CN104784745A - 一种生物可降解海绵的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物可降解海绵的制备方法，包括用丙交酯、乙交脂、ε-己内酯与富勒醇合成生物可降解高分子材料，再将此生物可降解高分子材料溶于有机溶剂中，将混合溶液通过冷冻干燥技术加工成生物可降解海绵。本发明以富勒醇为引发剂，大大提高了反应速率以及反应产率，制备的生物可降解海绵具备优良的渗液吸收性能、机械性能和可降解性能。

Description

一种生物可降解海绵的制备方法

技术领域：

本发明属于医用敷料领域，涉及一种生物可降解海绵的制备方法。

背景技术：

医用敷料是用于皮肤损伤的医用制品,随着医学技术的发展，人们对医用敷料提出了新的要求。近年来，材料学的快速发展以及工业的进步使得创面敷料发生了很大的变化，多种新型敷料应运而生。在由传统型敷料向新型敷料的不断研究进程中，医用敷料结合了材料、生物、手术、护理等多方面的先进知识，同时将患者对敷料的各种实际需求应用到医用敷料的材质选择和形态设计中。其总的特点归结为：(1)不粘连新生成的肉芽组织，更换无痛；(2)有利于纤维蛋白以及坏死组织的溶解，减少更换次数；(3)创造良好的愈合环境，促进组织生长；(4)缓解创面疼痛，减少瘢痕形成等。

医用敷料从原材料上分类，一般可分为天然材料类、人工合成材科类两大类。天然材料类主要有壳聚糖、纤维素、淀粉、海藻酸等，人工合成类材料主要有生物聚氨酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。从剂型上来分主要有薄膜、海绵、水胶体、水凝胶等。在这其中，海绵类敷料由于其具有较大的渗液吸收能力以及良好的透气性能尤其引人关注。天然生物材料海绵敷料，如壳聚糖海绵、胶原海绵、藻酸盐类海绵，具有较好的抗菌止血性能以及良好的生物相容性，但是机械性能较差，为了改善天然高分子海绵的这个特点，一般通过加入一些交联剂来实现。但是交联剂一般具有一定毒性，或者交联后的产品的一些特性发生了改变，从而导致产品性能下降。合成类高分子材料又可以分为可降解高分子材料和不可降解高分子材料，其中可降解高分子材料具有良好的机械性能的同时，又具有良好的生物相容性和可降解性能。专利CN1071587A公开了一种壳聚糖与胶原的混合海绵，为了改善海绵的机械性能，用甲醛对壳聚糖和胶原进行交联反应。但是甲醛具有一定的细胞毒性，在使用过程中，随着材料的降解会多少释放出来，对人体造成一定的伤害。专利CN1670061A公开了一种羧甲基壳聚糖与甲壳素混合的海绵敷料，用无机离子对两种组成进行交联，交联剂环保无毒，但是海绵的亲水性以及渗液吸收能力都有所降低。专利CN203789978U公开了一种PVA止血海绵，其吸收渗液膨胀的能力较好，但是PVA材料本身不可降解，所以使用后护理会给病人带来不适感。

可见，本领域中仍然存在对于具有良好的生物相容性、渗液吸收能力、可生物降解性能的生物可降解医用海绵的需求。

发明内容：

本发明目的在于提供一种生物可降解，具有优良理化性能的医用海绵敷料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种生物可降解海绵的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1) 生物可降解高分子的合成：

以L-丙交酯、DL-丙交酯、乙交脂、ε-己内酯中的两种或两种以上为原料，以富勒醇为引发剂，以1‰-15‰(w/w)的辛酸亚锡为催化剂，在100-150℃下反应5-20h后终止反应，将产物洗涤纯化后得生物可降解高分子材料；

(2) 海绵的制备：

将步骤（1）中制备得到的生物可降解高分子材料溶解到二氯甲烷、二氧六环或二甲基亚砜中，使其均匀溶解以配置成3%-15%(w/w)的溶液，然后将上述溶液转移到冷冻干燥模具中，经过冷冻干燥制备得到生物可降解海绵。

本发明中L-丙交酯、乙交脂、ε-己内酯的质量比为：1:(0.1-0.5):(0.2-2)或L-丙交酯、DL-丙交酯、ε-己内酯的质量比为：1:(0.1-1.5):(0.5-1.3)或L-丙交酯、ε-己内酯的质量比为：1:(0.2-2)。

本发明中富勒醇分子中平均羟基数为5-15。

本发明中富勒醇与反应原料的摩尔比为：(0.001-0.01):1。

本发明的步骤(1)在氮气保护下进行。

本发明的优点在于：

反应中以富勒醇为引发剂提高了引发效率，从而提高了原料转化率的同时，加快了反应速率。合成的可降解海绵具有良好的渗液吸收能力、生物相容性、可生物降解性能，整个工艺操作简单，易于实现大规模生产。

    具体实施方式：

实施例1

将100g L-丙交酯、20g乙交脂和50gε-己内酯加入到反应瓶中，再加入富勒醇（平均羟基数为12）2g，充氮气保护，将反应体系温度升到140℃，再加入辛酸亚锡0.5g，反应15h后停止反应，将反应产物洗涤纯化后得到生物可降解高分子材料（产率为95.2%），再将其溶解到二氯甲烷中，配置成5%(w/w)的溶液，最后经过冷冻干燥得到生物可降解海绵。

    实施例2

将100g L-丙交酯、30g DL-丙交酯和80gε-己内酯加入到反应瓶中，再加入富勒醇（平均羟基数为10）2.5g，充氮气保护，将反应体系温度升到130℃，再加入辛酸亚锡0.7g，反应12h后停止反应，将反应产物洗涤纯化后得到生物可降解高分子材料（产率为93.5%），再将其溶解到二氧六环中，配置成7%(w/w)的溶液，最后冷冻干燥得到生物可降解海绵。

实施例3

将100g L-丙交酯、110gε-己内酯加入到反应瓶中，再加入富勒醇（平均羟基数为8）3g，充氮气保护，将反应体系温度升到135℃，再加入辛酸亚锡0.3g，反应18h后停止反应，将反应产物洗涤纯化后得到生物可降解高分子材料（产率为94.4%），再将其溶解到二甲基亚砜中，配置成8%(w/w)的溶液，最后冷冻干燥得到生物可降解海绵。  

实施例4

将100g L-丙交酯、20g乙交脂和100gε-己内酯加入到反应瓶中，再加入富勒醇（平均羟基数为6）5g，充氮气保护，将反应体系温度升到145℃，再加入辛酸亚锡0.9g，反应10h后停止反应，将反应产物洗涤纯化后得到生物可降解高分子材料（产率为91.5%），再将其溶解到二氧六环中，配置成10%(w/w)的溶液，最后冷冻干燥得到生物可降解海绵。

对比例1

根据实施例1工艺，用聚乙二醇1000代替富勒醇，其他条件不变，合成生物可降解高分子材料（产率为82.5%），最后冷冻干燥得到生物可降解海绵。

对比例2

根据实施例1工艺，用1,4-丁二醇代替富勒醇，其他条件不变，合成生物可降解高分子材料（产率为80.3%），最后冷冻干燥得到生物可降解海绵。

对比例3

市售的壳聚糖海绵敷料。

吸水率试验

取实施例1-4以及对比例1-3制备的生物可降解海绵1g，先将其分别放置于滤网中，再一起浸于纯化水中，5分钟后取出自由滴淌30s后，从滤网中取出精确称重，每个样品试验3次取平均值。

试验结果：本发明生物可降解海绵的吸水率试验数据

样品	样品平均干重（g）	样品平均湿重（g）	样品吸水率（倍）
				实施例1	1.02	19.85	18.5
实施例2	1.01	17.63	16.5
				实施例3	1.02	18.27	16.9
实施例4	1.02	17.96	16.6
				对比例1	1.01	12.05	10.9
对比例2	1.02	11.57	10.3
				对比例3	1.02	5.45	4.34

与对比组比较，利用实施例1-4制备的生物可降解海绵的吸水倍率明显高于对比例1-3中的样品吸水倍率。

降解试验

在温度为37℃条件下，将上述制备的生物可降解海绵置于PBS溶液中饱和吸附后称重，再放入恒温摇床中，隔一定时间测定海绵的质量。

取实施例1-4以及对比例1-3制备的生物可降解海绵5g，将其放置于滤网中，浸于PBS溶液饱和吸附后提出，自由滴淌30后称重，然后再放入PBS溶液中，至于摇床上，隔一定时间取出自由滴淌后称重，利用两次称重的重量差与饱和吸附后的质量之比即为海绵的降解程度百分比。

本发明生物可降解海绵的降解试验数据

样品	降解时间0h	降解时间8h	降解时间16h	降解时间24h	降解时间36h	降解时间48h	降解时间60h
								实施例1	100%	15.3%	33.4%	48.9%	65.4%	86.7%	100%
实施例2	100%	16.5%	35.9%	49.6%	66.9%	89.4%	100%
								实施例3	100%	14.9%	30.7%	47.7%	63.1%	84.3%	100%
实施例4	100%	16.7%	32.7%	48.5%	67.2%	85.6%	100%
								对比例1	100%	21.3%	43.5%	67.6%	93.5%	100%
对比例2	100%	23.4%	45.8%	70.8%	95.9%	100%
								对比例3	100%	3.5%	5.8%	9.4%	13.8%	18.7%	24.3%

由上述实验数据可知，本发明的生物可降解海绵的降解速率介于对比例1-2与对比例3之间，降解速度明显快于对比例3中壳聚糖海绵，而与对比例1-2中的样品降解速率稍慢，但是差别不大。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种生物可降解海绵的制备方法，所述方法包括以下步骤：

 (1)生物可降解高分子的合成：

 以L-丙交酯、DL-丙交酯、乙交脂、ε-己内酯中的两种或两种以上为原料，以富勒醇为引发剂，以1‰-15‰（w/w）的辛酸亚锡为催化剂，在100-150℃下反应5-20h后终止反应，将产物洗涤纯化后得生物可降解高分子材料；

 (2)海绵的制备：

 将步骤(1)中制备得到的生物可降解高分子材料溶解到二氯甲烷、二氧六环或二甲基亚砜中，使其均匀溶解以配置成3%-15%（w/w）的溶液，然后将上述溶液转移到冷冻干燥模具中，经过冷冻干燥制备得到生物可降解海绵。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于步骤(1)中L-丙交酯、乙交脂、ε-己内酯的质量比为：1:(0.1-0.5):(0.2-2)或L-丙交酯、DL-丙交酯、ε-己内酯的质量比为：1:(0.1-1.5):(0.5-1.3)或L-丙交酯、ε-己内酯的质量比为：1:(0.2-2)。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于步骤(1)中富勒醇分子中平均羟基数为5-15。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于步骤(1)中富勒醇与反应原料的摩尔比为：(0.001-0.01):1。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于步骤(1)在氮气保护下进行。