專利名稱：一種木糖醇基彈性體復合材料及其制備方法
技術領域：
一種木糖醇基彈性體復合材料及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。
背景技術：
與金屬、陶瓷相比，生物醫用高分子材料與人體組織更加匹配，且容易改性和加工成型。由于人體的大多數組織和器官本身具有彈性，所以，具有高彈性的生物彈性體或生物橡膠更適合于醫用領域，如藥物緩釋載體、止血劑、骨蠟、組織工程支架和外科手術防粘連膜等方面。生物彈性體是一類具有一定生物相容性，且模量在0. lMPa-20MPa之間的用于診斷、治療、修復或替換機體中的組織、器官或增進其功能的高分子材料。在目前報道的生物彈性體中，研究和應用最多的是硅橡膠和聚氨酯，隨著臨床醫學和組織工程的發展，對生物醫用材料的性能要求越來越高，傳統的生物彈性體在醫學領域的進一步應用存在一定限制。因此開發具有優良生物相容性、力學性能等新型生物彈性體已成為趨勢。聚酯類彈性體兼具良好的生物相容性、生物降解性和熱加工性能，并以其自身具有的三維網絡結構的穩定性、優良的柔韌性及與相應組織的匹配性等優于其他高分子材料而得到人們的關注。最近，“Advanced Materials, 2004,16(6) :511-516 =Novel citric acid-based biodegradable elastomers for tissue engineering"——文中 艮: 了以酸和辛二醇為原料，合成了網絡型聚檸檬酸辛二醇酯生物彈性體，該彈性體具有良好的生物相容性、力學性能和生物降解性能。木糖醇屬于生物單體，是人體的中間代謝產物，與其他單體共聚時，其聚合物具有較好的生物相容性、生物降解性和低毒性；而且，木糖醇屬于多羥基單體，可以通過改變共聚單體的種類和組成來調節聚合物的交聯密度，從而實現性能可控。然而，木糖醇基彈性體的力學性能不佳，還有待于提高。羥基磷灰石(HA)是天然骨組織的重要組成部分，具有良好的生物相容性和生物活性，被認為是最有前途的陶瓷人工齒和人工骨置換材料，常被用作骨替代材料。但其機械性能不佳，易脆，對負荷承載性差，不能完全適宜于骨組織工程的要求。目前，采用HA改性聚合物的研究較多(《生物降解高分子/羥基磷灰石復合材料研究進展》，高分子通報，2009年，第4期，58-63)，將HA與聚合物復合制備聚合物/磷灰石復合材料，該材料的物理機械性能和骨組織的生物相容性有所提高。然而，HA和聚合物材料基體間的界面粘結性差以及HA在聚合物基體中分散不均勻成為此類材料力學性能進一步提高的瓶頸。

發明內容
木糖醇和癸二酸均為FDA認證單體，對人體無毒，其共聚物可在生物醫學領域中應用。木糖醇屬于多羥基單體，其與癸二酸共聚得到聚酯彈性體，其聚合物彈性體中含有大量未反應的羥基。眾所周知，羥基磷灰石表面也含有豐富的羥基，如果將羥基磷灰石與木糖
3醇基彈性體復合，將克服HA和聚合物材料基體間的界面粘結性差等問題，可大幅度提高聚合物材料的力學性能。基于以上原因，本發明人利用原位聚合法開發了一種含有HA的木糖醇基彈性體復合材料，該復合材料的拉伸強度高。在制備本發明的木糖醇基彈性體復合材料過程中，羥基磷灰石不需要進行任何現有技術的處理，無催化劑，工藝簡單易于操作。因此，本發明的目的是提供含有羥基磷灰石的木糖醇基彈性體復合材料，其具有良好的拉伸性能。本發明的另一目的是提供所述復合材料的制備方法。本發明中的一種木糖醇基彈性體復合材料，其特征在于該種彈性體復合材料中包含有復合的以下組分木糖醇基彈性體和羥基磷灰石；羥基磷灰石與木糖醇基彈性體的重量比為(0.1 80) 100，優選(0. 2 60) 100，更優選(0. 5 40) 100。本發明中復合材料的羥基磷灰石包括現有技術所公開的各種類型的羥基磷灰石。本發明中復合材料中的木糖醇基彈性體，其特征在于由木糖醇和癸二酸共聚而得，木糖醇癸二酸的摩爾比為1 (0. 1 5)，優選1 (0. 2 4)，更優選1 (0. 4 3)。本發明中復合材料中的木糖醇基彈性體，以木糖醇和癸二酸為共聚單體，無需催化劑，采用原位逐步縮聚的方法獲得。所述復合材料由包含有以下步驟之一的方法制備而得a.按配比稱取木糖醇和癸二酸置于反應器中，升溫至140 170°C，待反應物完全熔融，攪拌反應4 他，得到預聚物后，加入一定質量的HA，繼續攪拌1 4h，將產物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中120 150°C下交聯10 24h完成后，即得到木糖醇基彈性體復合材料。b.按配比稱取木糖醇、癸二酸和HA置于反應器中，升溫至140 170°C，待反應物完全熔融，攪拌反應4 10h，得到預聚物，將預聚物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中120 150°C下交聯10 24h完成后，即得到木糖醇基彈性體復合材料。本發明的有益效果本發明的木糖醇基彈性體復合材料中的拉伸性能比未改性的木糖醇基彈性體大幅提高，同時，還能通過調整共聚單體配比及HA含量得到不同力學性能的復合材料。該材料可用于藥物緩釋載體、止血劑、骨蠟、組織工程支架和外科手術防粘連膜。


圖1羥基磷灰石/聚酯彈性體復合材料的透射電鏡圖。圖中黑色陰影為羥基磷灰石。
具體實施例方式對比例1稱取木糖醇15. 2g(0. lmol)，癸二酸40.4g(0.2mol)，加入反應器中，加熱升溫至 160°C，使反應物完全熔融，開始攪拌并抽真空，恒溫反應他后，得到預聚物。將所得預聚物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中，120°C下交聯Mh，即得到木糖醇基彈性體，再進行裁剪制備標準樣條，進行各項力學性能測試。其結果見表1。實施例1稱取木糖醇15. 2g(0. lmol)，癸二酸40.4g(0.2mol)，加入反應器中，加熱升溫至 1600C，使反應物完全熔融，開始攪拌并抽真空，恒溫反應他后，加入羥基磷灰石0. 56g，繼續反應2小時，得到預聚物。將所得預聚物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中，120°C下交聯Mh，即得到木糖醇基彈性體復合材料，再進行裁剪制備標準樣條，進行各項力學性能測試。其結果見表1。實施例2除了加入羥基磷灰石2. 78g以外，其余條件均與實施例1相同。所得復合材料進行裁剪制備標準樣條，進行各項力學性能測試。其結果見表1。實施例3除了加入羥基磷灰石5. 56g以外，其余條件均與實施例1相同。所得復合材料進行裁剪制備標準樣條，進行各項力學性能測試。其結果見表1。實施例4除了加入羥基磷灰石8. 34g以外，其余條件均與實施例1相同。所得復合材料進行裁剪制備標準樣條，進行各項力學性能測試。其結果見表1。表 權利要求
1.一種木糖醇基彈性體復合材料，其特征在于包含木糖醇基彈性體和羥基磷灰石，羥基磷灰石與木糖醇基彈性體的重量比為(0. 1 80) 100，優選(0.2 60) 100，更優選(0. 5 40) 100。
2.根據權利要求1所述的木糖醇基彈性體復合材料，其特征在于彈性體由木糖醇和癸二酸共聚獲得，木糖醇癸二酸的摩爾比為1 (0. 1 幻，優選1 (0.2 4)，更優選 1 (0. 4 3)。
3.根據權利要求1所述的木糖醇基彈性體復合材料，其特征在于無需催化劑、采用原位逐步縮聚的方法獲得，具體包含有以下步驟之一a.按配比稱取木糖醇和癸二酸置于反應器中，升溫至140 170°C，待反應物完全熔融，攪拌反應4 他，得到預聚物后，加入一定質量的羥基磷灰石，繼續攪拌1 4h，將產物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中120 150°C下交聯10 24h完成后，即得到木糖醇基彈性體復合材料；b.按配比稱取木糖醇、癸二酸和羥基磷灰石置于反應器中，升溫至140 170°C，待反應物完全熔融，攪拌反應4 10h，得到預聚物，將預聚物倒入聚四氟乙烯模具中自然流平， 放入真空烘箱中120 150°C下交聯10 24h完成后，即得到木糖醇基彈性體復合材料。
全文摘要
一種木糖醇基彈性體復合材料及其制備方法。本發明利用原位聚合法將羥基磷灰石與木糖醇彈性體復合制備木糖醇基彈性體復合材料，該復合材料具有良好的拉伸性能。本發明制備方法簡單，無催化劑，工藝簡單易于操作，同時，還能通過調整共聚單體配比及羥基磷灰石含量得到不同力學性能的復合材料。該材料可用于藥物緩釋載體、止血劑、骨蠟、組織工程支架和外科手術防粘連膜等。
文檔編號A61L15/26GK102417695SQ20111040451
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者東為富, 倪忠斌, 吳畏, 李婷, 趙榮琦, 陳明清 申請人:江南大學