[發(fā)明專利]一種pH敏感性醫(yī)用聚氨酯脲材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810353952.X
• 申請(qǐng)日: 2018-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN108530606B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯昭升;劉路路;原櫟潼;張鋆;肖銘慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/78
• 分類號(hào): C08G18/78;C08G18/48;C08G18/32;A61K47/34
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發(fā)明公開了一種pH敏感性醫(yī)用聚氨酯脲材料及其制備方法，聚氨酯脲由一種端二羥基吡啶化合物與雙端羥基聚乙二醇混合，加入N,N?二甲基甲酰胺溶解后，再用含脲基的二異氰酸酯進(jìn)行擴(kuò)鏈，經(jīng)純化得到pH敏感性聚氨酯脲；所述二異氰酸酯為L(zhǎng)?賴氨酸二異氰酸酯?1,4?丁二胺?L?賴氨酸二異氰酸酯。該聚氨酯脲側(cè)鏈的吡啶基團(tuán)是路易斯堿，在酸性條件下，使聚氨酯脲網(wǎng)絡(luò)中氫鍵解體，導(dǎo)致材料發(fā)生不連續(xù)的體積膨脹。在中性或堿性條件下去除H⁺，吡啶環(huán)上的N與氨基甲酸酯或脲基的NH形成氫鍵，近似于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得聚氨酯脲分子鏈?zhǔn)湛s，溶脹度明顯下降。因此通過控制介質(zhì)pH值的變化，可有效的控制聚氨酯脲的溶脹度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及智能醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域，具體涉及到一種pH敏感性醫(yī)用聚氨酯脲的制備方法。

背景技術(shù)

智能高分子材料是一種能對(duì)周圍環(huán)境的刺激作出相應(yīng)的響應(yīng)，同時(shí)又伴隨著自身某些性質(zhì)變化的材料。在21世紀(jì)，智能聚氨酯的應(yīng)用受到人們廣泛的關(guān)注，這種智能聚氨酯材料在生物分離、致動(dòng)器、藥物控制釋放和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。智能聚氨酯的獨(dú)特性不單是細(xì)微的刺激能使自身結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而且這些變化是可逆的，例如聚合物的形狀、表面特性、反應(yīng)速度和識(shí)別性能等。外界環(huán)境的刺激都能引起這些變化如：溫度、pH值、離子強(qiáng)度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光照、輻射力等。

近年來，具有pH響應(yīng)特性的高分子膜在膜分離、藥物緩釋和化學(xué)/生物傳感器等領(lǐng)域都顯示了廣闊的應(yīng)用前景，所以這類對(duì)外界環(huán)境條件變化具有感應(yīng)及響應(yīng)功能的智能膜的研究日益受到重視。pH敏感性聚氨酯是體積能隨環(huán)境pH、離子強(qiáng)度變化的聚氨酯材料。這類聚氨酯大分子網(wǎng)絡(luò)中具有離子解離基團(tuán)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電荷密度隨介質(zhì)pH而變化，并對(duì)聚氨酯的滲透壓產(chǎn)生影響，同時(shí)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中有離子基團(tuán)，離子強(qiáng)度的變化也引起體積變化。聚氨酯中有弱酸或(和)弱堿基團(tuán)(如羧基或氨基)。這些基團(tuán)在不同pH值及不同離子強(qiáng)度的溶液中離子化，于是聚氨酯帶有電荷，使網(wǎng)絡(luò)中氫鍵解體，導(dǎo)致聚氨酯發(fā)生不連續(xù)的體積變化。

聚乙二醇(PEG)是具有很高的親水性與柔韌性的水溶性高分子材料，一方面可以與水形成水合PEG鏈，形成穩(wěn)定的空間位阻，阻礙血小板等吸附在材料表面；另一方面，水合PEG鏈在水中具有較低的表面能，形成的水微流可以阻礙蛋白質(zhì)的粘附及變形。并且，以PEG作為軟段的聚氨酯，降解速度慢，可以長(zhǎng)期使用于人體，發(fā)揮其作用。

吡啶是路易斯堿，吡啶環(huán)的N原子可以與H⁺結(jié)合，在酸性條件下形成NH⁺，在堿性條件下去除H⁺。將吡啶環(huán)引入聚氨酯的骨架中，合成一種聚合物。在此系統(tǒng)中，聚合物將與吡啶環(huán)去質(zhì)子化和質(zhì)子化反應(yīng)，通過締合和分離氫鍵和氮原子之間的氫鍵相互作用，表現(xiàn)出高pH敏感性，優(yōu)良的形狀記憶性和生物相容性。該聚氨酯具有很大的醫(yī)療應(yīng)用潛力。

專利CN1401686A公開了一種快響應(yīng)的pH敏感性聚氨酯薄膜的制備方法。通過PEG、二羥甲基丙酸與過量的異氰酸酯反應(yīng)來合成異氰酸酯基封端的預(yù)聚物，在預(yù)聚物分子兩端引入丙烯酸酯基，加入三乙胺的水溶液中，得到聚氨酯預(yù)聚物漿料，然后加入適當(dāng)比例的二苯甲酮，以此混合物涂抹在平板玻璃，經(jīng)紫外線照射固化成薄。該合成方法是在聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中引入羧基，在堿性介質(zhì)中膨脹，降解速率快。

專利CN105859995A公開了一種智能響應(yīng)型聚氨酯水凝膠的制備方法。向合成的聚氨酯預(yù)聚物中加入脂肪族異氰酸酯、帶堿性敏感基團(tuán)的擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑，生成聚氨酯水凝膠。該種方法是通過定向聚合制備的溫度和pH雙重智能響應(yīng)型聚氨酯水凝膠，并且合成的聚氨酯在去離子水中達(dá)到溶脹平衡的時(shí)間短，但是其制備方法復(fù)雜，并且所帶的堿性敏感官能團(tuán)的二元醇是芳香族化合物，其降解產(chǎn)物對(duì)生物體具有一定的毒性，醫(yī)學(xué)上的使用受到限制。

根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，目前亟需一種具有緩控釋效果的、生物相容性、機(jī)械性能好、降解速度慢、制備過程簡(jiǎn)單的pH值敏感性具有感應(yīng)及響應(yīng)功能的智能聚氨酯脲材料。

發(fā)明內(nèi)容