CN104788695A - 一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法 - Google Patents
一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104788695A CN104788695A CN201510250602.7A CN201510250602A CN104788695A CN 104788695 A CN104788695 A CN 104788695A CN 201510250602 A CN201510250602 A CN 201510250602A CN 104788695 A CN104788695 A CN 104788695A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- reaction
- polyurethane
- film
- vacuum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及了一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：(1)双端羟基预聚物的合成：将环状交酯或环状内酯或两者的混合物与引发剂和催化剂混合，所述环状交酯或环状内酯发生真空开环反应，然后体系发生聚合反应，制得双端羟基预聚物；(2)双端异氰酸基预聚物的合成：将双端羟基预聚物滴入过量的二异氰酸酯中，反应，除去过量的二异氰酸酯后，得双端异氰酸基预聚物；(3)聚氨酯的制备：将扩链剂溶于溶剂后，滴加到双端异氰酸基预聚物中，反应，得到聚氨酯材料；(4)膜材料的制备。该膜的厚度分布均匀，拉伸强度及断裂伸长率高，膜的断裂伸长率大于1000％、断裂强度大于10MPa。可保证人体持续运动器官在高强度运动下膜不破裂。
Description
技术领域
本发明属于可生物降解高分子材料领域，具体涉及一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法。
背景技术
临床手术时，如果不正确的处理组织器官的粘连，有可能会造成脏器摩擦损伤、手术创口感染、创口出血等医疗事故。为了防止组织粘连，通常会在手术最后将手术器官包裹或覆盖防粘连材料，最早应用的材料为棉纺纱布这类不可降解材料，需要愈合后取出。随着高分子学科的发展，开发出了聚乳酸等具有降解能力和相容性的有机高分子材料。
在外科手术中，可以利用高分子膜的“临时屏障”作用，隔离在创面与周围组织之间，以预防术后粘连的发生，同时起到一定的组织支撑和桥接作用。国内目前用于防粘连的产品主要有透明质酸钠、纤维素、聚乳酸、聚四氟乙烯和壳聚糖等材料,主要是用于腹部及妇科手术。以上材料的功能范围窄，无法兼顾吸收、防粘连、止血以及可降解等方面的要求，还可能引起其他副作用。
在CN1994476A中介绍了一种复合材料,该材料由两层膜构成,膜片基础材料的一层由可降解合成高分子聚乳酸、聚羟基乙酸的一种或两者共聚物通过静电纺丝技术纺成,再在基础层膜上喷涂天然高分子壳聚糖或壳聚糖衍生物,经过后处理,得到可降解复合生物材料医用膜。该医用材料的制备方法较和工艺流程都极为复杂,不适合工业化生产,同时使用的原料较多,相对的增加了成本。
专利ZL03121886.5介绍了一类几种多糖共聚的产物，该产品相对目前市场的其他产品具有良好的吸收、止血、防粘连和生物降解能力，但其加工性能、降解时间、弹性欠佳，无法根据手术具体需要做调整。
CN1515323A中介绍了一种先由聚乙二醇、聚乳酸和ε-己内酯共聚制得预聚物，再与壳聚糖或透明质酸共聚或共混制得的产品，有较好吸水性，虽然有一定弹性，但仍处在较低水平，且原料成本高，并有动物源性。
根据市场需要，本专利发明了一种全合成可生物降解降解高分子膜材料的制备方法。该产品具有止血、防粘连、可生物降解吸收的性能，易制备、生产成本低、降解产物接近中性，同时该产品不仅具有良好的断裂伸长率和断裂强度，而且膜柔软、透明，使用方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法，制备的聚氨酯膜材料为全合成、无潜在动物源性以及机械性能和降解性能可控的聚合物膜。该聚合物膜具有良好的机械性能，其断裂伸长率大于1000％、断裂强度大于10MPa，远高于现有的可降解生物膜材料。并且膜具有良好的柔性和透明性，可剪裁成任意形状，使用方便。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)双端羟基预聚物的合成
将环状交酯或环状内酯或两者的混合物与引发剂和催化剂混合，所述环状交酯或环状内酯发生真空开环反应，然后体系发生聚合反应，制备分子量1000～50000的双端羟基预聚物；
(2)双端异氰酸基预聚物的合成
将双端羟基预聚物滴入过量的二异氰酸酯中，反应，除去过量的二异氰酸酯后，得双端异氰酸基预聚物；
(3)聚氨酯的制备
将扩链剂溶于溶剂后，滴加到双端异氰酸基预聚物中，反应，得到聚氨酯材料；
(4)膜材料的制备
将步骤(3)中得到的聚氨酯材料溶解于有机溶剂中，经溶剂挥发成膜法制备得到聚氨酯膜材料。
优选的，步骤(1)中的引发剂为聚乙二醇，分子量为100～20000，聚乙二醇的用量为总质量的25％～45％。
优选的，所述聚乙二醇的分子量为200～10000。
进一步优选的，所述聚乙二醇的分子量为200～6000。
更进一步优选的，所述聚乙二醇的分子量为200～3000。
优选的，所述真空开环反应的真空度为10～30Pa。
优选的，步骤(1)中的聚合温度为120～150℃，聚合时间为12～72h。
进一步优选的，步骤(1)中的聚合温度为130～140℃，聚合时间为24～48h。
优选的，步骤(1)中的内酯为亚甲基单元数为4～7的内酯，所述的交酯为乙交酯(L-LA或D,L-LA)或丙交酯(GA)。
进一步优选的，所述内酯为δ-戊内酯或ε-己内酯。
优选的，步骤(1)所述催化剂为有机锡类催化剂或锌类催化剂(如硫酸锌)，催化剂的用量为混合物质量的0.1％～0.5％。
进一步优选的，所述有机锡类催化剂为二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡或二(十二烷硫基)二丁基锡。
更进一步优选的，所述的有机锡类催化剂为辛酸亚锡。
优选的，步骤(1)中所述催化剂的用量为混合物质量的0.1％～0.3％。
优选的，步骤(2)中的反应温度为60～100℃，反应时间为2～8h。
优选的，步骤(2)中所述的二异氰酸酯为脂肪族直链二异氰酸酯。
进一步优选的，所述脂肪族直链二异氰酸酯为1,4-四亚甲基二异氰酸酯(BDI)和1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。
优选的，步骤(2)中所述的二异氰酸酯的异氰酸根与双端羟基预聚物的羟基的摩尔比为4～12
进一步优选的，步骤(2)中所述的二异氰酸酯的异氰酸根与双端羟基预聚物的羟基的摩尔比为6～12。
优选的，步骤(3)中所述的扩链剂为亚甲基数量2～6的脂肪族直链二醇或二胺或者是含氨基甲酸酯的双端为羟基的多嵌段化合物，所述多嵌段化合物的嵌段数为3～7。
进一步优选的，步骤(3)中所述的扩链剂为亚甲基数为2～4的脂肪族直链二醇或二胺。如1,4-丁二醇(BDO)。
进一步优选的，所述扩链剂为亚甲基数量为2～6的脂肪族直链二醇或三嵌段二醇。
优选的，所述的直链二醇为2～4的脂肪族直链二醇。
优选的，所述三嵌段二醇的结构为XYX，其中，X为亚甲基数量为2～6的脂肪族直链二醇，Y为亚甲基数量2～6的脂肪族二异氰酸酯。
进一步优选的，所述X为亚甲基数为2～4的脂肪族直链二醇。
优选的，所述的三嵌段扩链剂的制备方法为：羟基与异氰酸酯基的投料摩尔比为3～12，反应温度为60～100℃，反应时间为3～8h。
优选的，步骤(3)中所述的扩链反应中羟基或氨基与异氰酸基团的摩尔比值为1.0～1.1。
优选的，步骤(3)中的溶剂为二氧六环，1g扩链剂溶解在5mL的二氧六环中。
优选的，步骤(3)中的反应时间为3～8h，反应温度为60～80℃。
优选的，步骤(4)所述的有机溶剂为沸点为30～100℃的有机溶剂。
优选的,步骤(4)所述溶剂挥发的温度为15～50℃。
进一步优选的，所述有机溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷、丙酮或二氧六环的一种或其中几种的混合溶剂。
优选的，步骤(4)中所述的膜材料的厚度为0.1～0.6mm。
进一步优选的，所述膜材料的厚度为0.1～0.3mm。
优选的，步骤(4)膜材料中的亲水链段的含量为12～55wt％，所述亲水链段为PEG。
进一步优选的，所述膜材料中的亲水链段的含量为15～48wt％。
优选的，步骤(4)膜材料中的硬段含量为12～55wt％，所述硬段为含氨基甲酸酯的链段。
进一步优选的，所述膜材料中的硬段含量为12～48wt％。
更进一步优选的，所述膜材料中的硬段含量为18～40％。
优选的，在步骤(4)的聚氨酯溶液中加入0.001-3％的抗菌药、消炎止痛药物或促进创面愈合药物中的一种以上。
所述药物可为中药提取物如白芨和青黛等的一种或多种，也可以是一些合成药物，如布洛芬、异丙嗪、阿米替林等在药典中载明的具有类似效果的一种或多种。添加方式可以在聚氨酯材料溶解前加入、也可以在聚氨酯材料溶解后加入，再经溶剂挥发成膜。
该可降解膜主要应用于手术后的防黏连，同时含有消炎或促进创面愈合的药物的膜还可以作为药物缓释材料应用于常规伤口的愈合。
发明的有益技术效果为：
1.经济性与制备简易性：
本发明在制备可生物降解聚氨酯中使用常规的仪器，过程简单易控，各提纯步骤操作简易，且成本低廉。
本发明在制备可生物降解聚氨酯中的二异氰酸酯优选HDI，价格便宜，易得。本发明在制备聚氨酯膜的方法为常规溶剂挥发法，操作简单。
2.膜性质及应用：
该膜可降解性好，可作为术后防器官黏连的理想材料。
膜具有良好柔韧性和透明度，并可根据需要裁剪成不同形状，适应不同形状的人体器官。
该膜的厚度分布均匀，拉伸强度及断裂伸长率高，膜的断裂伸长率大于1000％、断裂强度大于10MPa。可保证人体持续运动器官(如心脏)在高强度运动下膜不破裂。
3.可调节的厚度与降解周期：
膜厚度与降解周期可调控，膜的厚度可通过调节成膜前聚氨酯的浓度控制，降解时间可通过调节聚氨酯中亲水链段PEG的含量控制。可满足不同形状大小器官需求，同时能通过调节膜的降解周期满足器官恢复周期，灵活性强。
4.良好的药物缓释效果
该膜同时具备很好的药物缓释效果，可与药物混合作为药物缓释材料。可应用于常见外伤的持续给药，同时隔绝伤口与外界细菌，防止伤口感染。
附图说明
图1为制备膜材料的聚四氟乙烯模具结构示意图；
图2为聚氨酯膜材料的示意图；
图3为实施例1-5降解过程中膜材料的拉伸强度随时间变化曲线；
图4为实施例1-5降解过程中膜材料的断裂伸长率随时间变化的曲线；
图5为实施例1-5膜材料吸水饱和后质量随时间的变化曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来对本发明作进一步说明。
分析方法
以下分析方法用于所有的实施例，除非另外说明。
1H NMR：使用德国Bruker公司的Avance II 400型核磁共振仪测定扩链剂的1H NMR，溶剂为d6-DMSO。
分子量和分子量分布：使用美国Water公司的Alpha型凝胶色谱仪(GPC)测定聚氨酯的分子量和分子量分布，溶剂为四氢呋喃，标样为单分散聚苯乙烯。
机械性能：使用广东东莞恒宇仪器有限公司的HY939C型电脑式单柱拉力试验机测定膜的拉伸强度和断裂伸长率。试验开始前,先将样品在生理盐水中浸泡3min,然后制成哑铃型模型,按照国标GB13022-91规定的方法进行测定。
降解性能：通过测试材料在不同阶段的拉伸强度对其降解性能进行评价。将膜材料浸泡在37℃生理盐水中，以1天为周期进行测量，拉伸强度为零时，认为降解完成。
吸水率测试：将膜材料剪裁为质量约为0.4g的方片，记为m0，于常温吸水一小时后，在45℃热气流干燥6小时，再浸泡在生理盐水中1小时，用电子天平称量材料质量，记为me。吸水率％＝me/m0
降解性能分析：
1.降解性能通过测试材料在不同阶段的质量进行评价。
2.降解性能通过测试材料在不同阶段的拉伸强度断裂伸长率进行评价。
实验1：将膜材料浸泡在37℃生理盐水中，6个小时后认为吸水饱和，擦干表面水分，用电子天平称量质量，以此数据作为初始质量。以一天为周期测试膜材料的质量，当膜材料破碎无法称量时，认为降解完成。以此粗略的测得降解时间。
实验2：将膜材料浸泡在37℃生理盐水中，以降解性能分析的实验1的结果为依据，以大约五天为周期测量其拉伸强度和断裂伸长率，当数据降为0时，则认为降解完成。
实施例1
1)双端羟基预聚物的合成
将12.0g(0.02mol)PEG 600于真空反应瓶中，磁子搅拌，在反应温度为100℃，真空(20Pa)除水4h后，冷却至室温，往真空反应瓶中通入氮气平衡。然后在真空反应瓶中加入18g L-丙交酯、18gε-己内酯和80μL辛酸亚锡(原料质量的0.2％)。再将真空反应瓶抽真空，后通干燥氮气平衡，反复三次。最后抽真空至20Pa，封闭真空反应瓶，油浴加热至140℃，反应48小时后得双端羟基预聚物。
2)双端异氰酸基预聚物的制备
将20.16g(0.12mol)HDI加入反应瓶中，将溶解于二氧六环中步骤1中合成的双端羟基预聚物(每1.5mL二氧六环溶解1g预聚物)滴加到反应瓶中，磁子搅拌，反应温度80℃，反应4小时，减压除去过量的二异氰酸酯，得到双端异氰酸基预聚物。
3)聚氨酯材料的制备：
将双端异氰酸基预聚物通氮气平衡，连接机械搅拌，滴加扩链剂BDO的二氧六环溶液(扩链剂加入量为PEG摩尔量的1.01倍，1g扩链剂溶于5mL二氧六环配制)，滴加完毕后继续恒温80℃反应6h。如粘度太大搅拌困难，可再适量加入二氧六环溶剂。反应过程始终通氮气保护。将产物分别用水和冰乙醇反复沉降，常温真空干燥得聚氨酯材料。
4)膜材料的制备
分别将4.0g、3.0g聚氨酯材料溶于100mL二氯甲烷中，在聚氨酯溶液中加入0.05％的抗菌药，在20℃挥发成膜，将膜从模具上取下，常温真空干燥至恒重，得聚氨酯膜材料。分别得到1a和1b。
实施例2
1)双端羟基预聚物的制备：将16.0g(0.02mol)PEG 800于真空反应瓶中，磁子搅拌，在反应温度为100℃，真空(30Pa)除水4h后，冷却至室温，往真空反应瓶中通入氮气平衡。然后在真空反应瓶中加入18g L-丙交酯、18gε-己内酯和0.14g二醋酸二丁基锡。再将真空反应瓶抽真空，后通干燥氮气平衡，反复三次。最后抽真空至30Pa，封闭真空反应瓶，油浴加热至150℃，反应24小时后得双端羟基预聚物。
2)双端异氰酸基预聚物的制备：
将23.52g(0.14mol)HDI加入反应瓶中，将溶解于二氧六环中步骤1中合成的双端羟基预聚物(每1.5mL二氧六环溶解1g预聚物)滴加到反应瓶中，磁子搅拌，反应温度100℃，反应6小时，减压除去过量的二异氰酸酯，得到双端异氰酸基预聚物。
3)聚氨酯材料的制备：
将双端异氰酸基预聚物中通入氮气平衡，连接机械搅拌，滴加扩链剂1,4丁二醇的二氧六环溶液(扩链剂加入量为PEG摩尔量的1.05倍，1g扩链剂溶于5mL二氧六环配制)，滴加完毕后继续恒温60℃反应8h。如粘度太大搅拌困难，可再适量加入二氧六环溶剂。反应过程始终通氮气保护。将产物分别用水和冰乙醇反复沉降，常温真空干燥得聚氨酯材料。
4)膜材料的制备：
称量4g聚氨酯材料，溶于100mL三氯甲烷中，在聚氨酯溶液中加入3％的消炎止痛药物，在25℃下挥发成膜，将膜从模具上取下，常温真空干燥至恒重，得聚氨酯膜材料。
实施例3
1)双端羟基预聚物的制备：
将20.0g(0.02mol)PEG 1000于真空反应瓶中，磁子搅拌，在反应温度为100℃，真空(30Pa)除水4h后，冷却至室温，往真空反应瓶中通入氮气平衡。然后在真空反应瓶中加入10g乙交酯、25gε-戊内酯和0.14g二醋酸二丁基锡。再将真空反应瓶抽真空，后通干燥氮气平衡，反复三次。最后抽真空至20Pa，封闭真空反应瓶，油浴加热至120℃，反应72小时后得双端羟基预聚物。
2)双端异氰酸基预聚物的制备：
将16.8g(0.12mol)BDI加入反应瓶中，将溶解于二氧六环中步骤1中合成的双端羟基预聚物(每1.5mL二氧六环溶解1g预聚物)滴加到反应瓶中，磁子搅拌，反应温度60℃，反应8小时，减压除去过量的BDI，得到双端异氰酸基预聚物。
3)聚氨酯材料的制备：
将双端异氰酸基预聚物中通入氮气平衡，连接机械搅拌，滴加三嵌段化合物扩链剂(BDO-HDI-BDO)的二氧六环溶液(扩链剂加入量为PEG摩尔量的1.1倍，1g扩链剂溶于5mL二氧六环配制)，滴加完毕后继续恒温75℃反应5h。如粘度太大搅拌困难，可再适量加入二氧六环溶剂。反应过程始终通氮气保护。将产物分别用水和冰乙醇反复沉降，常温真空干燥得聚氨酯材料。
4)膜材料的制备：
称量4g聚氨酯材料，溶于100mL三氯甲烷中，在聚氨酯溶液中加入1.5％的促进创面愈合药物，在20℃下挥发成膜，将膜从模具上取下，常温真空干燥至恒重，得聚氨酯膜材料。
实施例4
1)双端羟基预聚物的制备：
将40.0g(0.02mol)PEG2000于真空反应瓶中，磁子搅拌，在反应温度为100℃，真空(30Pa)除水4h后，冷却至室温，往真空反应瓶中通入氮气平衡。然后在真空反应瓶中加入18g L-丙交酯、18gε-己内酯和0.1g二(十二烷硫基)二丁基锡。再将真空反应瓶抽真空，后通干燥氮气平衡，反复三次。最后抽真空至其20Pa，封闭真空反应瓶，油浴加热至130℃，反应48小时后得双端羟基预聚物。
2)双端异氰酸基预聚物的制备：
将16.80g(0.12mol)BDI加入反应瓶中，将溶解于二氧六环中步骤1中合成的双端羟基预聚物(每1.5mL二氧六环溶解1g预聚物)滴加到反应瓶中，磁子搅拌，反应温度60℃，反应8小时，减压除去过量的BDI，得到双端异氰酸基预聚物。
3)聚氨酯材料的制备：
将双端异氰酸基预聚物中通入氮气平衡，连接机械搅拌，滴加三嵌段化合物扩链剂(BDO-HDI-BDO)的二氧六环溶液(扩链剂加入量为PEG摩尔量的1.05倍，1g扩链剂溶于5mL二氧六环配制)，滴加完毕后继续恒温80℃反应8h。如粘度太大搅拌困难，可再适量加入二氧六环溶剂。反应过程始终通氮气保护。将产物分别用水和冰乙醇反复沉降，常温真空干燥得聚氨酯材料。
4)膜材料的制备：
称量4g聚氨酯材料，溶于100mL三氯甲烷中，在聚氨酯溶液中加入0.05％的抗菌药和消炎止痛药物的混合物，在22℃下挥发成膜，将膜从模具上取下，常温真空干燥至恒重，得聚氨酯膜材料。
实施例5
1)双端羟基预聚物的合成：PEG600的用量为24g，其余过程同实施例1.
将24.0g(0.04mol)PEG 600于真空反应瓶中，磁子搅拌，在反应温度为100℃，真空(20Pa)除水4h后，冷却至室温，往真空反应瓶中通入氮气平衡。然后在真空反应瓶中加入18g L-丙交酯、18gε-己内酯和80μL辛酸亚锡。再将真空反应瓶抽真空，后通干燥氮气平衡，反复三次。最后抽真空至20Pa，封闭真空反应瓶，油浴加热至140℃，反应48小时后得双端羟基预聚物。
2)双端异氰酸基预聚物的制备：
将20.16g(0.12mol)HDI加入反应瓶中，将溶解于二氧六环中步骤1中合成的双端羟基预聚物(每1.5mL二氧六环溶解1g预聚物)滴加到反应瓶中，磁子搅拌，反应温度80℃，反应4小时，减压除去过量的二异氰酸酯，得到双端异氰酸基预聚物。
3)聚氨酯材料的制备：
将双端异氰酸基预聚物通氮气平衡，连接机械搅拌，滴加扩链剂BDO的二氧六环溶液(扩链剂加入量为PEG摩尔量的1.01倍，1g扩链剂溶于5mL二氧六环配制)，滴加完毕后继续恒温80℃反应6h。如粘度太大搅拌困难，可再适量加入二氧六环溶剂。反应过程始终通氮气保护。将产物分别用水和冰乙醇反复沉降，常温真空干燥得聚氨酯材料。
4)膜材料的制备：称量4g聚氨酯材料，溶于100mL二氧六环中，在聚氨酯溶液中加入0.01％的抗菌药、消炎止痛药物和促进创面愈合药物，在30℃下挥发成膜，将膜从模具上取下，常温真空干燥至恒重，得聚氨酯膜材料。
实施例6
1)双端羟基预聚物的合成：
将30g(0.01mol)PEG 3000于真空反应瓶中，磁子搅拌，在反应温度为100℃，真空(20Pa)除水4h后，冷却至室温，往真空反应瓶中通入氮气平衡。然后在真空反应瓶中加入18g D,L-丙交酯、18gε-己内酯和80μL辛酸亚锡(原料质量的0.2％)。再将真空反应瓶抽真空，后通干燥氮气平衡，反复三次。最后抽真空至20Pa，封闭真空反应瓶，油浴加热至120℃，反应70小时后得双端羟基预聚物。
2)双端异氰酸基预聚物的制备：
将16.8g(0.12mol)BDI加入反应瓶中，将溶解于二氧六环中步骤1中合成的双端羟基预聚物(每1.5mL二氧六环溶解1g预聚物)滴加到反应瓶中，磁子搅拌，反应温度60℃，反应8小时，减压除去过量的BDI，得到双端异氰酸基预聚物。
3)聚氨酯材料的制备：
将双端异氰酸基预聚物中通入氮气平衡，连接机械搅拌，滴加三嵌段化合物扩链剂(BDO-HDI-BDO)的二氧六环溶液(扩链剂加入量为PEG摩尔量的1.1倍，1g扩链剂溶于5mL二氧六环配制)，滴加完毕后继续恒温100℃反应8h。如粘度太大搅拌困难，可再适量加入二氧六环溶剂。反应过程始终通氮气保护。将产物分别用水和冰乙醇反复沉降，常温真空干燥得聚氨酯材料。
4)膜材料的制备：
称量4g聚氨酯材料，溶于100mL二氧六环中，在27℃下挥发成膜，将膜从模具上取下，常温真空干燥至恒重，得聚氨酯膜材料。
实施例7
1)双端羟基预聚物的合成：
将12.0g(0.008mol)PEG1500于真空反应瓶中，磁子搅拌，在100℃的温度下，真空(20Pa)除水4h后，冷却至室温，通氮气平衡。接入18g L-丙交酯、18gε-己内酯和39μL辛酸亚锡(原料质量的0.1％)。抽真空，通干燥氮气平衡，反复三次。抽真空至20Pa，封闭真空反应瓶，油浴加热至130℃，反应48小时得预聚物。
2)双端异氰酸基预聚物的制备：
将20.16g(0.12mol)HDI加入反应瓶中，将溶解于二氧六环中步骤1中合成的双端羟基预聚物(每1.5mL二氧六环溶解1g预聚物)滴加到反应瓶中，磁子搅拌，反应温度60℃，反应8小时，减压除去过量的二异氰酸酯，得到双端异氰酸基预聚物。
3)聚氨酯材料的制备：
将双端异氰酸基预聚物中通入氮气平衡，连接机械搅拌，滴加三嵌段化合物扩链剂(BDO-BDI-BDO)的二氧六环溶液(扩链剂加入量为PEG摩尔量的1.05倍，1g扩链剂溶于5mL二氧六环配制)，滴加完毕后继续恒温80℃反应8h。如粘度太大搅拌困难，可再适量加入二氧六环溶剂。反应过程始终通氮气保护。将产物分别用水和冰乙醇反复沉降，常温真空干燥得聚氨酯材料。
4)膜材料的制备：
称量4g聚氨酯材料，溶于100mL二氧六环中，在27℃下挥发成膜，将膜从模具上取下，常温真空干燥至恒重，得聚氨酯膜材料。
实施例8
1)扩链剂的合成
三嵌段扩链剂BDO-HDI-BDO：10.8g(0.12mol)BDO于反应瓶中，通干燥氮气，机械搅拌下升温至80℃，滴加3.36g(0.02mol)HDI。滴加完毕后，继续恒温反应4h，冷却至室温，用丙酮洗涤除去过量的BDO，反复三次。抽滤、40℃真空干燥至恒重，得白色粉末BDO-HDI-BDO，产率79％。
1H NMR确定其结构
2)双端羟基预聚物的合成：
将12.0g(0.02mol)PEG 600于真空反应瓶中，磁子搅拌，在反应温度为100℃，真空(20Pa)除水4h后，冷却至室温，往真空反应瓶中通入氮气平衡。然后在真空反应瓶中加入36gε-己内酯和80μL辛酸亚锡(原料质量的0.2％)。再将真空反应瓶抽真空，后通干燥氮气平衡，反复三次。最后抽真空至20Pa，封闭真空反应瓶，油浴加热至140℃，反应48小时后得双端羟基预聚物。
3)双端异氰酸基预聚物的制备：同实施例1。
将30.24g(0.18mol)HDI加入反应瓶中，将溶解于二氧六环中步骤2中合成的双端羟基预聚物(每1.5ml二氧六环溶解1g预聚物)滴加到反应瓶中，磁子搅拌，反应温度100℃，反应4小时，减压除去过量的二异氰酸酯，得到双端异氰酸基预聚物。
4)聚氨酯材料的制备：
将双端异氰酸基预聚物中通入氮气平衡，连接机械搅拌，滴加三嵌段化合物扩链剂(BDO-HDI-BDO)的二氧六环溶液(扩链剂加入量为PEG摩尔量的1.1倍，1g扩链剂溶于5mL二氧六环配制)，滴加完毕后继续恒温60℃反应8h。如粘度太大搅拌困难，可再适量加入二氧六环溶剂。反应过程始终通氮气保护。将产物分别用水和冰乙醇反复沉降，常温真空干燥得聚氨酯材料。
5)膜材料的制备：
称量4g聚氨酯材料，溶于100mL二氧六环中，在27℃下挥发成膜，将膜从模具上取下，常温真空干燥至恒重，得聚氨酯膜材料。
实施例9
1)双端羟基预聚物的合成：
将12.0g(0.008mol)PEG1500于真空反应瓶中，磁子搅拌，在100℃的温度下，真空(20Pa)除水4h后，冷却至室温，通氮气平衡。接入35g L-乙交酯39μL辛酸亚锡。抽真空，通干燥氮气平衡，反复三次。抽真空至20Pa，封闭真空反应瓶，油浴加热至130℃，反应48小时得预聚物。
2)双端异氰酸基预聚物的制备：
将16.80g(0.10mol)HDI加入反应瓶中，将溶解于二氧六环中步骤1中合成的双端羟基预聚物(每1.5mL二氧六环溶解1g预聚物)滴加到反应瓶中，磁子搅拌，反应温度100℃，反应4小时，减压除去过量的二异氰酸酯，得到双端异氰酸基预聚物。
3)聚氨酯材料的制备：
将双端异氰酸基预聚物中通入氮气平衡，连接机械搅拌，滴加三嵌段化合物扩链剂(BDO-HDI-BDO)的二氧六环溶液(扩链剂加入量为PEG摩尔量的1.04倍，1g扩链剂溶于5mL二氧六环配制)，滴加完毕后继续恒温70℃反应3h。如粘度太大搅拌困难，可再适量加入二氧六环溶剂。反应过程始终通氮气保护。将产物分别用水和冰乙醇反复沉降，常温真空干燥得聚氨酯材料。
4)膜材料的制备：
称量4g聚氨酯材料，溶于100mL二氧六环中，在27℃下挥发成膜，将膜从模具上取下，常温真空干燥至恒重，得聚氨酯膜材料。
图1为聚四氟乙烯材料的成膜模具，因为具有较小的表面张力，故可以使得聚氨酯膜材料完整的从模具上脱离，同时因为聚四氟乙烯的稳定性，不会因模具溶解而混入杂质。
图2为聚氨酯膜材料成品，具有良好地透光透气性和柔软性，可以对其进一步的加工为符合手术需求的形状。
图3为前五个实施例在降解过程中断裂强度随时间的变化关系，可见PEG含量影响其降解时间。PEG含量增大会导致吸水率增加，从而使降解周期明显缩短，而断裂强度则随着降解的进行逐渐缩小。
图4为前五个实施例在降解过程中断裂伸长率随时间的变化关系，断裂强度随着降解的进行逐渐缩小。降解完成时，断裂伸长率的值也降为零。
图5为聚氨酯膜材料的质量随时间变化的折线，通过质量损失来反映降解的进行程度，通过与图3和图4的对比可知，质量损失能够反映降解进行的程度。
实施例1-9中聚氨酯膜材料的组成及性能如表1所示。
实施例1-9中聚氨酯膜材料的生物学评价测试如表2所示。
实施例1-9中聚氨酯膜材料的体外降解测试部分实验结果如表3所示。
表1
由表1可知，本发明所述的可生物降解的聚氨酯膜材料可以通过调整PEG含量和预聚物投料比来改变吸水膨胀率、降解时间，并对分子量和机械性能产生一定影响，而改变硬段含量则可以达到改变产品机械性能的目的。以此本发明所述的可生物降解的聚氨酯膜材料可以根据实际手术需要，制备不同性质的产品灵活地适应人体不同器官的恢复周期需要。
表2
| 细菌测试 | 无菌 | GB/T14233.2-2005第二章 |
| 细胞毒性 | <I级 | GB/T14233.2-2005 |
| 皮内刺激性 | 无皮内刺激 | GB/T14233.10-2005 |
| 致敏性 | 无致敏性 | GB/T14233.10-2005 |
| 急性全身毒性 | 无明显差异 | GB/T14233.11-2011 |
由表2可知，本发明实施例1-9用于手术的可吸收防粘连膜的生物学性能检测结果表明各个实施例均能获得无毒、无刺激、生物相容性好且满足临床使用要求的手术用可吸收防粘连膜。
表3
表3续
降解时间主要受PEG含量和膜厚度的影响。其中PEG含量为主导因素，PEG含量增大会导致吸水率增加，从而使降解周期明显缩短。
综合表1、表3与实施例的信息可知，硬段含量与PEG含量有比例关系，根据实验可知，当硬段含量高时，膜会具有较好的机械性能。
综合考虑，较理想的PEG含量为20％～32％。此时降解速率不会太快，拉伸强度足够高，断裂伸长率大，能够适应运动脏器官的拉伸而不会对器官的运动产生束缚作用，同时降解时间长，保证膜能够在脏器官愈合之前不会因降解而失去防粘连的效力。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)双端羟基预聚物的合成
将环状交酯或环状内酯或两者的混合物与引发剂和催化剂混合，所述环状交酯或环状内酯发生真空开环反应，然后体系发生聚合反应，制得双端羟基预聚物；
(2)双端异氰酸基预聚物的合成
将双端羟基预聚物滴入过量的二异氰酸酯中，反应，除去过量的二异氰酸酯后，得双端异氰酸基预聚物；
(3)聚氨酯的制备
将扩链剂溶于溶剂后，滴加到双端异氰酸基预聚物中，反应，得到聚氨酯材料；
(4)膜材料的制备
将步骤(3)中得到的聚氨酯材料溶解于有机溶剂中，经溶剂挥发成膜法制备得到聚氨酯膜材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的引发剂为聚乙二醇，聚乙二醇的用量为总质量的25％～45％，所述真空开环反应的真空度为10～30Pa，聚合温度为120～150℃，聚合时间为12～72h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的内酯为亚甲基单元数为4～7的内酯，所述的交酯为乙交酯或丙交酯，所述催化剂为有机锡类催化剂或锌类催化剂，催化剂的用量为混合物质量的0.1％～0.5％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的反应温度为60～100℃，反应时间为2～8h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的二异氰酸酯为脂肪族直链二异氰酸酯，所述的二异氰酸酯的异氰酸根与双端羟基预聚物的羟基的摩尔比为4～12。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的扩链剂为亚甲基数量为2～6的脂肪族直链二醇或脂肪族直链二胺或含氨基甲酸酯的双端为羟基的多嵌段化合物，所述多嵌段化合物的嵌段数为3～7。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述的有机溶剂为沸点为30～100℃的有机溶剂。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的膜材料的厚度为0.1～0.6mm，所述膜材料中的亲水链段的含量为12～55wt％。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述膜材料中的硬段含量为12～55wt％，所述硬段为含氨基甲酸酯的链段。
10.根据权利要求1-9任一所述的制备方法，其特征在于：在步骤(4)的聚氨酯溶液中加入0.001-3％的抗菌药、消炎止痛药物或促进创面愈合药物中的一种以上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510250602.7A CN104788695B (zh) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | 一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510250602.7A CN104788695B (zh) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | 一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104788695A true CN104788695A (zh) | 2015-07-22 |
| CN104788695B CN104788695B (zh) | 2018-03-30 |
Family
ID=53553911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510250602.7A Active CN104788695B (zh) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | 一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104788695B (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105457092A (zh) * | 2015-10-12 | 2016-04-06 | 圆容生物医药无锡有限公司 | 一种弹性模量可调聚氨酯组合物及其在医用植入材料中的应用 |
| CN105944138A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-21 | 山东师范大学 | 一种可生物降解医用聚氨酯壳聚糖复合止血绵的制备 |
| CN106046309A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-10-26 | 徐永祥 | 一种可完全生物降解的交联聚氨酯、其制备方法以及用其制备的多孔海绵 |
| CN106397721A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-15 | 同济大学 | 一种含不饱和键的生物可降解聚氨酯的制备方法 |
| CN106589290A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-04-26 | 山东师范大学 | 一种高生物相容性磷酰胆碱改性聚氨酯材料及其制备方法 |
| CN106938060A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-11 | 武汉医佳宝生物材料有限公司 | 一种医用手术胶液 |
| CN108409938A (zh) * | 2017-06-19 | 2018-08-17 | 许开天 | 一种新型可降解聚氨酯生物材料及其制备方法和应用 |
| CN111675820A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-09-18 | 山东师范大学 | 一种表面接枝姜黄素改性可降解聚氨酯复合材料及其制备方法和应用 |
| CN114318627A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-12 | 安徽乙纤新材料科技有限公司 | 一种抑菌增强塑料网的生产工艺 |
| CN114456358A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-10 | 河北省科学院能源研究所 | 医用防粘连用可吸收柔性聚酯材料、制备方法及其应用 |
| CN114699563A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-07-05 | 中国医科大学附属盛京医院 | 一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用 |
| CN116041654A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-02 | 四川大学 | 一种可自适应贴合、抗菌消炎的可吸收胰腺引流管及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101654508A (zh) * | 2009-09-25 | 2010-02-24 | 北京理工大学 | 一种可降解无毒医用聚氨酯材料及其制备方法 |
| CN103055354A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-04-24 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种生物可降解的医用手术防粘连膜及其制备方法 |
| CN104031287A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-10 | 山东赛克赛斯药业科技有限公司 | 可降解鼻腔用止血海绵的制备方法 |
-
2015
- 2015-05-15 CN CN201510250602.7A patent/CN104788695B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101654508A (zh) * | 2009-09-25 | 2010-02-24 | 北京理工大学 | 一种可降解无毒医用聚氨酯材料及其制备方法 |
| CN103055354A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-04-24 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种生物可降解的医用手术防粘连膜及其制备方法 |
| CN104031287A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-10 | 山东赛克赛斯药业科技有限公司 | 可降解鼻腔用止血海绵的制备方法 |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105457092A (zh) * | 2015-10-12 | 2016-04-06 | 圆容生物医药无锡有限公司 | 一种弹性模量可调聚氨酯组合物及其在医用植入材料中的应用 |
| CN106046309A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-10-26 | 徐永祥 | 一种可完全生物降解的交联聚氨酯、其制备方法以及用其制备的多孔海绵 |
| CN105944138A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-21 | 山东师范大学 | 一种可生物降解医用聚氨酯壳聚糖复合止血绵的制备 |
| CN106397721B (zh) * | 2016-10-10 | 2019-01-11 | 同济大学 | 一种含不饱和键的生物可降解聚氨酯的制备方法 |
| CN106397721A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-15 | 同济大学 | 一种含不饱和键的生物可降解聚氨酯的制备方法 |
| CN106589290A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-04-26 | 山东师范大学 | 一种高生物相容性磷酰胆碱改性聚氨酯材料及其制备方法 |
| CN106938060A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-11 | 武汉医佳宝生物材料有限公司 | 一种医用手术胶液 |
| CN108409938A (zh) * | 2017-06-19 | 2018-08-17 | 许开天 | 一种新型可降解聚氨酯生物材料及其制备方法和应用 |
| CN111675820A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-09-18 | 山东师范大学 | 一种表面接枝姜黄素改性可降解聚氨酯复合材料及其制备方法和应用 |
| CN114318627A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-12 | 安徽乙纤新材料科技有限公司 | 一种抑菌增强塑料网的生产工艺 |
| CN114456358A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-10 | 河北省科学院能源研究所 | 医用防粘连用可吸收柔性聚酯材料、制备方法及其应用 |
| CN114699563A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-07-05 | 中国医科大学附属盛京医院 | 一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用 |
| CN114699563B (zh) * | 2022-02-22 | 2024-02-02 | 中国医科大学附属盛京医院 | 一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用 |
| CN116041654A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-02 | 四川大学 | 一种可自适应贴合、抗菌消炎的可吸收胰腺引流管及其制备方法 |
| CN116041654B (zh) * | 2022-12-28 | 2024-05-17 | 四川大学 | 一种可自适应贴合、抗菌消炎的可吸收胰腺引流管及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104788695B (zh) | 2018-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104788695A (zh) | 一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法 | |
| Shokrollahi et al. | Multilayer nanofibrous patch comprising chamomile loaded carboxyethyl chitosan/poly (vinyl alcohol) and polycaprolactone as a potential wound dressing | |
| Asghari et al. | Hybrid PCL/chitosan-PEO nanofibrous scaffolds incorporated with A. euchroma extract for skin tissue engineering application | |
| DE69617277T2 (de) | Absorbierbare Polyalkylendiglycolate | |
| Dos Santos et al. | Nanostructured electrospun nonwovens of poly (ε-caprolactone)/quaternized chitosan for potential biomedical applications | |
| CN106589290B (zh) | 一种高生物相容性磷酰胆碱改性聚氨酯材料及其制备方法 | |
| Shababdoust et al. | Controlled curcumin release from nanofibers based on amphiphilic-block segmented polyurethanes | |
| Saïdi et al. | Poly (N-methacryloyl glycine)/nanocellulose composites as pH-sensitive systems for controlled release of diclofenac | |
| EP0696605B1 (de) | Biokompatibles Blockcopolymer | |
| Li et al. | Control of hyperbranched structure of polycaprolactone/poly (ethylene glycol) polyurethane block copolymers by glycerol and their hydrogels for potential cell delivery | |
| US5688900A (en) | Absorbable polyalkylene diglycolates | |
| Wang et al. | Urethane-based low-temperature curing, highly-customized and multifunctional poly (glycerol sebacate)-co-poly (ethylene glycol) copolymers | |
| EP1498147B1 (de) | Abbaubares biokompatibles Blockcopolymer | |
| CN105001393A (zh) | 一种可生物降解聚醚型聚氨酯海绵的制备方法 | |
| Shah et al. | Electrospinning of L-tyrosine polyurethanes for potential biomedical applications | |
| CN101137688A (zh) | 二异氰酸酯封端的大分子单体及其用作体内粘合剂或密封剂的制剂 | |
| CN106543454A (zh) | 一种低溶胀可生物降解医用光聚合型水凝胶及其制备方法 | |
| CN110256669A (zh) | 巯基/硼酸基修饰聚合物、葡萄糖敏感水凝胶组合物、葡萄糖敏感载药水凝胶及其制备方法 | |
| CN102526810B (zh) | 人工皮肤替代材料及制备方法 | |
| Chen et al. | One-pot preparation of hydrogel wound dressings from Bletilla Striata polysaccharide and polyurethane with dual network structure | |
| Paula et al. | Development of light-degradable poly (urethane-urea) hydrogel films | |
| CN105944138A (zh) | 一种可生物降解医用聚氨酯壳聚糖复合止血绵的制备 | |
| Magnago et al. | Polycaprolactone triol-based polyurethane film conjugated ibuprofen to sustained release: Synthesis, physicochemical, cytotoxic, and release studies | |
| CN103495211B (zh) | 用于心脏手术的可吸收防粘连膜及其制备方法 | |
| CN107337784B (zh) | 一种医用不饱和脂肪族聚酯及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201116 Address after: 226000 266 Century Avenue, Nantong hi tech Zone, Nantong, Jiangsu Patentee after: Nantong Yaoxiang Technology Co., Ltd Address before: 250014 No. 88, Wenhua East Road, Lixia District, Shandong, Ji'nan Patentee before: SHANDONG NORMAL University |