用于制备可降解聚合物网络的方法技术

本发明专利技术涉及用于制备可降解聚合物网络的方法。用于制备可降解聚合物网络的方法包括：a）在20℃至200℃之间的温度下制备聚合物组合物，其包含环状碳酸酯的单体和/或环状酯的单体和/或直链碳酸酯的单体和/或直链酯的单体和/或环醚的单体和/或直链羟基羧酸的单体；b）添加交联剂，其包含至少一个C-C双键或C-C三键，和/或交联自由基引发剂；c）将聚合物组合物（其包含交联剂）加工成所期望的形状；d）通过照射混合物进行交联。另外，本发明专利技术涉及可降解聚合物网络。此外，本发明专利技术涉及可降解聚合物网络的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。另外，本专利技术涉及可降解聚合物网络。此外，本专利技术涉及可降解聚合物网络的应用。
技术介绍
组织工程的多学科领域的发展已产生一组新的组织替代部件和实施策略。在生物材料、干细胞、生长和分化因子、以及仿生环境方面的科学进步已产生在实验室中通过工程化细胞外基质(“支架”)、细胞、和生物活性分子的组合用于制造组织的独特机会。因此，在组织工程中，这些支架材料的物理、化学和生物性能是非常重要的。其上培养细胞的基质的刚性会影响细胞行为。在软组织工程中，支架将机械刺激传递给细胞和组织，并经受体内重复的动态负载。而且在体外，这可能是需要的，因为在细胞培养期间细胞接种的组织工程支架的机械刺激会增强工程化组织的发育以及它们的功能。在此方面，允许细胞粘附和增殖的柔性的和非柔性的、形状稳定的和可再吸收弹性的或非弹性的聚合物网络是特别令人感兴趣的，包括无定形和半晶体聚合物材料。具有这些性能的交联聚合物材料是本专利技术的目的。聚(碳酸三亚甲基酯)(PTMC)是生物相容的和可生物降解的聚合物，其具有大约_17°C的玻璃化转变温度(Tg)。可以通过在惰性气氛中照射来交联这种无定形和柔性聚合物以形成抗蠕变的和形状稳定的网络。这类弹性聚合物尤其用作软组织工程的支架材料或用作控制释放系统的长效制剂、或用于设计植入物，如抗黏附膜或血管修复术。抗蠕变性和形状稳定性是所期望的性能。在体内，通过表面侵蚀，PTMC较快地降解，而没有释放酸性降解产物。为了扩大这种聚合物的适用性，需要开发具有可调节的较低侵蚀速率的基于碳酸三亚甲基酯(TMC)的材料。聚(D，L-丙交酯)(PDLLA)是生物相容的和可生物降解的聚合物，其用于可吸收缝线、受控药物释放系统、和 组织工程支架的制备。PDLLA是玻璃状的、非晶体脂肪族聚酯，其通过体内本体水解而降解。当照射时，观测到TOLLA分子量降低。(D，L)_丙交酯是可以用来制备I3DLLA的单体。TMC和DLLA的共聚物呈现介于PTMC和TOLLA之间的中间物理性能取决于共聚物的组成，可以调节玻璃化转变温度、弹性模量值、拉伸强度和降解速率。这使得这些聚合物适用于许多生物医学应用。然而，在体温下，玻璃化转变温度低于生理温度的无定形未交联共聚物具有较差的形状稳定性。因此，在交联以后，高压灭菌可以用作由这些共聚物制备的医疗器械的灭菌方法。聚己内酯(PCL)是具有约60°C的低熔点和约_60°C的玻璃化转变温度的可生物降解聚酯。这种聚合物经常用作树脂添加剂用来改善它们的加工特性和它们的最终使用性能(例如，耐冲击性)。聚(L-丙交酯)(PLLA)是源自可再生资源(如玉米淀粉或甘蔗)的可生物降解的、热塑性的、脂肪族聚酯。PLLA是源于L，L-丙交酯(也称为L-丙交酯)聚合反应的产物。PLLA具有50-80°C的玻璃化转变温度和170_200°C的熔化温度。PLLA目前用于多种生物医学应用，如缝线、支架，透析介质和药物递送装置。它还被评价为组织工程的材料。PLLA和TOLLA已被用作用于形成聚合物囊泡的小泡膜的两亲性合成嵌段共聚物的疏水性嵌段。PLLA和TOLLA是石化衍生产物的可持续的替代物，因为由其最终产生它们的丙交酯可以源自农业副产物(如玉米淀粉)或其他富含碳水化合物的物质(如玉米、糖或小麦)的发酵。聚乙二醇(PEG)是具有从工业制造到医药的许多应用的聚醚化合物。它也称为聚环氧乙烷(PEO)或聚氧乙烯(POE)。PEG、PEO或POE是指环氧乙烷的低聚物或聚合物。通过环氧乙烷与水、乙二醇或乙二醇低聚物的相互作用来产生聚乙二醇。上述反应是通过酸性或碱性催化剂来催化的。它是多种轻泻药(例如，包含聚乙二醇的产品)和许多护肤霜的基础。可以对PTMC、无定形和半晶体聚(丙交酯)、PCL和PEO聚合物(当它们交联时)进行高压灭菌的灭菌。对于基于它们各自单体的共聚物情况也是如此。已知高能辐射通过形成自由基、离子、或可以使聚合物交联的激发态引起聚合物结构的化学变化。当照射时，对于一些聚合物，交联占优势，而对于其他聚合物，则断链是主要的。对于生物医学应用而言，Y照射和电子束照射已广泛用于改变聚合物生物材料的表面或本体性能以及用来以低成本方式对它们进行灭菌。Y照射是用于对(聚合物)生物材料灭菌的广泛使用的低成本方法。高能Y射线可以引发自由基反应或离子反应，导致所灭菌材料的表面性能和本体性能的改变。对于一些聚合物，在Y照射期间观测到交联，而对于其他聚合物，照射则导致断链或解链反应和分子量的降低。这些降低的分子量可以限制可吸收的聚合物植入物(如组织工程支架、骨折固定装置或缝合线)的使用寿命(由于机械强度的迅速降低和装置的解体)。而且当植入由可生物降解聚合物制备的药物释放基质时，分子量的降低可以导致早期发生质量损失并影响药物释放特性。Y 照射显著改善PTMC的抗蠕变性和形状稳定性。通过Y照射通过增加PTMC的交联效率，可以防止照射对网络拉伸性能的不利影响。获得的较高的凝胶含量和网络密度将进一步改善抗蠕变性并且还减慢降解和侵蚀。降解是通过聚合物骨架中的键断裂导致的聚合物断链过程。这导致聚合物链长度减小。侵蚀是聚合物基体的质量损失，这可能是由于单体、低聚物、聚合物链或其部分的丧失。侵蚀可以是生物、化学或物理作用的结果。因此，应当清楚的是聚合物降解是聚合物侵蚀过程的一部分。另一种类型的聚合和交联是令人感兴趣的由可降解低聚物制备的大分子单体的游离基聚合和交联。两种过程均已用来在环境温度下有效地制备可吸收性聚合物网络。在现有技术中不断地需要进一步开发用于制备生物相容的和可降解的聚合物网络的方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是(除其他以外)提供具有无定形结构和低玻璃化转变温度的柔性的、生物相容的和可降解的聚合物网络，具体地，具有低玻璃化转变温度和可调节降解性能的形状稳定的和抗蠕变材料的可降解聚合物网络。本专利技术的目的还在于制备具有不同柔韧性、不同弹性模量值以及增加的形状稳定性的聚合物网络，并且允许制备适合通过高压灭菌或热处理来灭菌的材料。按照本专利技术，通过包括以下各项的来实现此目标(除其他以外)a)在20°C至200°C的温度下制备包括以下单体的聚合物组合物环状碳酸酯和/或环状酯和/或直链碳酸酯和/或直链酯和/或环醚和/或直链羟基羧酸；b)添加交联剂，其包含至少一个C-C双键或C-C三键和/或交联自由基引发剂；c)将聚合物组合物(其包含交联剂)加工成所期望的形状；d)通过照射混合物进行交联。聚合物网络是具有将一个聚合物链连接到另一个聚合物链上的键的聚合物。它们可以是共价键或离子键。术语“交联聚合物”还可以用于聚合物网络。聚合物是由通常通过共价化学键连接的重复结构单元组成的大分子(也称为高分子)。由其制备聚合物的化合物称为单体。单体是一种或多种、两种或更多种、三种或更多种环状碳酸酯和/或环状酯和/或环醚和/或直链碳酸酯和/或直链酯和/或直链羟基羧酸。碳酸酯是在碳氢化合物中具有至少一个碳酸酯基-0_C( = 0)-0-(如一个碳酸酯基、两个碳酸酯基、三个碳酸酯基)的碳氢化合物。酯是在碳氢化合物中具有至少一个酯基-C00-(如一个酯基、两个酯基、或三个酯基)的碳氢化合物。羟基羧酸是具有包含第二有机基团羟基(-0H)的羧酸(有机官能团-C00H)的碳氢化合物。环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备可降解聚合物网络的方法，包括 a)通过在20°C至200° C之间的温度下聚合获自环状碳酸酯和/或环状酯和/或环醚和/或直链碳酸酯和/或直链酯和/或直链醚和/或直链羟基羧酸的单体来制备聚合物组合物； b)添加包含至少一个C-C双键或C-C三键的交联剂和/或交联自由基引发剂； c)将所述聚合物组合物加工成所期望的形状； d)通过照射所述混合物进行交联。2.根据权利要求1所述的方法，所述交联剂选自由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、多丙烯酸酯、多甲基丙烯酸酯、延胡索酸酯、多延胡索酸酯、马来酸酯、多马来酸酯、马来酸酐、衣康酸酯、多衣康酸酯、或它们的衍生物组成的组。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述交联剂选自下组二丙烯酸亚乙酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸四乙二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、丙烯酸酯官能化的聚(碳酸三亚甲基酯)类低聚物、甲基丙烯酸酯官能化的聚(碳酸三亚甲基酯)类低聚物、延胡索酸酯官能化的聚(碳酸三亚甲基酯)类低聚物、丙烯酸酯官能化的聚(D，L-丙交酯)类低聚物、甲基丙烯酸酯官能化的聚(D，L-丙交酯)类低聚物、延胡索酸酯官能化的聚(D，L-丙交酯)类低聚物、丙烯酸酯官能化的聚(L-丙交酯)类低聚物、甲基丙烯酸酯官能化的聚(L-丙交酯)类低聚物、延胡索酸酯官能化的聚(L-丙交酯)类低聚物、丙烯酸酯官能化的聚(ε -己内酯)类低聚物、甲基丙烯酸酯官能化的聚(ε -己内酯)类低聚物、延胡索酸酯官能化的聚(ε -己内酯)类低聚物、丙烯酸酯官能化的聚(乙二醇)类低聚物、甲基丙烯酸酯官能化的聚(乙二醇)类低聚物、延胡索酸酯官能化的聚(乙二醇)类低聚物、或它们的衍生物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中按所述聚合物组合物的总重量的重量百分比计，所述交联剂包含O. 01至15wt%,优选O. l%wt至10%wt,更优选O. 5%wt至8%wt,最优选l%wt至5%wt的交联剂。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在步骤a)中的所述单体获自选自下组的环状碳酸酯碳酸三亚甲基酯、碳酸亚乙酯、二乙二醇双烯丙基碳酸酯、和它们的衍生物。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在步骤a)中的所 述单体获自选自下组的环状酯L-丙交酯、D-丙交酯、D, L-丙交酯、 ε -己内酯、二噁烷酮、乙交酯、和它们的衍生物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中在步骤a)中的所述单体获自选自下组的直链碳酸酯碳酸二乙酯或碳酸二苯酯。...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪尔克·怀伯·格里普玛，扬·费延，埃尔汉·巴特，
申请(专利权)人：特温特大学，
类型：
国别省市：