[發(fā)明專利]熱致型形狀記憶聚合物及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710399013.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108976396A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡金蓮;陳誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港理工大學(xué)深圳研究院
• 主分類號(hào): C08G63/08
• 分類號(hào): C08G63/08;C08G63/78;C08G63/85;A61L27/18;A61L27/50;A61L29/06;A61L29/14
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 官建紅

本發(fā)明屬于生物高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱致型形狀記憶聚合物及其制備方法和應(yīng)用。該熱致型形狀記憶聚合物由無(wú)規(guī)共聚物構(gòu)成，所述無(wú)規(guī)共聚物包括分子鏈段纏結(jié)點(diǎn)和分子鏈段玻璃態(tài)，且所述分子鏈段纏結(jié)點(diǎn)構(gòu)成所述熱致型形狀記憶聚合物的硬段結(jié)構(gòu)，所述分子鏈段玻璃態(tài)構(gòu)成所述熱致型形狀記憶聚合物的軟段結(jié)構(gòu)。其制備方法包括如下步驟：提供聚合單體、引發(fā)劑和催化劑；將所述聚合單體、所述引發(fā)劑和所述催化劑置于真空條件下，經(jīng)本體聚合制得熱致型形狀記憶聚合物。該熱致型形狀記憶聚合物具有較寬范圍的、可調(diào)整的形變溫度，有較好的形狀固定率，而且可以滿足靜電紡絲技術(shù)的組織工程材料的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱致型形狀記憶聚合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

形狀記憶材料是一種智能材料，能夠感知并響應(yīng)環(huán)境變化(如溫度、光照、電磁、溶劑等)，回復(fù)預(yù)先設(shè)定狀態(tài)的材料。形狀記憶材料包括形狀記憶合金(SMA)，形狀記憶陶瓷(SMC)和形狀記憶聚合物(SMP)。形狀記憶聚合物是指具有初始形狀的聚合物經(jīng)形變固定后，受到外部環(huán)境的刺激，可恢復(fù)初始形狀的聚合物。根據(jù)SMP回復(fù)原理可分為：熱致型SMP、光致型SMP、化學(xué)感應(yīng)型SMP等。對(duì)于熱致型SMP，其高分子鏈段可看作兩相結(jié)構(gòu)，即由記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能可逆固化和軟化的轉(zhuǎn)變相組成。

組織工程是一個(gè)涉及化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科的交叉研究方向。在組織工程中，生物材料的選取是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。良好的組織工程材料需要具有一定的尺寸穩(wěn)定性，以便于植入體內(nèi)后形成一個(gè)穩(wěn)定的新生組織生長(zhǎng)空間，但臨床上很多缺損為不規(guī)則缺損，形狀規(guī)則且固定的材料很難有效的修復(fù)缺損空間。基于上述原因，可降解的形狀記憶聚合物以其靈活的可變性，可適應(yīng)不同形狀的缺損同時(shí)達(dá)到微創(chuàng)手術(shù)的目的。理想的組織工程生物材料應(yīng)具備以下條件：1)良好的組織相容性和生物表面活性，有利于細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)；2)具有良好的加工性，可被加工成所需的形狀，并有一定的機(jī)械強(qiáng)度，在植入體內(nèi)后的一定時(shí)間內(nèi)仍可保持其形狀，對(duì)新形成的組織有一定的支撐作用；3)具有三維立體結(jié)構(gòu)，材料必須是多孔的，具有較大的比表面積，一方面有利于細(xì)胞的植入黏附，另一方面有利于細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)成分的滲入和細(xì)胞代謝產(chǎn)物的排出；4)具有生物可降解性，在組織形成過(guò)程中能逐漸分解，不影響新生組織的結(jié)構(gòu)和功能。所以，基于上述要求的可降解的具有形狀記憶功能的材料，以其良好的組織相容性、易加工可塑性、和生物降解性能，在組織工程修復(fù)領(lǐng)域有極大的應(yīng)用前景

目前制備高比表面積組織工程材料的方法主要有粒子瀝濾法、致孔劑法、靜電紡絲法、發(fā)泡法等。其中靜電紡絲是利用高壓電場(chǎng)作用下形成噴射流制備納米纖維的方法，所得到的高分子聚合物納米纖維具有典型的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有極好的韌性和細(xì)胞親和性，其孔隙率和比表面積高，有利于細(xì)胞的黏附、生長(zhǎng)及增殖，而且可以通過(guò)改變直徑控制孔徑和孔隙結(jié)構(gòu)并可通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)來(lái)改變纖維形態(tài)進(jìn)而改善支架材料的物理力學(xué)性能，配合一定形狀的收集裝置，可以得到具有特定外形的支架材料。但是，目前熱致型形狀記憶聚合物的拉伸韌性、臨界形變性能、形狀回復(fù)性能等力學(xué)性能還有待提高，尚不能適應(yīng)臨床上復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀的應(yīng)用要求，應(yīng)用于靜電紡絲制備技術(shù)也有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種熱致型形狀記憶聚合物及其制備方法和應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有聚合物形變溫度有限、形變性能不高，難以適用靜電紡絲組織工程材料的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明提供一種熱致型形狀記憶聚合物，由無(wú)規(guī)共聚物構(gòu)成，所述無(wú)規(guī)共聚物包括分子鏈段纏結(jié)點(diǎn)和分子鏈段玻璃態(tài)，且所述分子鏈段纏結(jié)點(diǎn)構(gòu)成所述熱致型形狀記憶聚合物的硬段結(jié)構(gòu)，所述分子鏈段玻璃態(tài)構(gòu)成所述熱致型形狀記憶聚合物的軟段結(jié)構(gòu)。

另一方面，本發(fā)明提供一種上述熱致型形狀記憶聚合物的制備方法，包括如下步驟：

提供聚合單體、引發(fā)劑和催化劑；