CN109749694A - 一种医用聚氨酯粘合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医用材料领域，公开了一种医用聚氨酯粘合剂及其制备方法。所述制备方法为：在通入氮气和搅拌的条件下，将脱水聚醚多元醇与胺类催化剂、有机溶剂和二异氰酸酯混合，反应制得端‑NCO聚氨酯预聚体；在所得端‑NCO预聚体中加入蓖麻油或其衍生物，反应得到蓖麻油改性聚氨酯预聚体溶液；在所得蓖麻油改性聚氨酯预聚体溶液中加入多糖类物质，反应得到多糖‑蓖麻油改性超支化聚氨酯预聚体溶液；所述多糖类物质是麦芽糊精、直链淀粉和透明质酸中的任意一种或两种以上；反应完成后脱除有机溶剂，即得所述医用聚氨酯粘合剂。本发明采用蓖麻油或其衍生物、多糖类物质作为生物基多元醇，所得聚氨酯粘合剂具有显著提高的生物适用性能。
Description
技术领域
本发明涉及医用材料领域，具体涉及一种医用高性能聚氨酯粘合剂及其制备方法。
背景技术
医用粘合剂正逐渐成为一种补充甚至替代外科缝合线的有力竞争技术，此种缝合手段可以防止手术期间及术后漏气、漏液现象的出现，另外还具操作简便、手术时间短、无创、无痛等优点。
医用粘合剂的临床应用的关键问题在于开发设计一种物化指标和粘结强度都适宜的产品，以实现其在伤口上的涂覆时不影响周边组织运动和功能。现已市售的医用粘合剂有来自天然的生物质改性，也有人工合成的聚合物高分子，或是两者的结合体。其中包括氰基丙烯酸酯类的Dermabond(2-氰基丙烯酸辛酯)、Histoacryl Blue(氰基丙烯酸丁酯)和LiquiBand(2-氰基丙烯酸辛酯和n-氰基丙烯酸丁酯的混合物)。然而，该类型的医用粘合剂出现固化速度过快导致涂覆容错率低、粘附位点的柔韧性差、可能存在的放热灼伤等问题，从而限制了它们的使用。由于其生物相容性差，氰基丙烯酸酯适用于外科手术中居多。
近来多使用生物基粘合剂如壳聚糖类粘合剂(Hem ConTM)、基于肽的物质(BioGlue)或纤维蛋白粘合剂(Tissucol)、以及仿生类粘合剂(Cell-Tak,MAP,USUN Afix)作为氰基丙烯酸酯的替代物。这些类型的医用粘合剂存在的问题在于：壳聚糖含有大量的-NH2，在生理条件下带正电荷，单独使用时与组织的粘附力差；蛋白质基的粘合剂除了高成本之外，纤维蛋白粘合剂还有相对弱的粘合强度、降解速度过快和有携带病毒风险的特点，使得其仅用于松弛皮肤中较小的切口；仿生类组织粘合剂如贻贝粘蛋白MAP的量产难以实现，因其提取率低和保存条件苛刻导致使用成本较高。
尽管市面上已存在上述类型医用粘合剂，但均有或多或少的问题使它们不能在诸如肺、心脏、血管等弹性软组织上得到广泛的应用。
聚氨酯粘合剂多采用聚醚多元醇和芳香族二异氰酸酯为反应物，聚醚多元醇多选用聚氧化乙烯PEO和聚四氢呋喃二醇PTMEG(EP0482467A2，CN201510944524.0)，因聚醚多元醇能增加固化产物链段的柔韧性。异氰酸酯优选TDI、MDI(US20030135238A1，CN201710452550.0)，两者都带有吸电子取代基以提高其反应活性。
使用聚氨酯粘合剂有三个主要挑战：固化时间长(US4806614)，醚基聚氨酯不易生物降解(US20110245351A1)，以及降解产物的毒性和致癌性(US5578662)。
现阶段大多通过使用芳香族异氰酸酯即可达到快速固化，然而芳香族异氰酸酯易反应形成泡沫。泡沫渗透到伤口后扩大伤口边缘间的距离，导致愈合过程难以进行，这就增加了瘢痕的形成。此外，泡沫的形成也会造成粘结剂层的机械强度和粘合力降低。
专利CN201710879156.5选取伯胺基硅烷与用以替代芳香族异氰酸酯的化合物赖氨酸二异氰酸酯反应得到的产物中存在脲键，相比氨基甲酸酯键，脲键极性较高，能够与体系中的氢形成很强的氢键，导致此类粘合剂黏度过高，不利于使用。另外，依赖于封端的脂肪族赖氨酸二异氰酸酯中的-NCO与组织反应会出现速度过慢的情况。
为了提高脂肪族二异氰酸酯的反应活性，JP2003038634使用了含氟异氰酸酯，然而这导致产品在施用部位起作用之前会优先发生自聚。
EP0482467A2描述了聚酯多元醇可以通过链段上的酯基形成水解产物代谢掉，是众所周知的可降解、可吸收的医用材料，且其降解往往发生在伤口愈合之后。
对于脂肪族异氰酸酯的体系显示反应活性不够而导致的固化速度过慢，通过使用催化剂可以解决此问题。US5578662描述了在所有实施例中均使用有机锡类作为催化剂，这会产生相应的毒性。专利CN201710452550.0介绍并使用胺类催化剂可以提高反应速率的同时解决毒性这一问题。
根据US20030135238，具有三官能度或支化结构的并能形成水凝胶的聚氨酯预聚物是唯一合适的粘合剂。粘合剂还必须能够与组织形成共价键。蓖麻油的成分是脂肪酸的三甘油酯，其中90％为蓖麻油酸(9-烯基-12羟基十八酸)，存在于蓖麻的种子里，原料来源简单丰富。作为唯一含羟基酸的商业油脂，蓖麻油的平均羟基官能度为2.7，分子并非平面结构，故反应后可以形成立体网状结构，能赋予聚氨酯材料高硬度、高拉伸强度以及优异的生物相容性(关键.蓖麻油型聚氨酯密封胶[J].中国塑料,2000(2):25-32.)。
相较人工合成聚合物而言，多糖类物质如麦芽糊精、直链淀粉、透明质酸等本身就是通过天然单糖缩聚而得，故其构建的聚合物更易彻底生物降解，良好的生物相容性也不会引发免疫反应。
超支化聚合物是通过ABx型单体(x≥2)的缩聚反应而得到的具有三维立体结构的大分子，有着低粘度、球形结构、高溶解性、高官能度的特点(Fréchet J M J,Hawker C J,Gitsov I,et al.Dendrimers and Hyperbranched Polymers:Two Families of Three-Dimensional Macromolecules with Similar but ClearlyDistinct Properties[J].Journal of Macromolecular Science:Part A-Chemistry,1996,33(10):1399-1425.)。充分利用超支化大分子的高官能度这一特性可以大大增加粘合剂与组织形成共价键的反应位点，将大幅度提升医用粘合剂的力学强度和固化时速度，此点深受研究人员青睐使之成为研究医用粘合剂的热点方向。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种医用高性能聚氨酯粘合剂的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的医用高性能聚氨酯粘合剂。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种医用聚氨酯粘合剂，其特征在于，包括具备通式(Ⅰ)的化合物
(Ⅰ)
其中，R1在每次出现时是相同或不同的并选自分子量为200、400或600的聚乙二醇(PEG)中的至少一种与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种反应形成的线型缩聚产物；
Y代表氨基甲酸酯键，具有化学式-NHCOO-；
R2在每次出现时是相同或不同的并选自分子中平均羟基官能度n＞2的蓖麻油或其衍生物包括蓖麻油、氧化蓖麻油、氢化蓖麻油中的至少一种与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种反应形成的体型缩聚产物，支化点连接末端具备-R3-(Y)n-(R4)n通式的结构；
其中
所述的蓖麻油的分子结构如式(Ⅱ)所示：
(Ⅱ)
R3在每次出现时是相同或不同的并选自DE值为10、15的麦芽糊精或分子量为500、1000的直链淀粉或分子量为5000的透明质酸中的至少一种与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种反应形成的缩聚产物；
其中
所述的麦芽糊精的分子结构如式(Ⅲ)所示：
(Ⅲ)
n为从11至67、优选从41至62的整数；
R4在每次出现时是相同或不同的并选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种。
一种医用聚氨酯粘合剂的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)在通入氮气和搅拌的条件下，将脱水聚醚多元醇与胺类催化剂、有机溶剂和二异氰酸酯混合，反应制得端-NCO聚氨酯预聚体；
(2)在步骤(1)所得端-NCO预聚体中加入蓖麻油或其衍生物，反应得到蓖麻油改性聚氨酯预聚体溶液；
(3)在步骤(2)所得蓖麻油改性聚氨酯预聚体溶液中加入脱水多糖类物质，反应得到多糖-蓖麻油改性超支化聚氨酯预聚体溶液；所述多糖类物质是麦芽糊精、直链淀粉和透明质酸中的任意一种或两种以上；
(4)反应完成后脱除有机溶剂，即得所述医用聚氨酯粘合剂。
步骤(2)(3)反应期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的有机溶剂。
优选地，步骤(1)中所述的聚醚多元醇包括分子量为200、400或600的聚乙二醇(PEG)中的至少一种。
优选地，所述的二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种。
优选地，所述的胺类催化剂为三乙胺、三乙醇胺、三乙烯二胺中的至少一种。
优选地，所述的有机溶剂为丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的至少一种。
优选地，步骤(2)中所述的蓖麻油或其衍生物是指分子中平均羟基官能度n＞2的蓖麻油或其衍生物包括蓖麻油、氧化蓖麻油、氢化蓖麻油中的至少一种。
优选地，步骤(3)中所述的多糖类物质是指DE值为10、15的麦芽糊精，分子量为500、1000的直链淀粉，分子量为5000的透明质酸中的至少一种。
优选地，按所得聚氨酯粘合剂中总固体物的质量计，所述聚醚多元醇的加入量为0.22％～0.23％，二异氰酸酯的加入量为63％～70％，胺类催化剂的加入量为0.3％～0.6％，有机溶剂的加入量为29％～49％，蓖麻油或其衍生物的加入量为17.0％～18.0％，多糖类物质的加入量为11％～19％。
优选地，步骤(1)所述脱水聚醚多元醇的制备：聚醚多元醇在0.05～0.1MPa的真空度、100～110℃下进行搅拌脱水处理，搅拌速度为800～1200r/min，时间为2.5～3h，得到脱水聚醚多元醇。
优选地，所述多糖类物质经如下脱水处理：将多糖类物质置于0.08～0.1MPa的真空度、60～70℃下干燥24～48h。
优选地，步骤(1)中反应温度为65～85℃，反应时间为1～1.5h。
优选地，步骤(2)中反应温度为65～85℃，反应时间为2.5～3h。
优选地，步骤(3)中反应温度为70～90℃，反应时间为3～3.5h。
优选地，步骤(1)所述真空脱水的聚醚多元醇的制备：将聚醚多元醇在0.05～0.1MPa的真空度、100～110℃下进行搅拌脱水处理，搅拌速度为800～1200r/min，时间为2.5～3h，得到脱水聚醚多元醇。
优选地，步骤(1)中所述的搅拌速度为600～800r/min。
优选地，步骤(2)中所述的搅拌速度为600～800r/min。
优选地，步骤(3)中所述的搅拌速度为700～900r/min。
优选地，步骤(4)中所述脱除有机溶剂的条件为温度40～60℃、真空度0.05～0.1MPa。
通过上述方法所得聚氨酯粘合剂，其支化度为0.52，数均分子量Mn为15312～34611g/mol，聚合物分子中NCO的含量为2.0～3.2毫当量/g。使用所得医用聚氨酯粘合剂在猪皮上进行力学实验，剪切强度可达到39.52～64.62KPa，伤口缝合强度16.8～45.8KPa，断裂伸长率均在200％以上，七周体外降解率为7.29～9.62％，在20～40℃下固化，固化时间为7～25min。
本发明的原理是采用分子中既含有反应性羟基且平均羟基官能度为2.7、又含有少量亲水性酯基、及具有十八个碳的长碳链的蓖麻油或其衍生物作为生物基多元醇部分，在聚氨酯的分子结构中引入了能够与二异氰酸酯交联反应形成的立体网状结构单元、引入了少量亲水性酯基使其在伤口愈合后能够通过水合作用进行降解、与疏水性的长碳链以抵抗在组织中粘合初期的吸水溶胀，从而制备了一种生物相容性良好的医用聚氨酯粘合剂。此外，蓖麻油或其衍生物分子中还含有多于两个-OH，理论上都能够与二异氰酸酯的-NCO基发生反应，借助蓖麻油或其衍生物的多羟基为支化点，将-NCO封端聚氨酯预聚物和生物相容性优异的多糖类物质连接起来，构造一个超支化大分子，再在大分子末端封端-NCO基团。由于多糖类物质结构上的多羟基相当于赋予了聚氨酯链段上密度更大的封端-NCO，因此，该设计增加了聚氨酯粘合剂与组织的反应活性点，增强了聚氨酯粘合剂的力学性能，这些均有益于医用聚氨酯粘合剂生物适用性能的提高。最后，通过控制原料加入顺序，在聚氨酯预聚物上层层组装蓖麻油或其衍生物和多糖类物质，得到结构合理规整、支化度和分子量均匀的医用高性能聚氨酯粘合剂。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)将聚氨酯、蓖麻油、多糖类物质这三者连同起来，用超支化大分子这一概念凸显三者的结构优势的同时，还赋予整个大分子特别的性能，设计发明一种支化度、分子量均匀的、结构可控的医用高性能聚氨酯粘合剂。
(2)本发明从分子结构和化学组成方面着手来提高医用聚氨酯粘合剂自身的生物适用性能，所得产品的性能有了大幅度的提高；
(3)在聚氨酯的分子结构中引入比例适宜的亲水性和疏水性基团，促进了该种医用聚氨酯粘合剂良好性能的充分发挥；
(4)蓖麻油或其衍生物分子中还含有多于两个-OH，借助其结构上的多羟基为支化点，将-NCO封端聚氨酯预聚物和生物相容性优异的多糖类物质连接起来，构造一个超支化大分子，再在大分子末端封端-NCO基团，则相当于赋予了聚氨酯链段上密度更大的封端-NCO，从而增加了聚氨酯粘合剂与组织的反应活性点，增强了聚氨酯粘合剂的力学性能；
(5)通过控制原料加入顺序，在聚氨酯预聚物上层层组装蓖麻油或其衍生物和多糖类物质，得到结构合理规整、支化度和分子量均匀的医用高性能聚氨酯粘合剂。
(6)以本发明合成的聚氨酯粘合剂的具体步骤为模板，可以通过调控蓖麻油分子上的羟基含量和多糖类物质的添加量来达到精准设计残余定量封端-NCO的目的，继而形成主要共价键脲基的数量的不同，具备强度不一的粘结力，因此具有良好的配方可调节性及适应性，可满足客户对不同应用的需要。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)将分子量为400的PEG 0.24g加入到装有搅拌器、温度计的500mL四口烧瓶中，在0.1MPa的真空度、110℃下进行搅拌脱水处理，搅拌速度为1200r/min，时间为3h，得到脱水聚醚多元醇。将DB值为10的麦芽糊精置于0.08MPa的真空度、60℃下干燥24h。
(2)将步骤(1)的脱水聚醚多元醇降温至70℃，然后边通氮气边加入0.62g三乙胺、30.0g二甲基亚砜、68.91g IPDI，在70℃下搅拌反应1.5h，搅拌速度为700r/min，制得端-NCO聚氨酯预聚体。期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的二甲基亚砜。
(3)在步骤(2)所得端-NCO预聚体中加入二甲基亚砜调节粘度，然后加入18.67g蓖麻油，在70℃下搅拌反应1.5h，搅拌速度为700r/min，得到蓖麻油改性聚氨酯粘合剂溶液；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的二甲基亚砜。
(4)在步骤(3)所得端-NCO预聚体中加入15.00g DB值为10的麦芽糊精，在80℃下搅拌反应3.5h，搅拌速度为800r/min，得到多糖-蓖麻油改性超支化聚氨酯粘合剂溶液；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的二甲基亚砜。
(5)最后，在温度为60℃、真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏脱除二甲基亚砜，即得所述的医用高性能聚氨酯粘合剂。
经检测，采取核磁共振法(刘棚滔.超支化水性聚氨酯的合成、改性与表征[D].安徽大学,2015，下同)测得本实施例所得粘合剂的支化度为0.52，采取凝胶渗透色谱法测得数均分子量Mn为25573g/mol，多分散系数PDI为2.4，聚合物分子中NCO的含量为3.2毫当量/g。剪切强度为39.52KPa(按照美国材料与试验协会测试标准ASTM F2255-05Standard TestMethod for Strength Properties of Tissue Adhesives in Lap-Shear by TensionLoading规定的方法测定，下同)，伤口缝合强度为16.8KPa(按照美国材料与试验协会测试标准ASTM F2458-05Wound Closure Strength of Tissue Adhesives and Sealants规定的方法测定，下同)，断裂伸长率为210％，七周体外降解率为9.62％，固化时间为5min。
实施例2
(1)将分子量为400的PEG 0.24g加入到装有搅拌器、温度计的500mL四口烧瓶中，在0.1MPa的真空度、100℃下进行搅拌脱水处理，搅拌速度为1200r/min，时间为3h，得到脱水聚醚多元醇。将DB值为15的麦芽糊精置于0.1MPa的真空度、70℃下干燥48h。
(2)将步骤(1)的脱水聚醚多元醇降温至75℃，然后边通氮气边加入0.32g三乙胺和0.30g三乙醇胺、50.0g N,N-二甲基甲酰胺、68.91g IPDI，在75℃下搅拌反应1h，搅拌速度为800r/min，制得端-NCO聚氨酯预聚体。期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的N,N-二甲基甲酰胺。
(3)在步骤(2)所得端-NCO预聚体中加入N,N-二甲基甲酰胺调节粘度，然后加入18.68g氧化蓖麻油，在70℃下搅拌反应3h，搅拌速度为800r/min，得到蓖麻油改性聚氨酯预聚体溶液；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的N,N-二甲基甲酰胺。
(4)在步骤(3)所得端-NCO预聚体中加入15.12g DB值为15的麦芽糊精，在90℃下搅拌反应3h，搅拌速度为900r/min，得到多糖-蓖麻油改性超支化聚氨酯粘合剂溶液；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的N,N-二甲基甲酰胺。
(5)最后，在温度为40℃、真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏脱除N,N-二甲基甲酰胺，即得所述的医用高性能聚氨酯粘合剂。
经检测，采取核磁共振法测得本实施例所得粘合剂的支化度为0.52，采取凝胶渗透色谱法测得数均分子量Mn为18601g/mol，多分散系数PDI为1.8，化合物中NCO的含量为3.0毫当量/g。剪切强度为46.20KPa(ASTM F2255-05)，伤口缝合强度为28.9KPa(ASTMF2458-05)，断裂伸长率为224％，七周体外降解率为8.33％，固化时间为9min。
实施例3
(1)将分子量为400的PEG 0.24g加入到装有搅拌器、温度计的500mL四口烧瓶中，在0.05MPa的真空度、105℃下进行搅拌脱水处理，搅拌速度为1000r/min，时间为3h，得到脱水聚醚多元醇。将直链淀粉置于0.08MPa的真空度、60℃下干燥48h。
(2)将步骤(1)的脱水聚醚多元醇降温至65℃，然后边通氮气边加入0.66g二乙烯三胺、30.0g四氢呋喃、77.58g MDI，在65℃下搅拌反应1.5h，搅拌速度为600r/min，制得端-NCO聚氨酯预聚体。期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的四氢呋喃。
(3)在步骤(2)所得端-NCO预聚体中加入四氢呋喃调节粘度，然后加入18.79g氢化蓖麻油，在70℃下搅拌反应3h，搅拌速度为800r/min，得到蓖麻油改性聚氨酯预聚体溶液；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的四氢呋喃。
(4)在步骤(3)所得端-NCO预聚体中加入13.05g直链淀粉，在70℃下搅拌反应3h，搅拌速度为900r/min，得到多糖-蓖麻油改性超支化聚氨酯粘合剂溶液；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的四氢呋喃。
(5)最后，在温度为50℃、真空度为0.05MPa的条件下减压蒸馏脱除四氢呋喃，即得所述的医用高性能聚氨酯粘合剂。
经检测，采取核磁共振法测得本实施例所得粘合剂的支化度为0.52，采取凝胶渗透色谱法测得数均分子量Mn为34611g/mol，多分散系数PDI为2.8，聚合物分子中NCO的含量为2.0毫当量/g。剪切强度为54.80KPa(ASTM F2255-05)，伤口缝合强度为37.6KPa(ASTMF2458-05)，断裂伸长率为238％，七周体外降解率为8.65％，固化时间为7min。
实施例4
(1)将分子量为400的PEG 0.24g加入到装有搅拌器、温度计的500mL四口烧瓶中，在0.1MPa的真空度、110℃下进行搅拌脱水处理，搅拌速度为1000r/min，时间为2.5h，得到脱水聚醚多元醇。将透明质酸置于0.08MPa的真空度、60℃下干燥24h。
(2)将步骤(1)的脱水聚醚多元醇降温至85℃，然后边通氮气边加入0.33g三乙胺、30.0g二甲基亚砜、68.91g IPDI，在85℃下搅拌反应1h，搅拌速度为800r/min，制得端-NCO聚氨酯预聚体。期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的二甲基亚砜。
(3)在步骤(2)所得端-NCO预聚体中加入二甲基亚砜调节粘度，然后加入18.67g氢化蓖麻油，在70℃下搅拌反应2.5h，搅拌速度为600r/min，得到蓖麻油改性聚氨酯预聚体溶液；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量二甲基亚砜。
(4)在步骤(3)所得端-NCO预聚体中加入21.42g透明质酸，在90℃下搅拌反应3.5h，搅拌速度为700r/min，得到多糖-蓖麻油改性超支化聚氨酯粘合剂溶液；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的二甲基亚砜。
(5)最后，在温度为60℃、真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏脱除二甲基亚砜，即得所述的医用高性能聚氨酯粘合剂。
经检测，采取核磁共振法测得本实施例所得粘合剂的支化度为0.52，采取凝胶渗透色谱法测得数均分子量Mn为15312g/mol，多分散系数PDI为2.1，聚合物分子中NCO的含量为3.0毫当量/g。剪切强度为64.52KPa(ASTM F2255-05)，伤口缝合强度为45.8KPa(ASTMF2458-05)，断裂伸长率为257％，七周体外降解率为7.29％，固化时间为11min。
对比例1
除了采用同质量的分子量为400的PEG代替实施例1中的蓖麻油和多糖类物质之外，本对比例与实施例1的其他技术参数完全一样。具体步骤如下：
(1)将分子量为400的PEG 0.24g加入到装有搅拌器、温度计的500mL四口烧瓶中，在0.1MPa的真空度、110℃下进行搅拌脱水处理，搅拌速度为1200r/min，时间为3h，得到脱水聚醚多元醇。
(2)将步骤(1)的脱水聚醚多元醇降温至70℃，然后边通氮气边加入0.62g三乙胺、30.0g二甲基亚砜、68.91g IPDI，在70℃下搅拌反应1.5h，搅拌速度为700r/min，制得端-NCO聚氨酯预聚体。期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的二甲基亚砜。
(3)在步骤(2)所得端-NCO预聚体中加入二甲基亚砜调节粘度，然后加入18.67g分子量为400的PEG，在70℃下搅拌反应1.5h，搅拌速度为700r/min；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的二甲基亚砜。
(4)在步骤(3)所得端-NCO预聚体中加入15.00g分子量为400的PEG，在80℃下搅拌反应3.5h，搅拌速度为800r/min；期间，根据粘度的变化，随时调控搅拌器转速以及加入适量的二甲基亚砜。
(5)最后，在温度为60℃、真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏脱除二甲基亚砜，即得所述的医用聚氨酯粘合剂。
经检测，本实施例所得粘合剂的剪切强度为32.56KPa，伤口缝合强度为15.8KPa，断裂伸长率为202％，七周体外降解率为3.72％，固化时间为30min。
由对比结果可以看出，本发明通过采用蓖麻油或其衍生物和多糖类物质作为生物基多元醇，所得聚氨酯粘合剂的剪切强度和伤口缝合强度得到显著的提高，即显著提高了聚氨酯粘合剂的力学性能。同时缩短了固化时间。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种医用聚氨酯粘合剂，其特征在于，包括具备通式(Ⅰ)的化合物(Ⅰ)
其中，R1在每次出现时是相同或不同的并选自分子量为200、400或600的聚乙二醇(PEG)中的至少一种与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种反应形成的线型缩聚产物；
Y代表氨基甲酸酯键，具有化学式-NHCOO-；
R2在每次出现时是相同或不同的并选自分子中平均羟基官能度n＞2的蓖麻油或其衍生物包括蓖麻油、氧化蓖麻油、氢化蓖麻油中的至少一种与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种反应形成的体型缩聚产物，支化点连接末端具备-R3-(Y)n-(R4)n通式的结构；
R3在每次出现时是相同或不同的并选自DE值为10、15的麦芽糊精或分子量为500、1000的直链淀粉或分子量为5000的透明质酸中的至少一种与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种反应形成的缩聚产物；
n为从11至67、优选从41至62的整数；
R4在每次出现时是相同或不同的并选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种。
2.一种医用聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
(1)在通入氮气和搅拌的条件下，将脱水聚醚多元醇与胺类催化剂、有机溶剂和二异氰酸酯混合，反应制得端-NCO聚氨酯预聚体；
(2)在步骤(1)所得端-NCO预聚体中加入蓖麻油或其衍生物，反应得到蓖麻油改性聚氨酯预聚体溶液；
(3)在步骤(2)所得蓖麻油改性聚氨酯预聚体溶液中加入多糖类物质，反应得到多糖-蓖麻油改性超支化聚氨酯预聚体溶液；所述多糖类物质是麦芽糊精、直链淀粉和透明质酸中的任意一种或两种以上；
(4)反应完成后脱除有机溶剂，即得所述医用聚氨酯粘合剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的聚醚多元醇包括分子量为200、400或600的聚乙二醇(PEG)中的至少一种；
所述的二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种；
所述的胺类催化剂为三乙胺、三乙醇胺、三乙烯二胺中的至少一种；
所述的有机溶剂为丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的蓖麻油或其衍生物是指分子中平均羟基官能度n＞2的蓖麻油或其衍生物包括蓖麻油、氧化蓖麻油、氢化蓖麻油中的至少一种；
步骤(3)中所述的多糖类物质是指DE值为10、15的麦芽糊精，分子量为500、1000的直链淀粉，分子量为5000的透明质酸中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，按所得聚氨酯粘合剂中总固体物的质量计，所述聚醚多元醇的加入量为0.22％～0.23％，二异氰酸酯的加入量为63％～70％，胺类催化剂的加入量为0.3％～0.6％，有机溶剂的加入量为29％～49％，蓖麻油或其衍生物的加入量为17.0％～18.0％，多糖类物质的加入量为11％～19％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，其特征在于，步骤(1)所述脱水聚醚多元醇的制备：聚醚多元醇在0.05～0.1MPa的真空度、100～110℃下进行搅拌脱水处理，搅拌速度为800～1200r/min，时间为2.5～3h，得到脱水聚醚多元醇；
所述多糖类物质经如下脱水处理：将多糖类物质置于0.08～0.1MPa的真空度、60～70℃下干燥24～48h。
7.根据权利要求2～6任意一项所述的制备方法，步骤(1)中反应温度为65～85℃，反应时间为1～1.5h；步骤(2)中反应温度为65～85℃，反应时间为2.5～3h；步骤(3)中反应温度为70～90℃，反应时间为3～3.5h。
8.根据权利要求2～6任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述真空脱水的聚醚多元醇的制备：将聚醚多元醇在0.05～0.1MPa的真空度、100～110℃下进行搅拌脱水处理，搅拌速度为800～1200r/min，时间为2.5～3h，得到脱水聚醚多元醇。
9.根据权利要求2～6任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的搅拌速度为600～800r/min；步骤(2)中所述的搅拌速度为600～800r/min；步骤(3)中所述的搅拌速度为700～900r/min。
10.根据权利要求2～6任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述脱除有机溶剂的条件为温度40～60℃、真空度0.05～0.1MPa。
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