[發(fā)明專利]親水型聚氨酯快速光固化粘合劑與制備方法以及固化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410466869.5
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104263312A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 簡軍;李睿智
• 申請（專利權(quán)）人: 北京愛美客生物科技有限公司
• 主分類號: C09J175/14
• 分類號: C09J175/14;C08G18/73;C08G18/67;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種親水型聚氨酯快速光固化粘合劑與制備方法以及固化方法。將親水的聚乙二醇鏈段引入聚氨酯主鏈，并在聚氨酯側(cè)鏈引入光敏的甲基丙烯酸基團(tuán)，制備親水型聚氨酯快速光固化粘合劑。本發(fā)明具有反應(yīng)條件簡單，響應(yīng)時間短，所形成的凝膠熱穩(wěn)定性較好且機(jī)械強(qiáng)度較高，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明涉及組織填充與修復(fù)，生物支架，抗瘢痕防粘連，生物膠，以及快速成型或三維打印材料等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚氨酯又稱聚氨基甲酸酯，它是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱，是由具有多官能度的異腈酸酯與多元醇加聚而得到的高分子聚合物。在20世紀(jì)30年代被發(fā)現(xiàn)并工業(yè)化，工業(yè)上應(yīng)用的聚氨酯不可降解，且親水性差，目前工業(yè)上多數(shù)用于人造皮革，涂料等材料。其在20世紀(jì)70年代被成功用于可移植材料。由于聚氨酯廣泛的生物醫(yī)療用途，被譽(yù)為萬能的生物材料之一。聚氨酯具有優(yōu)異的體內(nèi)生物穩(wěn)定性和生物惰性，它長久以來被應(yīng)用于心臟瓣膜、人造血管、導(dǎo)尿管、假肢以及其他與血液接觸的裝置。

傷口粘合劑是當(dāng)前替代縫合技術(shù)的新型產(chǎn)品，與縫合技術(shù)相比，傷口粘合劑使用方便，操作簡單，在外科手術(shù)中應(yīng)用廣泛。目前市面上所使用的粘合劑，其主要成分為α-氰基丙烯酸酯，這類材料的優(yōu)點(diǎn)就在于遇水固化，固化時間短且粘附力較強(qiáng)。然而，此類材料對生物體的刺激作用較大，在使用時應(yīng)保證避免接觸血液，否則會使傷口出現(xiàn)較為嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)，重則出現(xiàn)組織壞死現(xiàn)象。因此，一種具有良好生物相容性的粘合劑材料已經(jīng)成為當(dāng)前的主要研究方向。

粘合劑可以采用多種固化方式，目前使用方便且操作簡單的固化方式主要有兩類，即水固化以及光固化。由于水固化受到材料生物相容性不良的限制，對光固化粘合劑的研究較為普遍。而光固化方式根據(jù)引發(fā)劑的引發(fā)條件不同亦可分為：可見光固化（即藍(lán)光固化）與紫外光固化兩種方式。可見光固化雖然對組織傷害較小，但材料的儲存及使用問題難以解決，因此紫外光固化的實(shí)用性更強(qiáng)。Nora?Long等人報道了一種以甘油，癸二酸以及丙烯酰氯為主要原料的親酯型光固化粘合劑（Science?Translational?Medicine,?2014,?6(218):?1-10），文章中以甘油與癸二酸為主體制備聚酯主鏈，利用甘油側(cè)鏈的羥基接枝丙烯酰氯制備得到親脂型的光固化粘合劑，并將其用于大鼠心臟缺口，豬主動脈缺口的封閉，并取得了與缺口縫合相近的效果。但此類粘合劑為非親水型，與組織的契合效果以及生物相容性還有進(jìn)一步提升的空間。

本發(fā)明中的采用親水型聚氨酯材料作為快速光固化粘合劑。將親水的聚乙二醇鏈段引入聚氨酯主鏈以增加聚氨酯的親水性，并在聚氨酯側(cè)鏈引入的甲基丙烯酸基團(tuán)，該基團(tuán)可通過紫外光引發(fā)劑引發(fā)自由基聚合反應(yīng)，最終制備得到親水型聚氨酯快速光固化粘合劑。通過該方法，所得到的聚氨酯可溶于水形成水溶膠，在弱紫外光的條件下可以快速地完成溶膠狀態(tài)至凝膠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，該過程不可逆，粘附力強(qiáng)。本發(fā)明具有反應(yīng)條件簡單，響應(yīng)時間短，所形成的凝膠熱穩(wěn)定性較好且機(jī)械強(qiáng)度較高，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明涉及組織填充與修復(fù)，生物支架，抗瘢痕防粘連，生物膠，以及快速成型或三維打印材料等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種親水型聚氨酯快速光固化粘合劑與制備方法以及固化方法。將親水的聚乙二醇鏈段引入聚氨酯主鏈，并在聚氨酯側(cè)鏈引入光敏的甲基丙烯酸基團(tuán)，制備親水型聚氨酯快速光固化粘合劑。通過該方法，所得到的聚氨酯可溶于水形成水溶膠，在弱紫外光的條件下，側(cè)鏈的甲基丙烯酸基團(tuán)發(fā)生自由基聚合反應(yīng)而形成交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以在短時間內(nèi)完成溶膠狀態(tài)至凝膠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，該過程不可逆，粘附力強(qiáng)。本發(fā)明具有反應(yīng)條件簡單，響應(yīng)時間短，所形成的凝膠熱穩(wěn)定性較好且機(jī)械強(qiáng)度較高，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明涉及組織填充與修復(fù)，生物支架，抗瘢痕防粘連，生物膠，以及快速成型或三維打印材料等領(lǐng)域。

本發(fā)明提供的親水型聚氨酯快速光固化粘合劑的原料組成包括：

六亞甲基二異腈酸酯（HDI）

聚乙二醇

季戊四醇

茴香醛

甲基丙烯酰氯

所述的聚乙二醇分子量范圍為0.6~20kDa，其中優(yōu)選1~4kDa。

原料配比為：季戊四醇與茴香醛的質(zhì)量比為：1:0.9~1.2；聚乙二醇與季戊四醇縮醛共同作為二元醇單元，HDI與二元醇單元的質(zhì)量比為1:1.0~1:100，所述的二元醇單元中，季戊四醇縮醛與聚乙二醇的質(zhì)量比為1:0.5~100。甲基丙烯酰氯與季戊四醇質(zhì)量比為1:1~40。

本發(fā)明提供的一種親水型聚氨酯快速光固化粘合劑的制備路徑參照附圖1。