CN108276556A - 医用聚氨酯材料及其制备方法和修复支架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种医用聚氨酯材料及其制备方法和修复支架，涉及医用材料技术领域。本发明提供的医用聚氨酯材料包括天麻素，力学性能大幅提高，应用范围更广泛。并且具有良好的生物相容性、血液相容性和生物稳定性，在机体内应用能够有效避免排斥反应等副作用，更佳稳定、安全。本发明提供的医用聚氨酯材料的制备方法操作简便，可于工业上大规模生产，适合推广应用。本发明提供的修复支架，力学性能优异，不易损坏，适用性广泛，可用于骨骼、血管或神经等的修复。此外，本发明提供的修复支架还能够有效避免排斥反应等副作用，更佳稳定、安全。
Description
技术领域
本发明涉及医用材料技术领域，尤其是涉及一种医用聚氨酯材料及其制备方法和修复支架。
背景技术
组织工程学是上世纪八十年代建立和发展起来的一门新兴学科，涉及到生命科学、生物学和材料科学等诸多学科。其基本原理和方法是将细胞在体外培养扩增后，植入到能在人体内降解和吸收的高分子材料支架上，为细胞提供一个繁殖再生的三维空间，促使细胞获得营养物质后可以按照预制形态在三维支架上生长，然后再将此支架植入到人体病损部位，可以实现种植的细胞继续繁殖形成新的原有特殊功能和形态的组织和器官的同时，支架能被降解吸收，达到修复创伤和重建功能的治疗目的，并且可以避免二次手术的风险。
而传统临床使的用的植骨材料主要分为自体骨、同种异体骨、经特殊处理的异种骨和人工骨材料等，这些手段都存在适用性和并发症等缺陷。而通过组织工程学手段体外培养骨骼组织作为修复材料，则没有其它手段的各种缺点，可以达到理想的效果。
聚氨酯(Polyurethane，PU)是由硬段和软段构成的嵌段聚合物，根据不同的需求选择不同的软硬段或调整软硬段比例即可获得不同理化性能和降解性能，因其良好的生物相容性、血液相容性和性能可灵活调控等优点已在组织工程领域得到广泛关注。在此基础上，既能满足力学性能要求，又能加载功能性药物的缓释聚氨酯支架显得尤为重要。
然而，现有的药物载体孔隙较小或力学性能较差，难以提供有效的缓释量和三维支撑，因而缺乏吸引力。
因此，开发一种既满足生物相容性好，理化性能、力学性能和降解性能可灵活调控，又能够加载功能性药物，以满足临床修复对高性能支架材料的需要尤为重要。有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种医用聚氨酯材料，以缓解现有技术中存在的聚氨酯缓释材料的力学性能难以满足各方面的需求的技术问题。
本发明的第二个目的在于提供上述医用聚氨酯材料的制备方法，以缓解现有技术中存在的医用聚氨酯材料的制备方法操作繁琐，工艺复杂，且无法结合天麻素的技术问题。
本发明的第三个目的在于提供一种修复支架，包括上述医用聚氨酯材料。
本发明提供了一种医用聚氨酯材料，所述医用聚氨酯材料中包括天麻素。
进一步地，所述医用聚氨酯材料为可降解嵌段聚氨酯材料。
本发明还提供了上述医用聚氨酯材料的制备方法，所述制备方法包括：
向医用聚氨酯预聚体中加入天麻素，制备得到所述医用聚氨酯材料。
进一步地，向低聚物多元醇中加入固化剂，反应得到所述医用聚氨酯预聚体；
优选地，所述低聚物多元醇为聚己内酯二醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇、聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚己二酸己二醇中的一种或多种，更优选为聚乳酸-羟基乙酸共聚物；
优选地，所述固化剂为异氰酸酯，优选为二异氰酸酯，更优选为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，进一步优选为赖氨酸二异氰酸酯；
优选地，在低聚物多元醇与固化剂的反应过程中还伴有催化剂。
进一步地，向每20-40g低聚物多元醇中加入5-10g固化剂，在60-80℃下反应1-3h后加入0.1-0.3mL催化剂，搅拌1-3h，反应得到所述医用聚氨酯预聚体。
进一步地，向所述医用聚氨酯预聚体中加入天麻素反应后，再加入发泡剂继续反应，得到反应物，将所述反应物经高温干燥后制备得到所述医用聚氨酯材料；
优选地，向每25-50g医用聚氨酯预聚体中加入2.5-4g天麻素，反应1-3h后加入1-3mL发泡剂继续反应0.1-1h，得到反应物，将所述反应物经100-120℃高温干燥24h后，制备得到所述医用聚氨酯材料。
进一步地，向低聚物多元醇中加入固化剂和有机溶剂，反应得到所述医用聚氨酯预聚体；
优选地，所述低聚物多元醇为聚己内酯二醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇、聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚己二酸己二醇中的一种或多种，更优选为聚乳酸-羟基乙酸共聚物；
优选地，所述固化剂为异氰酸酯，优选为二异氰酸酯，更优选为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，进一步优选为赖氨酸二异氰酸酯；
优选地，所述有机溶剂为二甲基亚砜。
进一步地，向每10-20g低聚物多元醇中加入3-4g固化剂和30-50mL有机溶剂，在40-60℃下避光搅拌4-7天，制备得到所述医用聚氨酯预聚体。
进一步地，在低温条件下向所述医用聚氨酯预聚体中加入天麻素，经干燥后制备得到所述医用聚氨酯材料；
优选地，25-40℃条件下向每43-74g医用聚氨酯预聚体中加入1-6.5g天麻素，并在40-60℃条件下真空干燥2-48h，制备得到所述医用聚氨酯材料。
另外，本发明还提供了一种修复支架，包括上述的医用聚氨酯材料，或采用上述的医用聚氨酯材料的制备方法制备得到的医用聚氨酯材料。
本发明提供的医用聚氨酯材料包括天麻素。本发明首次将天麻素与聚氨酯材料相结合，得到了加载天麻素的医用聚氨酯材料，完美结合天麻素的多羟基官能度、亲水性及药物活性。利用天麻素具有多官能团的化学结构，使得天麻素与聚氨酯材料的交联度增加，力学性能大幅提高，应用范围更广泛。并且，由于天麻素为天然植物提取物，能够抗氧化应激，促进干细胞成骨向分化，有效改善微环境动态平衡，加载天麻素的医用聚氨酯材料具有良好的生物相容性、血液相容性和生物稳定性，在机体内应用能够有效避免排斥反应等副作用，更佳稳定、安全。
本发明提供的医用聚氨酯材料的制备方法操作简便，通过向医用聚氨酯预聚体中加入天麻素的操作步骤，即可制备得到力学性能优异且生物相容性、血液相容性和生物稳定性良好的医用聚氨酯材料，可于工业上大规模生产，适合推广应用。
本发明提供的修复支架，包括上述的医用聚氨酯材料，或采用上述的医用聚氨酯材料的制备方法制备得到的医用聚氨酯材料。该修复支架力学性能优异，不易损坏，适用性广泛，可用于骨骼、血管或神经等的修复。此外，本发明提供的修复支架还能够有效避免排斥反应等副作用，更佳稳定、安全，且降解产物能抗细胞凋亡，改善体内微环境，应用前景广阔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本发明实验例1提供的初始模量的结果图；
图1B为本发明实验例1提供的最大伸长断裂率系数的结果图；
图2为本发明实验例2提供的骨修复支架横截面的扫面电子显微镜(SEM)的镜检结果图；
图3为本发明实验例3提供的骨修复支架的红外光谱表征的结果图；
图4A为发明实验例4提供的骨修复支架与骨髓基质干细胞共培养4天后的扫面电子显微镜(SEM)的镜检结果图；
图4B为发明实验例4提供的骨修复支架与骨髓基质干细胞共培养10天后的扫面电子显微镜(SEM)的镜检结果图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种医用聚氨酯材料，包括天麻素。
天麻素本品为兰科植物天麻的干燥根块提取，是具有云南特色的中药天麻药理作用的主要成分，来源方便、应用安全，有助于提高患者的有效依从性，是一种天然的多羟基吡喃葡萄糖苷。具有较好的镇静和安眠作用，对神经衰弱、失眠、头痛症状有缓解作用。中药天麻可治疗痛眩晕、肢体麻木、惊痛抽搐。临床中通常应用于治疗椎一基底动脉供血不足、前庭神经元炎和眩晕症等。同时，临床使用也表明，天麻素具有增强抗氧化物酶活性的作用，能够抗氧化应激、抗细胞凋亡，促进干细胞成骨向分化，使骨吸收的进程减慢，有效改善骨微环境的动态平衡。
本发明提供的医用聚氨酯材料首次将天麻素与聚氨酯材料相结合，得到了加载天麻素的医用聚氨酯材料，在天麻素通常作为治疗眩晕、抽搐等神经性疾病的药物的基础上，本申请利用了天麻素的多官能团的化学结构，使得天麻素与聚氨酯材料的交联度增加，力学性能大幅提高，应用范围更广泛。并且，由于天麻素为天然植物提取物，加载天麻素的医用聚氨酯材料具有良好的生物相容性、血液相容性和生物稳定性，在机体内应用能够有效避免排斥反应等副作用，更佳稳定、安全。
在一个优选的实施方式中，医用聚氨酯材料为可降解嵌段聚氨酯材料。
可降解嵌段聚氨酯材料具有很好的生物相容性，能够有效避免与机体产生不良反应，副作用小，并且具有可生物降解，进入人体后可自动分解后排出的功能，对人体无毒无害。
本发明还提供了上述的医用聚氨酯材料的制备方法，包括：
向医用聚氨酯预聚体中加入天麻素，制备得到医用聚氨酯材料。
本发明提供的医用聚氨酯材料的制备方法操作简便，通过向医用聚氨酯预聚体中加入天麻素的操作步骤，即可制备得到力学性能优异且生物相容性、血液相容性和生物稳定性良好的医用聚氨酯材料，可于工业上大规模生产，适合推广应用。
在一个优选的实施方式中，向低聚物多元醇中加入固化剂，反应得到医用聚氨酯预聚体。
优选地，低聚物多元醇为聚己内酯二醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇、聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚己二酸己二醇中的一种或多种，更优选为聚乳酸-羟基乙酸共聚物。
聚乳酸-羟基乙酸共聚物由两种单体——乳酸和羟基乙酸随机聚合而成，是一种可降解的功能高分子有机化合物，具有良好的生物相容性、无毒、良好的成囊和成膜的性能。应用聚乳酸-羟基乙酸共聚物为原料制备本发明提供的医用聚氨酯预聚体，降解速率更快，生物相容性、血液相容性及生物稳定性更好。
优选地，固化剂为异氰酸酯，优选为二异氰酸酯，更优选为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，进一步优选为赖氨酸二异氰酸酯。
以赖氨酸二异氰酸酯作为固化剂与低聚物多元醇结合，能够更大程度地提高制备得到的医用聚氨酯预聚体的耐水性、拉伸性、界面粘结性能，增强医用聚氨酯预聚体的适用性。
优选地，在低聚物多元醇与固化剂的反应过程中还伴有催化剂。更优选地，催化剂为辛酸亚锡。
在反应过程中加入催化剂，能够加快反应的进行，节约时间成本。
在一个优选的实施方式中，向每20-40g低聚物多元醇中加入5-10g固化剂，在60-80℃下反应1-3h后加入0.1-0.3mL催化剂，搅拌1-3h，反应得到医用聚氨酯预聚体。
其中，低聚物多元醇例如可以为，但不限于20g、25g、30g、35g或40g；固化剂例如可以为，但不限于5g、6g、7g、8g、9g或10g；反应温度例如可以为，但不限于60℃、65℃、70℃、75℃或80℃；反应时间例如可以为，但不限于1h、1.5h、2h、2.5h或3h；催化剂例如可以为，但不限于0.1mL、0.2mL或0.3mL；搅拌时间例如可以为，但不限于1h、2h或3h。
在一个优选的实施方式中，向医用聚氨酯预聚体中加入天麻素反应后，再加入发泡剂继续反应，得到反应物，将反应物经高温干燥后制备得到医用聚氨酯材料。
优选地，向每25-50g医用聚氨酯预聚体中加入2.5-4g天麻素，反应1-3h后加入1-3mL发泡剂继续反应0.1-1h，得到反应物，将所述反应物经100-120℃高温干燥24h后，制备得到所述医用聚氨酯材料。
其中，医用聚氨酯预聚体例如可以为，但不限于25g、30g、35g、40g、45g或50g；天麻素例如可以为，但不限于2.5g、3g、3.5g或4g；反应时间例如可以为，但不限于1h、2h或3h；发泡剂例如可以为，但不限于1mL、2mL或3mL；继续反应的时间例如可以为，但不限于0.1h、0.5h或1h；高温干燥的温度例如可以为，但不限于100℃、105℃、110℃、115℃或120℃。
在一个优选的实施方式中，向低聚物多元醇中加入固化剂和有机溶剂，反应得到医用聚氨酯预聚体。
优选地，低聚物多元醇为聚己内酯二醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇、聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚己二酸己二醇中的一种或多种，更优选为聚乳酸-羟基乙酸共聚物。
聚乳酸-羟基乙酸共聚物由两种单体——乳酸和羟基乙酸随机聚合而成，是一种可降解的功能高分子有机化合物，具有良好的生物相容性、无毒、良好的成囊和成膜的性能。应用聚乳酸-羟基乙酸共聚物为原料制备本发明提供的医用聚氨酯预聚体，降解速率更快，生物相容性、血液相容性及生物稳定性更好。
优选地，固化剂为异氰酸酯，优选为二异氰酸酯，更优选为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，进一步优选为赖氨酸二异氰酸酯。
以赖氨酸二异氰酸酯作为固化剂与低聚物多元醇结合，能够更大程度地提高制备得到的医用聚氨酯预聚体的耐水性、拉伸性、界面粘结性能，增强医用聚氨酯预聚体的适用性。
优选地，有机溶剂为二甲基亚砜。
二甲基亚砜能够同时与医用聚氨酯预聚体和天麻素相溶，在反应过程中加入二甲基亚砜，能够使医用聚氨酯预聚体和天麻素的相容性更高，制备得到的医用聚氨酯材料的力学性能更优异。
在一个优选的实施方式中，向每10-20g低聚物多元醇中加入3-4g固化剂和30-50mL有机溶剂，在40-60℃下避光搅拌4-7天，制备得到医用聚氨酯预聚体。
其中，低聚物多元醇例如可以为，但不限于10g、15g或20g；固化剂例如可以为，但不限于3g、3.5g或4g；有机溶剂例如可以为，但不限于30mL、35mL、40mL、45mL或50mL；反应温度例如可以为，但不限于40℃、45℃、50℃、55℃或60℃；反应时间例如可以为，但不限于4天、5天、6天或7天。
在一个优选的实施方式中，在低温条件下向医用聚氨酯预聚体中加入天麻素，经干燥后制备得到医用聚氨酯材料。
在低温条件下加入天麻素，有利于保持天麻素的药物活性，降低副反应产物。
优选地，在25-40℃条件下向每43-74g医用聚氨酯预聚体中加入1-6.5g天麻素，并在40-60℃条件下真空干燥2-48h，制备得到医用聚氨酯材料。
其中，反应温度例如可以为，但不限于25℃、30℃、35℃或40℃；医用聚氨酯预聚体例如可以为，但不限于43g、50g、55g、60g、65g、70g或74g；天麻素例如可以为，但不限于1g、1.5g、2g、2.5g、3g、3.5g、4g、4.5g、5g、5.5g、6g或6.5g；真空干燥的温度例如可以为，但不限于40℃、45℃、50℃、55℃或60℃；真空干燥的时间例如可以为，但不限于2h、5h、10h、15h、20h、25h、30h、35h、40h、45h或48h。
另外，本发明还提供了一种修复支架，包括上述的医用聚氨酯材料，或采用上述的医用聚氨酯材料的制备方法制备得到的医用聚氨酯材料。
本发明提供的修复支架，力学性能优异，不易损坏，适用性广泛，可制备为具有中药成分天麻素加载的可降解嵌段聚氨酯骨修复支架、具有中药成分天麻素加载的可降解嵌段聚氨酯血管修复支架或具有中药成分天麻素加载的可降解嵌段聚氨酯神经修复支架等，用于骨骼、血管或神经等的修复。
利用生物相容性和生物活性好，理化性能、力学性能和降解性能可灵活调控的医用聚氨酯材料制备具有天麻素加载的聚氨酯多孔骨修复支架，完美结合其材料优良的生物学性能、降解性能和支架高孔隙率以及天麻素的药物活性，以满足临床骨修复对高性能多孔支架材料的需要，应用前景广阔。
具有良好机械性能及细胞组织相容性的生物可降解弹性体聚氨酯，加载天麻素，可有效降低外周血管阻力、降低血压和增加动脉血管顺应性，并显著改善血管内皮损伤，有助于人工血管支架的功能化及仿生构建。
同样的，通过调控低聚物多元醇、固化剂及天麻素的比例，能够获得高度抗扭结性能的弹性体。基于生物活性聚氨酯的仿生制备，加载天麻素不仅利于提高材料自身的力学性能，且通过调控其配比量来控制聚氨酯的降解速率，使天麻素在局部持续逐步释放，可充分发挥其神经保护作用，加速雪旺细胞和神经细胞的定向分化，进一步实现靶向神经修复作用。
此外，本发明提供的修复支架还能够有效避免排斥反应等副作用，更佳稳定、安全。
下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将20.0g聚乳酸-羟基乙酸(分子量2000)共聚物加入充满氮气的三口烧瓶中，缓慢加入10g赖氨酸二异氰酸酯(分子量226)，在60℃下反应3h，得到医用聚氨酯预聚体；
(b)、向步骤(a)得到的医用聚氨酯预聚体中加入2.5g天麻素，反应3h；
(c)、向步骤(b)得到的产物中加1mL水继续反应1h；
(d)、收样放置在100℃烘箱中熟化干燥24h，得到医用聚氨酯材料。
实施例2
本实施例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将40.0g聚乳酸-羟基乙酸共聚物(分子量4000)加入充满氮气的三口烧瓶中，缓慢加入5g赖氨酸二异氰酸酯，在80℃下反应1h，得到医用聚氨酯预聚体；
(b)、向步骤(a)得到的医用聚氨酯预聚体中加入4g天麻素，反应1h；
(c)、向步骤(b)得到的产物中加3mL水继续反应0.1h；
(d)、收样放置在120℃烘箱中熟化干燥24h，得到医用聚氨酯材料。
实施例3
本实施例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将30.0g聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入充满氮气的三口烧瓶中，缓慢加入7.9g赖氨酸二异氰酸酯，在70℃下反应2h，得到医用聚氨酯预聚体；
(b)、向步骤(a)得到的医用聚氨酯预聚体中加入3.4g天麻素，反应2h；
(c)、向步骤(b)得到的产物中加2mL水继续反应0.5h；
(d)、收样放置在110℃烘箱中熟化干燥24h，得到医用聚氨酯材料。
实施例4
本实施例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将30.0g聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入充满氮气的三口烧瓶中，缓慢加入7.9g赖氨酸二异氰酸酯，在70℃下反应2h；
(b)、向步骤(a)得到的产物中加入0.2mL辛酸亚锡，搅拌2h，得到医用聚氨酯预聚体；
(c)、向步骤(b)得到的医用聚氨酯预聚体中加入3.4g天麻素，反应2h；
(d)、向步骤(c)得到的产物中加2mL水继续反应0.5h；
(e)、收样放置在110℃烘箱中熟化干燥24h，得到医用聚氨酯材料。
实施例5
本实施例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将30.0g聚己内酯二醇加入充满氮气的三口烧瓶中，缓慢加入7.8g异佛尔酮二异氰酸酯，在70℃下反应2h；
(b)、向步骤(a)得到的产物中加入0.2mL辛酸亚锡，搅拌2h，得到医用聚氨酯预聚体；
(c)、向步骤(b)得到的医用聚氨酯预聚体中加入3.4g天麻素，反应2h；
(d)、向步骤(c)得到的产物中加2mL水继续反应0.5h；
(e)、收样放置在110℃烘箱中熟化干燥24h，得到医用聚氨酯材料。
实施例6
本实施例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将10.0g聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入充满氮气的三口烧瓶中，同时加入4.0g赖氨酸二异氰酸酯和30mL DMSO，在60℃下避光搅拌4天，生成医用聚氨酯预聚体；
(b)、在低温条件下向医用聚氨酯预聚体中加入2.5g天麻素；
(c)、经40℃真空干燥后制备得到医用聚氨酯材料。
实施例7
本实施例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将20.0g聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入充满氮气的三口烧瓶中，同时加入3.0g赖氨酸二异氰酸酯和50mL DMSO，在40℃下避光搅拌6天，生成医用聚氨酯预聚体；
(b)、在低温条件下向医用聚氨酯预聚体中加入1g天麻素；
(c)、经60℃真空干燥后制备得到医用聚氨酯材料。
实施例8
本实施例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将16.0g聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入充满氮气的三口烧瓶中，同时加入3.60g赖氨酸二异氰酸酯和40mL DMSO，在50℃下避光搅拌5天，生成医用聚氨酯预聚体；
(b)、在低温条件下向医用聚氨酯预聚体中加入1.83g天麻素；
(c)、经50℃真空干燥后制备得到医用聚氨酯材料。
实施例9
本实施例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将16.0g聚己内酯二醇加入充满氮气的三口烧瓶中，同时加入3.60g异佛尔酮二异氰酸酯和40mL DMSO，在50℃下避光搅拌5天，生成医用聚氨酯预聚体；
(b)、在低温条件下向医用聚氨酯预聚体中加入1.83g天麻素；
(c)、经50℃真空干燥后制备得到医用聚氨酯材料。
对比例1
本对比例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将15.0g聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入充满氮气的三口烧瓶中，缓慢加入15g赖氨酸二异氰酸酯，在50℃下反应4h；
(b)、向步骤(a)得到的产物中加入0.05mL辛酸亚锡，搅拌4h，得到医用聚氨酯预聚体；
(c)、向步骤(b)得到的医用聚氨酯预聚体中加入3.4g天麻素，反应0.5h；
(d)、向步骤(c)得到的产物中加4mL水继续反应0.05h；
(e)、收样放置在130℃烘箱中熟化干燥24h，得到医用聚氨酯材料。
对比例2
本对比例提供了一种医用聚氨酯材料，应用如下制备方法制备得到：
(a)、将22.0g聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入充满氮气的三口烧瓶中，同时加入2.0g赖氨酸二异氰酸酯和55mL DMSO，在30℃下避光搅拌7天，生成医用聚氨酯预聚体；
(b)、在低温条件下向医用聚氨酯预聚体中加入1.83g天麻素；
(c)、经30℃真空干燥后制备得到医用聚氨酯材料。
对比例3
本对比例提供了一种医用聚氨酯材料，与实施例4的不同之处在于，天麻素的加入量为1.7g。
对比例4
本对比例提供了一种医用聚氨酯材料，与实施例4的不同之处在于，天麻素的加入量为0.85g。
对比例5
本对比例提供了一种医用聚氨酯材料，与实施例4的不同之处在于，天麻素的加入量为0.425g。
对比例6
本对比例提供了一种医用聚氨酯材料，与实施例4的不同之处在于，不加入天麻素。
实验例1
分别应用实施例1至9和对比例1至6提供的医用聚氨酯材料制备骨修复支架。将制备得到的骨修复支架进行力学性能及降解周期检测，结果如下表所示：
从上表中的结果可以看出，本发明实施例1至9提供的医用聚氨酯材料制备得到的骨修复支架，其最大抗张强度和最大伸长断裂率均高于对比例1至6提供的医用聚氨酯材料制备得到的骨修复支架。说明应用本发明提供的制备方法制备得到的医用聚氨酯材料力学性能优异，不易损坏，适用性广泛。
实施例1至5应用了本发明提供的一种制备方法制备得到医用聚氨酯材料。其中，实施例1与实施例4的区别在于，实施例4中加入了催化剂，制备得到的医用聚氨酯材料的最大抗张强度和最大伸长断裂率系数更高，说明加入催化剂的反应制备得到的医用聚氨酯材料的力学性能更强。并且，通过实施例1至4与实施例5的对比可以看出，应用本发明提供的优选原料制备得到的医用聚氨酯材料的降解速率更快，能够减少异体物质在体内存留的时间，更加安全。进一步地，实施例4为应用本发明优选条件制备得到的医用聚氨酯材料，其最大抗张强度和最大伸长断裂率系数最高，说明应用本发明优选条件制备得到的医用聚氨酯材料，其力学性能更强。
实施例6至9应用了本发明提供的另一种制备方法制备得到医用聚氨酯材料。其中，通过实施例6至8与实施例9的对比可以看出，应用本发明提供的优选原料制备得到的医用聚氨酯材料的降解速率更快，能够减少异体物质在体内存留的时间，更加安全。进一步地，实施例8为应用本发明优选条件制备得到的医用聚氨酯材料，其最大抗张强度和最大伸长断裂率系数最高，说明应用本发明优选条件制备得到的医用聚氨酯材料，其力学性能更强。
为了进一步说明在医用聚氨酯材料中加载天麻素所带来的有益效果，对实施例5和对比例3至6提供的医用聚氨酯材料进行检测，检测结果如图1A和图1B所示。从图中可以看出，随天麻素配比量增加，支架的初始模量显著增加，断裂伸长率下降，说明天麻素的多羟基结构有助于增加聚合物的交联度，进而改善其力学性能。
实验例2
为了节约实验成本，将应用实施例4提供的医用聚氨酯材料制备得到的骨修复支架的横截面进行扫面电镜检测，结果如图2所示。从图2中可以看出该支架为贯通多孔结构，能够仿生自然骨组织。
实验例3
为了节约实验成本，将应用实施例4提供的医用聚氨酯材料制备得到的骨修复支架的进行红外光谱表征，结果如图3所示。从图3中可以看出聚氨酯的羟基峰明显减弱，说明天麻素的羟基与IPDI发生化学反应，有效加载了天麻素。
实验例4
为了节约实验成本，将骨髓基质干细胞与应用实施例4提供的医用聚氨酯材料制备得到的骨修复支架进行共培养。在共培养4天时用扫面电镜观察，结果如图4A所示。从图4A中可以看出，细胞在支架表面黏附生长。在共培养10天时用扫面电镜观察，结果如图4B所示。从图4B中可以看出细胞显著增殖，生成大量伪足，说明该多孔支架具有良好的生物相容性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种医用聚氨酯材料，其特征在于，所述医用聚氨酯材料包括天麻素。
2.根据权利要求1所述的医用聚氨酯材料，其特征在于，所述医用聚氨酯材料为可降解嵌段聚氨酯材料。
3.如权利要求1或2所述的医用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
向医用聚氨酯预聚体中加入天麻素，制备得到所述医用聚氨酯材料。
4.根据权利要求3所述的医用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，向低聚物多元醇中加入固化剂，反应得到所述医用聚氨酯预聚体；
优选地，所述低聚物多元醇为聚己内酯二醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇、聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚己二酸己二醇中的一种或多种，更优选为聚乳酸-羟基乙酸共聚物；
优选地，所述固化剂为异氰酸酯，优选为二异氰酸酯，更优选为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，进一步优选为赖氨酸二异氰酸酯；
优选地，在低聚物多元醇与固化剂的反应过程中还伴有催化剂。
5.根据权利要求4所述的医用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，向每20-40g低聚物多元醇中加入5-10g固化剂，在60-80℃下反应1-3h后加入0.1-0.3mL催化剂，搅拌1-3h，反应得到所述医用聚氨酯预聚体。
6.根据权利要求4或5所述的医用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，向所述医用聚氨酯预聚体中加入天麻素反应后，再加入发泡剂继续反应，得到反应物，将所述反应物经高温干燥后制备得到所述医用聚氨酯材料；
优选地，向每25-50g医用聚氨酯预聚体中加入2.5-4g天麻素，反应1-3h后加入1-3mL发泡剂继续反应0.1-1h，得到反应物，将所述反应物经100-120℃高温干燥24h后，制备得到所述医用聚氨酯材料。
7.根据权利要求3所述的医用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，向低聚物多元醇中加入固化剂和有机溶剂，反应得到所述医用聚氨酯预聚体；
优选地，所述低聚物多元醇为聚己内酯二醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇、聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚己二酸己二醇中的一种或多种，更优选为聚乳酸-羟基乙酸共聚物；
优选地，所述固化剂为异氰酸酯，优选为二异氰酸酯，更优选为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，进一步优选为赖氨酸二异氰酸酯；
优选地，所述有机溶剂为二甲基亚砜。
8.根据权利要求7所述的医用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，向每10-20g低聚物多元醇中加入3-4g固化剂和30-50mL有机溶剂，在40-60℃下避光搅拌4-7天，制备得到所述医用聚氨酯预聚体。
9.根据权利要求7或8所述的医用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，在低温条件下向所述医用聚氨酯预聚体中加入天麻素，经干燥后制备得到所述医用聚氨酯材料；
优选地，在25-40℃条件下向每43-74g医用聚氨酯预聚体中加入1-6.5g天麻素，并在40-60℃条件下真空干燥2-48h，制备得到所述医用聚氨酯材料。
10.一种修复支架，其特征在于，包括权利要求1或2所述的医用聚氨酯材料，或采用权利要求3-9任一项所述的医用聚氨酯材料的制备方法制备得到的医用聚氨酯材料。
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