[發明專利]仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710545653.1
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN109206612B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 胡金蓮;顧林;蔣元章
• 申請（專利權）人: 香港理工大學深圳研究院
• 主分類號: C08G69/10
• 分類號: C08G69/10;C08L77/04
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 黃志云

本發明提供了一種仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料，所述仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料為由硬段A嵌段和軟段B嵌段組成的ABA三嵌段共聚物，其中，所述A嵌段具有β?折疊結構，且所述A嵌段為聚L?丙氨酸、聚L?甘氨酸、L?丙氨酸和L?甘氨酸共聚物中的至少一種，所述B嵌段為聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚己內酯、聚四氫呋喃、聚二甲基硅烷、氫化聚丁二烯中的至少一種。

技術領域

本發明屬于仿生材料領域，尤其涉及一種仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料及其制備方法。

背景技術

熱塑性彈性體具有彈性體的優良彈性以及熱塑性高分子的可加工性，通常是由硬段、軟段組成的ABA型三嵌段共聚物。硬段一般由半結晶型聚合物或具有高玻璃化轉變溫度的聚合物構成。目前，已經商業化的熱塑性彈性體有聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物(SBS)、聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯共聚物(SBS)等，然而這些彈性體主要是通過石油資源合成，且不能生物降解。然而，實際應用的聚氨基酸(聚肽)生物彈性體，大部分來自動物體，通過化學合成還存在一些挑戰，如合成過程易凝膠等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料及其制備方法，旨在解決現有的聚氨基酸(聚肽)生物彈性體化學合成困難，且合成過程中易凝膠的問題。

本發明是這樣實現的，一種仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料，所述仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料為由硬段A嵌段和軟段B嵌段組成的ABA三嵌段共聚物，其中，所述A嵌段具有β-折疊結構，且所述A嵌段為聚L-丙氨酸、聚L-甘氨酸、L-丙氨酸和L-甘氨酸共聚物中的至少一種，所述B嵌段為聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚己內酯、聚四氫呋喃、聚二甲基硅烷、氫化聚丁二烯中的至少一種。

以及，一種仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料的制備方法，包括以下步驟：

提供氨基酸-N-內羧酸酐和兩末端均帶有伯胺的B嵌段，其中，所述氨基酸-N-內羧酸酐中的氨基酸為L-丙氨酸、L-甘氨酸中的至少一種，所述B嵌段為聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚己內酯、聚四氫呋喃、聚二甲基硅烷、氫化聚丁二烯中的至少一種；

將所述A嵌段和所述兩末端均帶有伯胺的B嵌段溶于含鋰鹽的有機溶劑中，聚合反應得到仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料，反應溫度為10-30℃，反應時間為4-72h。

本發明提供的仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料，以含有β-折疊結構的聚氨基酸為硬段，聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚己內酯、聚四氫呋喃、聚二甲基硅烷、氫化聚丁二烯中的至少一種為軟段，賦予仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料優良的彈性特性，其拉伸強度達4MPa以上和斷裂伸長率達到120％以上。且所述仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料具有良好的生物相容性、生物降解性，有望用于診斷、治療、修復或替換機體中的組織、器官或增進其功能。

本發明提供的仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料的制備方法，通過帶有伯胺的聚合物引發氨基酸-N-內羧酸酐聚合反應，得到具有β-折疊結構的ABA三嵌段彈性體。具有β-折疊結構的聚氨基酸作為硬段，表現出優異的彈性體性能。具體的，本發明在含鋰鹽的有機溶劑，聚合制備仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料。該方法簡單易行，易于控制，且通過在所述有機溶劑中加入所述鋰鹽可以減緩仿生蜘蛛絲聚氨基酸生物彈性體材料的凝膠，解決聚氨基酸生物彈性體快速凝膠的問題。

具體實施方式

為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。