CN101402737A - 可降解导电生物医用高分子材料 - Google Patents

Abstract

一种可降解导电生物医用高分子材料，该材料具有如式I的分子构成：它以式中高分子包括聚膦腈、壳聚糖、聚乙烯醇、聚β－苹果酸或改性过聚酯为主链，接枝导电基团及可降解基团，改性过聚酯为乳酸、聚乙交酯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚己内酯或它们之间的共聚物；导电基团包括：低聚吡咯、低聚噻吩、低聚苯胺或它们之间的共聚物；可降解基团主要包括：(1)氨基类：甘氨酸乙酯、苯丙氨酸乙酯、咪唑等；(2)烷氧基类：甘油、葡萄糖、乳酸、对甲基苯酚、乙醇酸、聚酯。本发明赋予该高分子材料具有可降解性和导电性，可做成导管、缝合线、薄膜、片、块体及组织工程支架材料。

Description

可降解导电生物医用高分子材料

技术领域

本发明涉及导电基团及可降解基团接枝到高分子链上，赋予该高分子可降解性和导电性。

技术背景

人体的生理功能与生物电之间有相当密切的关系。外界的刺激、心脏跳动和肌肉收缩、大脑思维等都伴随着生物电的产生和变化。人体某一部位受到刺激后，感觉器官就会产生动作电位，通过相应的神经纤维传到大脑中枢，大脑中枢根据传来的信息做出反应，发出指令，并通过传出神经将指令传给相关的效应器官，从而产生器官或组织的功能活动。

在生物医学工程领域研究发现，生物电可以反映器官或组织的生理或病理情况。目前，生物电已经广泛应用于诊断、治疗和控制。部分生物电应用(脑电、心电等)已有精良的设备和行之有效的诊断标准，并已为广大医生和患者所接受。电刺激可促进损伤的各种组织愈合，包括神经、血管、肌腱、皮肤、软骨、骨等的再生和修复。药物释放、离子电疗法就是借助电化学过程驱动药物通过皮肤而进入体内。许多研究表明，生物电对改善人体的身体健康具有重要的作用。

自70年代末导电聚合物出现以来，导电高聚物由于其具有特殊的结构和优异的物理化学性能而倍受各领域科学工作者的关注。导电高聚物具有类似金属及无机半导体的电学性能，容易合成和加工处理，能够在人体内传导生物电信号，对所需部位提供局部电刺激。以聚吡咯(PPY)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTH)为典型的导电聚合物，由于具有较低的成本、较好的导电性、光电性、热电性、可与其它功能材料共聚或复合、可在常温或低温使用、具有良好的生物相容性等优点，因而受到生物医学工程领域研究者的青睐。研究表明，细胞(如骨细胞、神经细胞等)的多重功能(如黏附、增殖、迁移和分化、DNA的合成、蛋白质的分泌等)都可以通过电刺激进行调节。聚吡咯是在这方面研究最早也是最广泛的一种导电高分子。聚吡咯能促组织细胞生长，刺激神经再生，可用于人造血管移植以及器官细胞组织工程等领域。通过阳极电刺激纯钛表面聚吡咯涂层，观察体外培养大鼠成骨细胞生长、增殖和功能分化作用，显示成骨细胞在聚吡咯涂层表面可以形成钙盐沉积，有良好的附着和铺展形态。将聚吡咯用于桥接周围神经损伤，并施予电刺激，结果显示，局部微电流能通过局部反射与微蛋白电解产生的活性肽的作用，扩张血管，促进血液渗出，使再生室中基质前体增多，加速了基质束的形成，有利于形成连接两断端的桥状束，促进损伤周围神经重建，对神经再生微环境形成有积极意义。

虽然利用导电材料对组织(例如神经、骨组织或其它肝组织等)再生的作用，研究了压电高分子(聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯)及导电高分子(聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩)的效果。体内和体外实验表明，这种高分子能提高各种组织的再生。目前导电聚合物在生物医学工程领域的应用仍然存在一些不足：(1)导电聚合物的加工成型性能。由于大部分导电聚合物难溶于一般溶剂，因此难以加工成型。(2)导电聚合物降解性能。由于导电聚合物分子结构为刚性的原因，难以在体内通过新陈代谢降解排除体外。因此，扩大导电聚合物材料在生物医学工程领域中的应用范围，理想的导电材料需克服以上的不足，设计出利于人体组织修复和再生的可降解导电生物医用高分子材料。这种新型的生物医用功能材料，容易加工成型，在体内能通过正常的生理变化及代谢被降解吸收，无须二次手术等优点。涉及材料科学、生命科学、医学、生物化学、生物物理学、电学等多学科交叉，对生物医学材料技术的发展，提高人类健康质量具有重要意义。

发明内容

发明一种新的可降解导电生物医用高分子材料，该材料以高分子为主链，接枝导电基团及降解基团。

本发明所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，具有如下式I的分子构成：

式I中的高分子主链应具有官能团，例如：-NH₂(氨基)、-COOH(羧基)、-OH(羟基)、-X(X为卤素元素，Cl，Br，I)等。包括：聚膦腈、壳聚糖、聚乙烯醇、聚β-苹果酸、或改性过聚酯，改性过聚酯包括：聚乳酸、聚乙交酯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚己内酯或它们之间的共聚物；

式I中的导电基团，具有以下II或III的通式：

式II、III中，n为3～20的整数，R₁和R₂各自独立地选自氢、卤素、烷基、杂环基、任意取代的芳基或R₁和R₂一起形成4～7元任意取代的杂环，该环任选含有选自氧、硫或氮的杂原子；Z为氮或硫等杂原子；X为羟基、巯基、羧基或氨基官能团；Y为NH、烯基；

式I中的降解基团，包括含杂原子的直链或支链烷基、任意取代的芳环、任意取代的杂芳环、任意取代的C_3-7的杂环、任意取代的环烷基、或为(CH)_mR₃COOR₄部分，其中m为0或1-10值的整数，R₃和R₄各自独立地选自氢、C_1-10的烷基、C_3-7环烷基、杂环基或任意取代的芳基。

式II或III中导电基团为低聚吡咯、低聚噻吩、低聚苯胺或它们之间的共聚物。式II或III中X为氧或氮，降解基团或者为(1)氨基类：甘氨酸乙酯、苯丙氨酸乙酯或咪唑；或者为(2)烷氧基类：甘油、葡萄糖、乳酸、对甲基苯酚、乙醇酸或聚酯。

上述式I中的降解基团为所述的含杂原子的直链或支链烷基，杂原子为氧、硫、氮，直链或支链烷基为饱和或不饱和化合物；所述的含杂原子的任意取代的杂芳环，杂原子为氧、硫、氮；所述的含杂原子的C_3-7的杂环，杂原子为氧、硫、氮，杂环为饱和或不饱和化合物。

所述通式II，其中Z为氮则为低聚吡咯、Z为硫则为低聚噻吩、Z部分为氮、部分为硫则为两者的共聚物。

所述通式II中，R₁，R₂各自独立选甲基，乙基，丙基，丁基，环己基，甲氧基，乙氧基，苯基，苄基，氯，溴，碘等。

所述通式III，其中Y为氮则为低聚苯胺，X可独立选自羟基、巯基或氨基。

所述高分子主链应具有官能团，例如：-NH₂(氨基)、-COOH(羧基)、-OH(羟基)、-X等，X为卤素元素，Cl，Br或I。

所述改性过的聚酯具有官能团如：-NH₂(氨基)、-COOH(羧基)、-OH(羟基)、-X(X为卤素元素，Cl，Br，I)等。

本发明所述的可降解导电生物医用高分子材料的制备方法，其制备特征是，将导电基团接枝到高分子主链上；对于本身能降解的高分子，只需接枝导电基团；对于本身难以或不能降解的高分子，则既接枝可降解基团，又接枝导电基团。

本发明所述的可降解导电生物医用高分子材料的合成方法主要包括如下的步骤；

步骤1，合成高分子主链；

步骤3，合成降解基团；

步骤2，合成导电低聚体；

步骤4，将降解基团接枝到高分子主链上；

步骤5，将导电基团接枝到高分子主链上；

步骤6，纯化合成的高分子化合物，得到可降解导电生物医用高分子材料；或者进一步，

步骤7，将步骤6得到的高分子材料的可降解导电生物医用高分子材料加工成型。

现以主链高分子为聚膦腈为例，阐述具体的制备方法和工艺条件：

步骤1，将六氯三聚膦腈在0.1mm Hg，60℃下减压升华纯化后加入聚合管中，在250℃、氮气(N₂)保护、0.1mm Hg真空条件下，通过热开环聚合10～20小时得到聚二氯膦腈(PDCP)；

步骤2，将可降解化合物(例如：对甲基苯酚等)溶解于无水有机溶剂四氢呋喃、苯、或甲苯后，加入金属钠，回流3～8小时后，得可降解化合物的盐溶液；

步骤3，将步骤2所得的可降解化合物的盐溶液缓慢滴入步骤1制备的聚二氯膦腈的无水有机溶剂中，N₂气保护下，于0～60℃下，反应6～48小时，得到可降解基团部分取代的聚膦腈溶液；

步骤4，将导电化合物(例如：低聚苯胺、低聚噻吩等)和三乙胺溶解于无水四氢呋喃或甲苯中，滴入步骤3所得溶液中，N₂气保护，于0～60℃下，继续反应6～48小时，冷却至室温；

步骤5，向步骤4所得溶液中加入蒸馏水使产物沉淀、过滤、水洗、真空干燥；将产物置于索氏提取器中，用无水乙醇或丙酮反复提取纯化，真空干燥，得到可降解导电的聚膦腈；或者进一步，

步骤6，将步骤5制备的可降解导电聚膦腈高分子材料溶解于四氢呋喃或氯仿中，倒入模具中，溶剂蒸发后，做成导管、缝合线、薄膜、片、块体及组织工程支架材料。

以导电基团(如聚苯胺六聚体)和降解基团(如对甲基苯酚)为例，高分子合成主要反应过程如下：

1)苯胺六聚体的合成

按下述反应过程进行：

2)可降解导电聚膦腈基高分子的合成

按下述反应过程进行：

本发明的可降解导电生物医用高分子材料，根据使用部位及要求，将材料溶解于有机溶剂中，倒入模具中，溶剂蒸发后，做成导管、缝合线、薄膜、片、块体或组织工程支架材料。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述：

本发明的可降解导电生物医用高分子材料的高分子主链包括：聚膦腈、壳聚糖、聚乙烯醇、聚β-苹果酸、或改性过聚酯，改性过聚酯包括：聚乳酸、聚乙交酯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚己内酯或它们之间的共聚物。其所涉及的高分子只要具有官能团，例如：-NH₂(氨基)、-COOH(羧基)、-OH(羟基)、酯基(-COOR)，酰卤(-COCl)，-X(X为卤素元素，Cl，Br，I)等，均可作为本发明的可降解导电生物医用高分子材料的主链。

其中本身具有这些官能团的高分子如：聚膦腈(-Cl)、壳聚糖(-NH₂)、聚乙烯醇(-OH)、聚β-苹果酸(-COOH)；通过改性可获得上述官能团的高分子如：聚乳酸，聚乙交酯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚己内酯等。

当高分子主链为可降解性生物高分子时，只需接枝导电基团，如：壳聚糖，聚β-苹果酸，改性聚乳酸，聚酸酐，聚碳酸酯等。当高分子主链为降解性较差的生物高分子时，则需同时接枝导电和降解基团，如：聚膦腈，聚乙烯醇等。

本发明的导电基团选择低聚吡咯、低聚噻吩、低聚苯胺或它们之间的共聚物。其所涉及的低聚苯胺含有官能团(-NH₂)，能与高分子主链上的官能团进行接枝。而低聚吡咯、低聚噻吩或共聚物，则需制备一侧有羟基(-OH)、巯基(-SH)、羧基(-COOH)或氨基(-NH₂)官能团的低聚吡咯、低聚噻吩或共聚物，才能与高分子主链上的官能团接枝。

本发明的降解基团选择氨基类：甘氨酸乙酯、苯丙氨酸乙酯或咪唑；烷氧基类：甘油、葡萄糖、乳酸、对甲基苯酚、乙醇酸或聚酯。是基于这些化合物含有与高分子主链接枝的官能团。

基于上述说明，下述仅以“主链聚膦腈、导电基团低聚苯胺、降解基团对甲基苯酚”为例，所举实例不限制本发明的保护范围。

实施例1聚(甲基苯氧基/苯胺六聚体)膦腈的制备

方法1：

(1)聚二氯膦腈的制备

氮气(N₂)保护下，将减压升华纯化3次的六氯三聚膦腈装入聚合管中，真空条件下将聚合管口两端熔封，于250℃熔融开环聚合12小时后，先用热的石油醚反复洗涤未反应的六氯三聚膦腈；再用四氢呋喃充分溶解聚合物，将溶解聚合物的四氢呋喃溶液先经G₂沙芯漏斗过滤后，缓慢倒入石油醚中得到白色聚二氯膦腈，40℃真空干燥至恒重。

(2)苯胺六聚体的制备

将9.70g对苯二胺溶解在250mL无水乙醇中，加入20mL乙醛，待完全溶解后，缓慢滴入加入10mL浓硫酸，在室温(10-35℃)下搅拌0.5小时，抽滤，得到的沉淀用无水乙醇洗涤三次，然后在真空烘箱中干燥，得到对苯二胺的希夫碱。

将5.1g二苯胺溶解在50mL DMF(N，N-Dimethylformamide；二甲基甲酰胺)中，加入150mL对苯二胺的希夫碱的DMF溶液，温度控制在0℃，然后缓慢滴入40mL溶解有5.45g过硫酸铵的1mol/L稀盐酸的混合溶液。滴加完后，继续反应1小时，将反应物倒入1000mL蒸馏水中，搅拌，抽滤，得到的沉淀用0.1mol/L的盐酸洗涤三次，然后用0.1mol/L的氨水去掺杂，再用蒸馏水洗涤三次，粗产物用无水乙醇重结晶得到纯品，苯肼还原，真空干燥，得到母体苯胺三聚体。

将2.75g母体苯胺三聚体悬浮在200mL 1mol/L的稀盐酸中，搅拌约0.5小时，待三聚体分散均匀后，在快速搅拌下，加入2.7g三氯化铁的稀盐酸(1mol/L)溶液，搅拌1小时后，抽滤，得到的蓝黑色固体用500mL 1mol/L的盐酸洗涤3次，然后在500mL0.1mol/L的氨水中搅拌4小时脱掺杂，抽滤，得到的蓝紫色固体用蒸馏水再洗涤3次，真空干燥，然后在无水乙醇中用苯肼还原，重结晶，得到母体苯胺六聚体。

(3)聚(甲基苯氧基)膦腈的制备

将0.08mol对甲基苯酚溶解于苯溶液中，N₂保护，加入0.1mol金属钠，回流6小时后，缓慢滴入到0.16mol聚二氯膦腈的苯溶液中，室温(10-35℃)反应10小时，然后升高温度，50℃下继续反应24小时，得到聚(甲基苯氧基)膦腈的苯溶液。

(4)聚(甲基苯氧基/苯胺六聚体)膦腈的制备

将0.04mol苯胺六聚体和0.06mol三乙胺溶解于苯溶液中，缓慢滴入到上述甲基苯氧基聚膦腈的苯溶液中，室温(10-35℃)下搅拌反应10小时，然后升高温度，于50℃下继续反应24小时，得到聚(甲基苯氧基/苯胺六聚体)膦腈的苯溶液。减压蒸馏除去大部分的溶剂后，将溶液倒入蒸馏水中沉淀，得聚(甲基苯氧基/苯胺六聚体)膦腈粗产物。将粗产物置于索氏提取器中，以无水乙醇为溶剂，加热提取至提取液无色后，得到纯化的聚(甲基苯氧基/苯胺六聚体)膦腈，40℃真空干燥保存。

测试：

①组成：¹HNMR(Pyridine-D5)：δ7.0-7.7ppm(H-Ar)，δ8.7(-NH)，δ5.0-5.2(-NH)，δ6.6-6.9ppm(H-Ph)，δ2.0-2.4ppm(-CH ₃)。

②电导率：采用标准四点探针法测定材料的电导率为：6.7×10^-5S/cm。

方法2：

(1)聚二氯膦腈的制备

将升华纯化3次的六氯三聚膦腈于250℃熔融开环聚合24小时后，先用热的石油醚反复洗涤未反应的六氯环三膦腈。再用四氢呋喃充分溶解聚合物，将溶解聚合物后的四氢呋喃溶液先经G₂沙芯漏斗过滤后，缓慢倒入正庚烷中得到白色聚二氯膦腈，40℃真空干燥至恒重。

(2)苯胺六聚体的制备

将9.70g对苯二胺溶解在250mL无水乙醇中，加入20mL乙醛，待完全溶解后，缓慢滴入加入10mL浓硫酸，在室温(10-35℃)下搅拌0.5小时，抽滤，得到的沉淀用无水乙醇洗涤三次，然后在真空烘箱中干燥，得到对苯二胺的希夫碱。

将5.1g二苯胺溶解在50mL DMF(N，N-Dimethylformamide；二甲基甲酰胺)中，加入150mL对苯二胺的希夫碱的DMF溶液，温度控制在0℃，然后缓慢滴入40mL溶解有5.45g过硫酸铵的1mol/L稀盐酸的混合溶液。滴加完后，继续反应1小时，将反应物倒入1000mL蒸馏水中，搅拌，抽滤，得到的沉淀用0.1mol/L的盐酸洗涤三次，然后用0.1mol/L的氨水去掺杂，再用蒸馏水洗涤三次，粗产物用无水乙醇重结晶得到纯品，苯肼还原，真空干燥，得到母体苯胺三聚体。

将2.75g母体苯胺三聚体悬浮在200mL 1mol/L的稀盐酸中，搅拌约0.5小时，待三聚体分散均匀后，在快速搅拌下，加入2.7g三氯化铁的稀盐酸(1mol/L)溶液，搅拌1小时后，抽滤，得到的蓝黑色固体用500mL 1mol/L的盐酸洗涤3次，然后在500mL0.1mol/L的氨水中搅拌4小时脱掺杂，抽滤，得到的蓝紫色固体用蒸馏水再洗涤3次，真空干燥，然后在无水乙醇中用苯肼还原，重结晶，得到母体苯胺六聚体。

(3)聚(苯胺六聚体)膦腈的制备

将0.2mol苯胺六聚体和0.3mol三乙胺溶解于四氢呋喃溶液中，N₂保护，缓慢滴入到聚二氯膦腈的四氢呋喃溶液中，室温(10-35℃)下搅拌反应6小时，然后升高温度，于60℃下继续反应24小时，得到苯胺六聚体取代的聚膦腈的四氢呋喃溶液。

(4)聚(甲基苯氧基/苯胺六聚体)膦腈的制备

将0.04mol对甲基苯酚溶解于四氢呋喃溶液中，N₂保护，加入0.05mol金属钠，回流6h后，缓慢滴入到0.086mol聚(苯胺六聚体)膦腈的四氢呋喃溶液中，室温(10-35℃)反应6小时，然后升高温度，60℃下继续反应12小时，得到聚(甲基苯氧基/苯胺六聚体)膦腈的四氢呋喃溶液。减压蒸馏除去大部分的溶剂后，将溶液倒入正庚烷中沉淀，得聚(甲基苯氧基/苯胺六聚体)膦腈粗产物。将粗产物置于索氏提取器中，以甲醇为溶剂，加热提取至提取液无色后，得到纯化的聚(甲基苯氧基/苯胺六聚体)膦腈，40℃真空干燥保存。

测试：

①组成：¹HNMR(Pyridine-D5)：δ7.0-7.7ppm(H-Ar)，δ8.7(-NH)，δ5.0-5.2(-NH)，δ6.6-6.9ppm(H-Ph)，δ2.0-2.4ppm(-CH ₃)。

②电导率：采用标准四点探针法测定材料的电导率为：7.8×10^-5S/cm。实施例2聚(甘氨酸乙酯/苯胺六聚体)膦腈的制备

(1)聚二氯膦腈的制备

将升华纯化3次的六氯三聚膦腈于250℃熔融开环聚合24小时后，先用热的石油醚反复洗涤未反应的六氯三聚膦腈。再用四氢呋喃充分溶解聚合物，将溶解聚合物的四氢呋喃溶液先经G₂沙芯漏斗过滤后，缓慢倒入正庚烷中沉淀得到白色聚二氯膦腈，40℃真空干燥至恒重。

(2)苯胺六聚体的制备

将14.5g对苯二胺溶解在300mL无水乙醇中，加入30mL乙醛，待完全溶解后，缓慢滴入加入15mL浓硫酸，在室温(10-35℃)下搅拌0.5小时，抽滤，得到的沉淀用乙醇洗涤三次，然后在真空烘箱中干燥，得到对苯二胺的希夫碱。

将7.65g二苯胺溶解在70mL DMF(N，N-Dimethylformamide；二甲基甲酰胺)中，加入200mL对苯二胺的希夫碱的DMF溶液，温度控制在0℃，然后缓慢滴入60mL溶解有8.17g过硫酸铵的1mol/L稀盐酸的混合溶液。滴加完后，继续反应1小时，将反应物倒入1000ml蒸馏水中，搅拌，抽滤，得到的沉淀用0.1mol/L的盐酸洗涤三次，然后用0.1mol/L的氨水去掺杂，再用蒸馏水洗涤三次，粗产物用无水乙醇重结晶得到纯品，苯肼还原，真空干燥，得到母体苯胺三聚体。

将4.5g母体苯胺三聚体悬浮在200mL 1mol/L的稀盐酸中，搅拌约0.5小时，待三聚体分散均匀后，在快速搅拌下，加入5.1g三氯化铁的稀盐酸(1mol/L)溶液，搅拌1小时后，抽滤，得到的蓝黑色固体用500mL 1mol/L的盐酸洗涤3次，然后在500mL 0.1mol/L的氨水中搅拌4小时脱掺杂，抽滤，得到的蓝紫色固体用蒸馏水再洗涤3次，真空干燥，然后在无水乙醇中用苯肼还原，重结晶，得到母体苯胺六聚体。

(3)聚(甘氨酸乙酯)膦腈的制备

将0.04mol甘氨酸乙酯盐酸盐和0.3mol三乙胺在四氢呋喃溶液中回流6小时，冷却过滤得到甘氨酸乙酯四氢呋喃溶液，将该溶液在冰浴中，N₂保护，缓慢滴入到0.086mol聚二氯膦腈的四氢呋喃溶液中，然后于室温(10-35℃)继续反应24小时，得到甘氨酸乙酯取代的聚膦腈的四氢呋喃溶液。

(4)聚(甘氨酸乙酯/苯胺六聚体)膦腈的制备

将0.2mol苯胺六聚体溶解于四氢呋喃溶液中，缓慢滴入到上述甘氨酸乙酯聚膦腈的四氢呋喃溶液中，室温(10-35℃)下反应12小时，然后升高温度，于50℃下继续反应24小时，得到聚(甘氨酸乙酯/苯胺六聚体)膦腈的四氢呋喃溶液。减压蒸馏除去大部分的溶剂后，将溶液倒入蒸馏水中沉淀，得聚(甘氨酸乙酯/苯胺六聚体)膦腈粗产物。将粗产物置于索氏提取器中，以无水乙醇为溶剂，加热提取至提取液无色后，得到纯化的聚(甘氨酸乙酯/苯胺六聚体)膦腈，40℃真空干燥。

测试：

①组成：¹HNMR(Chloroform-D)：δ7.0-7.7ppm(H-Ar)，δ8.7(-NH)；δ5.0-5.2(-NH)；δ3.80-4.30ppm(broad，s，OCH ₂CH₃and-CHCH₃)；δ1.10-1.40ppm(broad，s，OCH₂CH ₃and-CHCH ₃)。

②电导率：采用四点探针法测定材料的电导率为：2.4×10^-5S/cm。

实施例3聚(咪唑基/苯胺六聚体)膦腈的制备

(1)聚二氯膦腈的制备

氮气(N₂)保护下，将减压升华纯化3次的六氯三聚膦腈装入聚合管中，真空条件下将聚合管口两端熔封，于250℃熔融开环聚合36小时后，再用四氢呋喃充分溶解聚合物，将溶解聚合物的四氢呋喃溶液先经G₂沙芯漏斗过滤后，缓慢倒入正庚烷中得到白色聚二氯膦腈，40℃真空干燥至恒重。

2)苯胺六聚体的制备

将19.4g对苯二胺溶解在500mL无水乙醇中，加入40mL乙醛，待完全溶解后，缓慢滴入加入20mL浓硫酸，在室温下搅拌0.5小时，抽滤，得到的沉淀用无水乙醇洗涤三次，然后在真空烘箱中干燥，得到对苯二胺的希夫碱。

将10.2g二苯胺溶解在100mL DMF(N，N-Dimethylformamide；二甲基甲酰胺)中，加入300mL对苯二胺的希夫碱的DMF溶液，温度控制在0℃，然后缓慢滴入80mL溶解有10.9g过硫酸铵的1mol/L稀盐酸的混合溶液。滴加完后，继续反应1小时，将反应物倒入1000mL蒸馏水中，搅拌，抽滤，得到的沉淀用0.1mol/L的盐酸洗涤三次，然后用0.1mol/L的氨水去掺杂，再用蒸馏水洗涤三次，粗产物用无水乙醇重结晶得到纯品，苯肼还原，真空干燥，得到母体苯胺三聚体。

将5.5g母体苯胺三聚体悬浮在400mL 1mol/L的稀盐酸中，搅拌约0.5小时，待三聚体分散均匀后，在快速搅拌下，加入5.4g三氯化铁的稀盐酸(1mol/L)溶液，搅拌1小时后，抽滤，得到的蓝黑色固体用500mL 1mol/L的盐酸洗涤3次，然后在500mL 0.1mol/L的氨水中搅拌4小时脱掺杂，抽滤，得到的蓝紫色固体用蒸馏水再洗涤3次，真空干燥，然后在无水乙醇中用苯肼还原，重结晶，得到母体苯胺六聚体。

(3)聚(咪唑基)膦腈的制备

将0.03mol咪唑和0.1mol三乙胺溶解于甲苯溶液中，N₂保护下，缓慢滴入到0.04mol聚二氯膦腈的甲苯溶液中，室温(10-35℃)反应10小时，然后升高温度，50℃下继续反应24小时，得到咪唑基取代的聚膦腈的甲苯溶液。

(4)聚(咪唑基/苯胺六聚体)膦腈的制备

将0.1mol苯胺六聚体溶解于甲苯溶液中，缓慢滴入到上述聚(咪唑基)膦腈的甲苯溶液中，室温(10-35℃)下反应10小时，然后升高温度，于50℃下继续反应48小时，得到聚(咪唑基/苯胺六聚体)膦腈的甲苯溶液。减压蒸馏除去大部分的溶剂后，将溶液倒入大量的正庚烷中沉淀，得聚(咪唑基/苯胺六聚体)膦腈粗产物。将粗产物置于索氏提取器中，以无水乙醇为溶剂，加热提取至提取液无色后，得到聚(咪唑基/苯胺六聚体)膦腈，40℃真空干燥保存。

测试：

①组成：¹H-NMR(Chloroform-D)：δ8.7(-NH)；δ7.1-7.7ppm(broad，m，H-Ar，and2′-imidazole)；δ7.0-7.1ppm(s，4′，5′-imidazole)；δ5.0-5.2(-NH)。

②电导率：采用四点探针法测定材料的电导率为：1.5×10^-5S/cm。

Claims (14)

1、一种可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，具有如下式I的分子构成：

式I中的高分子主链包括：聚膦腈、壳聚糖、聚乙烯醇、聚β-苹果酸、或改性过聚酯，改性过聚酯包括：聚乳酸、聚乙交酯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚己内酯或它们之间的共聚物；

式I中的导电基团，具有以下II或III的通式：

式II、III中，n为3～20的整数，R₁和R₂各自独立地选自氢、卤素、烷基、杂环基、任意取代的芳基或R₁和R₂一起形成4～7元任意取代的杂环，该环任选含有选自氧、硫或氮的杂原子；Z为氮或硫等杂原子；X为羟基、巯基、羧基或氨基官能团；Y为NH或烯基；

式I中的降解基团，包括含杂原子的直链或支链烷基、任意取代的芳环、任意取代的杂芳环、任意取代的C_3-7的杂环、任意取代的环烷基、或为(CH)_mR₃COOR₄部分，其中m为0或1-10值的整数，R₃和R₄各自独立地选自氢、C_1-10的烷基、C_3-7环烷基、杂环基或任意取代的芳基。

2、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，式I中导电基团为低聚吡咯、低聚噻吩、低聚苯胺或它们之间的共聚物。

3、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，式II或III中X为氧或氮，降解基团或者为氨基类：甘氨酸乙酯、苯丙氨酸乙酯或咪唑；或者为烷氧基类：甘油、葡萄糖、乳酸、对甲基苯酚、乙醇酸或聚酯。

4、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，所述的含杂原子的直链或支链烷基，其杂原子为氧、硫或氮，直链或支链烷基为饱和或不饱和化合物。

5、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，所述的任意取代的杂芳环，其杂原子为氧、硫或氮。

6、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，所述的C_3-7的杂环，其杂原子为氧、硫或氮，杂环为饱和或不饱和化合物。

7、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，所述的通式II，其中Z为氮则为低聚吡咯，Z为硫则为低聚噻吩，Z部分为氮、部分为硫则为两者的共聚物。

8、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，所述的通式II中，R₁，R₂各自独立选甲基，乙基，丙基，丁基，环己基，甲氧基，乙氧基，苯基，苄基，氯，溴或碘。

9、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，所述通式III，其中Y为氮则为低聚苯胺，X独立选自羟基、巯基或氨基。

10、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，所述的高分子主链具有官能团：-NH₂、-COOH、-OH或-X，其X为Cl、Br或I。

11、如权利要求1所述的一类可降解导电生物医用高分子材料，其特征是，所述的改性过的聚酯具有官能团：-NH₂、-COOH、-OH或-X，其X为Cl、Br或I的聚酯。

12、权利要求1所述的可降解导电生物医用高分子材料的制备方法，其制备特征是，将导电基团接枝到高分子主链上；对于本身能降解的高分子，只需接枝导电基团；对于本身难以或不能降解的高分子，则既接枝可降解基团，又接枝导电基团。

13、权利要求1所述的可降解导电生物医用高分子材料的制备方法，其制备特征是合成方法主要包括如下的步骤：

步骤1，合成高分子主链；

步骤2，合成降解基团；

步骤3，合成导电低聚体；

步骤4，将降解基团接枝到高分子主链上；

步骤5，将导电基团接枝到高分子主链上；

步骤6，纯化步骤5合成的化合物，得到可降解导电生物医用高分子材料；或者进一步，

步骤7，将步骤6得到的高分子材料的可降解导电生物医用高分子材料加工成型。

14、如权利要求12或13所述的可降解导电生物医用高分子材料的制备方法，其制备特征是，主链高分子为聚膦腈的可降解导电的聚膦腈制备方法步骤为：

步骤1，将六氯三聚膦腈在0.1mm Hg，60℃下减压升华纯化后加入聚合管中，在250℃、氮气保护、0.1mm Hg真空条件下，通过热开环聚合10～20小时得到聚二氯膦腈；

步骤2，将可降解化合物(例如：对甲基苯酚等)溶解于无水有机溶剂四氢呋喃、苯、或甲苯后，加入金属钠，回流3～8小时后，得可降解化合物的盐溶液；

步骤3，将步骤2所得的可降解化合物的盐溶液缓慢滴入步骤1制备的聚二氯膦腈的无水有机溶剂中，N₂气保护下，于0～60℃下，反应6～48小时，得到可降解基团部分取代的聚膦腈溶液；

步骤4，将导电化合物低聚苯胺或低聚噻吩，和三乙胺溶解于无水四氢呋喃或无水甲苯中，缓慢滴入步骤3所得溶液中，N₂气保护，于0～60℃下，继续反应6～48小时，冷却至室温；

步骤5，向步骤4所得溶液中加入蒸馏水使产物沉淀、过滤、水洗、真空干燥；将产物置于索氏提取器中，用无水乙醇或丙酮反复提取纯化，真空干燥，得到可降解导电的聚膦腈；或者进一步，

步骤6，将步骤5制备的可降解导电聚膦腈高分子材料溶解于四氢呋喃或氯仿中，倒入模具中，溶剂蒸发后，做成导管、缝合线、薄膜、片、块体及组织工程支架材料。