CN115160548A - 含双硫键的共聚物及其制备方法、应用 - Google Patents

含双硫键的共聚物及其制备方法、应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115160548A
CN115160548A CN202210800443.3A CN202210800443A CN115160548A CN 115160548 A CN115160548 A CN 115160548A CN 202210800443 A CN202210800443 A CN 202210800443A CN 115160548 A CN115160548 A CN 115160548A
Authority
CN
China
Prior art keywords
disulfide
cyclic ester
disulfide bond
copolymer
reaction
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
Application number
CN202210800443.3A
Other languages
English (en)
Inventor
罗时荷
范义飞
毛秦岑
刘逸涵
徐家林
杨世美
韦文青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huangpu Institute of Materials
Original Assignee
Huangpu Institute of Materials
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huangpu Institute of Materials filed Critical Huangpu Institute of Materials
Priority to CN202210800443.3A priority Critical patent/CN115160548A/zh
Publication of CN115160548A publication Critical patent/CN115160548A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G63/688—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing sulfur
    • C08G63/6882—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing sulfur derived from hydroxy carboxylic acids
    • 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
    • A61L17/00—Materials for surgical sutures or for ligaturing blood vessels ; Materials for prostheses or catheters
    • A61L17/06—At least partially resorbable materials
    • A61L17/10—At least partially resorbable materials containing macromolecular materials
    • A61L17/12—Homopolymers or copolymers of glycolic acid or lactic acid
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • D01F6/84—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from copolyesters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

本发明涉及一种含双硫键的共聚物，包括含功能基团的二硫醚与一种或几种环酯单体共聚形成的共聚物，所述功能基团包括羟基、氨基以及羧基中的一种或几种的混合。上述的含双硫键的共聚物的结构中不仅包括了通过环酯单体进行开环聚合形成的聚合物基团，具有良好的可降解性能，生物相容性好，还包括通过与二硫醚反应引入的双硫键，双硫键能够对人体中或外加的谷胱甘肽产生氧化‑还原刺激响应，有利于进一步提高共聚物的降解性能。

Description

含双硫键的共聚物及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域，特别是涉及一种含双硫键的共聚物及其制备方法、应用。
背景技术
可吸收手术缝合线植入人体组织后，能被人体降解吸收，能够免除病人的拆线痛苦，是一类极具应用潜力的新型缝合材料。用于制备可吸收缝合线的基材通常包括天然高分子类的生物材料以及合成高分子类的生物可降解材料。
以天然高分子类的生物材料为基材制备可吸收手术缝合线，是指以纤维素、壳聚糖、胶原蛋白纤维等天然高分子为原料，先通过对这些天然高分子进行物理或化学改性，然后再通过静电纺丝、湿法纺丝等技术来制备得到的一类可吸收手术缝合线，例如国内专利CN114057898A、CN109224117A、CN112301495A、CN112516372A、CN111840630A均记载了相关的技术手段。此类可吸收手术缝合线，由于基材大多为生物相容性较高的天然高分子材料，对人体组织的相容性较好，目前制备工艺整体上已经较为成熟。
以合成高分子类的生物可降解材料为基材制备可吸收手术缝合线，是指对聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯(PHAs)、聚氨酯(PUs)等聚合物先进行物理或化学改性，然后通过相应的纺丝技术来制备得到的一类可吸收手术缝合线，例如国内专利CN104927034A、CN112516372A、CN1596992A、CN104940988A、CN113144274A、CN109224118A均记载了相关的技术手段。通过调节基材的单体结构和种类，可对可吸收手术缝合线的生物相容性、生物可降解性等性能进行合理调控，实现结构与性能的可控调节，具有十分广泛的发展前景。
然而，无论是以天然高分子类的生物材料为基材制备可吸收手术缝合线，还是以合成高分子类的生物可降解材料为基材制备可吸收手术缝合线，目前多数可吸收手术缝合线的降解过程大多以酯键或酰胺键断裂的模式来实现，降解速度以自身材料的降解速率为主，难以通过其他方式促进可吸收手术缝合线的降解速率。
为此，亟需研发出一种不仅能够依靠自身材料的性能实现降解，还能够通过外部刺激进一步促进降解性能的可吸收手术缝合线。
发明内容
基于此，有必要提供一种含双硫键的共聚物及其制备方法、应用，利用含双硫键的共聚物进一步制成的可吸收手术缝合线不仅可以在体液作用下实现自身降解，还可以在谷胱甘肽的氧化还原刺激响应下进一步加快降解速率。
本发明一实施例提供一种含双硫键的共聚物，包括含功能基团的二硫醚与一种或几种环酯单体共聚形成的共聚物，所述功能基团包括羟基、氨基以及羧基中的一种或几种的混合。
在其中一个实施例中，所述环酯单体包括乙交酯、丙交酯以及ε-己内酯中的一种或几种的混合；和/或
所述含功能基团的二硫醚包括双(2-羟基乙基)二硫醚、3,3'-二硫代双(1-己醇)、双(2-氨乙基)二硫醚、双(2-羧基乙基)二硫醚、4,4'-二硫代二丁酸、双[3-羧基吡啶]6,6’-二硫醚以及二硫代二乙酸中的一种或几种的混合。
在其中一个实施例中，所述环酯单体包括乙交酯、丙交酯以及ε-己内酯中的至少两种。
本发明一实施例还提供一种如上述任一实施例中所述的含双硫键的共聚物的制备方法，包括如下步骤：
将所述环酯单体、所述含功能基团的二硫醚以及催化剂混合，在低压条件下加热熔融，反应。
在其中一个实施例中，每一种所述环酯单体与所述含功能基团的二硫醚的摩尔比为(5～200):1；和/或
所述催化剂的质量为所述含功能基团的二硫醚以及最先与其反应的环酯单体的质量之和的0.1％～1％。
在其中一个实施例中，所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、有机铋以及有机锌中的一种或几种的混合。
在其中一个实施例中，加热的温度为100℃～200℃；和/或
所述低压条件为压强1kPa～10kPa。
在其中一个实施例中，所述环酯单体包括至少两种不同的环酯单体，制备方法包括如下步骤：
将其中一种环酯单体与所述含功能基团的二硫醚以及催化剂混合反应后，再依次将其它不同的环酯单体加入反应体系中依次进行反应。
本发明一实施例还提供一种纺丝纤维制品的制备方法，包括如下步骤：
对如上述任一实施例中所述的含双硫键的共聚物进行熔融纺丝。
在其中一个实施例中，所述熔融纺丝的条件包括：螺杆转速为1r/min
～30r/min，纺丝温度为190℃～280℃，喷丝口模直径为0.25mm～1.5mm，收卷速度为150m/min～300m/min。
本发明一实施例还提供一种纺丝纤维制品，由上述任一实施例中所述的纺丝纤维制品的制备方法制备得到。
在其中一个实施例中，所述纺丝纤维制品的直径为0.34mm～0.41mm。
本发明一实施例还提供一种如上述任一实施例中所述的纺丝纤维制品作为可吸收手术缝合线的应用。
上述的含双硫键的共聚物的结构中不仅包括了通过环酯单体进行开环聚合形成的聚合物基团，这些基团本身具有良好的可降解性能，生物相容性好，还包括了通过与含功能基团的二硫醚反应引入的双硫键，双硫键能够对人体中或外加的谷胱甘肽产生氧化-还原刺激响应，有利于进一步提高共聚物的降解性能。
附图说明
图1为实施例1制备得到的含双硫键的共聚物的1HNMR谱图；
图2为实施例2制备得到的含双硫键的共聚物的1HNMR谱图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合实施例对本发明的含双硫键的共聚物及其制备方法、应用进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明一实施方式提供一种含双硫键的共聚物，包括含功能基团的二硫醚与一种或几种环酯单体共聚形成的共聚物，其中功能基团可以但不限于包括羟基、氨基以及羧基中的一种或几种的混合。该共聚物具有良好的降解性能，降解能力主要来源于以下两个方面：一方面，共聚物包括环酯单体开环聚合后形成的高分子聚合物链段，这些高分子聚合物链段本身具有良好的降解性能。另一方面，共聚物含有双硫键，双硫键是一种动态共价键不仅可在紫外光或碱性条件下通过巯基自由基/巯负离子进攻双硫键引发巯基-双硫键可逆交换反应，还可以在还原剂的作用下发生断裂被还原成巯基，又可以在氧化剂的作用下再次发生偶联，因此，具有双硫键的化合物具有多种模式的刺激响应能力，而人体内存在有谷胱甘肽(GSH)，是一种还原剂，在谷胱甘肽的刺激作用下能够将共聚物中的双硫键还原成巯基，从而使得共聚物发生降解，可以理解地，共聚物还可以通过外加谷胱甘肽、进行紫光光照、调节pH等方式进一步提高双硫键的刺激响应能力，从而促进共聚物的降解。
在一个具体的示例中，环酯单体例如可以但不限于包括乙交酯、丙交酯以及ε-己内酯中的一种或几种的混合。可以理解地，环酯单体例如可以只包括乙交酯、丙交酯以及ε-己内酯中的任意一种，也可以是乙交酯、丙交酯以及ε-己内酯中的两两组合，甚至同时包含上述这三种环酯单体。
优选地，环酯单体包括乙交酯、丙交酯以及ε-己内酯中的至少两种。当采用两种或两种以上环酯单体开环聚合时，得到的共聚物的强度相对更低，更容易降解。
在一个具体的示例中，二硫醚不仅包含有双硫键，同时还包含有羟基、羧基或氨基等功能基团，这些功能基团能够与环酯单体的开环产物进行反应，从而使共聚物的高分子链段上连接有双硫键。进一步地，含功能基团的二硫醚例如可以但不限于包括双(2-羟基乙基)二硫醚、3,3'-二硫代双(1-己醇)、双(2-氨乙基)二硫醚、双(2-羧基乙基)二硫醚、4,4'-二硫代二丁酸、双[3-羧基吡啶]6,6’-二硫醚以及二硫代二乙酸中的一种或几种的混合。
本发明一实施方式还提供一种含双硫键的共聚物的制备方法，包括如下步骤：
将环酯单体、含功能基团的二硫醚以及催化剂混合，在低压条件下加热熔融，反应。
在一个具体的示例中，每一种环酯单体与含功能基团的二硫醚的摩尔比为(5～200):1。例如，每一种环酯单体与含功能基团的二硫醚的摩尔比可以为5:1、25:1、35:1、45:1、50:1、55:1、60:1、75:1、85:1、95:1、105:1、120:1、132:1、149:1、156:1、168:1、177:1、187:1、190:1、194:1、200:1等等，不限于此。优选地，每一种环酯单体与含功能基团的二硫醚的摩尔比为(50～190):1。
在一个具体的示例中，催化剂的质量为含功能基团的二硫醚以及最先与其反应的环酯单体的质量之和的0.1％～1％。例如，催化剂的质量可以为含功能基团的二硫醚以及最先与其反应的环酯单体的质量之和的0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％等等，不限于此。优选地，催化剂的质量为含功能基团的二硫醚以及最先与其反应的环酯单体的质量之和的0.1％～0.5％。
在一个具体的示例中，催化剂例如可以但不限于是辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、有机铋以及有机锌中的一种或几种的混合。
在一个具体的示例中，加热的温度为100℃～200℃。例如，加热的温度可以是100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃等等，不限于此。优选地，加热的温度为120℃～200℃。在一个具体的示例中，低压条件为压强1kPa～10kPa。例如，压强可以是1kPa、2kPa、3kPa、4kPa、5kPa、6kPa、7kPa、8kPa、9kPa、10kPa等等，不限于此。优选地，低压条件为压强5kPa～8kPa。
在一个具体的示例中，每一种环酯单体加入反应体系后的反应时间为2h～12h。例如，反应时间可以是2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h等等，不限于此。优选地，反应时间为2h～4h。
在一个具体的示例中，该反应在搅拌条件下进行，搅拌转速为
200r/min～800r/min。例如，搅拌转速可以是200r/min、300r/min、400r/min、
500r/min、600r/min、700r/min、800r/min等等，不限于此。优选地，搅拌转速为200r/min～600r/min。
在一个具体的示例中，当环酯单体包括至少两种不同的环酯单体时，制备方法包括如下步骤：
将其中一种环酯单体与含功能基团的二硫醚以及催化剂混合反应后，再依次将其它不同的环酯单体加入反应体系中依次进行反应。通过该方法能够得到与设计期望相同的高分子共聚物结构，避免将所有的环酯单体一次性混合反应导致团聚反应不彻底的问题。
例如，环酯单体同时包括乙交酯和丙交酯，则可以先将乙交酯与含功能基团的二硫醚以及催化剂混合反应后，再加入丙交酯进行反应；或者，先将丙交酯与含功能基团的二硫醚以及催化剂混合反应后，再加入乙交酯进行反应。
例如，环酯单体同时包括乙交酯、丙交酯以及ε-己内酯，则可以先将乙交酯与含功能基团的二硫醚以及催化剂混合反应后，再加入丙交酯进行反应，最后再加入ε-己内酯，可以理解地，各种环酯单体的加入顺序可以替换。
可以理解地，当环酯单体包括至少两种不同的环酯单体时，每加入一种环酯单体后的反应时间均为2h～12h。
可以理解地，反应结束后，还可以包括纯化的步骤。在一个具体的示例中，提供了一种纯化方法，包括如下步骤：
用溶剂将反应后的产物溶解，然后进行沉析、洗涤、过滤，对滤渣进行干燥得到共聚物。
进一步地，用于溶解产物的溶剂例如可以但不限于是甲醇、乙醇、六氟异丙醇、三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚、乙醚中的一种或几种。
进一步地，采用去离子水进行沉析和洗涤。
进一步地，将过滤后的滤渣置于真空干燥箱中进行干燥。优选地，真空干燥箱的压强为1kPa～10kPa，真空干燥温度为40℃～45℃。
进一步地，纯化的次数为1次～3次。
可以理解地，本发明一实施例中的含双硫键的共聚物不限于采用上述方法制备得到，也可以通过其他方法制备得到。
本发明又一实施方式还提供了一种纺丝纤维制品的制备方法，包括如下步骤：
对上述的含双硫键的共聚物进行熔融纺丝。
可以理解地，熔融纺丝的条件由含双硫键的共聚物的玻璃化转变温度、熔融温度、分解温度等因素确定。进一步地，熔融纺丝的条件包括：螺杆转速为1r/min～30r/min，纺丝温度为190℃～280℃，喷丝口模直径为0.25mm～1.5mm，收卷速度为150m/min～300m/min。
更进一步地，熔融纺丝的条件包括：螺杆转速为15r/min～30r/min，纺丝温度为2190℃～260℃，喷丝口模直径为0.25mm～0.5mm，收卷速度为200m/min～300m/min。
在一个具体的示例中，采用双螺杆挤出机进行熔融纺丝。
可以理解地，为便于纺丝，在进行熔融纺丝操作前，可以先将含双硫键的共聚物切粒。
本发明又一实施方式还提供一种纺丝纤维制品，由上述的纺丝纤维制品的制备方法制备得到。
进一步地，纺丝纤维制品的直径为0.34mm～0.41mm。在该直径范围内的纺丝纤维制品符合作为可吸收手术缝合线的标准，且纺丝纤维制品的原料来源为含双硫键的共聚物，具有良好的降解性能，适合于作为一种可吸收手术缝合线。
可以理解地，该可吸收手术缝合线不仅可以在体液作用下实现自身降解，还可以通过在人体内的谷胱甘肽的氧化还原刺激响应下进一步加快降解速率，进一步地，还可以通过外加谷胱甘肽、进行紫光光照、调节pH等方式进一步提高降解能力。
以下结合具体实施例对本发明的含双硫键的共聚物及其制备方法、应用作详细说明，以下具体实施例中，若无特殊说明，所有原料均可来源于市售。
实施例1
共聚物聚(乳酸-双(2-氨乙基)二硫醚-乳酸-己内酯)的合成
称取5g丙交酯与0.2g双(2-氨乙基)二硫醚加入三颈烧瓶中，并按照丙交酯与双(2-氨乙基)二硫醚的质量之和的0.2％加入催化剂辛酸亚锡，升温至100℃，待混合物完全熔融后开启搅拌，搅拌速度为300r/min，在压强为8kPa，温度为150℃的条件下反应2h。
在恒压滴液漏斗中加入5gε-己内酯，缓慢滴加入上述反应体系中，将反应体系升温至180℃继续反应4h。
反应结束后，将三颈烧瓶放入冰浴中进行冷却，使反应瓶的温度降至80℃左右，对反应产物进行纯化处理。纯化步骤包括：先用甲醇把反应产物溶解，再用去离子水沉析和洗涤，过滤后，将滤渣置于真空干燥箱中加热至45℃干燥24h，干燥后得到共聚物。
共聚物的化学结构式为：
Figure BDA0003737358590000101
对烘干后的共聚物切粒，采用双螺杆挤出机进行熔融纺丝，螺杆转速为15r/min，纺丝温度为200℃，喷丝口模直径为0.3mm，收卷速度为250m/min，得到纺丝纤维制品，纺丝纤维制品的直径为0.386mm。
实施例2
共聚物聚(乙醇酸-3,3'-二硫代双(1-己醇)-乙醇酸-己内酯)的合成
称取12g乙交酯与0.1g 3,3'-二硫代双(1-己醇)加入三颈烧瓶中，并按照乙交酯与3,3'-二硫代双(1-己醇)的质量之和的0.3％加入催化剂有机铋，升温至100℃，待混合物完全熔融后开启搅拌，搅拌速度为400r/min，在压强为6kPa，温度为180℃的条件下反应3h。
在恒压滴液漏斗中加入4gε-己内酯，缓慢滴加入上述反应体系中，将反应体系升温至200℃继续反应3h。
反应结束后，将三颈烧瓶放入冰浴中进行冷却，使反应瓶的温度降至80℃左右，对反应产物进行纯化处理。纯化步骤包括：先用六氟异丙醇把反应产物溶解，再用去离子水沉析和洗涤，过滤后，将滤渣置于真空干燥箱中加热至40℃干燥24h，干燥后得到共聚物。
共聚物的化学结构式为：
Figure BDA0003737358590000111
对烘干后的共聚物切粒，采用双螺杆挤出机进行熔融纺丝，螺杆转速为30r/min，纺丝温度为230℃，喷丝口模直径为0.5mm，收卷速度为300m/min，得到纺丝纤维制品，纺丝纤维制品的直径为0.346mm。
实施例3
共聚物聚(乳酸-双(2-羟基乙基)二硫醚-乳酸-乙醇酸酯)的合成
称取10g丙交酯与0.1g双(2-羟基乙基)二硫醚加入三颈烧瓶中，并按照丙交酯与双(2-羟基乙基)二硫醚的质量之和的0.1％加入催化剂二月桂酸二丁基锡，升温至100℃，待混合物完全熔融后开启搅拌，搅拌速度为200r/min，在压强为5kPa，温度为120℃的条件下反应3h。
在恒压滴液漏斗中加入5g乙交酯，加热至150℃熔融后缓慢滴加入上述反应体系中，将反应体系升温至200℃继续反应3h。
反应结束后，将三颈烧瓶放入冰浴中进行冷却，使反应瓶的温度降至80℃左右，对反应产物进行纯化处理。纯化步骤包括：先用六氟异丙醇把反应产物溶解，再用去离子水沉析和洗涤，过滤后，将滤渣置于真空干燥箱中加热至40℃干燥24h，干燥后得到共聚物。
共聚物的化学结构式为：
Figure BDA0003737358590000112
对烘干后的共聚物切粒，采用双螺杆挤出机进行熔融纺丝，螺杆转速为20r/min，纺丝温度为190℃，喷丝口模直径为0.25mm，收卷速度为200m/min，得到纺丝纤维制品，纺丝纤维制品的直径为0.356mm。
实施例4
共聚物聚(乙醇酸-二硫代二乙酸-乙醇酸-乳酸)的合成
称取15g乙交酯与0.2g二硫代二乙酸加入三颈烧瓶中，并按照乙交酯与二硫代二乙酸的质量之和的0.5％加入催化剂有机锌，升温至100℃，待混合物完全熔融后开启搅拌，搅拌速度为300r/min，在压强为7kPa，温度为150℃的条件下反应2h。
在恒压滴液漏斗中加入5g丙交酯，加热至160℃熔融后缓慢滴加入上述反应体系中，将反应体系升温至180℃继续反应4h。
反应结束后，将三颈烧瓶放入冰浴中进行冷却，使反应瓶的温度降至80℃左右，对反应产物进行纯化处理。纯化步骤包括：先用三氯甲烷把反应产物溶解，再用去离子水沉析和洗涤，过滤后，将滤渣置于真空干燥箱中加热至45℃干燥24h，干燥后得到共聚物。
共聚物的化学结构式为：
Figure BDA0003737358590000121
对烘干后的共聚物切粒，采用双螺杆挤出机进行熔融纺丝，螺杆转速为30r/min，纺丝温度为250℃，喷丝口模直径为0.5mm，收卷速度为200m/min，得到纺丝纤维制品，纺丝纤维制品的直径为0.406mm。
对比例1
共聚物聚(乳酸-二乙二醇-乳酸-己内酯)的合成
称取5g丙交酯与0.2g二乙二醇加入三颈烧瓶中，并按照丙交酯与双(2-氨乙基)二硫醚的质量之和的0.2％加入催化剂辛酸亚锡，升温至100℃，待混合物完全熔融后开启搅拌，搅拌速度为300r/min，在压强为8kPa，温度为150℃的条件下反应2h。
在恒压滴液漏斗中加入5gε-己内酯，缓慢滴加入上述反应体系中，将反应体系升温至180℃继续反应4h。
反应结束后，将三颈烧瓶放入冰浴中进行冷却，使反应瓶的温度降至80℃左右，对反应产物进行纯化处理。纯化步骤包括：先用甲醇把反应产物溶解，再用去离子水沉析和洗涤，过滤后，将滤渣置于真空干燥箱中加热至45℃干燥24h，干燥后得到共聚物。
共聚物的化学结构式为：
Figure BDA0003737358590000131
对烘干后的共聚物切粒，采用双螺杆挤出机进行熔融纺丝，螺杆转速为30r/min，纺丝温度为200℃，喷丝口模直径为0.25mm，收卷速度为150m/min，得到纺丝纤维制品，纺丝纤维制品的直径为0.396mm。
对实施例1～实施例4以及对比例1制备得到的共聚物进行1HNMR分析(以DMSO为溶剂，TMS为内标物，δ，ppm)。
图1示出了实施例1制备得到的共聚物的1HNMR谱图：1.273ppm～1.339ppm为乳酸链段末端的-CH3，1.373ppm～1.476ppm为乳酸链段中的-CH3，1.527ppm～1.586ppm为6-羟基己酸链段中的-CH2-，2.225ppm～2.371ppm为二硫单体中的-CH2-以及6-羟基己酸链段中的-COCH2-，3.965ppm～4.123ppm为6-羟基己酸链段中的-OCH2-，5.034ppm～5.099ppm为乳酸链段末端的-CH-，5.116ppm～5.229ppm为乳酸链段中的-CH-，证明共聚物合成成功。
图2示出了实施例2制备得到的共聚物的1HNMR谱图：0.850ppm～0.901ppm为二硫单体中的-CH3-，1.303ppm～1.380ppm为6-羟基己酸链段中的-CH2-，1.533ppm～1.621ppm为6-羟基己酸链段中的-CH2-以及二硫单体中的-CH3，2.385ppm～2.421ppm为二硫单体中的-CH-以及6-羟基己酸链段中的-COCH2-，4.075ppm～4.108ppm为6-羟基己酸链段中的-OCH2-以及二硫单体中的-CH-，4.637ppm～4.654ppm为乙醇酸链段末端的-CH2-，4.743ppm～4.910ppm为乙醇酸链段中的-CH2-，证明共聚物合成成功。
实施例3制备得到的共聚物的1HNMR数据：1.270ppm～1.344ppm为乳酸链段末端的-CH3，1.370ppm～1.470ppm为乳酸链段中的-CH3，2.942ppm～2.981ppm为二硫单体中的-SCH2-，4.215ppm～4.478ppm为二硫单体中的-CH2O-，4.631ppm～4.650ppm为乙醇酸链段末端的-CH2-，4.743ppm～4.910ppm为乙醇酸链段中的-CH2-，5.030ppm～5.109ppm为乳酸链段末端的-CH-，5.120ppm～5.234ppm为乳酸链段中的-CH-，证明共聚物合成成功。
实施例4制备得到的共聚物的1HNMR数据：1.262ppm～1.334ppm为乳酸链段末端的-CH3，1.362ppm～1.473ppm为乳酸链段中的-CH3，3.380ppm～3.452ppm为二硫单体中的-SCH2CO-，4.633ppm～4.651ppm为乙醇酸链段末端的-CH2-，4.740ppm～4.899ppm为乙醇酸链段中的-CH2-，5.028ppm～5.105ppm为乳酸链段末端的-CH-，证明共聚物合成成功。
对比例1制备得到的共聚物的1HNMR谱图：1.270ppm～1.335ppm为乳酸链段末端的-CH3，1.371ppm～1.470ppm为乳酸链段中的-CH3，1.525ppm～1.581ppm为6-羟基己酸链段中的-CH2-，2.220ppm～2.372ppm为6-羟基己酸链段中的-COCH2-，3.519ppm～3.559ppm为二乙二醇中的-CH2OCH2-，3.967ppm～4.120ppm为6-羟基己酸链段中的-OCH2-，4.335ppm～4.378ppm为二乙二醇中的-CH2O-，5.030ppm～5.100ppm为乳酸链段末端的-CH-，5.119ppm～5.225ppm为乳酸链段中的-CH-，证明共聚物合成成功。
对实施例1～实施例4以及对比例1制备得到的共聚物进行熔融纺丝后，得到的纺丝纤维制品的直径依次为0.386mm、0.346mm、0.356mm、0.406mm、0.396mm，纺丝纤维制品的直径均符合作为可吸收手术缝合线的标准。
对实施例1～实施例4以及对比例1制备得到的纺丝纤维制品进行降解性能测试，测试方法为：将纺丝纤维制品分别浸润在含有还原性谷胱甘肽的PBS溶液和纯的PBS溶液中，检测四周内每周纺丝纤维制品的失重后的重量与初始重量的比值，检测结果如下表1。降解率＝100％-失重后的重量与初始重量的比值。
表1纺丝纤维制品的失重后的重量与初始重量的比值变化
Figure BDA0003737358590000151
由表1可见，实施例1～实施例4制备得到的纺丝纤维制品在含有谷胱甘肽的PBS溶液中，四周后的降解率依次为23％、20％、23％、25％，在纯PBS中的四周后的降解率依次为17％、15％、17％、20％，可见，谷胱甘肽有利于提高实施例1～实施例4制备得到的纺丝纤维制品的降解速率。对比例1在含有谷胱甘肽的PBS溶液中，四周后的降解率为14％，在纯PBS中的四周后的降解率为12％，降解率均弱于实施例1～实施例4，且谷胱甘肽对对比例1制备得到的纺丝纤维制品的降解速率无明显刺激和促进作用。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种含双硫键的共聚物，其特征在于，包括含功能基团的二硫醚与一种或几种环酯单体共聚形成的共聚物，所述功能基团包括羟基、氨基以及羧基中的一种或几种的混合。
2.根据权利要求1所述的含双硫键的共聚物，其特征在于，所述环酯单体包括乙交酯、丙交酯以及ε-己内酯中的一种或几种的混合；和/或
所述含功能基团的二硫醚包括双(2-羟基乙基)二硫醚、3,3'-二硫代双(1-己醇)、双(2-氨乙基)二硫醚、双(2-羧基乙基)二硫醚、4,4'-二硫代二丁酸、双[3-羧基吡啶]6,6’-二硫醚以及二硫代二乙酸中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求2所述的含双硫键的共聚物，其特征在于，所述环酯单体包括乙交酯、丙交酯以及ε-己内酯中的至少两种。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的含双硫键的共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述环酯单体、所述含功能基团的二硫醚以及催化剂混合，在低压条件下加热熔融，反应。
5.根据权利要求4所述的含双硫键的共聚物的制备方法，其特征在于，每一种所述环酯单体与所述含功能基团的二硫醚的摩尔比为(5～200):1；和/或
所述催化剂的质量为所述含功能基团的二硫醚以及最先与其反应的环酯单体的质量之和的0.1％～1％。
6.根据权利要求4所述的含双硫键的共聚物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、有机铋以及有机锌中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求4任一项所述的含双硫键的共聚物的制备方法，其特征在于，加热的温度为100℃～200℃；和/或
所述低压条件为压强1kPa～10kPa。
8.根据权利要求4～7任一项所述的含双硫键的共聚物的制备方法，其特征在于，所述环酯单体包括至少两种不同的环酯单体，制备方法包括如下步骤：
将其中一种环酯单体与所述含功能基团的二硫醚以及催化剂混合反应后，再依次将其它不同的环酯单体加入反应体系中依次进行反应。
9.一种纺丝纤维制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
对如权利要求1～3任一项所述的含双硫键的共聚物进行熔融纺丝。
10.根据权利要求9所述的纺丝纤维制品的制备方法，其特征在于，所述熔融纺丝的条件包括：螺杆转速为1r/min～30r/min，纺丝温度为190℃～280℃，喷丝口模直径为0.25mm～1.5mm，收卷速度为150m/min～300m/min。
11.一种纺丝纤维制品，其特征在于，由权利要求9～10任一项所述的纺丝纤维制品的制备方法制备得到。
12.如权利要求11所述的纺丝纤维制品，其特征在于，所述纺丝纤维制品的直径为0.34mm～0.41mm。
13.一种如权利要求11～12任一项所述的纺丝纤维制品作为可吸收手术缝合线的应用。
CN202210800443.3A 2022-07-08 2022-07-08 含双硫键的共聚物及其制备方法、应用 Pending CN115160548A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210800443.3A CN115160548A (zh) 2022-07-08 2022-07-08 含双硫键的共聚物及其制备方法、应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210800443.3A CN115160548A (zh) 2022-07-08 2022-07-08 含双硫键的共聚物及其制备方法、应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115160548A true CN115160548A (zh) 2022-10-11

Family

ID=83492211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210800443.3A Pending CN115160548A (zh) 2022-07-08 2022-07-08 含双硫键的共聚物及其制备方法、应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115160548A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1159456A (zh) * 1995-09-07 1997-09-17 三井东压化学株式会社 生物可吸收聚合物及其制备方法
CN103495203A (zh) * 2013-09-09 2014-01-08 西安交通大学 一种可生物还原降解型蜂窝状聚氨酯支架及其制备方法和应用
CN108721223A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 暨南大学 一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束及其制备方法与应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1159456A (zh) * 1995-09-07 1997-09-17 三井东压化学株式会社 生物可吸收聚合物及其制备方法
CN103495203A (zh) * 2013-09-09 2014-01-08 西安交通大学 一种可生物还原降解型蜂窝状聚氨酯支架及其制备方法和应用
CN108721223A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 暨南大学 一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1124444A (en) Addition copolymers of lactide and glycolide and method of preparation
US4452973A (en) Poly(glycolic acid)/poly(oxyethylene) triblock copolymers and method of manufacturing the same
US4920203A (en) Medical devices fabricated from homopolymers and copolymers having recurring carbonate units
US5152781A (en) Medical devices fabricated from homopolymers and copolymers having recurring carbonate units
US4441496A (en) Copolymers of p-dioxanone and 2,5-morpholinediones and surgical devices formed therefrom having accelerated absorption characteristics
US4891263A (en) Polycarbonate random copolymer-based fiber compositions and method of melt-spinning same and device
US4719246A (en) Polylactide compositions
US5145945A (en) Homopolymers and copolymers having recurring carbonate units
US7968656B2 (en) Absorbable copolyesters of poly(ethoxyethylene diglycolate) and glycolide
CA1338650C (en) Polycarbonate random copolymer-based fiber compositions and method of melt-spinning same and device
JPS62215625A (ja) 生体吸収性コポリマ−
JPH107772A (ja) ６，６−ジアルキル−１，４−ジオキセパン−２−オンおよびそれの環状二量体から作られた吸収性コポリマー類およびブレンド物
JPH0413337B2 (zh)
US5256764A (en) Medical devices fabricated from homopolymers and copolymers having recurring carbonate units
JPH07316274A (ja) １，４−ジオキセパン−２−オンと１，５，８，１２−テトラオキサシクロテトラデカン−７，１４−ジオンのコポリマー類
JPH074418B2 (ja) 医療用繊維状物
US9446165B2 (en) Swellable fiber and microfiber forming polyether-esters and applications thereof
JPH09504565A (ja) 高分子量のポリエステルポリカーボネート類および生崩壊性マトリックスを製造するためのそれらの使用
GB2433743A (en) Aliphatic polyester copolymer
CN115160548A (zh) 含双硫键的共聚物及其制备方法、应用
EP2084229B1 (en) Absorbable copolyesters of poly(ethoxyethylene diglycolate) and glycolide
CN102898636B (zh) 含可控侧链羧基数目的聚酯类材料及其制备方法
CN113402627B (zh) 新型聚合物、其制备方法、由其合成的纳米纤维及用于制作该纳米纤维的方法
CN113881021B (zh) 三元共聚物、缝合线及其制备方法、应用
CN112724392B (zh) 一种基于生物基改性聚碳酸亚丙酯、纤维的制备方法

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