[發(fā)明專利]用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410797784.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104530343B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳剛;王麗露
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/32
• 分類號(hào): C08G18/32
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 陳文姬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及組織修復(fù)材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料及其制備方法。

背景技術(shù)

生物醫(yī)用聚氨酯材料，具有良好的生物相容性和機(jī)械強(qiáng)度，并易于加工成型，是最具有價(jià)值的生物醫(yī)學(xué)合成材料之一。可分為非降解生物醫(yī)用聚氨酯材料和可降解生物醫(yī)用聚氨酯材料兩類。

非降解生物醫(yī)用聚氨酯材料是指在生物環(huán)境中能保持穩(wěn)定，不發(fā)生或微弱發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)材料。主要用做體內(nèi)的長(zhǎng)期植入物，如：皮膚、血管、人工臟器等。

可降解生物醫(yī)用聚氨酯材料指通過(guò)共混或共聚的方法，將可降解組分引入到聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中，通過(guò)調(diào)節(jié)可降解組分的結(jié)構(gòu)與比例，來(lái)調(diào)節(jié)聚氨酯的性能。其主要用作藥物控制體系的載藥材料和體內(nèi)短期植入物如骨、軟骨組織等。將其作為長(zhǎng)效藥物的載體植入體內(nèi)時(shí)，藥物釋放完后不需再經(jīng)手術(shù)取出，直接降解成為相對(duì)安全性物質(zhì)從體內(nèi)排出。可降解生物醫(yī)用聚氨酯材料的降解途徑又分為有酶參與和無(wú)酶參與兩種。

傳統(tǒng)的可降解生物醫(yī)用聚氨酯材料主要是通過(guò)水解來(lái)實(shí)現(xiàn)降解性能，卻很少將其與機(jī)體組織生長(zhǎng)環(huán)境相結(jié)合。可降解酶敏感聚氨酯材料解決了傳統(tǒng)可降解聚氨酯材料的不足，材料中含有一種或多種能夠被特定酶降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)。將材料植入于體內(nèi)之后，只有特定酶存在時(shí)，該材料才會(huì)發(fā)生降解，其降解速率受控于該酶的催化常數(shù)Kcat、酶濃度、以及該材料中酶敏感結(jié)構(gòu)的含量，是利用細(xì)胞生物學(xué)行為控制材料降解過(guò)程的仿生材料。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料，本發(fā)明的可降解酶敏感聚氨酯的降解性是通過(guò)聚氨酯的軟段和(或)硬段實(shí)現(xiàn)的，且酶敏感肽的引入提高了聚氨酯的生物相容性，降解速率與組織生長(zhǎng)速率的匹配特性；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)聚氨酯更為優(yōu)異的，可調(diào)控的降解性能，滿足組織工程支架材料的設(shè)計(jì)要求。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料，具有以下結(jié)構(gòu)：

其中，R₁表示二異氰酸酯中除去NCO基團(tuán)的骨架部分、R₂表示聚合物二元醇中除去OH基團(tuán)的骨架部分、R₃表示酶敏感肽中除去NH₂和/或OH基團(tuán)的骨架部分，m的取值范圍為1～50，n的取值范圍為1～20。

所述二異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸、賴氨酸二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯、4，4`-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的一種以上。

所述聚合物二元醇為聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚烯烴二元醇中的一種以上。

所述聚合物二元醇的分子量為500～8000。

所述的用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚合物二元醇、二異氰酸酯和催化劑50～120℃下反應(yīng)2～8h后，得到預(yù)聚物；

所述催化劑為有機(jī)金屬催化劑或胺類催化劑；

(2)向預(yù)聚物中加入特異性酶敏感肽，在25～100℃下反應(yīng)4～48h得到產(chǎn)物；

其中，所述二異氰酸酯與聚合物二元醇的摩爾比為(1～10)：1；所述特異性酶敏感肽與聚合物二元醇的摩爾比為(0.1-9)：1。

所述催化劑加入量為聚合物二元醇的0.1w％～0.5w％。

所述有機(jī)金屬催化劑為羧酸鹽或金屬烷基化合物；所述金屬為錫、鉀、鉛、汞或鋅。

所述胺類催化劑為三乙胺、N-甲基嗎啉、三乙醇胺或N,N’-二甲基吡啶。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明在聚氨酯材料中引入酶敏感肽，能用酶來(lái)調(diào)控材料的降解速率。

2、本發(fā)明的聚氨酯降解之后的產(chǎn)物氨基酸(寡肽)是構(gòu)成人體所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)，提高了材料的生物安全性能。

3、本發(fā)明在聚氨酯材料中引入肽鏈，可以提高生物相容性，提高細(xì)胞的粘附性能，更好的應(yīng)用于人體組織修復(fù)領(lǐng)域。

4、本發(fā)明可以通過(guò)調(diào)節(jié)酶敏感肽的含量來(lái)控制降解速率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1中的可降解酶敏感聚氨酯材料以氘代DMSO為溶劑時(shí)所測(cè)的核磁氫譜圖(化學(xué)位移0～12)。

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1中的可降解酶敏感聚氨酯材料以氘代DMSO為溶劑時(shí)所測(cè)的核磁氫譜圖(化學(xué)位移12.0～14.0)。