【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高分子量聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲及其制备方法，具体涉及一种应用于聚合物心脏瓣膜的、可直接应用于浸涂工艺的高分子量聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲的制备方法，属于生物医用材料开发与应用领域。
技术介绍
1、与生物瓣膜相比，聚合物瓣膜不仅更耐用，而且更薄、更耐弯折，这将使得其在微创心脏瓣膜领域大放异彩，拓展了心脏瓣膜手术种类的丰富性及极大降低手术患者的痛苦和术后恢复时间。此外，与机械瓣膜相比，其优异的生物相容性可以免去术后的抗凝药物的使用，极大地提高了患者的生活质量及降低了后遗症的风险。与此同时，相对廉价的材料成本及加工成本，使得聚合物瓣膜的价格以及手术费用更低，为不发达国家和地区的患者减轻经济负担。随着材料的发展及技术的进步，相信在不远的将来，人工心脏瓣膜会跨入聚合物时代。
2、关于开发出符合使用要求的聚合物瓣膜的聚合物应满足以下要求：（1）具有较高的分子量及较窄的分散度；(2)聚合物结构中要有软段和硬段，具有一个的为相分离程度；(3)聚合物链段之间要有足够多的（物理的或化学的）交联，以增加回弹和避免过多的蠕变效应；(4)生物稳定性好；(5)较低的非特异性蛋白黏附；(6)优异的血液相容性；(7)加工方式简单，如可溶液加工（浇铸、浸涂、静电纺丝）、熔融加工、3d打印等；(8)价格便宜、成本低。
3、为了开发出新型耐用的聚合物心脏瓣膜，国内外的研究人员都在努力寻找完美的人工心脏瓣膜的聚合物材料和加工成型方式。剑桥大学的研究人员利用聚苯乙烯-乙烯-丁烯聚苯乙烯共聚物（sebs）和注塑成型的方式制备出的瓣叶厚
4、不管是sebs还是多层仿生复合结构材料，其加工方式合成方法都较为繁琐，而且对于sebs来说生物相容性和力学性能还有待考察。而对于聚合物心脏瓣膜来说这几点是尤为重要的。最近发展起来的硅氧烷聚氨酯及硅氧烷聚氨酯脲是一类兼具生物相容性和力学性能的材料，而且聚硅氧烷的加入大大提升了其生物稳定性，是一类极具发展前景的人工心脏瓣膜材料。生物稳定型聚1,6-己二醇-聚二甲基硅氧烷型聚氨酯(脲)就是这样一种同时兼具优异力学性能和生物相容性的合成高分子材料(p. a. gunatillake等, polymrev, 2019, 59(3): 391-417; l. s. dandeniyage等, j biomed mater res part b,2018:106b: 1712–1720)。foldax公司以该材料开发的人工心脏瓣膜以及开展临床实验研究。此外，南非sat公司和dsm公司进行合作，以dsm公司生产的carbosil 2080a tsipcu的高分子介入瓣膜也已完成动物实验，即将进入临床实验研究阶段。以上两种聚合物瓣膜都采用有机硅改性的聚氨酯及聚氨酯脲材料，显示出了优异的生物稳定性、力学性能和生物相容性，且均采用了浸涂的溶液加工方式。该加工方式极大保留了材料的原有性质，且加工方式简单、便捷。
5、生物稳定型聚氨酯是在导管、心脏起搏导线等长期植入医疗器械的需求下发展起来的。生物稳定型聚氨酯的发展历经以下几个阶段：1967年，首次报道了聚氨酯在生物医用材料方面的应用，但是聚酯型聚氨酯上软段中的酯键易受水分子进攻发生降解，一般不做生物稳定型聚氨酯使用。在随后发展起来的聚醚聚氨酯才开启了生物稳定型聚氨酯的应用，但聚醚链段上的醚键易被氧化降解，限制了它的进一步应用。为了提高它的生物稳定型，科学界提出了两种方法：一种利用生物稳定性更好的聚碳酸酯完全替代聚醚，虽然聚碳酸酯型聚氨酯和聚硅氧烷聚醚型聚氨酯这两种聚氨酯的生物稳定型都有所提高，但是聚碳酸酯型聚氨酯仍然有降解的发生；一种是利用聚硅氧烷部分替代聚醚。聚硅氧烷聚醚型聚氨酯的发展又可细分为三个阶段，聚硅氧烷聚氨酯，但是由于聚硅氧烷为非极性的大分子，其与氨基甲酸酯、脲基的相容性较差，导致力学性能不好，才有了聚硅氧烷-聚醚共软段聚氨酯的合成和开发，并形成两款商业化产品- elast-eon与pursil。在之后的研究中发现，这两种聚氨酯材料都具有优异的生物相容性和生物稳定性，符合作为长期植入材料的要求。但是作为人工心脏瓣膜来说力学性能还不能达到要求，因此研究人员就通过对聚氨酯进行分子调控和改性，调整力学性能和增强生物稳定性。p. a. gunatillake等在elast-eon 2a基础上，采用摩尔比为1:1的1,3-二羟丁基-1,1,3,3-四甲基二硅烷(bhtd)与乙二胺(eda)组成混合扩链剂代替单一扩链剂bdo，制备出phmo-pmds型聚氨酯脲(p. a.gunatillake等, us2017119923a1)。脲基的引入增加了分子链间氢键数量，同时也改善了微相分离结构，相较于elast-eon 2a及其它聚氨酯材料，其弹性、拉伸和撕裂强度都有显著提高。更重要的是，在应力-应变曲线上，没有出现屈服现象，表明该phmo-pmds型聚氨酯脲具有良好的抗蠕变能力(l. s. dandeniyage等，j biomed mater res part b, 2018,106:1712–1720)。此外，人工心脏瓣膜的发展时间线与生物稳定型聚氨酯的时间线类似。这也说明新材料的开发与应用能够促进行业的更新迭代。但是目前国内有关生物稳定型聚氨酯的研究才刚刚起步，而且基于生物稳定聚氨酯的新一代聚合物人工瓣膜将是未来世界范围内的的发展方向，在这种情况下急需开展聚硅氧烷聚氨酯的研究。
6、对于聚合物人工心脏瓣膜来说，加工方式的选择至关重要。目前加工方式分为溶液加工和熔融加工两种，熔融加工需要大型的仪器和较多工艺的摸索。而且对于聚氨酯及聚氨酯脲，熔融加工的方式会破坏原有的分子结构，造成分子链的断裂等，进而对力学性能以及生物相容性产生影响。而溶液加工方式温度低、易于控制、操作简单，且不会对聚氨酯脲的分子结构造成破坏，是一种先进的制备聚氨酯人工心脏瓣膜的成型方式。
7、因此基于以上的现实需求，本专利技术开发一款直接应用于浸涂工艺的高分子量聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲满足聚合物人本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于：所述聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲由硬段和软段组成；所述硬段含量为40wt.%~45wt.%，包括二异氰酸酯和小分子扩链剂；所述的软段包括聚二甲基硅氧烷和聚醚，所述聚二甲基硅氧烷占所述软段的比例为55-65%。
2.根据权利要求1所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于，所述聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲的数均分子量为14万-16万，重均分子量为25万-30万，分子量分布指数≤1.9。
3.根据权利要求1所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷占软段的比例为60%。
4.根据权利要求1所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于，所述聚醚为聚四氢呋喃，数均分子量为500-3000；所述聚二甲基硅氧烷为α,ω-双(羟基乙氧基丙基)聚二甲基硅氧烷，数均分子量为500-3000，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
5.根据权利要求4所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于，所述二异氰酸酯占所述硬段的质量比70wt.%-75wt.%。
6.根据权利要求1所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲
7.根据权利要求6所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于，所述次级扩链剂为丁二醇，所述主扩链剂为乙二胺。
8.根据权利要求7所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于，所述丁二醇和乙二胺的重量比为3：2。
9.根据权利要求1-8任一项所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种人工心脏瓣膜，其材料为权利要求1-8任一项所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲。
...【技术特征摘要】
1.一种聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于：所述聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲由硬段和软段组成；所述硬段含量为40wt.%~45wt.%，包括二异氰酸酯和小分子扩链剂；所述的软段包括聚二甲基硅氧烷和聚醚，所述聚二甲基硅氧烷占所述软段的比例为55-65%。
2.根据权利要求1所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于，所述聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲的数均分子量为14万-16万，重均分子量为25万-30万，分子量分布指数≤1.9。
3.根据权利要求1所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷占软段的比例为60%。
4.根据权利要求1所述的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯脲，其特征在于，所述聚醚为聚四氢呋喃，数均分子量为500-3000；所述聚二甲基硅氧烷为α,ω-双(羟基乙氧基丙基)聚二甲基硅氧烷，数均分子量为500-3000，所述二异氰酸酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡盛寿，周建业，李丹，
申请(专利权)人：中国医学科学院阜外医院，
类型：发明
国别省市：
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