[發明專利]一種生物可降解聚合物復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110435788.5
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102585463B
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 趙昆;李暢;端木正;張艷龍;楊映紅;王洪建;張正才;蒲忠杰
• 申請（專利權）人: 樂普（北京）醫療器械股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L69/00;C08K9/04;C08K3/04;C08K3/22;C08K3/08;C08K3/32;A61L27/50;A61L27/18;A61L31/14;A61L31/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;王加嶺

技術領域

本發明涉及生物醫學材料領域和化工領域，具體地說，涉及一種 生物可降解聚合物復合材料及其制備方法。

背景技術

完全可降解材料在生物醫學領域的應用由來已久。其中，聚乳酸、 聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚己內酯等材料制成的縫合線已經獲得 FDA的批準進入臨床應用，由此種可降解生物材料制成的縫合線不僅 具有良好的力學性能，而且在保證傷口愈合后可以自行降解，可避免 帶來由于縫合線無法降解而永久滯留在體內產生的潛在風險。同時， 在醫用輔料方面，聚乳酸等可降解聚合物也存在著廣泛的應用，如應 用聚乳酸等可降解材料作為藥物緩釋載體對靶病變部位進行藥物緩 釋治療，或者應用此類材料作為藥物組織工程支架進行組織修復再 生，可避免支架作為異物材料長期植入而引起的排異反應，具有良好 的組織相容性。同時，應用此類材料制備而成的生物可降解聚合物支 架，也可以避免由于不可降解支架基體長期在血管內造成的內膜增生 而出現的再狹窄，在體內完成血管重構后被人體組織吸收，最終降解 成為二氧化碳和水，隨新陳代謝排出體外，不會對人體造成任何的傷 害。

然而，在某些特定條件下，由于聚合物材料自身的局限性，其力 學性能往往無法滿足要求，因此，一些研究人員提出向聚合物材料之 中加入適量的顆粒增強材料，以使其能耐夠滿足機械性能的要求。為 此，提出一系列的聚合物復合材料的改性方法，如：在納米/微米無 機顆粒表面進行聚乳酸接枝改性后，再采用原位復合的方法，即以無 機顆粒為形核中心，采用聚合物催化直接縮聚的方法進行復合材料的 制備；或者直接采用機械熱混合的方式將液態的聚合物材料與顆粒增 強材料熱混復合，得到復合材料。然而，以上方法均無法保證顆粒在 復合材料中的分散的均勻性，因為應用普通的物理機械混合方法制備 顆粒增強的聚合物復合材料，會由于所加顆粒，尤其是納米顆粒材料 自身的小尺寸效應而產生的“硬團聚”，無法達到均勻分散的目的， 進而影響了其機械性能的均一性，從而限制了其在生物醫學材料領域 的商用價值。

發明內容

本發明旨在克服現有生物可降解材料顆粒分散不均勻、機械性能 差等方面的不足，提供一種新型的生物可降解聚合物復合材料及其制 備方法。

為了實現本發明目的，本發明的一種生物可降解聚合物復合材 料，是一種由完全生物可降解聚合物與表面接枝胺基的納米或微米顆 粒組成的新型復合材料。

其中，表面接枝胺基的納米或微米顆粒在復合材料中的質量百分 含量為0.1％-10％，表面接枝的胺基為碳原子數≥10的直鏈胺。

本發明的生物可降解聚合物復合材料中使用的納米或微米顆粒 為Ti-O化合物、Si-O化合物、Zr-O化合物、Ti、Si、Zr、金剛石、羥 基磷灰石中的一種或多種，納米或微米顆粒粒徑大小為5nm～1μm。

本發明的復合材料使用的生物可降解聚合物為聚乳酸、聚羥基乙 酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚碳酸酯、聚己內酯中的一種或多種。

本發明的生物可降解聚合物復合材料的制備方法，包括兩大步 驟：1)表面接枝胺基的納米或微米顆粒的制備；以及2)生物可降解 聚合物復合材料的制備。

其中，步驟1)表面接枝胺基的納米或微米顆粒的制備包括：將 納米或微米顆粒在鹽酸溶液中煮沸以去除顆粒中的雜質，然后以N，N- 二甲基甲酰胺為催化劑，使納米或微米顆粒與氯化亞砜進行氯代反 應，得到表面接枝酰氯基的納米或微米顆粒；將表面接枝酰氯基的納 米或微米顆粒加入到胺中進行反應，得到表面接枝胺基的納米或微米 顆粒，最后用甲醇進行反復萃取清洗，去除顆粒吸附的多余的胺，即 得。

具體地，步驟1)包括：

(a)將納米或微米顆粒在鹽酸溶液中煮沸以去除顆粒中的雜質， 沸騰時間為1-24小時，鹽酸濃度為10～50％；

(b)以N，N-二甲基甲酰胺為催化劑，使納米或微米顆粒與氯化 亞砜進行氯代反應，兩者質量比為1∶1000～2000，反應溫度為 50～100℃，反應時間為24～48小時；催化劑(N，N-二甲基甲酰胺)與 氯化亞砜的體積比為1∶20～50，具體來說，即采用冷凝回流裝置進行 反應，將催化劑、待反應納米或微米顆粒、氯化亞砜按照相應比例混 合，恒溫加熱并冷凝回流，最終制備得到表面接枝酰氯基的納米或微 米顆粒；