CN106046309A - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106046309A CN106046309A CN201510809812.5A CN201510809812A CN106046309A CN 106046309 A CN106046309 A CN 106046309A CN 201510809812 A CN201510809812 A CN 201510809812A CN 106046309 A CN106046309 A CN 106046309A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyurethane
- preparation
- lysine
- catalyst
- limited
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/73—Polyisocyanates or polyisothiocyanates acyclic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
- C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
- C08G18/3206—Polyhydroxy compounds aliphatic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
- C08G18/4266—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain prepared from hydroxycarboxylic acids and/or lactones
- C08G18/4269—Lactones
- C08G18/4277—Caprolactone and/or substituted caprolactone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
- C08G18/4266—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain prepared from hydroxycarboxylic acids and/or lactones
- C08G18/428—Lactides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
- C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
- C08G18/6633—Compounds of group C08G18/42
- C08G18/6637—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
- C08G18/664—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/28—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2375/04—Polyurethanes
- C08J2375/06—Polyurethanes from polyesters
Abstract
本发明涉及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。该交联聚氨酯的制备方法包括如下步骤:(1)以多元醇和/或多元胺为引发剂,加入可降解聚合物的单体聚合形成羟基封端低聚物;(2)将步骤(1)得到的低聚物与聚醚多元醇混合均匀后,加入赖氨酸异氰酸酯,反应形成异氰酸基封端的聚氨酯预聚物;(3)将多元醇和/或多元胺与赖氨酸异氰酸酯混合均匀后,反应形成多羟基/多氨基封端的扩链剂;(4)使步骤(2)得到的预聚物与步骤(3)得到的扩链剂反应,得到交联聚氨酯。
Description
技术领域
本发明涉及用于人体或动物窦或腔体填塞止血的可完全生物降解止血海绵及其制备方法。
背景技术
外伤性出血以及外科手术中的出血是临床常见症状,如果不能及时有效地止血将会造成严重的临床事故。人体或动物的窦或腔道中血管丰富且难以通过电凝、缝合、结扎等手段止血,利用填塞材料通过填塞压迫式止血是最常规的手段。填塞材料的选择和应用是止血的关键,对于填塞材料的选择直接影响到治疗效果和病人的舒适性。
填塞材料经历了从不膨胀不降解材料(如各种纱布)到可膨胀不降解材料(如聚乙烯醇海绵),到不膨胀但可降解材料(如胶原海绵),再到最新的可膨胀可降解材料(如可降解聚氨酯海绵)等一系列的发展。
不膨胀不降解的填塞材料如纱布仍不失为一项重要的、简单有效的止血手段。该方法经济实惠,易于应用,疗效可靠。但是,该止血材料缺少弹性,生物相容性差,且需二次取出,取出时易造成二次创伤和其它并发症,临床体验差。
可膨胀不降解的填塞材料如聚乙烯醇(PVA)海绵材料在临床上得到了大规模的应用,如美敦力公司的“Merocel”类产品。该类产品亲水性好,吸收液体后可迅速膨胀,可塑性强,不易破碎,并且可根据鼻腔大小及需要任意修剪。膨胀后的压力适中,质地柔软,可充填整个鼻腔,且患者不会出现明显的疼痛症状。但是,由于是不可降解的材料,术后同样需要取出,易造成二次创伤。
不膨胀可降解的填塞材料包括透明质酸、海藻酸盐、壳聚糖以及胶原纤维等。代表性产品有美敦力公司以透明质酸为主的“Merogel”。该类产品虽然不用取出,避免了二次创伤,但是不能吸水膨胀,对止血部位缺 少压迫止血的功能。
可膨胀可降解材料克服了不能压迫止血以及需要术后取出的缺点。代表性产品有Polyganic BV公司的“Nasopore(纳吸棉)”,该材料由聚ε-己内/丙交酯氨基甲酸乙酯组成,通过提供足够压力压迫毛细血管、静脉及小动脉血管止血,因此对控制小血管出血十分有效。其生物降解性能避免术后取出,减轻了病人痛苦。如该公司的专利CN 101816801所述,采用了可生物降解的聚酯如聚己内酯、乙交酯等的均/共聚合物和聚氨基甲酸酯等组成了可以相分离的可膨胀可降解填塞材料。但是,该材料制备过程中都是采用了线性的高分子材料,分子之间是依靠物理作用结合到一起形成海绵状物。此外,该材料制备过程中采用了多亚甲基二异氰酸酯等有毒物质,难以保证降解中间产物的生物安全性。同时,线型高分子组成的结构强度差,易在初期即产生破碎。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷,提供一种用于人体或动物窦或腔体填塞止血的可膨胀、可降解且不易破碎的材料及其制备方法。
首先,本发明提供一种生物可降解的交联聚氨酯的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)羟基封端低聚物的合成
以多元醇和/或多元胺为引发剂,加入可降解聚合物的单体如内酯、交酯、羟基酸酯和/或对二氧环酮,引发聚合形成羟基封端低聚物;
(2)异氰酸基封端聚氨酯预聚物的合成
将步骤(1)得到的低聚物与聚醚多元醇混合均匀后,加入赖氨酸异氰酸酯,催化反应,形成异氰酸基封端的聚氨酯预聚物;
(3)羟基/氨基封端扩链剂的合成
将多元醇和/或多元胺与赖氨酸异氰酸酯混合均匀后,催化反应,形成多羟基/多氨基封端的扩链剂;
(4)高分子量聚氨酯的制备
使步骤(2)得到的预聚物与步骤(3)得到的扩链剂反应,得到交联聚氨酯。
本发明还提供一种生物可降解的交联聚氨酯多孔海绵的制备方法,该 方法包括以下步骤:
(5)将按照本发明的生物可降解交联聚氨酯的制备方法获得的交联聚氨酯溶于良溶剂中,利用冷冰干燥或其它发泡技术,得到多孔海绵;
(6)任选地,将得到的多孔海绵先包装后灭菌待用。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中的多元醇为亚甲基单元数为2~8的小分子多元醇,优选二醇,最优选1,4-丁二醇。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中的多元胺为亚甲基单元数为2~6的小分子多元胺,优选二胺,最优选1,2-乙二胺。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中的内酯为亚甲基单元数为4~7的内酯,优选己内酯。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中的交酯为乙交酯、丙交酯的一种或两种,优选丙交酯。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中的羟基酸酯为羟基乙酸酯、羟基丙酸酯的一种或两种,优选羟基乙酸酯。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中的反应温度为100~150℃,优选130℃,反应时间为12~96小时,优选36小时。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中的催化剂选自有机金属类催化剂和有机胺催化剂。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中的所述有机金属类催化剂包括但不限于有机锡类催化剂、钛酸四丁酯、辛酸钾、辛酸铁。优选有机锡类催化剂,包括但不限于四价锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡,二月桂酸二丁基锡,最优选辛酸亚锡。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中的所述有机胺催化剂优选有机叔胺催化剂,包括但不限于三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺,二甲基环己胺,最优选三亚乙基二胺。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中引发剂的用量为单体质量的0.05~1.00%,优选0.2~0.5%。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(1)中得到的羟基封端的低聚物分子量为200~10000,优选2000~5000。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(2)中的聚醚多元醇优选聚醚二元醇,最优选聚乙二醇,优选分子量为200~5000,更优选400~1000。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(2)中的聚醚多元醇的加入量为混合物总质量的10~50%,优选25~35%。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(2)中的异氰酸基封端预聚物的制备条件为:异氰酸根与羟基的摩尔比为1:(4~12),优选1:8,反应温度为60~100℃,优选80℃,反应时间为2~8小时,优选6小时。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(2)中的催化剂选自有机金属类催化剂和有机胺催化剂。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(2)中的所述有机金属类催化剂包括但不限于有机锡类催化剂、钛酸四丁酯、辛酸钾、辛酸铁。优选有机锡类催化剂,包括但不限于四价锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡,二月桂酸二丁基锡,最优选辛酸亚锡。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(2)中的所述有机胺催化剂优选有机叔胺催化剂,包括但不限于三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺,二甲基环己胺,最优选三亚乙基二胺。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(2)中的赖氨酸异氰酸酯为赖氨酸多异氰酸酯,包括但不限于赖氨酸二异氰酸酯和赖氨酸三异氰酸酯中的一个或者二者的混合物。在两者的混合物的情况下,赖氨酸二异氰酸酯和赖氨酸三异氰酸酯的摩尔比为0:100~100:0,优选30:70~90:10,最优选50:50~80:20。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(3)中的多元醇为亚甲基单元数为2~8的小分子多元醇,优选二醇,最优选1,4-丁二醇。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(3)中的多元胺为亚甲基单元数为2~6的小分子多元胺,优选二胺,最优选1,2-乙二胺。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(3)中的催化剂选自有机金属类催化剂和有机胺催化剂。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(3)中的所述有机金属类催化剂包括但不限于有机锡类催化剂、钛酸四丁酯、辛酸钾、辛酸铁。优选有机锡类催化剂,包括但不限于四价锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡,二月桂酸二丁基锡,最优选辛酸亚锡。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(3)中的所述有机胺催化剂优选有机叔胺催化剂,包括但不限于三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基环 己胺、二甲基乙醇胺,二甲基环己胺,最优选三亚乙基二胺。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(3)中的赖氨酸异氰酸酯为赖氨酸多异氰酸酯,包括但不限于赖氨酸二异氰酸酯和赖氨酸三异氰酸酯中的一个或者二者的混合物。在两者的混合物的情况下,赖氨酸二异氰酸酯和赖氨酸三异氰酸酯的摩尔比为0:100~100:0,优选30:70~90:10,最优选50:50~80:20。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(3)中的扩链剂的反应条件为:羟基与异氰酸酯基的投料摩尔比为1:(3~12),优选1:6,反应温度为60~100℃,优选80℃,反应时间为3~8小时,优选4小时。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(4)中扩链剂的加入量使得羟基与异氰酸基团的摩尔比为1:(1.0~1.2),优选1:1.1。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(4)中扩链剂的加入方式为滴加扩链剂的二氧六环溶液,浓度为10~30%,优选15~20%(w/w)。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(4)中聚氨酯的制备条件为:反应温度为60~100℃,优选80℃,反应时间为2~8小时,优选5小时。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(4)中制备的聚氨酯材料中的氨基赖氨酸酯含量为12~60%(w/w),优选30~40%(w/w)。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(4)中制备的聚氨酯材料中的聚醚多元醇的含量为8~55%(w/w),优选15~30%(w/w)。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(5)中使用的溶剂为聚氨酯材料的良溶剂,优选凝固点为-10~20℃的溶剂,如二氧六环和二甲亚砜。
根据本发明方法的一种优选实施方案,在步骤(5)中,冰干前的聚氨酯溶液浓度为0.5~10%(w/w),优选2~5%(w/w)。
根据本发明方法的一种优选实施方案,在步骤(5)中,聚氨酯溶液中可加入0~10%(w/w)的去离子水,优选2~3%(w/w)。
根据本发明方法的一种优选实施方案,步骤(5)中得到的多孔海绵的吸水率500~1500%,优选1000%,在37℃生理食盐水中的破碎时间为1.0~15天,优选7天。
根据本发明方法的一种优选实施方案,在步骤(5)中,在冰干前的聚氨酯溶液中可以加入0.001~10.0wt%的药物,包括但不限于抗菌药、消炎止痛药物和促进创面愈合的药物,然后冰干成型。该海绵可根据冰干的模 具得到所需形状,用于腔体的填塞止血的作用。同时含有的药物可以促进伤口愈合。
根据本发明方法的一种优选实施方案,在步骤(6)中采用的灭菌方法包括但不限于辐照灭菌法、干热灭菌法和环氧乙烷灭菌法,优选环氧乙烷灭菌法。
另一方面,本发明提供一种生物可降解的交联聚氨酯,该交联聚氨酯通过本发明的生物可降解的交联聚氨酯的制备方法制得。
再一方面,本发明提供一种生物可降解的交联聚氨酯多孔海绵,该多孔海绵通过本发明的生物可降解的交联聚氨酯多孔海绵的制备方法制得。
本发明的多孔海绵可用于人体或动物体耳、鼻或其他腔体的填塞止血。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)利用赖氨酸异氰酸酯代替了常用的脂肪族或芳香族异氰酸酯。赖氨酸是体内的常见物质,降解过程中的中间产物不会引起生物安全性的问题;
(2)通过多官能团(≥3)的赖氨酸异氰酸酯的引入,形成了多维网状化学交联结构。这样避免了未降解或刚刚降解时就产生大块的碎片,造成异位栓塞。
(3)通过调节赖氨酸异氰酸酯的分子结构或混合比例,可调控海绵吸水后的膨胀强度和降解速度。
(4)采用聚醚多元醇同样引入了多官能团的结构,形成多维交联网状结构的海绵,有效防止初期的破碎。
附图说明
图1是实施例1中制备的产物的核磁谱图1H-NMR;
图2是实施例1中制备的产物的红外光谱谱图。
具体实施方式
实施例1
1)羟基封端低聚物的合成
将0.9g(0.01mol)1,4-丁二醇加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水,4h后冷却至室温。氮气保护下,加入48g D,L-丙交酯、24gε-己内酯和200μL辛酸亚锡。真空/氮气置换三次,150℃下真空反应36h,得低聚物。
2)异氰酸基封端聚氨酯预聚物的合成
将1)中合成的低聚物氮气保护下降温至60℃,与干燥后的48g PEG 400(0.12mol)混合均匀后,加入81g(0.36mol)赖氨酸二异氰酸LDI,60℃反应16h,得二异氰酸基双封端预聚物。
3)羟基/氨基封端扩链剂的合成
将0.9g(0.01mol)1,4-丁二醇加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水,4h后冷却至室温。氮气保护下,加入0.45g(0.002mol)LDI和100μL辛酸亚锡。真空/氮气置换三次,100℃下真空反应12h,得扩链剂。
4)高分子量聚氨酯的制备
氮气保护并搅拌下,将3)的二氧六环溶液(0.2g/ml)滴加到80℃的2)中,2)与3)的比例按照-OH/-NCO=1.04(mol/mol)。滴加完毕后继续反应8h。分别用冰乙醇、冰乙醚反复沉降产物,常温真空干燥得高分子量聚氨酯材料。
5)多孔海绵的制备
将4)溶于二氧六环中,浓度为3.0%(w/w),在-20℃预冻4h、然后-80℃冷冻4h,真空冰干得到多孔海绵。
6)结构表征
以氘代氯仿为溶剂,测试了核磁谱图1H-NMR,见图1。
测试了红外光谱谱图,见图2。3300~3500cm-1处出现了氨基甲酸酯基(-NHCOO-)中N-H的特征吸收峰。
实施例2
1)羟基封端低聚物的合成
将0.9g(0.01mol)1,6-己二醇加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水,4h后冷却至室温。氮气保护下,加入48g D,L-丙交酯、24gε-己内酯和300μL三亚乙基二胺。真空/氮气置换三次,120℃下真空反应48h,得低聚物。
2)异氰酸基封端聚氨酯预聚物的合成
将1)中合成的低聚物氮气保护下降温至80℃,与干燥后的48g PEG 200(0.24mol)混合均匀后,加入81g(0.36mol)LDI,80℃反应24h,得二异氰酸基双封端预聚物。
3)羟基/氨基封端扩链剂的合成
将0.9g(0.01mol)1,6-己二醇加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水,4h后冷却至室温。氮气保护下,加入0.45g(0.002mol)LDI和100μL辛酸亚锡。真空/氮气置换三次,100℃下真空反应12h,得扩链剂。
4)高分子量聚氨酯的制备
氮气保护并搅拌下,将3)的二氧六环溶液(0.2g/ml)滴加到80℃的2)中,2)与3)的比例按照-OH/-NCO=1.08(mol/mol)。滴加完毕后继续反应8h。分别用冰乙醇、冰乙醚反复沉降产物,常温真空干燥得高分子量聚氨酯材料。
5)多孔海绵的制备
将4)溶于二氧六环中,浓度为3.0%(w/w),在-20℃预冻4h、然后-80℃冷冻4h,真空冰干得到多孔海绵。
实施例3
1)羟基封端低聚物的合成
将0.9g(0.01mol)乙二醇加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水,4h后冷却至室温。氮气保护下,加入18g乙内酯、36g D,L-丙交酯和200μL辛酸亚锡。真空/氮气置换三次,150℃下真空反应36h,得低聚物。
2)异氰酸基封端聚氨酯预聚物的合成
将1)中合成的低聚物氮气保护下降温至80℃,与干燥后的48g PEG 600(0.08mol)混合均匀后,加入55g(0.24mol)LDI和22g(0.08mol)赖氨酸三异氰酸TDI,80℃反应8h,得二异氰酸基双封端预聚物。
3)羟基/氨基封端扩链剂的合成
将0.9g(0.01mol)乙二醇加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水,4h后冷却至室温。氮气保护下,加入0.45g(0.002mol)LDI、0.28g(0.001mol)赖氨酸三异氰酸TDI和100μL辛酸亚锡。真空/氮气置换三次,100℃下真空反应16h,得扩链剂。
4)高分子量聚氨酯的制备
氮气保护并搅拌下,将3)的二氧六环溶液(0.2g/ml)滴加到80℃的2) 中,2)与3)的比例按照-OH/-NCO=1:1.1(mol/mol)。滴加完毕后继续反应8h。分别用冰乙醇、冰乙醚反复沉降产物,常温真空干燥得高分子量聚氨酯材料。
5)多孔海绵的制备
将4)溶于二甲亚砜中,浓度为2.5%(w/w),在-20℃预冻4h、然后-80℃冷冻4h,真空冰干得到多孔海绵。
实施例4
1)羟基封端低聚物的合成
将0.6g(0.015mol)1,2-乙二胺加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水,4h后冷却至室温。氮气保护下,加入18g乙内酯、36g D,L-丙交酯和160μL辛酸亚锡。真空/氮气置换三次,130℃下真空反应24h,得低聚物。
2)异氰酸基封端聚氨酯预聚物的合成
将1)中合成的低聚物氮气保护下降温至80℃,与干燥后的48g PEG 600(0.08mol)混合均匀后,加入55g(0.24mol)LDI和22g(0.08mol)TDI,80℃反应8h,得二异氰酸基双封端预聚物。
3)羟基/氨基封端扩链剂的合成
将0.6g(0.01mol)1,2-乙二胺加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水,4h后冷却至室温。氮气保护下,加入0.45g(0.002mol)LDI、0.14g(0.0005mol)TDI和110μL辛酸亚锡。真空/氮气置换三次,100℃下真空反应12h,得扩链剂。
4)高分子量聚氨酯的制备
氮气保护并搅拌下,将3)的二氧六环溶液(0.3g/ml)滴加到80℃的2)中,2)与3)的比例按照-OH/-NCO=1:1.01(mol/mol)。滴加完毕后继续反应8h。分别用冰乙醇、冰乙醚反复沉降产物,常温真空干燥得高分子量聚氨酯材料。
5)多孔海绵的制备
将4)溶于二氧六环中,浓度为2.5%(w/w),在-20℃预冻6h、然后-80℃冷冻2h,真空冰干得到多孔海绵。
实施例5
1)羟基封端低聚物的合成
将0.6g(0.01mol)1,2-乙二醇加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水, 4h后冷却至室温。氮气保护下,加入18g乙内酯、36g D,L-丙交酯和180μL辛酸亚锡。真空/氮气置换三次,130℃下真空反应24h,得低聚物。
2)异氰酸基封端聚氨酯预聚物的合成
将1)中合成的低聚物氮气保护下降温至80℃,与干燥后的46g聚醚三元醇1000(0.01mol)混合均匀后,加入68g(0.30mol)LDI和16g(0.06mol)TDI,80℃反应8h,得二异氰酸基双封端预聚物。
3)羟基/氨基封端扩链剂的合成
将0.9g(0.01mol)1,4-丁二醇加入反应瓶中,搅拌下100℃真空除水,4h后冷却至室温。氮气保护下,加入0.45g(0.002mol)LDI和100μL辛酸亚锡。真空/氮气置换三次,100℃下真空反应8h,得扩链剂。
4)高分子量聚氨酯的制备
氮气保护并搅拌下,将3)的二氧六环溶液(0.25g/ml)滴加到80℃的2)中。滴加完毕后继续反应8h。分别用冰乙醇、冰乙醚反复沉降产物,常温真空干燥得高分子量聚氨酯材料。
5)多孔海绵的制备
将4)溶于二氧六环中,浓度为2.5%(w/w),在-20℃预冻8h、然后-80℃冷冻1h,真空冰干得到多孔海绵。
将实施例1~5中聚氨酯海绵采用复合透析纸包装后,环氧乙烷灭菌。
海绵的吸水率:称取一定量(m1)的海绵并浸入去离子水中,30s后取出称量,质量记为m2,吸水率r=(m2-m1)/m1。
海绵的降解时间:在100mL宽口锥形瓶中,加入50mL的生理食盐水和1.0×1.0×2.0cm的海绵,恒温37℃一段时间后,轻轻振摇锥形瓶,记录海绵破碎(不再保持原有形状)时的时间,即为降解时间。
生物性能评价方法如下:
GB/T 16886.3-2008医疗器械生物学评价第3部分:遗传毒性、致癌性和生殖毒性试验
GB/T 16886.4-2003医疗器械生物学评价第4部分:与血液相互作用试验选择
GB/T 16886.5-2003医疗器械生物学评价第5部分:体外细胞毒性试验
GB/T 16886.6-1997医疗器械生物学评价第6部分:植入后局部反应试验
GB/T 16886.7-2001医疗器械生物学评价第7部分:环氧乙烷灭菌残留量
GB/T 16886.10-2005医疗器械生物学评价第10部分:刺激与迟发型超敏反应试验
GB/T 16886.11-2011医疗器械生物学评价第11部分:全身毒性试验
实施例1~5中聚氨酯海绵物理机械性能和生物性能如表所示。
Claims (10)
1.一种生物可降解的交联聚氨酯的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)以多元醇/多元胺为引发剂,加入可降解聚合物的单体如内酯、交酯、羟基酸酯和/或对二氧环酮,引发聚合形成羟基封端低聚物;
(2)将步骤(1)得到的低聚物与聚醚多元醇混合均匀后,加入赖氨酸异氰酸酯,催化反应,形成异氰酸基封端的聚氨酯预聚物;
(3)将多元醇和/或多元胺与赖氨酸异氰酸酯混合均匀后,催化反应,形成多羟基/多氨基封端的扩链剂;
(4)使步骤(2)得到的预聚物与步骤(3)得到的扩链剂反应,得到交联聚氨酯。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于,步骤(1)中的多元醇为亚甲基单元数为2~8的小分子多元醇,优选二醇,最优选1,4-丁二醇;步骤(1)中的多元胺为亚甲基单元数为2~6的小分子多元胺,优选二胺,最优选1,2-乙二胺;步骤(1)中的内酯为亚甲基单元数为4~7的内酯,优选己内酯;步骤(1)中的交酯为乙交酯、丙交酯的一种或两种,优选丙交酯;步骤(1)中的羟基酸酯为羟基乙酸酯、羟基丙酸酯的一种或两种,优选羟基乙酸酯;步骤(1)中的反应温度为100~150℃,优选130℃,反应时间为12~96小时,优选36小时;步骤(1)中的催化剂选自有机金属类催化剂和有机胺催化剂,所述有机金属类催化剂包括但不限于有机锡类催化剂、钛酸四丁酯、辛酸钾、辛酸铁,优选有机锡类催化剂,包括但不限于四价锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡,最优选辛酸亚锡,所述有机胺催化剂优选有机叔胺催化剂,包括但不限于三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺、二甲基环己胺、最优选三亚乙基二胺;步骤(1)中引发剂的用量为单体质量的0.05~1.00%,优选0.2~0.5%;步骤(1)中得到的羟基封端的低聚物分子量为200~10000,优选2000~5000。
3.根据权利要求1的方法,其特征在于,步骤(2)中的聚醚多元醇为聚醚二元醇,优选聚乙二醇,优选分子量为200~5000,更优选400~1000;步骤(2)中的聚醚多元醇的加入量为混合物总质量的10~50%,优选25~35%;步骤(2)中的异氰酸基封端预聚物的制备条件为:异氰酸根与羟基的摩尔比为1:(4~12),优选1:8,反应温度为60~100℃,优选80℃,反应时间为2~8小时,优选6小时;步骤(2)中的催化剂选自有机金属类催化剂和有机胺催化剂,所述有机金属类催化剂包括但不限于有机锡类催化剂、钛酸四丁酯、辛酸钾、辛酸铁,优选有机锡类催化剂,包括但不限于四价锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡,最优选辛酸亚锡,所述有机胺催化剂优选有机叔胺催化剂,包括但不限于三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺、二甲基环己胺、最优选三亚乙基二胺;步骤(2)中的赖氨酸异氰酸酯为赖氨酸多异氰酸酯,包括但不限于赖氨酸二异氰酸酯和赖氨酸三异氰酸酯中的一个或者二者的混合物,在两者的混合物的情况下,赖氨酸二异氰酸酯和赖氨酸三异氰酸酯的摩尔比为0:100~100:0,优选30:70~90:10,最优选50:50~80:20。
4.根据权利要求1的方法,其特征在于,步骤(3)中的多元醇为亚甲基单元数为2~8的小分子多元醇,优选二醇,最优选1,4-丁二醇;步骤(3)中的多元胺为亚甲基单元数为2~6的小分子多元胺,优选二胺,最优选1,2-乙二胺;步骤(3)中的催化剂选自有机金属类催化剂和有机胺催化剂,所述有机金属类催化剂包括但不限于有机锡类催化剂、钛酸四丁酯、辛酸钾、辛酸铁,优选有机锡类催化剂,包括但不限于四价锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡,最优选辛酸亚锡,所述有机胺催化剂优选有机叔胺催化剂,包括但不限于三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺、二甲基环己胺、最优选三亚乙基二胺;步骤(3)中的赖氨酸异氰酸酯为赖氨酸多异氰酸酯,包括但不限于赖氨酸二异氰酸酯和赖氨酸三异氰酸酯中的一个或者二者的混合物,在两者的混合物的情况下,赖氨酸二异氰酸酯和赖氨酸三异氰酸酯的摩尔比为0:100~100:0,优选30:70~90:10,最优选50:50~80:20;步骤(3)中的扩链剂的反应条件为:羟基与异氰酸酯基的投料摩尔比为1:(3~12),优选1:6,反应温度为60~100℃,优选80℃,反应时间为3~8小时,优选4小时。
5.根据权利要求1的方法,其特征在于,步骤(4)中扩链剂的加入量使得羟基与异氰酸基团的摩尔比为1:(1.0~1.2),优选1:1.1;步骤(4)中扩链剂的加入方式为滴加扩链剂的二氧六环溶液,浓度为10~30%,优选15~20%(w/w);步骤(4)中聚氨酯的制备条件为:反应温度为60~100℃,优选80℃,反应时间为2~8小时,优选5小时;步骤(4)中制备的聚氨酯材料中的氨基赖氨酸酯含量为12~60%(w/w),优选30~40%(w/w);步骤(4)中制备的聚氨酯材料中的聚醚多元醇的含量为8~55%(w/w),优选15~30%(w/w)。
6.一种生物可降解的交联聚氨酯,该交联聚氨酯通过以上权利要求1至5之一的制备方法制得。
7.一种生物可降解的交联聚氨酯多孔海绵的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)将以上权利要求6所述的生物可降解的交联聚氨酯溶于良溶剂中,利用冷冰干燥或其它发泡技术,得到多孔海绵;
(2)任选地,将得到的多孔海绵先包装后灭菌待用。
8.根据权利要求7的方法,其特征在于,步骤(1)中使用的溶剂为凝固点为-10~20℃的溶剂,如二氧六环和二甲亚砜;在步骤(1)中,冰干前的聚氨酯溶液浓度为0.5~10%(w/w),优选2~5%(w/w);在步骤(1)中,聚氨酯溶液中加入0~10%(w/w)的去离子水,优选2~3%(w/w);步骤(1)中得到的多孔海绵的吸水率500~1500%,优选1000%,在37℃生理食盐水中的破碎时间为1.0~15天,优选7天;在步骤(1)中,在冰干前的聚氨酯溶液中加入0.001~10.0wt%的药物,包括但不限于抗菌药、消炎止痛药物和促进创面愈合的药物,然后冰干成型。
9.根据权利要求7的方法,其特征在于,在步骤(2)中采用的灭菌方法包括但不限于辐照灭菌法、干热灭菌法和环氧乙烷灭菌法,优选环氧乙烷灭菌法。
10.一种生物可降解的交联聚氨酯多孔海绵,该多孔海绵通过以上权利要求7至9之一的的制备方法制得。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510809812.5A CN106046309A (zh) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510809812.5A CN106046309A (zh) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | 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 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106046309A true CN106046309A (zh) | 2016-10-26 |
Family
ID=57179484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510809812.5A Pending CN106046309A (zh) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106046309A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107286313A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-10-24 | 陕西瑞盛生物科技有限公司 | 一种可降解的聚氨酯泡沫及其应用 |
WO2020043834A1 (en) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Stichting Katholieke Universiteit | Polyurethane sheet |
NL2021630B1 (en) * | 2018-09-14 | 2020-05-06 | Stichting Katholieke Univ | Polyurethane sheet |
CN112206344A (zh) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 江苏启灏医疗科技有限公司 | 止血海绵的制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060051394A1 (en) * | 2004-03-24 | 2006-03-09 | Moore Timothy G | Biodegradable polyurethane and polyurethane ureas |
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 |
CN103013094A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-03 | 四川大学 | 可注射型快速固化医用聚氨酯组合物及制备方法 |
CN104387553A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-04 | 浙江大学 | 一种生物可降解不饱和聚氨酯材料及其制备方法 |
CN104788695A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-07-22 | 山东师范大学 | 一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法 |
CN105001393A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-28 | 山东师范大学 | 一种可生物降解聚醚型聚氨酯海绵的制备方法 |
-
2015
- 2015-11-20 CN CN201510809812.5A patent/CN106046309A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060051394A1 (en) * | 2004-03-24 | 2006-03-09 | Moore Timothy G | Biodegradable polyurethane and polyurethane ureas |
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 |
CN103013094A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-03 | 四川大学 | 可注射型快速固化医用聚氨酯组合物及制备方法 |
CN104387553A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-04 | 浙江大学 | 一种生物可降解不饱和聚氨酯材料及其制备方法 |
CN104788695A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-07-22 | 山东师范大学 | 一种可生物降解的聚氨酯膜材料的制备方法 |
CN105001393A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-28 | 山东师范大学 | 一种可生物降解聚醚型聚氨酯海绵的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张俐娜等: "《高分子物理近代研究方法》", 31 October 2006, 武汉大学出版社 * |
皮林格等: "《食品用塑料包装材料-阻隔功能、传质、品质保证和立法》", 30 September 2004, 化学工业出版社 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107286313A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-10-24 | 陕西瑞盛生物科技有限公司 | 一种可降解的聚氨酯泡沫及其应用 |
WO2020043834A1 (en) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Stichting Katholieke Universiteit | Polyurethane sheet |
NL2021630B1 (en) * | 2018-09-14 | 2020-05-06 | Stichting Katholieke Univ | Polyurethane sheet |
CN112206344A (zh) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 江苏启灏医疗科技有限公司 | 止血海绵的制备方法 |
CN112206344B (zh) * | 2019-07-12 | 2022-04-08 | 合肥启灏医疗科技有限公司 | 止血海绵的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11147898B2 (en) | Biomedical foams | |
US11944724B2 (en) | In situ forming hemostatic foam implants | |
CN106046309A (zh) | 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 | |
CN105001393A (zh) | 一种可生物降解聚醚型聚氨酯海绵的制备方法 | |
ES2846300T3 (es) | Prepolímero con funcionalidad isocianato para un adhesivo de tejido biodegradable | |
DE69737909T2 (de) | Polymerisierbare biologisch abbaubare polymere mit carbonat-oder dioxanonbindungen | |
EP2307063B1 (de) | Medizinische klebstoffe zur stillung schwerwiegender blutungen und abdichtung von leckagen | |
TWI628198B (zh) | 用於噴霧泡沫之以聚醚碳酸酯多元醇為主的烷氧基矽烷封端之預聚物 | |
EP2227262B1 (en) | Bioadhesive hydrogels | |
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 | |
JP6043796B2 (ja) | プロペラントガス溶解性が改善された速硬化性スプレーフォームのためのα−アルコキシシラン末端化プレポリマー | |
CN109749694B (zh) | 一种医用聚氨酯粘合剂及其制备方法 | |
EP2334345B1 (en) | Novel biodegradable adhesive compositions | |
Habib et al. | A novel topical tissue adhesive composed of urethane prepolymer modified with chitosan | |
CN102257027B (zh) | 用作体内粘合剂或密封剂的异氰酸酯封端的大分子单体及其制剂 | |
JP6039689B2 (ja) | 修飾ベータ−アミノ酸エステル(アスパラギン酸エステル)硬化剤およびポリ尿素組織接着剤におけるその使用 | |
CN111035796A (zh) | 一种降解可控的载药止血绵及其制备方法 | |
CN115572366B (zh) | 耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体及其制法与应用 | |
CN107964085A (zh) | 一种多嵌段聚氨酯形状记忆高分子材料及其制备方法 | |
JP2017136403A (ja) | 速硬化性アルコキシシランスプレーフォーム | |
JP7220723B2 (ja) | 組織修復積層体 | |
CN115463256B (zh) | 一种医用可降解聚氨酯骨水泥及其制备方法 | |
NAYEB et al. | A novel topical biocompatible tissue adhesive based on chitosan-modified urethane pre-polymer | |
CN116899007A (zh) | 一种基于聚氨酯的软组织生物粘合剂制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161026 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |