一种生物降解聚酯弹性体材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种生物降解聚酯弹性体材料及其制备方法，以含癸二酸、丙三醇、柠檬酸与L

【技术实现步骤摘要】
一种生物降解聚酯弹性体材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚酯材料
，特别涉及一种生物降解聚酯弹性体材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物降解聚酯材料是生物降解合成高分子材料中最重要的一类材料，由于具有良好的生物降解性，受到人们越来越多的关注并被广泛用于各种生物医学应用中。已有的生物降解聚酯材料主要包括两大类，热塑性的和热固性的。一般来说，热塑性的聚酯具有较好的力学强度，但弹性较差、降解较慢，如聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)以及它们的共聚物等，而热固性的聚酯具有更好的弹性和降解性，如聚癸二酸丙三醇酯(PGS)等。人体组织大部分为软组织，并处于一定的动态环境中，像心肌、血管、皮肤及各器官等，当植入物用于这些部位时，选择弹性更好的材料构建植入物将更有利于植入物与人体组织相适配。此外，如果植入物具有一定的生物活性，将更有利于其与体内微环境发生有益的相互作用，有利于其更好地发挥作用或促进组织的修复。然而，目前已有的生物降解聚酯弹性材料主要是作为结构性材料使用，为各种组织工程支架或医学应用器件提供力学支撑，保持其结构完整性或力学匹配需求，这些材料本身多为化学惰性的，其分子链上缺乏反应性官能团。例如，PLA、PGA及PCL等的分子链是由酯键和脂肪链组成，无额外的官能团，而PGS的分子链上虽然附带很多
‑
OH，但
‑
OH活性较低，在常温条件下难于进行进一步的反应。总之，已有的生物降解聚酯材料因其分子链上缺乏反应性官能团，一般难于进行直接的生物活性修饰。要对这些材料、支架或器件进行功能性修饰，需要对材料进行表面改性或共混改性，如通过等离子体或化学试剂处理使材料表面产生一些反应性官能团，或与具有生物活性的生物大分子共混等。这无疑增加了应用的复杂性，而且多数情况下这些方法常有一些限制条件，无法灵活采用，为实际应用的实施增加了困难。因此，开发具有反应性官能团的生物降解聚酯弹性材料有助于组织工程支架或医学器件的灵活功能化，对于促进生物医学领域中诸多方面的发展和进步有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种生物降解聚酯弹性体材料及其制备方法，本专利技术聚酯弹性材料具有良好的弹性、生物相容性和生物降解性，可以作为一种结构性材料使用，并且其分子链上同时富含羧基和巯基，也可作为一种功能性生物降解聚酯弹性体材料。
[0004]本专利技术的一种如下结构所示的聚酯弹性体材料，
[0005][0006]其中n≥1，R＝H或
‑
COCH2‑
或
‑
CH2‑
。
[0007]所述聚酯弹性体以包含癸二酸、丙三醇、柠檬酸、L
‑
半胱氨酸的原料，通过熔融缩合反应获得。
[0008]本专利技术提供一种聚酯弹性体材料的制备方法，包括：
[0009]单体熔融：将癸二酸、丙三醇、柠檬酸、L
‑
半胱氨酸混合，保护气体下搅拌直到单体熔融，反应体系成为澄清透明的液体；
[0010]酯化反应：常压条件下，反应体系搅拌进行酯化反应；
[0011]预聚：将反应压力降低，保持一定真空度条件下，反应体系继续搅拌反应一定时间进行缩合聚合，得到具有一定分子量的枝化的预聚物；
[0012]预聚物的固化：将纯化或未纯化的预聚物在一定温度、一定压力下，继续反应一定时间，即得到具有一定弹性的聚酯弹性体材料。
[0013]上述制备方法的优选方式如下：
[0014]所述癸二酸与丙三醇的摩尔比为1:0.4
‑
1；癸二酸与柠檬酸的摩尔比为1：0.001
‑
0.6；癸二酸与L
‑
半胱氨酸的摩尔比1:0.001
‑
0.5。
[0015]所述保护气体下熔融温度为120
‑
200℃；保护气体为氮气、氩气、氦气等气体。
[0016]进一步优选地，所述熔融温度为130
‑
180℃。
[0017]所述熔融后加入或不加催化剂；所述催化剂为辛酸亚锡、氯化亚锡、辛酸亚锡/对甲苯磺酸、氯化亚锡/对甲苯磺酸中一种。
[0018]所述酯化反应的温度为120
‑
200℃，时间为0.01
‑
20h。
[0019]进一步优选地，所述酯化反应的温度为120
‑
160℃，反应时间为0.01
‑
20小时。
[0020]所述真空条件下反应为：反应温度为100
‑
220℃，反应体系的真空度为0.1
‑
6000Pa，反应时间为0.5
‑
50h；所述预聚物进行纯化。
[0021]进一步优选地，所述真空条件下反应的温度为100
‑
180℃，反应体系的真空度为0.1
‑
6000Pa，反应时间为0.5
‑
50小时。
[0022]所述预聚物纯化的步骤为：将预聚物溶于某溶剂中，然后将聚合物溶液滴入去离子水中沉淀出来，收集沉淀即为纯化后的预聚物；其中溶解预聚物的溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、乙腈等中的一种或多种。
[0023]优选地，所述预聚物进行纯化的次数为0
‑
5次。
[0024]所述固化为：温度为50
‑
180℃，固化过程的真空度为0.1
‑
6000Pa，固化时间为4
‑
200h。
[0025]本专利技术的一种所述聚酯弹性体材料的应用，如将PGSCC与其它天然或人工合成材料复合使用，从而使所得复合体系具有反应性官能团羧基和巯基，便于进行功能化修饰。更
具体地，例如将PGSCC与PLLA复合使用，通过静电纺丝技术得到纤维表面附带羧基和巯基的复合纳米纤维膜，利用羧基和巯基的反应活性，在纤维表面接枝一些生物活性分子如细胞因子、药物等，同时因为PGSCC的引入改善了复合纤维膜的力学性能如弹性、模量等，从而使所得复合纳米纤维膜更适用于硬脑膜修复、伤口愈合、组织再生等。
[0026]本专利技术中具体为癸二酸、丙三醇、柠檬酸和L
‑
半胱氨酸四种单体熔融，在有催化剂或无催化剂作用下，先进行酯化，然后熔融缩聚形成枝化的高分子预聚物，预聚物再继续固化可形成具有一定弹性的交联聚酯弹性体，命名为聚(癸二酸
‑
柠檬酸
‑
L
‑
半胱氨酸
‑
丙三醇)酯(英文缩写PGSCC)。本专利技术的聚酯弹性材料具有良好的生物相容性、生物降解性和力学弹性，且其分子链上同时富含反应性的官能团羧基和巯基，便于进行功能性修饰，是一种兼具结构性与功能性的生物降解聚酯弹性材料。
[0027]有益效果
[0028](1)本专利技术采用的反应单体均为体内的代谢产物或代谢中间体，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种如下结构所示的聚酯弹性体材料，其中n≥1，R＝H或
‑
COCH2‑
或
‑
CH2‑
。2.根据权利要求1所示聚酯弹性体材料，其特征在于，所述聚酯弹性体以包含癸二酸、丙三醇、柠檬酸、L
‑
半胱氨酸的原料，通过熔融缩合反应获得。3.一种聚酯弹性体材料的制备方法，包括：将癸二酸、丙三醇、柠檬酸、L
‑
半胱氨酸混合，保护气体下熔融，常压条件下进行酯化反应，然后真空条件下进行反应，得到预聚物，固化，得到聚酯弹性体材料。4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述癸二酸与丙三醇的摩尔比为1:0.4
‑
1；癸二酸与柠檬酸的摩尔比为1：0.001
‑
0.6；癸二酸与L
‑
半胱氨酸的摩尔比1:0.001
‑
0.5。5.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述保护气体下熔融温度为120
...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾亚听，何创龙，隋晓锋，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：