为亲油性引发剂，所述溶剂为油溶性溶剂。


4.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：优选的，所述亲水性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；优选的，所述亲水性引发剂为2-羟基-4’-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮或过硫酸钾；优选的，所述疏水性单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯中的至少一种；优选的，所述亲油性引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴建，
申请(专利权)人：临沂大学，
类型：发明
国别省市：山东;37