CN106832234B - 一种生物可降解的聚合物材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种生物可降解的聚合物材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106832234B CN106832234B CN201710126988.XA CN201710126988A CN106832234B CN 106832234 B CN106832234 B CN 106832234B CN 201710126988 A CN201710126988 A CN 201710126988A CN 106832234 B CN106832234 B CN 106832234B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lactide
- polymer material
- preparation
- biodegradable polymeric
- caprolactone
- 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.)
- Active
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
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/06—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from hydroxycarboxylic acids
- C08G63/08—Lactones or lactides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/32—Materials or treatment for tissue regeneration for nerve reconstruction
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明提供了一种生物可降解的聚合物材料及其制备方法和应用,属于医用材料领域。该聚合物材料是由丙交酯、乙交酯和己内酯在催化剂的作用下聚合形成,聚合物材料中的乳酸单体的含量为45~65mol%,乙醇酸单体的含量为5~20mol%、己内酯单体的含量为30~45mol%。其制备方法:将丙交酯、乙交酯和己内酯混合所形成的第一混合物在惰性气体保护下与催化剂混合,并在100~120℃的真空环境下反应3~5天。这种聚合物材料,相对分子量大、机械强度高、柔韧性强、膨胀度小,可用于人体组织的再生修复,比如用于制备神经导管。
Description
技术领域
本发明涉及医用材料领域,具体而言,涉及一种生物可降解的聚合物材料及其制备方法和应用。
背景技术
含有乳酸、乙醇酸和己内酯中的一种或多种成分的共聚物已经被证明是具有可降解性及良好生物相容性的聚合物,原料易得,降解产物对环境无任何影响。因此,最近几年关于乳酸、乙醇酸、己内酯自身共聚或相互之间的共聚成为热点,可应用于包装材料、医药缓释剂、日用塑料制品、组织工程支架材料、手术缝合线、家用装饰等多个领域。
通常,聚乳酸-乙醇酸-己内酯共聚物的制备可以通过乳酸、乙醇酸和己内酯直接共聚而得,但所得到的共聚物分子量均不高,且降解速度过快、力学性能差,无法满足其在医药领域中的使用需求。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种生物可降解的聚合物材料,这种聚合物材料,相对分子量大、机械强度高、柔韧性强、膨胀度小,可用于人体组织的再生修复。
本发明的第二目的在于提供一种聚合物材料的制备方法,该方法将丙交酯、乙交酯和己内酯这三种单体以特定比例共聚,在得到高分子量的共聚物的同时,又使该共聚物的降解周期延长。
本发明的第三目的在于提供一种上述生物可降解的聚合物材料在制备医药领域中所用的载体或器件中的应用。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
一种生物可降解的聚合物材料,该聚合物材料是由丙交酯、乙交酯和己内酯在催化剂的作用下聚合形成,聚合物材料中的乳酸单体的含量为45~65mol%,乙醇酸单体的含量为5~20mol%、己内酯单体的含量为30~45mol%。
一种生物可降解的聚合物材料的制备方法,其包括:
将丙交酯、乙交酯和己内酯混合所形成的第一混合物在惰性气体保护下与催化剂混合,形成第二混合物,并将所形成的所述第二混合物在100~120℃的真空环境下反应3~5天,其中第一混合物中丙交酯的含量为45~65mol%,乙交酯的含量为5~20mol%、己内酯的含量为30~45mol%。
一种生物可降解的聚合物材料在制备医药领域中所用的载体或器件中的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明所提供生物可降解的聚合物材料,相对分子量大、机械强度高、柔韧性强、膨胀度小,可用于人体组织的再生修复,且这种聚合物材料的降解周期长,其能够给生长缓慢的组织提供足够的生长周期,因此可广泛的应用于制备医药领域中所用的载体或器件,比如将这种聚合物材料做成膜、管、线等不同形状,应用到临床的不同领域。本发明中制备这种聚合物材料的方法,将丙交酯、乙交酯和己内酯这三种单体以特定比例共聚,在得到高分子量的共聚物的同时,又使该共聚物的降解周期延长,使其在生物医药领域的应用得到拓展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为实施例6中提供的聚合物材料的1H-NMR图;
图2为实施例20中制备的神经导管的外观图;
图3为实验例20中神经导管在PBS溶液中的降解趋势图;其中A线为神经导管在PBS溶液中的降解速率;B线为神经导管在PBS溶液中溶胀率。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本实施方式提供一种生物可降解的聚合物材料,该聚合物材料是由丙交酯、乙交酯和己内酯在催化剂的作用下聚合形成,聚合物材料中的乳酸单体的含量为45~65mol%,乙醇酸单体的含量为5~20mol%、己内酯单体的含量为30~45mol%。
这种生物可降解的聚合物材料,其组成成分为乳酸、乙醇酸和己内酯,是通过丙交酯、乙交酯和己内酯按照特定比例共聚得到。这种聚合物材料的相对分子量大、机械强度高、柔韧性强、膨胀度小,可用于人体组织的再生修复,且这种聚合物材料的降解周期长,其在体外环境中的降解时间约为1.5年,在体内环境中的降解时间约为2年,由此说明这种聚合物材料应用在医疗器械领域内能够给生长缓慢的组织提供足够的生长周期。
由于乙交酯所形成的链段,具有加速降解的作用,因此聚合物材料中的乙醇酸单体的含量越多,该聚合物材料的降解速率越大。因此传统的这类聚合物,为了避免聚合物降解速度过怪,常常只采用丙交酯和己内酯为原料进行聚合,但这类聚合物降解速度过慢,不能满足生物医药领域的特殊使用需求;而现有技术中,也有采用丙交酯、乙交酯和己内酯进行共聚报道,虽然该技术中得到的聚合物的降解速率有所提高,但其分子量最多也只能达到50万,这主要是因为乙交酯的加入,使得聚合物在聚合的同时,也伴随着解聚发生,进而导致该聚合物的分子量不高。由于其分子量不高,使得该聚合物的特性粘度低、力学性能差,从而不能满足生物医药领域的特殊使用需求。
本实施方式提供一种生物可降解的聚合物材料,其分子量为70~90万、特性粘度为4.3~5.5dl/g,其不但具有良好的力学性能,有具有适度的降解性能,可作为理想的医用可植入材料,用于人体组织的修复。
本实施方式还提供一种生物可降解的聚合物材料的制备方法,其包括:
S1:将丙交酯、乙交酯和己内酯混合形成第一混合物,其中第一混合物中丙交酯的含量为45~65mol%,乙交酯的含量为5~20mol%、己内酯的含量为30~45mol%。
通过控制第一混合物中丙交酯、乙交酯和己内酯三者的比例,来得到乳酸单体的含量为45~65mol%、乙醇酸单体的含量为5~20mol%、己内酯单体的含量为30~45mol%的聚合物材料,以保证该聚合物材料具有优良的力学性能和降解活性。
优选的,丙交酯包括DL-丙交酯和L-丙交酯,其中DL-丙交酯和L-丙交酯的摩尔比为1:1.6~2.5。由于DL-丙交酯形成的聚合物为无定形非晶态,伸长率高,降解时间较短;而L-丙交酯制成的聚合物为半结晶聚合物,具有优良的力学性能且降解时间较长。因此,通过调节DL-丙交酯和L-丙交酯的摩尔比为1:1.6~2.5,可以使聚合物有合适的降解速率。
S2:在惰性气体保护下,将第一混合物与催化剂混合,形成第二混合物。
惰性气体如N2、Ar,优选为N2。催化剂的加入,会加速反应进程。优选的,加入的催化剂与丙交酯的摩尔比为1:9900~11000。催化剂的比例过高或过低,都会造成聚合物的分子量下降。这主要是因为:增加催化剂的用量会加速反应进程,但是聚合物链增长至一定程度后不会继续反应,分子量偏低。而减少催化剂的用量则会使反应进程变慢,在反应过程中反应共聚与解聚共存,时间过长会造成产物解聚风险加大,从而影响分子量的提高。优选的,催化剂为辛酸亚锡、氯化亚锡或三乙基铝。
S3:将第二混合物于100~120℃下并于真空环境下反应3~5天。
反应温度过高,即高于120℃,所制得的聚合物发黄,得到的聚合物的分子量偏低,该条件下聚合与解聚同时发生,高温下解聚速率明显加快,造成分子量偏低。而反应温度过低,即低于100℃,反应的交联时间过长,有解聚的现象发生,使得聚合物的分子量过低。同理,反应时间控制在3~5天,也是为了在保证得到高分子量的聚合物的同时,降低聚合物的解聚现象的出现。对应每一个反应温度,聚合物都有一个最佳的反应时间,例如在100℃反应5d;在110℃反应4d;在120℃反应3d,而在特定温度下,反应时间的延长,聚合物分子量不会有进一步的增长,反而有降低的可能。
在本发明较佳的实施例中,还包括:在将第二混合物于100~120℃下并于真空环境中密闭反应3~5天后,用二氯甲烷溶解所形成的反应产物,并在乙醇中沉淀并干燥。通过在溶剂中沉淀精制可以去除聚合物材料中的小分子,从而有利于使得聚合物材料的性能得到进一步的提高。
本实施方式还提供一种聚合物材料在制备医药领域中所用的载体或器件中的应用。由于这种聚合物材料同时具有好的柔韧性、机械强度和降解性能,能够作为生物可降解的医用材料来制备医药领域中的载体或器件,比如作为神经导管、引流管、支架、人造血管、防止组织粘连的薄膜、以及作为药物载体。
本实施方式还提供一种神经导管的制备方法,其包括:
S1:将上述聚合物材料在有机溶剂中溶解,沉降除气泡后得聚合物溶液。
优选的,有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、四氢呋喃和三氟乙醇中的一种或多种。不同溶剂的挥发性不同,采用本实施方式提供的这五种溶剂中的任何一种,都可以得到拉伸强度和断裂伸长率较高的神经导管。而如果选用的溶剂挥发性过高,则容易在成管过程中,出现分层现象,进而影响管材的力学性能;反之,如果选用的溶剂挥发性过低,则会降低管材的制备效率,且对管材的力学性能也有一定的影响。
优选的,聚合物溶液中聚合物材料的质量分数为5~8%,优选为6%,在这一浓度范围下的聚合物溶液中聚合物材料的分散性好,所制得的管材中聚合物材料更加均匀,从而力学性能更佳。
S2:用聚合物溶液制备管材并干燥。
神经导管的成管方式有挤出法、涂层法、静电纺丝法等。其中挤出法需要熔融,温度过高,会造成该聚合物材料的降解,分子量迅速降低,从而引起所制得的神经导管的力学性能及降解速率的变化。因此,在本发明较佳的实施例中,用聚合物溶液制备管材的方法包括静电纺丝法或涂层法。
采用静电纺丝法制备管材的工艺参数为:外加电压为15~20kV,聚合物溶液的流量为5~20mL/h,接收装置的转速为300~1000rpm,接收距离为2~23cm。其中,接收距离为设备喷头到接收装置的距离,由于导管为圆柱体,故接收装置为棒状模具。采用这种静电纺丝工艺成管,待管材至一定厚度时,用乙醇浸泡取下,并于40-50℃下真空干燥3d-5d。静电纺丝工艺为纤维编织,喷涂出的细丝更加均匀,可控性高,因此其成管的均匀度更高,所制备的神经导管的力学性能更优。
优选的,采用涂层法制备管材包括:将聚合物溶液均匀涂覆在旋转状态中的棒状模具上,待有机溶剂挥干后,重复涂覆直至神经导管形成,随后用乙醇浸泡取下,并于40-50℃下真空干燥3d-5d。涂层法的制备工艺简单,容易操作,有利于大规模生产。
本实施方式还提供一种由上述方法制得的神经导管。
医学证明,受损神经可以沿轴突定向生长。因此,用一种材料做成管状连接受损神经末端,营造一种密闭的环境,有利于神经的再生及功能修复。而由上述聚合物材料所制得的神经导管,力学强度大、柔韧性强、降解周期长且溶胀率低,能够很好的应用于受损神经的再生和修复中。
在本发明较佳的实施例中,该神经导管的内径为1.0~10.0mm、厚度为0.2~1mm、长度为1~5cm。神经导管的规格越大、管壁越厚,其力学性能则更优。但是导管规格过大,管壁过厚,在临床使用时,会给周边组织造成较大压迫,异物感强烈,且降解代谢较慢,给机体组织带来较大的负担。因此,选择合适的规格和厚度对于神经导管来说也是一个关键因素。发明人经过多年的创造性劳动和实践摸索,发现当神经导管的规格为本实施方式提供的规格时,既具有良好的力学性能,又不会对人体组织造成负面的影响,能够满足临床方面的需要。
在本发明较佳的实施例中,神经导管的拉伸强度为20~60N、断裂伸长率为600~1200%。该神经导管具有良好的力学性能,能够很好的应用于受损神经的再生和修复中。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述:
<1>聚合物材料的合成
本实施例提供一种生物可降解的聚合物材料,这种聚合物材料的制备方法为:
按表1,在反应容器中加入丙交酯、乙交酯和己内酯,其中丙交酯为DL-丙交酯和L-丙交酯的按照摩尔比为1:1混合;混合形成第一混合物,体系抽真空,注入高纯氮气,然后加入,辛酸亚锡与丙交酯的摩尔比为1:10000,抽真空,在一定温度下密闭反应一定时间后,得到反应产物;随后,用二氯甲烷溶解,乙醇来沉降,干燥得聚合物材料。
采用凝胶渗透色谱仪(GPC)测试所制得的聚合物材料的分子量,流动相和溶剂均为四氢呋喃;
采用乌式粘度计测定所制得的聚合物材料的特性粘度,溶剂为三氯甲烷;
通过核磁共振氢谱(1H-NMR)来计算聚合物的组成成分及比例。
结果见表1。
表1.聚合物材料的组成及性能参数
由表1可知,
(1)当丙交酯、乙交酯、己内酯三者的摩尔比一定时,反应的温度过高,如对比例1中的130℃,得到的聚合物材料的分子量偏低。这是由于在该条件下聚合与解聚同时发生,且高温下解聚速率明显加快,造成分子量偏低;而反应温度过低,如对比例2中的90℃,即使延长了反应时间,得到的聚合物材料的分子量和特性粘度均偏低。
(2)对应每一个温度,聚合物材料都有一个最佳的反应时间,例如在100℃时反应5d、110℃时反应4d、120℃时反应3d,反应时间的延长,并不会使得聚合物材料的分子量有进一步的增长,反而有降低的可能。
(3)乙交酯在一定范围内的比例越小,聚合物材料的特性粘度有所升高,分子量显示并未有明显增加。然而,当乙交酯的比例小于5,如对比例3,则聚合物材料的特性粘度越低,分子量也会越低,降解速率减慢;当乙交酯的比例大于20,则聚合物材料的特性粘度越低,分子量也会越低。当乙交酯的比例控制在5-20范围内,则聚合物的特性粘度和分子量均不会受到影响,降解速率也会在一定程度上加快。因此本发明,优选的,在合成投料配比上将乙交酯的比例控制在5-15,得到最终乙交酯比例在5-20的聚合物。
(4)以实施例6为例,通过核磁共振氢谱(1H-NMR)来计算聚合物的组成成分及比例:
图1为实施例6中提供的聚合物材料的1H-NMR图,5.2ppm为乳酸单体特征峰,4ppm~4.2ppm、2.3ppm~2.5ppm为己内酯单体特征峰,4.6ppm~5.0ppm宽峰为乙醇酸单体特征峰。峰面积:乳酸单体=1.76、己内酯单体=1.08、乙醇酸单体=0.56。由此计算出各单体摩尔比乳酸:乙醇酸:己内酯=52:16:32。乳酸单体的分子量M1=72,乙醇酸单体的分子量M2=58,己内酯单体的分子量M3=114,因此各单体质量比=46:17:37。
<2>神经导管的制备:
实施例11
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用三氯甲烷溶解,配成聚合物材料的质量分数为5%的聚合物溶液,静置除气泡后,将聚合物溶液使用注射器均匀的涂覆到水平旋转50rpm、直径为5mm的棒状模具上,涂覆完成后以150rpm使溶剂快速挥发,继续重复此步骤30-40次,挥干溶剂后,至管材成一定厚度后,用无水乙醇浸泡,将管材从模具上取下,50℃下真空干燥3d,得到神经导管,其规格为:管内径5.1mm,长度3cm,厚度0.5mm。
实施例12
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用四氢呋喃溶解,配成聚合物材料的质量分数为8%的聚合物溶液,静置除气泡后,将聚合物溶液使用注射器均匀的涂覆到水平旋转50rpm、直径为5mm的棒状模具上,涂覆完成后以200rpm使溶剂快速挥发,挥干溶剂后,继续重复此步骤10-20次,至管材成一定厚度后,用无水乙醇浸泡,将管材从模具上取下,40℃下真空干燥5d,得到神经导管,其规格为:管内径5.0mm,长度3cm,厚度0.3mm。
实施例13
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用二氯甲烷溶解,配成聚合物材料的质量分数为6%的聚合物溶液,静置除气泡后,将聚合物溶液使用注射器均匀的涂覆到水平旋转50rpm、直径为5mm的棒状模具上,涂覆完成后以150rpm使溶剂快速挥发,挥干溶剂后,继续重复此步骤20-30次,至管材成一定厚度后,用无水乙醇浸泡,将管材从模具上取下,50℃下真空干燥3d,得到神经导管,其规格为:管内径5.0mm,长度3cm,厚度0.4mm。
实施例14
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用丙酮溶解,配成聚合物材料的质量分数为6%的聚合物溶液,静置除气泡后,将聚合物溶液使用注射器均匀的涂覆到水平旋转50rpm、直径为5mm的棒状模具上,涂覆完成后以100rpm使溶剂快速挥发,挥干溶剂后,继续重复此步骤20-30次,至管材成一定厚度后,用无水乙醇浸泡,将管材从模具上取下,50℃下真空干燥3d,得到神经导管,其规格为:管内径5.2mm,长度3cm,厚度0.7mm。
实施例15
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用丙酮溶解,配成聚合物材料的质量分数为6%的聚合物溶液,静置除气泡后,取溶液50ml注入药用注射仪中以流量5ml/h的速度输出溶液,使用静电纺丝工艺成管,通过直流电压喷射到转速为1000rpm、直径为5mm的棒状模具上:电压20kV,接收距离20cm。静电纺丝喷头在水平方向上以10cm/min速度往返运动,有效的成管长度大约为30cm。溶液喷射完后棒状模具继续以1000rpm的速度旋转,使溶剂挥发12h,然后将神经鞘管从棒状模具上脱下,放入50℃烘箱中3天,使溶剂挥发完全。将神经鞘管截成3cm的长度,即为外观白色多孔的最终产品,其规格为:管内径5.1mm,长度3cm,厚度0.7mm。
实施例16
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用三氟乙醇溶解,配成聚合物材料的质量分数为8%的聚合物溶液,静置除气泡后,取溶液35ml注入药用注射仪中以流量5ml/h的速度输出溶液,使用静电纺丝工艺成管,通过直流电压喷射到转速为800rpm、直径为5mm的棒状模具上:电压15kV,接收距离23cm。静电纺丝喷头在水平方向上以10cm/min速度往返运动,有效的成管长度大约为30cm。溶液喷射完后棒状模具继续以800rpm的速度旋转,使溶剂挥发12h,然后将神经鞘管从棒状模具上脱下,放入40℃烘箱中5天,使溶剂挥发完全。将神经鞘管截成3cm的长度,即为外观白色多孔的最终产品,其规格为:管内径5.2mm,长度3cm,厚度0.7mm。
实施例17
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用丙酮溶解,配成聚合物材料的质量分数为7%的聚合物溶液,静置除气泡后,取溶液40ml注入药用注射仪中以流量10ml/h的速度输出溶液,使用静电纺丝工艺成管,通过直流电压喷射到转速为300rpm、直径为5mm的棒状模具上:电压18kV,接收距离17cm。静电纺丝喷头在水平方向上以12cm/min速度往返运动,有效的成管长度大约为30cm。溶液喷射完后棒状模具继续以300rpm的速度旋转,使溶剂挥发12h,然后将神经鞘管从棒状模具上脱下,放入40℃烘箱中2天,使溶剂挥发完全。将神经鞘管截成3cm的长度,即为外观白色多孔的最终产品,其规格为:管内径5.1mm,长度3cm,厚度0.7mm。
实施例18
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用丙酮溶解,配成聚合物材料的质量分数为7%的聚合物溶液,静置除气泡后,取溶液40ml注入药用注射仪中以流量20ml/h的速度输出溶液,使用静电纺丝工艺成管,通过直流电压喷射到转速为300rpm、直径为4mm的棒状模具上:电压18kV,接收距离2cm。静电纺丝喷头在水平方向上以6cm/min速度往返运动,有效的成管长度大约为30cm。溶液喷射完后棒状模具继续以300rpm的速度旋转,使溶剂挥发12h,然后将神经鞘管从棒状模具上脱下,放入40℃烘箱中2天,使溶剂挥发完全。将神经鞘管截成3cm的长度,即为外观透明的最终产品,其规格为:管内径4.0mm,长度3cm,厚度0.7mm。
实施例19
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用丙酮溶解,配成聚合物材料的质量分数为6%的聚合物溶液,静置除气泡后,取溶液50ml注入药用注射仪中以流量20ml/h的速度输出溶液,使用静电纺丝工艺成管,通过直流电压喷射到转速为300rpm、直径为4mm的棒状模具上:电压17kV,接收距离5cm。静电纺丝喷头在水平方向上以6cm/min速度往返运动,有效的成管长度大约为30cm。溶液喷射完后棒状模具继续以300rpm的速度旋转,使溶剂挥发12h,然后将神经鞘管从棒状模具上脱下,放入40℃烘箱中2天,使溶剂挥发完全。将神经鞘管截成3cm的长度,即为外观透明的最终产品,其规格为:管内径4.0mm,长度3cm,厚度0.7mm。
实施例11~19所提供的神经导管的力学性能测试:
采用HY-939C电脑式单柱拉力试验机测试神经导管的拉伸强度和断裂伸长率,测试方法为:将样品(神经导管)的两端固定在拉伸试验机的夹具上,两夹具间距L0=10mm;确保试验样品没有被拉伸、扭曲或被夹具损坏,保持1min。然后以10mm/min的速度进行拉伸,直到断裂。记录最大荷重Tmax和断裂时两夹具间的距离L1。
拉伸强度=Tmax
断裂伸长率=(L1-L0)/L0×100%
结果如表2所示:
表2.实施例11~19所提供的神经导管的对比表
由表2可知,涂层工艺得到的导管力学性能指标明显要低于静电纺丝工艺得到的导管,即使在相同溶剂下成管,也是如此。这主要是因为静电纺丝工艺喷涂出的细丝更加均匀,可控性高,因此导管的均匀度更好。同样采用静电纺丝工艺制备神经导管,接收距离近(2-5cm),其成管外观透明即为透明管;接收距离远(17-23cm),其成管外观为白色多孔形态,即为不透明管。此外,需要注意的是透明导管的力学性能指标明显要高于不透明管。
不同静电纺丝接收距离的两种导管,其在临床上均有需求,不透明管可用于较细的神经重建上,其神经生长较快,相对感染几率较小,多孔结构便于体内水分和营养物质渗透,促进神经生长,同时多孔结构也可以加快导管的降解。透明管可用于较粗的神经重建上,其神经生长较慢,透明结构便于观察神经的重建、缝合,同时避免水分和其他物质渗透,避免神经长时间生长的感染,同时透明紧密结构也使导管的降解略微变慢,便于较粗神经的重建。综上分析,本发明优选两种不同接收距离的静电纺丝成管。
实施例20
本实施例提供一种神经导管,其制备方法为:
取实施例6中提供的聚合物材料,用三氟乙醇溶解,配成聚合物材料的质量分数为6%的聚合物溶液,静置除气泡后,取溶液50ml注入药用注射仪中以流量20ml/h的速度输出溶液,使用静电纺丝工艺成管,通过直流电压喷射到转速为300rpmin、直径为4mm的棒状模具上:电压17kV,接收距离3cm。静电纺丝喷头在水平方向上以6cm/min速度往返运动,有效的成管长度大约为30cm。溶液喷射完后棒状模具继续以300rpm的速度旋转,使溶剂挥发12h,然后将神经鞘管从棒状模具上脱下,放入40℃烘箱中2天,使溶剂挥发完全。将神经鞘管截成3cm的长度,即为外观透明的最终产品,其规格为:管内径4.0mm,长度3cm,厚度0.7mm。
实验例
以实施例20为例,测试神经导管的力学性能、体外降解性能研究:
一、力学性能测试:
采用HY-939C电脑式单柱拉力试验机测试神经导管的拉伸强度、断裂伸长率和缝合强度,其中拉伸强度和断裂伸长率的测试方法如前所述。
缝合强度测试方法为:用4-0号手术缝合线在试样(神经导管)端部距边缘5mm处缝穿一针,将缝线两端和试样分别固定于试验机的两夹具之间,以10mm/min的速度拉伸,直至将缝线从试样中拉出并记录最大力值Tmax,即为神经导管的缝合强度。
经测试得出:
该神经导管的拉伸强度=55N;断裂伸长率=1180%;缝合强度=12.9N。
二、体外降解性能研究:
将神经导管按照0.2mg/mL的浸提比例(即将0.2mg的导管浸泡在1mL的PBS溶液中每隔一周)浸泡在pH值为7.4的磷酸盐缓冲(PBS)溶液中,记录神经导管的体积变化情况,计算神经导管的溶胀率;记录PBS溶液的pH值变化情况;记录神经导管的质量变化情况,检测PBS溶液中的乳酸含量,并计算神经导管的降解速率,结果如表3所示:
溶胀率=(浸泡后体积-初始体积)/初始体积×100%
表3.神经导管在37℃下的PBS溶液中降解性能
由表3和图3可知,在神经导管的体外模拟降解的前8-12周,神经导管的溶胀率和降解速率很小,且浸提液(PBS溶液)的pH值很稳定,在24周时溶液的pH仍在接近中性的范围,对人体影响不大,表明本发明提供的神经导管在植入后的2-3个月内基本尚未降解,能保持良好的机械性能,待神经基本愈合后,神经导管开始降解。此外,神经导管较低的溶胀不会引起神经导管对周围神经的压迫,证明了本发明的神经导管具有良好的生物相容性,且适用于缺损神经的修复。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (9)
1.一种生物可降解的聚合物材料,其特征在于,所述聚合物材料是由丙交酯、乙交酯和己内酯在催化剂的作用下聚合形成,所述聚合物材料中的乳酸单体的含量为45~65mol%,乙醇酸单体的含量为5~20mol%,己内酯单体的含量为30~45mol%,所述聚合物材料的分子量为70~90万。
2.根据权利要求1所述的生物可降解的聚合物材料,其特征在于,所述聚合物材料的特性粘度为4.3~5.5dl/g。
3.一种根据权利要求1或2所述的生物可降解的聚合物材料的制备方法,其特征在于,其包括:
将所述丙交酯、所述乙交酯和所述己内酯混合所形成的第一混合物在惰性气体保护下与催化剂混合,形成第二混合物,并将所形成的所述第二混合物在100~120℃的真空环境下反应3~5天,其中第一混合物中所述丙交酯的含量为45~65mol%,所述乙交酯的含量为5~20mol%、所述己内酯的含量为30~45mol%。
4.根据权利要求3所述的生物可降解的聚合物材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:将在所述第二混合物在100~120℃的真空环境下反应3~5天所形成的反应产物用氯代烷烃溶解,并在醇中沉淀并干燥。
5.根据权利要求3所述的生物可降解的聚合物材料的制备方法,其特征在于,所述催化剂为辛酸亚锡、氯化亚锡和三乙基铝中的任一种。
6.根据权利要求5所述的生物可降解的聚合物材料的制备方法,其特征在于,所述催化剂与所述丙交酯的摩尔比为1:9900~11000。
7.根据权利要求3所述的生物可降解的聚合物材料的制备方法,其特征在于,所述丙交酯包括DL-丙交酯和L-丙交酯,所述DL-丙交酯和所述L-丙交酯的摩尔比为1:1.6~2.5。
8.一种权利要求1或2任一项所述的生物可降解的聚合物材料在制备医药领域中所用的载体或器件中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述器件为神经导管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710126988.XA CN106832234B (zh) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | 一种生物可降解的聚合物材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710126988.XA CN106832234B (zh) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | 一种生物可降解的聚合物材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106832234A CN106832234A (zh) | 2017-06-13 |
CN106832234B true CN106832234B (zh) | 2019-02-15 |
Family
ID=59137852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710126988.XA Active CN106832234B (zh) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | 一种生物可降解的聚合物材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106832234B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111671967A (zh) * | 2020-04-18 | 2020-09-18 | 山东朱氏药业集团有限公司 | 基于聚乳酸、聚己内酯共聚物的可降解组织胶制备方法 |
CN115154664B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-07-04 | 浙江中在医疗科技有限公司 | 一种可降解输尿管支架及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1271742A (zh) * | 1999-04-26 | 2000-11-01 | 中国科学院化学研究所 | 一种生物降解性三元共聚酯及其制法 |
WO2012030819A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Surmodics Pharmaceuticals, Inc. | Terpolymers as pressure-sensitive adhesives |
WO2013042870A1 (ko) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | 주식회사 메타바이오메드 | 봉합사용 생분해성 고분자 및 제조 방법 |
CN103992465A (zh) * | 2014-05-04 | 2014-08-20 | 电子科技大学 | 生物可降解三元共聚物 |
WO2014186777A1 (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Elixir Medical Corporation | Biodegradable endoprostheses and methods for their fabrication |
-
2017
- 2017-03-06 CN CN201710126988.XA patent/CN106832234B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1271742A (zh) * | 1999-04-26 | 2000-11-01 | 中国科学院化学研究所 | 一种生物降解性三元共聚酯及其制法 |
WO2012030819A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Surmodics Pharmaceuticals, Inc. | Terpolymers as pressure-sensitive adhesives |
WO2013042870A1 (ko) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | 주식회사 메타바이오메드 | 봉합사용 생분해성 고분자 및 제조 방법 |
WO2014186777A1 (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Elixir Medical Corporation | Biodegradable endoprostheses and methods for their fabrication |
CN103992465A (zh) * | 2014-05-04 | 2014-08-20 | 电子科技大学 | 生物可降解三元共聚物 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Synthesis and degradation of a tri-component copolymer derived from glycolide, L-lactide, and epsilon-caprolactone;Cai, Q;《JOURNAL OF BIOMATERIALS SCIENCE-POLYMER EDITION》;20001230;第11卷(第3期);273-288 |
聚乙交酯-丙交酯-己内酯三元无规共聚物及其电纺膜的制备与表征;杨欢;《合成化学》;20160330;第24卷(第3期);243-246 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106832234A (zh) | 2017-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100751733B1 (ko) | 겔 방사 성형법을 이용한 조직공학용 다공성 고분자지지체의 제조 방법 | |
Yan et al. | Injectable in situ forming poly (l-glutamic acid) hydrogels for cartilage tissue engineering | |
US4891263A (en) | Polycarbonate random copolymer-based fiber compositions and method of melt-spinning same and device | |
Kricheldorf et al. | Bismuth (III) n-hexanoate and tin (II) 2-ethylhexanoate initiated copolymerizations of ε-caprolactone and l-lactide | |
CN103709691B (zh) | 生物可降解的交联型聚合物及其制备方法 | |
Fuoco et al. | Enhancing the Properties of Poly (ε-caprolactone) by Simple and Effective Random Copolymerization of ε-Caprolactone with p-Dioxanone | |
CN105536055A (zh) | 一种形状记忆型高弹性活性纳米纤维支架及其应用 | |
CN105504248B (zh) | 可调控弹性和形状记忆效应的线性可降解聚酯弹性体的制备及应用 | |
CN106832234B (zh) | 一种生物可降解的聚合物材料及其制备方法和应用 | |
US6946143B2 (en) | Medical materials and porous scaffolds for tissue engineering made from the biodegradable glycolide/ε-caprolactone copolymer | |
Thapsukhon et al. | Effects of copolymer microstructure on the properties of electrospun poly (l‐lactide‐co‐ε‐caprolactone) absorbable nerve guide tubes | |
KR100953366B1 (ko) | 조직재생용 나노섬유 지지체 및 이의 제조방법 | |
Sarvari et al. | 3D scaffold designing based on conductive/degradable tetrapolymeric nanofibers of PHEMA-co-PNIPAAm-co-PCL/PANI for bone tissue engineering | |
CN105315412B (zh) | 马来酸酐直接接枝聚丙乙交酯制备高分子量mplga的技术 | |
CN106957416A (zh) | 可调节降解速率的[ptmc‑ga]‑[plla‑ga]嵌段聚酯及其制备方法 | |
CN106668938A (zh) | 一种神经导管及其制备方法 | |
CN104313789B (zh) | 一种增强电纺丝膜机械性能的方法 | |
ITVR950068A1 (it) | Procedimento di funzionalizzazione superficiale di poliesteri alifati- ci biocompatibili e bioassorbibili e poliesteri cosi' attivati | |
US20180326114A1 (en) | Absorbable Medical Devices Based on Novel Films and Foams Made From Semi-Crystalline, Segmented Copolymers of Lactide and Epsilon-Caprolactone Exhibiting Long Term Absorption Characteristics | |
CN104640904B (zh) | 生物分解性高分子化合物 | |
KR101667406B1 (ko) | PVP-b-PCL 블록 공중합체를 포함하는 친수성 나노섬유 세포지지체 | |
KR100517097B1 (ko) | 생분해성 락타이드/ε-카프로락톤 공중합체로부터 제조된 조직공학용 다공성 지지체 | |
Wang et al. | Poly (ether-carbonate) based hydrogel with tunable mechanical strength and enhanced bioactivity prepared by Michael addition | |
CN111188102B (zh) | 一种抗肿瘤用的复合电纺组织工程支架材料的制备方法、工程支架材料及其应用 | |
CN116554448A (zh) | 一种可降解聚乳酸基共聚物微球的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 250101 No. 2222 Pioneer Road, Jinan High-tech Zone, Shandong Province Applicant after: SEXES BIOLOGICAL TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 250101 No. 2222 Pioneer Road, Jinan High-tech Zone, Shandong Province Applicant before: Shandong saikesaisi Biological Technology Co., Ltd. |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |