CN105885366A

CN105885366A - 一种壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN105885366A
Application number: CN201410618130.1A
Authority: CN
Inventors: 李宏武; 周玮
Original assignee: ANHUI BANNI NEW MATERIALS CO LTD
Current assignee: ANHUI BANNI NEW MATERIALS CO LTD
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2016-08-24

Abstract

本发明公开了一种壳聚糖‑聚己内酯多孔复合材料及其制备方法。该复合材料在共混成型前包括以下组分和质量分数：醋酸水溶液，质量百分比为40～80％，其中醋酸水溶液浓度为2～5％；壳聚糖，质量百分比为5～20％；聚己内酯，质量百分比为10～40％。该材料制备方法包括以下步骤：将壳聚糖加入到醋酸水溶液中，边加入边进行搅拌使其中和均匀，制成半透明的壳聚糖凝胶团状物；把制好的壳聚糖凝胶团状物和聚己内酯一起，加入密炼机中混炼5～20分钟后出料，立即放入预热，预热的温度为30～50℃的模具中趁热压制成型，所得样品置于真空干燥箱中于室温下干燥24h形成多孔复合材料。本发明方法操作简便，成本低廉，并且通过该方法所制得的多孔复合材料孔径均一、可控。

Description

一种壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于天然高分子复合材料技术领域，具体涉及一种壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料及其制备方法。

背景技术

组织工程学为临床治疗由创伤、感染、肿瘤切除以及发育异常等造成的骨缺损提供了一种很有前景的方法。寻找合适的细胞外支架材料一直是骨组织工程研究的一个重要课题。常用的细胞外支架材料主要有：(1)生物类材料包括完全去除骨有机成分的骨矿材料和完全去除骨矿成分的有机材料。但前者材质松脆，不具备支架材料所需的机械强度；后者质地柔软，不具备支架材料所需的刚度。(2)生物陶瓷类材料主要由钙、磷元素组成，显示出良好的生物相容性，并且具有一定的成骨诱导性以及可有效促进成骨细胞的粘附、迁移、增殖和基质分泌。但生物陶瓷类材料脆性大，韧性不足；且降解缓慢或不降解，影响新的骨组织的长入和重建。(3)聚合物类材料主要指可生物降解的α-聚酯类材料，此类材料的降解时间可通过控制分子量或共聚物的组成来调控，易加工成型；但其亲水性差，缺乏细胞识别信号，细胞吸附力较弱，机械强度特别是抗压强度不足。大量的研究表明单一的材料不是细胞外支架材料的理想选择。

甲壳素是一种天然生物高分子聚合物，在浓碱中脱除乙酰基后得到壳聚糖。壳聚糖及其衍生物在农业、废水处理、纺织印染行业、生物医学、食品、化妆品等领域均有很高的应用价值。聚己内酯是一种半结晶聚合物，其力学性能与聚烯烃相似，生物相容性很好；适宜条件下，聚己内酯均聚物的生物降解时间平均为12-18个月，通过共聚改性或填充其它成分可加快其生物吸收率。聚己内酯的蜡质感和脆性导致成膜困难，但添加一定的相容剂和增强剂后，其性能得到很大改善。

壳聚糖和聚己内酯都具有良好的生物可降解性能，近年来国内外有众多关于壳聚糖和聚己内酯复合材料的研究。例如Senda T等人(Polym.Int.2001；51：33-39)制备了生物降解的聚(ε-己内酯)-α-甲壳素-壳聚糖共混材料并对其性能进行了研究；娄桂艳等人(沈阳工业大学学报第24卷第6期2002年12月P531-533)制备了壳聚糖与己内酯接枝材料膜等。本发明公开了一种壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料的制备方法。它通过壳聚糖溶于弱酸的性能，先用醋酸的水溶液把壳聚糖制成凝胶团，再利用密炼机对壳聚糖、聚己内酯进行机械共混，在干燥过程中作为致孔剂的水分蒸发后形成多孔复合材料。该方法操作简便，成本低廉，并且通过该方法所制得的多孔复合材料孔径均一、可控。

发明内容

本发明的目的是提供一种壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料。

本发明的另一个目的是提供一种上述壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料，该复合材料在共混成型前包括以下组分和质量分数：醋酸水溶液，质量百分比为40～80％，其中醋酸水溶液浓度为2～5％；壳聚糖，质量百分比为5～20％；聚己内酯，质量百分比为10～40％。

所述的壳聚糖脱乙酰度95％以上，重均分子量30-80万。

所述的聚己内酯重均分子量8-15万。

本发明还提供了一种上述壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：将质量百分比为5～20％的壳聚糖加入到40～80％的醋酸水溶液中，其中醋酸水溶液浓度为2～5％。边加入边进行搅拌使其中和均匀，制成半透明的壳聚糖凝胶团状物；把制好的壳聚糖凝胶团状物和质量百分比为10～40％的聚己内酯一起，加入密炼机中混炼5～20分钟后出料，立即放入预热，预热的温度为30～50℃的模具中趁热压制成型，所得样品置于真空干燥箱中于室温下干燥24h形成多孔复合材料。

所述的密炼机的温度为70～110℃。

本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明方法操作简便，成本低廉，并且通过该方法所制得的多孔复合材料孔径均一、可控。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

称5g壳聚糖，边加入55g浓度为4％稀醋酸水溶液边进行搅拌使其中和均匀，制成半透明的壳聚糖凝胶团状物。把制好的胶团和40g聚己内酯加入密炼机中混炼20分钟后出料，立即放入预热好(预热温度为30℃)的模具中趁热压制成型，而密炼机的温度控制在75℃，所得样品置于真空干燥箱中于室温下干燥24h。所得多孔复合材料表观密度0.927，压缩强度0.45MPa，平均孔径533nm，分布系数1.20。

实施例2

称10g壳聚糖，边加入60g浓度为2％稀醋酸水溶液边进行搅拌使其中和均匀，制成半透明的壳聚糖凝胶团状物。把制好的胶团和30g聚己内酯加入密炼机中混炼5分钟后出料，立即放入预热好(预热的温度为50℃)的模具中趁热压制成型，而密炼机的温度控制在95℃，所得样品置于真空干燥箱中于室温下干燥24h。所得多孔复合材料表观密度0.888，压缩强度0.68MPa，平均孔径317nm，分布系数1.13。

实施例3

称20g壳聚糖，边加入70g浓度为2％稀醋酸水溶液边进行搅拌使其中和均匀，制成半透明的壳聚糖凝胶团状物。把制好的胶团和10g聚己内酯加入密炼机中混炼10分钟后出料，立即放入预热好(预热的温度为50℃)的模具中趁热压制成型，而密炼机的温度控制在105℃，所得样品置于真空干燥箱中于室温下干燥24h。所得多孔复合材料表观密度0.862，压缩强度0.75MPa，平均孔径226nm，分布系数1.05。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料及其制备方法，它通过壳聚糖溶于弱酸的性能，先用醋酸的水溶液把壳聚糖制成凝胶团，再利用密炼机对壳聚糖、聚己内酯进行机械共混，在干燥过程中作为致孔剂的水分蒸发后形成多孔复合材料。

2.根据权利要求1所述的壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料，其特征在于所述复合材料在共混成型前包括以下组分和质量分数：醋酸水溶液，质量百分比为40～80％，其中醋酸水溶液浓度为2～5％；壳聚糖，质量百分比为5～20％；聚己内酯，质量百分比为10～40％。

3.根据权利要求1所述的壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料的制备方法，其特征在于所述复合材料制备方法包括以下步骤：将壳聚糖加入到醋酸水溶液中，边加入边进行搅拌使其中和均匀，制成半透明的壳聚糖凝胶团状物；把制好的壳聚糖凝胶团状物和聚己内酯一起，加入密炼机中混炼5～20分钟后出料，立即放入预热，预热的温度为30～50℃的模具中趁热压制成型，所得样品置于真空干燥箱中于室温下干燥24h形成多孔复合材料。

4.根据权利要求3所述的壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料的制备方法，其特征在于所述壳聚糖制凝胶团是这样得到的：用醋酸的水溶液把壳聚糖制成凝胶团。

5.根据权利要求3所述的壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料的制备方法，其特征在于利用密炼机对壳聚糖、聚己内酯进行机械共混。

6.根据权利要求3所述的壳聚糖-聚己内酯多孔复合材料的制备方法，其特征在于在干燥过程中作为致孔剂的水分蒸发后形成多孔复合材料。