一種彈性可降解生物醫用材料的制備方法技術

本發明專利技術提供了一種彈性可降解生物醫用材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：由1，8?辛二醇與檸檬酸經熔融縮聚合成POC彈性體，將POC彈性體與生物可降解聚合物混合溶解于溶劑中，得到紡絲溶液，使用靜電紡絲設備進行靜電紡絲，制備彈性可降解生物醫用材料。本發明專利技術制備的生物醫用材料具有無毒、降解速率可控、良好的斷裂強度與彈性等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于生物醫用材料的制備領域，特別是涉及一種彈性可降解生物醫用材料的制備方法。
技術介紹
組織工程是應用細胞生物學和工程學原理，研究和開發具有修復和改善損傷組織功能生物替代物的一門新興科學。組織工程的出現和發展，為組織缺損的修復和組織再生提供了一種新的有效方法。組織細胞、支架和生長因子是組織工程的三大要素，其中支架材料在組織工程中起著核心作用。制備納米纖維支架的方法有自組裝法、相分離法以及靜電紡絲法等，其中靜電紡絲技術由于其所紡納米纖維具有高的比表面積和孔隙率，而且可以模擬細胞外基質(ECM)的結構，為細胞的生長提供一個良好的環境，因而在生物醫用材料的制備方面具有廣闊的前景。此外，可以通過設計不同的接收裝置，以滿足不同的組織結構的需求。國際專利WO2006/100895公開了以丙交酯和己內酯共聚物為組成的醫用膜，其具有良好的柔性和強度，但是材料本身的降解速率較慢，完全吸收需要6個月，有可能影響傷口愈合及組織修復功能。公開號為CN104650369A中國專利申請公開了一種明膠納米纖維膜制備方法，該明膠納米纖維膜降解性能良好，40天完全降解，但其強度和伸展性較差。公開號為CN105396181A中國專利申請公開了一種可降解支架醫用膜的制備方法，其所述醫用膜采用聚乳酸高分子材料通過靜電紡絲而成，該醫用膜由于材料本身有限的彈性，不能承受大的彈性變形以及降解速率可控性差限制了其在生物醫用材料方面的應用。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種彈性可降解生物醫用材料的制備方法，本專利技術制備的生物醫用材料具有無毒、降解速率可控、良好的斷裂強度與彈性等優點。為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種彈性可降解生物醫用材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：由1，8-辛二醇與檸檬酸經熔融縮聚合成POC(聚-1，8-辛二醇-檸檬酸酯)彈性體，將POC彈性體與生物可降解聚合物混合溶解于溶劑中，得到紡絲溶液，使用靜電紡絲設備進行靜電紡絲，制備彈性可降解生物醫用材料。優選地，所述的POC彈性體的合成方法包括：將1，8-辛二醇與檸檬酸按摩爾比1∶1稱取，并投放到三頸圓底燒瓶中，在常壓、溫度為160-165℃條件下油浴磁力攪拌15分鐘，使反應單體1，8-辛二醇與檸檬酸完全熔解，之后溫度下降到140-145℃熔融縮聚反應40-60分鐘，得到POC，隨后，將POC溶解于無水乙醇中，并在去離子水中沉淀(溶解除去未反應的單體)，其中，乙醇和去離子水的體積比例是1∶5，然后對POC進行收集并真空冷凍干燥24小時，得到純化的POC。優選地，所述的生物可降解聚合物為聚乳酸(PLA)、聚L-乳酸/聚ε-己內酯共聚物[P(LLA-CL)]、聚ε-己內酯(PCL)、聚乳酸/羥基乙酸共聚物(PLGA)、殼聚糖和膠原蛋白的一種或幾種。更優選地，所述的PLA的相對分子量為1.0×105g/mol。優選地，所述的紡絲溶液中，POC與生物可降解聚合物的總濃度為9-18％(w/v)。優選地，所述的紡絲溶液中POC與生物可降解聚合物的重量比為1∶9-1∶1.5。優選地，所述的紡絲溶液的溶劑為六氟異丙醇。優選地，所述的靜電紡絲設備包括注射器、高壓電源和接收裝置，注射器的底端設有平口針頭，平口針頭設于接收裝置上方，高壓電源的正極連接平口針頭，負極接地，高壓電源的電壓為9-20kV，靜電紡絲溶液以0.8-3.0ml/h的紡絲速率擠出，在平口針頭處形成泰勒錐，擠出的紡絲液滴將在靜電場內受電場力牽伸形成納米纖維并由接收裝置接收，平口針頭到接收裝置的距離為8-15cm。更優選地，所述的接收裝置為直徑為50mm的滾筒或直徑為4-10mm的鋼輥，其中，滾筒用來接收形成靜電紡絲納米纖維膜，而鋼輥則用來直接接收形成靜電紡絲納米纖維管。優選地，所述的彈性可降解生物醫用材料中納米纖維絲直徑是50nm-3μm。優選地，所述的彈性可降解生物醫用材料的斷裂強度為1.48±0.26-6.69±0.52MPa，斷裂伸長率為(83.50±1.36)％-(161.50±4.76)％，初始模量為0.25±0.03-0.76±0.04MPa。優選地，所述的彈性可降解生物醫用材料在磷酸緩沖鹽溶液中模擬人體外降解完全降解所需的時間為：34-60天。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：(1)本專利技術中POC彈性體是由無毒單體1，8-辛二醇與檸檬酸經熔融縮聚合成。制備的生物醫用材料具有無毒、降解速率可控、良好的斷裂強度與彈性等優點。(2)本專利技術制成的生物醫用材料薄厚均勻，其纖維直徑達納米級，與構成細胞外基質的大分子的直徑相近。(3)本專利技術制成的生物醫用材料既有膜狀也有管狀，適用于不同的應用場合。附圖說明圖1為本專利技術一種彈性可降解生物醫用材料的制備流程示意圖。圖中，1為注射器，2為靜電紡絲液，3為平口針頭，4為靜電紡絲射流，5為高壓電源，6為接收滾筒，7為泰勒錐。圖2為生物醫用材料的掃描電鏡圖。圖3為生物醫用材料的管狀圖。具體實施方式下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此外應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本專利技術各實施例中使用的PLA的相對分子量為1.0×105g/mol。實施例1一種彈性可降解生物醫用材料的制備方法，具體步驟為：(1)由1，8-辛二醇與檸檬酸經熔融縮聚合成POC(聚-1，8-辛二醇-檸檬酸酯)彈性體：將1，8-辛二醇與檸檬酸按摩爾比1∶1稱取，并投放到三頸圓底燒瓶中，在常壓、溫度為160-165℃條件下油浴磁力攪拌15分鐘，使反應單體1，8-辛二醇與檸檬酸完全熔解，之后溫度下降到140-145℃熔融縮聚反應40-60分鐘，至磁力攪拌困難(接近凝膠點)，得到POC，隨后，將POC溶解于50ml無水乙醇中，并在250ml去離子水中沉淀(溶解除去未反應的單體)，然后對POC進行收集并真空冷凍干燥24小時，得到純化的POC。(2)用ME104E梅特勒-托利電子天平分別稱取0.36gPOC和0.54gPLA(POC/PLA∶40/60)混合溶解于10ml的六氟異丙醇溶劑中，使之充分攪拌至完全溶解，得到POC與PLA的總濃度為9％(g/ml)的POC/PLA混合紡絲溶液；(3)使用靜電紡絲設備進行靜電紡絲，如圖1所示，所述的靜電紡絲設備包括容量為10ml的注射器1(塑膠針筒)、高壓電源5和接收裝置6，注射器1的底端設有21G的平口針頭3，平口針頭3設于接收裝置6上方，高壓電源5的正極連接平口針頭3，負極接地，高壓電源5的電壓為12kV，將配制好的紡絲溶液轉移至注射器1中，靜電紡絲溶液以1.0ml/h的紡絲速率擠出，在平口針頭3處形成泰勒錐7，擠出的紡絲液滴將在靜電場內受電場力牽伸形成納米纖維并由接收裝置6接收，平口針頭3到接收裝置6的距離為12cm，制備彈性可降解生物醫用材料。所述的接收裝置6為直徑為50mm的滾筒，用來接收形成靜電紡絲納米纖維膜，如圖2所示，其中納米纖維絲直徑是401.31±110.56nm。(3)測試該納米纖維膜的機械性能，得到該納米纖維膜的斷裂強度為1.48±0.26MPa，斷裂伸長率本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種彈性可降解生物醫用材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：由1，8?辛二醇與檸檬酸經熔融縮聚合成POC彈性體，將POC彈性體與生物可降解聚合物混合溶解于溶劑中，得到紡絲溶液，使用靜電紡絲設備進行靜電紡絲，制備彈性可降解生物醫用材料。

【技術特征摘要】
1.一種彈性可降解生物醫用材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：由1，8-辛二醇與檸檬酸經熔融縮聚合成POC彈性體，將POC彈性體與生物可降解聚合物混合溶解于溶劑中，得到紡絲溶液，使用靜電紡絲設備進行靜電紡絲，制備彈性可降解生物醫用材料。2.如權利要求1所述的彈性可降解生物醫用材料的制備方法，其特征在于，所述的POC彈性體的合成方法包括：將1，8-辛二醇與檸檬酸按摩爾比1∶1稱取，并投放到三頸圓底燒瓶中，在常壓、溫度為160-165℃條件下油浴磁力攪拌15分鐘，使反應單體1，8-辛二醇與檸檬酸完全熔解，之后溫度下降到140-145℃熔融縮聚反應40-60分鐘，得到POC，隨后，將POC溶解于無水乙醇中，并在去離子水中沉淀，其中，乙醇和去離子水的體積比例是1∶5，然后對POC進行收集并真空冷凍干燥24小時，得到純化的POC。3.如權利要求1所述的彈性可降解生物醫用材料的制備方法，其特征在于，所述的生物可降解聚合物為聚乳酸、聚L-乳酸/聚ε-已內酯共聚物、聚ε-已內酯、聚乳酸/羥基乙酸共聚物、殼聚糖和膠原蛋白的一種或幾種。4.如權利要求1所述的彈性可降解生物醫用材料的制備方法，其特征在于，所述的紡絲溶液中，POC與生物可降解聚合物的總濃度為9-18％(w/v)。5.如權利要求1所述的彈性可降解生物醫用材料的制備方法，其特征在于，所述的紡絲溶液中POC與生物可降解聚合物的重量比為1∶9-1∶1.5。6.如權利要求1所述的彈性可降...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王新厚，鄒方東，
申請(專利權)人：東華大學，
類型：發明
國別省市：上海;31