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CN108586293B - 一种可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫及其制备方法 - Google Patents

一种可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及可生物降解材料技术领域,具体涉及一种适用于人体或动物的耳、鼻或其他腔体止血的全合成可生物降解高强度止血泡沫的制备方法。一种可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫,由聚醚酯型聚氨酯脲材料经冷冻成型得到,所述聚醚酯型聚氨酯脲由含有脲基结构的二异氰酸酯为扩链剂对双端羟基三嵌段预聚物进行扩链得到;聚氨酯脲材料的数均分子量为1.1×105~1.8×105,分散系数为1.18~1.51;含有脲基结构的二异氰酸酯扩链剂为L‑赖氨酸二异氰酸酯‑1,4‑丁二胺‑L‑赖氨酸二异氰酸酯或L‑赖氨酸二异氰酸酯‑1,6‑己二胺‑L‑赖氨酸二异氰酸酯。

Description

一种可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫及其制备方法
技术领域
本发明涉及可生物降解材料技术领域,特别是涉及一种适用于人体或动物的耳、鼻或其他腔体止血的全合成可生物降解止血泡沫的制备方法。
背景技术
耳、鼻手术是常见的外科手术,耳、鼻手术因范围小,局部血管丰富,易出血,位置深而术后不能缝扎止血,必须依靠填塞止血。而填塞的目的则是在保证止血、防黏连的同时尽量减轻患者痛苦,因此术后填塞材料的选择长期以来一直是人们关注的重点。
在耳、鼻等空腔手术止血的情况下,通常在术后24-48小时甚至更长时间内移除传统的不可生物降解的填塞材料。常用的冲通填塞材料为不膨胀、不降解材料,主要凡士林油纱条、脱脂棉为代表。凡士林油纱条制作简单、填塞方式较灵活,对不同渗出血情况可重点填塞,具有经济实惠、效果可靠等优点。但这类材料无弹性,不可降解,生物相容性差,填塞后刺激,难以入睡等不适感,且填塞过程较长。取出时,容易和血痂粘连,造成血痂脱落,特别是在鼻腔手术时,病人常伴有胀痛、头疼、流泪、耳闷、抽除后鼻腔黏膜反应强烈等严重缺点。在身体内部空腔的手术后若出于疏漏而未能将材料自身体中移除可能会导致严重的并发症。
聚对二氧环己酮(PPDO)是一种脂肪族聚醚酯,具有优异的生物相容性和生物可降解性,作为最具发展前景的外科缝合线材料在近几年发展迅速。聚对二氧环己酮(PPDO)不仅可在生物医用领域得到了很好的应用,而且在自然环境中还具有很好的生物降解性。
聚乙二醇(PEG)是用于生物体内的高分子材料,有良好的水溶性和生物相容性,在制剂领域被广泛应用。聚乙二醇(PEG)具有很高的亲水性与柔韧性,一方面可以与水形成水合PEG链,形成稳定的空间位阻,阻碍血小板等吸附在材料表面;另一方面,水合PEG链在水中具有较低的表面能,形成的水微流可以阻碍蛋白质的粘附及变形。因此利用PEG分子及其衍生物可以对材料表面改性,达到提高亲水性的效果。
专利US3,903,232、US3,961,629、US4,550,126中所述的交联聚氨基甲酸酯基水凝胶材料,与传统的材料相比,其吸收能力以及物理机械性能等方面要强于传统材料,但这些材料为生物耐久性而非可生物降解的,去除时同样给患者带来痛苦。近年来临床使用较多的聚乙烯醇泡沫材料具有操作快速、方便、质地较为柔软、膨胀性好,具有高亲水性,吸血性能好等优点,但缺点是同样不可生物降解,术后需取出,易粘连二次出血,并且为防止干燥,绵塞必须一天弄湿一次到多次,这将使棉塞的弹性减小,且影响止血效果;对于微小动脉出血,其压力相对不足,应用不当易引起渗血,严重时会出血,导致二次手术。
专利US3,902,497和US3,875,937公开了可生物降解的聚乙醇酸(PGA)基泡沫,但由于该材料相当坚硬且脆并且无弹性,因此不适用于需要泡沫提供足够的反压的应用,如在鼻子流血中的应用。因此,PGA基泡沫的物理性质不适于在许多医疗条件下应用。此外,PGA材料的亲水性不足以吸收在严重流血过程中所流出的血液。为了控制严重流血,优选地泡沫由于材料的亲水性而具有高吸收能力。
专利CN104031287A公开了一种可降解鼻腔用止血泡沫,虽然该材料缩短了合成时所需要的反应时间,减少了催化剂的用量,降低了生产成本。但是其不含脲基,强度较低,对出血较大的创伤压迫止血效果并不理想。
可降解吸收膨胀止血材料的出现和发展,增加了耳、鼻等空腔手术患者的舒适感,但存在反应时间长、软硬链段比例不易调节以及亲水链段含量不易控制等问题,近年来,各国科学家都在研制合成简便、成本低,使用更为方便、可降解、无需二次手术的生物体空腔压迫止血材料。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题,本发明的第一个目的是提供一种含有脲基结构的二异氰酸酯的制备方法,具体步骤为:
1)干燥氮气保护及机械搅拌下,将1,4-丁二胺或1,6-己二胺滴加到L-赖氨酸二异氰酸酯中,室温下反应,得悬浮液B。
2)向悬浮液B中加入正己烷,搅拌均匀后,抽滤得到白色固体,反复用正己烷洗涤至滤液IR检测无-NCO吸收峰(2270cm-1),真空干燥至恒重,得二异氰酸酯。
优选的,步骤1)中L-赖氨酸二异氰酸酯与1,4-丁二胺或1,6-己二胺中-NCO:-NH2的摩尔比6:1~12:1。
优选的,步骤2)中正己烷的体积是悬浮液B的4倍。
所述步骤2)得到的二异氰酸酯为白色粉末状。
制备得到的二异氰酸酯为L-赖氨酸二异氰酸酯-1,4-丁二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯(LBL)或L-赖氨酸二异氰酸酯-1,6-己二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯(LHL);
合成方程式如下:
Figure BDA0001634685530000021
其中,n=4时产物为LBL;n=6时产物为LHL。
所述二异氰酸酯作为制备聚氨酯脲泡沫的扩链剂的应用。
本发明的第二个目的是提供一种可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫。该材料是不仅强度高、压迫止血效果好,而且是全合成、无潜在动物源性、制备简单,同时可生物降解、降解产物无毒可吸收。
一种可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫,由聚醚酯型聚氨酯脲材料经冷冻成型得到,所述聚醚酯型聚氨酯脲由含有脲基结构的二异氰酸酯为扩链剂对双端羟基三嵌段预聚物(PPDO-PEG-PPDO)进行扩链得到;聚氨酯脲材料的数均分子量为1.1×105~1.8×105,分散系数为1.18~1.51;
聚氨酯脲结构式:
Figure BDA0001634685530000031
R1
Figure BDA0001634685530000032
R2
Figure BDA0001634685530000033
其中m=4~50,n1=4~50,n2=4~50,n=4或6。
所述含有脲基结构的二异氰酸酯扩链剂为L-赖氨酸二异氰酸酯-1,4-丁二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯(LBL)或L-赖氨酸二异氰酸酯-1,6-己二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯(LHL);
多孔泡沫的孔隙率是85~95%;25%的压陷硬度为100~150KPa;吸水率大于1000%;在37℃生理食盐水中降解(当聚氨酯脲泡沫材料产生碎片,失去机械性能,认为发生降解,定为降解时间)所用的时间约为2~7天。
本发明的第三个目的是提供一种可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法:
1)扩链反应
将PPDO-PEG-PPDO加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中溶解,当反应体系的温度升到75-95℃,滴加含有脲基结构的二异氰酸酯扩链剂的DMF溶液,滴加完毕后继续反应3.5-4.5h,降至常温,加入DMF溶液得到聚氨酯脲溶液;
2)将聚氨酯脲溶液用冰乙醚沉降,所得固体进行真空干燥得到聚醚酯型聚氨酯脲;
3)将聚醚酯型聚氨酯脲材料溶于有机溶剂中,聚氨酯脲溶液的浓度为2wt%~7wt%,溶液在35-45℃搅拌12-16h,得到均质的溶液,放入模具(聚四氟乙烯)中进行冷冻干燥得到蜂窝状的多孔泡沫材料。
步骤1)中PPDO-PEG-PPDO的制备方法参照文献《超临界CO2中基于対二氧环己酮聚合物微粒的合成及应用》中的制备方法。
步骤3)中多孔泡沫采用冷冻干燥的方法制备,冷冻方法为现有技术中的方法,来自于中国专利CN201510250602.7。
PEG的数均分子量为200~600,分散系数是1.1~1.3;PPDO-PEG-PPDO的数均分子量为500~3000,分散系数是1.15~1.35。
优选的,PEG的数均分子量为200~300;
优选的,PEG在PPDO-PEG-PPDO中的质量含量为11~24%;
优选的,PPDO-PEG-PPDO的数均分子量为800~2000;
优选的,步骤1)中扩链剂的DMF溶液的浓度为0.5~0.7g/mL;扩链剂的-NCO与PPDO-PEG-PPDO的-OH摩尔比为1.01:1~1.05:1。
优选的,步骤1)中扩链反应的反应温度为60~100℃,反应时间为3~8h。
优选的,步骤1)中溶液A中聚醚酯型聚氨酯脲DMF的浓度为6~10g/100mL。
优选的,步骤2)中冰乙醚的体积是溶液A的6~10倍;在35~45℃进行真空干燥至恒重。
优选的,步骤2)中聚氨酯脲材料中的硬段含量为24~33wt%,所述硬段为含氨基甲酸酯和脲基的链段。
优选的,步骤3)中使用的溶剂为聚氨酯脲材料的良溶剂,优选冰点为-10℃~10℃的溶剂,更优选二氧六环。
优选的,步骤3)中冷冻干燥前聚氨酯脲的浓度为3.5wt%~6wt%。
本发明的第四个目的是提供一种可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫在人体长期植入材料等医学领域的应用。
优选的,多孔泡沫可用于人体或动物体耳、鼻或其他腔体的填塞物,起压迫止血的作用。
优选的,多孔泡沫的吸水率大于1000%,在37℃生理食盐水中的破碎时间为2~7天,25%的压陷硬度是110~150kpa。
优选的,冻干前的聚氨酯脲溶液中加入0.001-3%质量的抗菌药、消炎止痛药物和促进创面愈合的药物中的一种或以上。该类药物可为中药提取物如白芨、青黛等的一种或多种,或是一些合成药物,如布洛芬、异丙嗪、阿米替林等在药典中载明的具有类似效果的一种或多种。添加方式可以在聚氨酯材料溶解前加入、也可以在聚氨酯材料溶解后加入,再冻干成型。
该泡沫可根据冻干的模具而冻干成需要的形状,也可切割成所需形状,可用于人体或动物体耳、鼻或其他腔体的填塞物,起压迫止血的作用。同时含有消炎药物或促进创面愈合的药物的泡沫还有利于伤口的愈合。
本发明的有益效果:
1.本发明在制备可生物降解聚氨酯中使用常规的仪器,过程简单易控,各步提纯简单,成本低廉。
2.本发明提供的聚醚酯型聚氨酯脲泡沫不仅具有良好生物相容性、吸水性能及优异的可生物降解性能,而且机械强度好、回弹性高,压迫止血效果好。
3.聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的降解性能以通过控制亲水成分(PEG)的含量以及泡沫的孔隙率来调节其降解速度。
4.本发明中使用的扩链剂为含脲基的多嵌段脂肪族二异氰酸酯,降解产物为赖氨酸和脂肪族二胺,均无毒、可吸收。同时该含脲基的多嵌段脂肪族二异氰酸酯具有有序结构,制备的聚氨酯脲链规整性强,有利于材料的微相分离,并且硬段中较多的氨基甲酸酯基和脲基可以形成致密的氢键,从而提高材料的机械性能。另一方面,其降解产物为碱性物质,可以中和PPDO链段降解产生的酸性物质,避免了酸性炎症的产生。
5.泡沫的形状可根据模具的形状直接冻干成型,也可切割成任意形状,使用方便。
附图说明
图1为实施例4制备的聚氨酯脲泡沫材料III部分横截面的扫描电镜照片。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合实施例对本发明进一步说明
实施例1
含有脲基结构的二异氰酸酯扩链剂的制备:
LBL的制备:干燥氮气保护及机械搅拌下,将1,4-丁二胺滴加到L-赖氨酸二异氰酸酯中(-NCO:-NH2=8:1,摩尔比),室温下反应2h后,向反应产物中加入四倍体积的正己烷,搅拌均匀后,抽滤得到白色固体,反复用正己烷洗涤至滤液IR检测无-NCO吸收峰(2270cm-1),真空干燥至恒重,得白色粉末状LBL。
LHL的制备:干燥氮气保护及机械搅拌下,将1,6-己二胺滴加到L-赖氨酸二异氰酸酯中(-NCO:-NH2=10:1,摩尔比),室温下反应2h后,向反应产物中加入四倍体积的正己烷,搅拌均匀后,抽滤得到白色固体,反复用正己烷洗涤至滤液IR检测无-NCO吸收峰(2270cm-1),真空干燥至恒重,得白色粉末状LHL。
实施例2
取10.0g(7.7mmol)PPDO-PEG-PPDO(Mn=1300,PEG含量为19.23wt%)加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解(0.5g/mL),反应体系降温至85℃,滴加入LBL(8.0mmol)的DMF溶液(1.0g/mL),滴加完毕后保持温度继续反应4h,降至常温,然后加入DMF配置成浓度约为10g/100mL的溶液,7倍体积冰乙醚沉降,所得固体35℃真空干燥得聚醚酯型聚氨酯脲;
将该聚氨酯脲溶于二氧六环中,浓度分别为4.5g/100mL、5.0g/100mL、5.5g/100mL,在-15.5℃预冻4h、然后在-50℃真空冷冻得泡沫。分别记为样品I-a、I-b、I-c。
实施例3
取8.0g(4.4mmol)PPDO-PEG-PPDO(Mn=1800,PEG含量为11.11wt%)加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解(0.5g/mL),反应体系降温至80℃,滴加入LHL(4.6mmol)的DMF溶液(1.0g/mL),滴加完毕后保持温度继续反应5h,降至常温,然后加入DMF配置成浓度约为9g/100mL的溶液,8倍体积冰乙醚沉降,所得固体35℃真空干燥得聚醚酯型聚氨酯脲;
将该聚氨酯脲溶于二氧六环中,浓度为5.0g/100mL,进行冷冻干燥得泡沫。记为样品II。
实施例4
取11.5g(8.8mmol)PPDO-PEG-PPDO(Mn=1300,PEG含量为23.08wt%)加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解(0.6g/mL),反应体系降温至90℃,滴加入LBL(9.0mmol)的DMF溶液(1.0g/mL),滴加完毕后保持温度继续反应3h,降至常温,然后加入DMF配置成浓度约为10g/100mL的溶液,9倍体积冰乙醚沉降,所得固体35℃真空干燥得聚醚酯型聚氨酯脲;
将该聚氨酯脲溶于二氧六环中,浓度为5.0g/100mL,进行冷冻干燥得泡沫。记为样品Ⅲ。
实施例5
取16.0g(9.4mmol)PPDO-PEG-PPDO(Mn=1700,PEG含量为17.65wt%)加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解(0.6g/mL),反应体系降温至85℃,滴加入LHL(9.7mmol)的DMF溶液(1.0g/mL),滴加完毕后保持温度继续反应4h,降至常温,然后加入DMF配置成浓度约为8g/100mL的溶液,8倍体积冰乙醚沉降,所得固体35℃真空干燥得聚醚酯型聚氨酯脲;
将该聚氨酯脲溶于二氧六环中,浓度为5.0g/100mL,进行冷冻干燥得泡沫。记为样品Ⅳ。
实施例6
取15.0g(12.5mmol)PPDO-PEG-PPDO(Mn=1200,PEG含量为16.67wt%)加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解(0.5g/mL),反应体系降温至82℃,滴加入LBL(13.0mmol)的DMF溶液(1.0g/mL),滴加完毕后保持温度继续反应4.5h,降至常温,然后加入DMF配置成浓度约为9g/100mL的溶液,8倍体积冰乙醚沉降,所得固体35℃真空干燥得聚醚酯型聚氨酯脲;
将该聚氨酯脲溶于二氧六环中,浓度为5.0g/100mL,进行冷冻干燥得泡沫。记为样品Ⅴ。
实施例7
取20.0g(14.3mmol)PPDO-PEG-PPDO(Mn=1400,PEG含量为17.86wt%)加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解(0.7g/mL),反应体系降温至85℃,滴加入LBL(14.6mmol)的DMF溶液(1.0g/mL),滴加完毕后保持温度继续反应4.2h,降至常温,然后加入DMF配置成浓度约为8g/100mL的溶液,8倍体积冰乙醚沉降,所得固体35℃真空干燥得聚醚酯型聚氨酯脲;
将该聚氨酯脲溶于二氧六环中,浓度为5.0g/100mL,进行冷冻干燥得泡沫。记为样品Ⅵ。
分析方法以下分析方法用于所有的实施例,除非另外说明。
分子量及分子量分布:使用美国Water公司的Alpha型凝胶色谱仪(GPC)测定的聚氨酯脲分子量和分子量分布,4mg样品溶于2mL四氢呋喃,用0.4μm过滤头过滤到专用色谱瓶中,流动相速率为0.5mL/min,色谱柱箱温度设为35℃,标样为单分散聚苯乙烯。
降解性能:将1×1×1cm3聚氨酯脲泡沫材料浸泡生理盐水中,维持37℃恒温,以一天为周期观察聚氨酯脲泡沫材料的状态,当聚氨酯脲材料产生碎片,失去机械性能,认为发生降解,定为降解时间。
压陷硬度:使用泡沫压陷硬度测试机PMYX-2000A来测定聚氨酯脲泡沫材料的压陷硬度。
力学性能测试:聚氨酯脲泡沫材料的力学性能测试均在深圳瑞格尔仪器有限公司的微机控制万能材料实验机上进行。所用试样为1×1×2cm3的聚氨酯脲泡沫材料,在测试前,试样均在40℃烘箱中烘4h,以消除水分对试样力学性能的影响。
多孔泡沫材料的孔隙率:采用压汞法平行测定3次,取平均值。
实施例2-7中可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的性能如表1所示。
实施例2-7中可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的生物学评价测试如表2所示。
实施例4中可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫材料III部分横截面的扫描电镜照片如图1所示。
LBL的1H NMR结构表征结果:1H NMR(DMSO-D6,ppm):1.27-1.32(m,10H,CH3 CH2和CH2 CH2CHNCO),1.52-1.55(m,8H,CH2 CH2NH),1.75(q,4H,CH2 CHNCO),3.12-3.18(t,8H,CH2 NH),4.08-4.15(m,6H,CH-NCO和CH3CH2 ),5.95-6.04(br,NH);
LHL的1H NMR结构表征结果:1H NMR(DMSO-D6,ppm):1.27-1.32(m,10H,CH3 CH2CH2 CH2CHNCO),1.36-1.44(m,8H,CH2 CH2NH和CH2 CH2CH2NH),1.52-1.55(m,4H,CH2 CH2CH2CHNCO),1.75(q,4H,CH2 CHNCO),3.12-3.18(t,8H,CH2 NH),4.08-4.15(m,6H,CH-NCO和CH3CH2 ),5.95-6.04(br,NH)。
表1.聚氨酯脲泡沫的性能
Figure BDA0001634685530000081
*PEG在PPDO-PEG-PPDO中的含量;**硬段在聚氨酯脲中的含量
由表1可知,本发明所述的可生物降解高强度聚醚酯型聚氨酯脲泡沫具有较高的分子量。该泡沫的吸水率均大于1000%。25%的压陷硬度随着硬段含量的增加而变大,孔隙率越高压陷硬度越小,亲水链段PEG的含量及泡沫的孔隙率越高,聚氨酯脲泡沫的降解速度越快。
表2.聚氨酯脲泡沫I~IV的生物学评价测试
细菌测试 无菌 GB/T14233.2-2005第二章
细胞毒性 <I级 GB/T14233.2-2005
皮内刺激性 无皮内刺激 GB/T14233.10-2005
致敏性 无致敏性 GB/T14233.10-2005
急性全身毒性 无明显差异 GB/T14233.11-2011
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种含有脲基结构的二异氰酸酯的制备方法,其特征在于:具体步骤为:
1)干燥氮气保护及机械搅拌下,将1,4-丁二胺或1,6-己二胺滴加到L-赖氨酸二异氰酸酯中,室温下反应,得悬浮液B;
2)向悬浮液B中加入正己烷,搅拌均匀后,抽滤得到白色固体,反复用正己烷洗涤至滤液IR检测无-NCO吸收峰,真空干燥至恒重,得含有脲基结构的二异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述含有脲基结构的二异氰酸酯的制备方法,其特征在于:步骤1)中L-赖氨酸二异氰酸酯与1,4-丁二胺或1,6-己二胺中-NCO:-NH2的摩尔比6:1~12:1。
3.根据权利要求1所述含有脲基结构的二异氰酸酯的制备方法,其特征在于:步骤2)中正己烷的体积是悬浮液B的4倍;
所述步骤2)得到的二异氰酸酯为白色粉末状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述含有脲基结构的二异氰酸酯的制备方法制备得到的含有脲基结构的二异氰酸酯,其特征在于:所述含有脲基结构的二异氰酸酯为L-赖氨酸二异氰酸酯-1,4-丁二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯或L-赖氨酸二异氰酸酯-1,6-己二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯;含有脲基结构的二异氰酸酯的结构式为:
Figure FDA0002461321180000011
其中,n=4时产物为L-赖氨酸二异氰酸酯-1,4-丁二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯;n=6时产物为L-赖氨酸二异氰酸酯-1,6-己二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯。
5.根据权利要求4所述含有脲基结构的二异氰酸酯,其特征在于:所述二异氰酸酯作为制备聚氨酯泡沫的扩链剂的应用。
6.一种可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫,其特征在于:由聚醚酯型聚氨酯脲材料经冷冻成型得到,所述聚醚酯型聚氨酯脲由含有脲基结构的二异氰酸酯为扩链剂对双端羟基三嵌段预聚物进行扩链得到;聚醚酯型聚氨酯脲材料的数均分子量为1.1×105~1.8×105,分散系数为1.18~1.51;
聚醚酯型聚氨酯脲结构式:
Figure FDA0002461321180000021
R1
Figure FDA0002461321180000022
R2
Figure FDA0002461321180000023
其中m=4~50,n1=4~50,n2=4~50,n=4或6。
7.一种权利要求6所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:具体步骤为:
1)扩链反应
将双端羟基三嵌段预聚物加入到DMF溶液中溶解,当反应体系的温度升到75-95℃,滴加含有脲基结构的二异氰酸酯扩链剂的DMF溶液,滴加完毕后继续反应3.5-4.5h,降至常温,加入DMF溶液得到氨酯脲溶液;
2)将氨酯脲溶液用冰乙醚沉降,所得固体进行真空干燥得到聚醚酯型聚氨酯脲;
3)将聚醚酯型聚氨酯脲材料溶于有机溶剂中,聚氨酯脲溶液的浓度为2wt%~7wt%,溶液在35-45℃搅拌12-16h,得到均质的溶液,放入模具中进行冷冻干燥得到蜂窝状的多孔泡沫材料;
步骤1)中含有脲基结构的二异氰酸酯为L-赖氨酸二异氰酸酯-1,4-丁二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯或L-赖氨酸二异氰酸酯-1,6-己二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯。
8.根据权利要求7所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:步骤1)中氨酯脲溶液中聚醚酯型聚氨酯脲在DMF的浓度为6~10g/100mL。
9.根据权利要求7所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:步骤2)中冰乙醚的体积是氨酯脲溶液的6~10倍;在35~45℃进行真空干燥至恒重。
10.根据权利要求7所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:步骤3)中使用的有机溶剂为聚醚酯型聚氨酯脲材料的良溶剂。
11.根据权利要求7所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:步骤3)中使用的有机溶剂选自冰点为-10℃~10℃的溶剂。
12.根据权利要求7所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:步骤3)中使用的有机溶剂为二氧六环。
13.根据权利要求7所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:步骤3)中冷冻干燥前聚氨酯脲的浓度为3.5wt%~6wt%。
14.根据权利要求7所述的聚氨酯脲泡沫制备方法,其特征在于:双端羟基三嵌段预聚物的数均分子量为500~3000,分散系数是1.15~1.35。
15.根据权利要求7所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:双端羟基三嵌段预聚物中端二羟基聚乙二醇的质量含量为11.0~24.0%。
16.根据权利要求7所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:步骤2)中聚醚酯型聚氨酯脲材料中的硬段含量为24~33wt%,所述硬段为含氨基甲酸酯和脲基的链段。
17.根据权利要求7所述可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中扩链剂的DMF溶液的浓度为0.5~0.7g/mL;扩链剂的-NCO与双端羟基三嵌段预聚物的-OH摩尔比为1.01:1~1.05:1。
18.一种可生物降解聚醚酯型聚氨酯脲泡沫在人体长期植入材料医学领域的应用,所述泡沫可用于人体或动物体腔体的填塞物,所述泡沫由聚醚酯型聚氨酯脲材料经冷冻成型得到,所述聚醚酯型聚氨酯脲材料由含有脲基结构的二异氰酸酯为扩链剂对双端羟基三嵌段预聚物进行扩链得到;聚醚酯型聚氨酯脲材料的数均分子量为1.1×105~1.8×105,分散系数为1.18~1.51;
聚醚酯型聚氨酯脲结构式:
Figure FDA0002461321180000031
R1
Figure FDA0002461321180000032
R2
Figure FDA0002461321180000033
其中m=4~50,n1=4~50,n2=4~50,n=4或6;
含有脲基结构的二异氰酸酯为L-赖氨酸二异氰酸酯-1,4-丁二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯或L-赖氨酸二异氰酸酯-1,6-己二胺-L-赖氨酸二异氰酸酯。
19.根据权利要求18所述应用,其特征在于:所述泡沫的吸水率大于1000%,在37℃生理食盐水中的破碎时间为2~7天,25%的压陷硬度是110~150KPa。
20.根据权利要求18所述应用,其特征在于:所述填塞物的制备方法为:聚氨酯脲溶液中加入0.001-3%质量分数的抗菌药、消炎止痛药物和促进创面愈合的药物中的一种或多种。
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