[發明專利]具有開孔結構的梯度生物相容性聚合物發泡材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210275194.7
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102796277A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 廖霞;何云川
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08J9/12
• 分類號: C08J9/12;B32B27/06;B29C43/20;B29C43/58;B29C44/00;B29C44/60;A61K47/34;A61K47/32;A61L31/06;A61L31/04;A61L27/18;A61L27/16;A61L15/26
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵;馬新民

技術領域

本發明屬于發泡聚合物領域，特別涉及具有開孔結構的梯度生物相容性聚合物發泡材料及其制備方法。

背景技術

功能梯度材料是指在其制備過程中采用先進的復合技術使材料的組成和結構等微觀要素在某特定方向上呈連續或準連續梯度變化，從而使材料的宏觀性能也在特定方向上呈連續或準連續梯度變化的一種非均質復合材料。開孔結構的聚合物發泡材料，由于其泡孔結構是開放式的，泡孔之間能形成復雜的通道，小分子氣體或流體可通過通道流動，因而能夠作為分離和吸附材料、吸水和透氣材料、催化劑載體和藥物緩釋材料使用。具有開孔結構的梯度聚合物發泡材料，其孔徑呈梯度分布，能夠用于特種分離和吸附；由于生物體的皮膚、血管、骨骼、牙齒等在結構上都呈現梯度結構，具有開孔結構的梯度生物相容性聚合物發泡材料可更好地模擬生物體的組織結構和性能，所以該類材料在生物體組織修復材料及人工器官材料領域具有廣闊的應用前景。

公開號為CN101574541A的專利申請報道了一種高強度肋骨梯度多孔支架的制備方法，該方法首先將粒徑不同的致孔劑分別與聚合物溶液共混制備得到一系列含有不同粒徑致孔劑的薄膜，將薄膜按制孔劑粒徑的大小順序重疊后在硫化機上熱壓，然后將所得支架放入溶劑中洗鹽以除去致孔劑，每2~4h更換一次溶劑，最后除去洗鹽所用溶劑即得到梯度開孔聚合物發泡材料。劉瑋健等將聚乳酸粉末分別與粒徑不同的致孔劑NaCl顆粒混合后依次均勻加入到柱形模具中，然后從模具上方加入二氯甲烷并在模具下方抽真空，使二氯甲烷完全滲透到聚乳酸與NaCl?的混合體系中,?在此過程中聚乳酸完全溶解并將NaCl顆粒包覆在其中，抽干二氯甲烷后加入大量乙醇以除去殘余溶劑，最后用去離子水浸泡除去NaCl顆粒，每2h更換一次去離子水直到NaCl除盡，得到孔徑梯度變化的聚乳酸泡沫支架（劉瑋健,?徐日煒,?薛蓉,?等.?組織工程用聚乳酸梯度支架的制備及分形研究[J].?北京化工大學學報.?2006,?33(3):?56-60）。上述兩篇文獻所報道的制備具有開孔結構的梯度發泡聚合物材料的方法存在以下缺點：①均添加了化學致孔劑，而材料中泡孔形狀、泡孔尺寸以及泡孔分布與致孔劑的形狀及分散性密切相關，由于在共混操作時難以保證致孔劑在聚合物材料中均勻分散，從而會導致聚合物材料中泡孔的分布不均勻；②致孔劑的去除需要在溶劑中經過多次浸泡，該過程操作復雜；③不能保證致孔劑完全去除，而致孔劑在聚合物材料中的殘留則會影響其使用性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有開孔結構的梯度生物相容性聚合物發泡材料及其制備方法，所述方法無需使用化學致孔劑、綠色環保，且工藝簡單，根據本發明所述方法制備的產品泡孔分布均勻且發泡材料無雜質殘留。

一種具有開孔結構的梯度生物相容性聚合物發泡材料的制備方法，工藝步驟如下：

（1）梯度型坯的制備

按各生物相容性聚合物的質量比稱取至少兩組組成不同的生物相容性聚合物，采用熔融法或溶液法分別將各組生物相容性聚合物進行共混，得到一系列組成不同的生物相容性聚合物的共混物；將各生物相容性聚合物的共混物分別模壓成型并冷卻定型，得到一系列組成不同的生物相容性聚合物的片狀共混物，然后將至少兩片組成不同的片狀共混物進行有序重疊并模壓成平板形梯度型坯，所述有序重疊是按各生物相容性聚合物的含量沿平板形梯度型坯的厚度方向呈梯度變化進行重疊；或者將各生物相容性聚合物的共混物采用熔融涂覆的方法制備成圓柱形梯度型坯，圓柱形梯度型坯中，各生物相容性聚合物的含量沿圓柱形梯度型坯的徑向呈梯度變化；

或者以至少兩種生物相容性聚合物為原料，將各種生物相容性聚合物分別模壓成片材并冷卻定型，然后將所得的片材進行有序重疊并模壓成平板形梯度型坯，所述有序重疊是按各生物相容性聚合物的含量沿平板形梯度型坯的厚度方向呈梯度變化進行重疊；或者將各種生物相容性聚合物采用熔融涂覆的方法制備成圓柱形梯度型坯，圓柱形梯度型坯中，各生物相容性聚合物的含量沿圓柱形梯度型坯的徑向呈梯度變化；

（2）梯度型坯的發泡

將步驟（1）所得梯度型坯置于高壓反應釜中，通入用于發泡的氣體并升溫、加壓至所述氣體的超臨界點以上將其轉變成為超臨界流體，當超臨界流體在所述梯度型坯中達到飽和后，采用快速降壓法將高壓反應釜中的壓力降至常壓，冷卻定型后即得具有開孔結構的梯度生物相容性聚合物發泡材料；