CN115463686A - 催化剂、全降解聚氨基酸材料及其制成的膜及膜的应用 - Google Patents

催化剂、全降解聚氨基酸材料及其制成的膜及膜的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及催化剂、全降解聚氨基酸材料及其制成的膜及膜的应用，属于生物医用材料领域。催化剂由五氧化二磷和有机酸钙的组成；所述有机酸钙为碱性。全降解聚氨基酸材料，其制备方法为：取氨基酸A、γ‑氨基丁酸、氨基酸B和催化剂，在180～192℃下聚合，得到预聚物；再将预聚物升温至220～260℃进行聚合反应，反应完成后即得。全降解聚氨基酸膜由全降解聚氨基酸材料制得。本发明提供了一种全新的催化剂，解决了现有技术中γ‑氨基丁酸无法进行本体熔融聚合的问题；并且采用该催化剂，制备出强度高、细胞毒性低、具有良好的生物安全性和生物相容性，降解周期为2～8周的全降解聚氨基酸材料及其膜。

Description

催化剂、全降解聚氨基酸材料及其制成的膜及膜的应用
技术领域
本发明涉及催化剂、全降解聚氨基酸材料及其制成的膜及膜的应用，属于生物医用材料领域。
背景技术
人体组织在病变、创伤以及衰老等因素造成的功能障碍、缺失或负担时，需要通过手术进行治疗，手术过程中及手术完成后都会引起手术部位组织错位结合粘连在一起的可能，造成组织功能失调或丧失，因此确保手术过程中以及术后恢复过程中相应组织的无缝对接、修复，恢复组织功能是各类手术非常重要的环节。目前避免手术造成组织错位、粘结的主要手段有两类：一类是手术操作者极为仔细的操作、确保切伤的部位能够复位缝合，这种方法需要非常仔细的操作也不可避免出现失误；另外一种方法就是通过使用隔离膜即防粘连膜，即手术过程中使用具有一定强度、在伤口恢复期可降解的高分子薄膜把可能粘结的组织物理隔离，避免组织恢复过程中接触、错位，从而防止组织粘结在一起，这种方法成功率高、效果好。但是目前能够满足临床使用要求的这类膜只有聚乳酸薄膜，其在强度、降解周期方面能够与组织的修复周期一致，在临床应用方面取得了显著的疗效。这类膜的原料是乳酸，降解后首先形成乳酸单元，使组织周围局形成酸性环境(pH3.8-4.4左右)，不利于组织快速愈合，还有可能形成厌氧菌发生炎症。
另一方面，γ-氨基丁酸是中枢神经系统中很重要的抑制性神经递质，它是一种天然存在的非蛋白组成氨基酸，具有极其重要的生理功能，它能促进脑的活化性，健脑益智，抗癫痫，促进睡眠，美容润肤，延缓脑衰老机能，能补充人体抑制性神经递质，具有良好的降血压功效。促进肾机能改善和保护作用。抑制脂肪肝及肥胖症，活化肝功能。每日补充微量的伽玛氨基丁酸有利于心脑血压的缓解，又能促进人体内氨基酸代谢的平衡，调节免疫功能。含有γ-氨基丁酸的聚合物具有良好的生物安全性、相容性和治疗效果。但是，降解聚酰胺的研究已持续多年，主要以研究共聚酰胺为主，能够达到高强度、全降解、可应用的聚酰胺尚未有所突破。目前研究最多的可降解聚酰胺是PA4，即聚酰胺-4，以γ-丁内酰胺为单体进行开环聚合，目前作为香肠包装材料进行研究，作为生物医用如三类医疗器械使用尚未达到要求。作为三类医疗器械，如组织隔离膜具有更严格的要求，在强度、降解周期、降解产物、降解过程对组织环境的影响等均要复合要求。因此单一的γ-丁内酰胺形成的PA4达不到该领域的应用标准。
为了避免聚乳酸产品的上述问题，得到具有较高强度、完全降解、降解产物基本中性的聚合物薄膜，并能够达到生物医学使用标准，本发明提供一种全降解聚氨基酸医用膜。
发明内容
本发明解决的第一个技术问题是提供一种用于γ-氨基丁酸进行本体熔融聚合的催化剂。
所述催化剂，由五氧化二磷和有机酸钙的组成；所述有机酸钙为碱性。
在一种实施方式中：所述有机酸钙为苹果酸钙或柠檬酸钙；优选的，五氧化二磷与有机酸钙的摩尔比为1:2～5；更优选的，五氧化二磷与有机酸钙的摩尔比为1:2.5。
本发明解决的第二个技术问题时提供一种具有较高强度、能完全降解、降解产物基本中性的聚氨基酸材料。
全降解聚氨基酸材料，由以下步骤制备得到：
a、取氨基酸A、γ-氨基丁酸、氨基酸B和上述催化剂，在180～192℃下聚合，得到预聚物；
b、再将预聚物升温至220～260℃进行聚合反应，反应完成后，冷却，即得全降解聚氨基酸材料；
其中，步骤a和步骤b的聚合反应、以及步骤b的冷却，均在氮气或惰性气体保护下进行；所述氨基酸A为氨基月桂酸或氨基庚酸；所述氨基酸B为天然氨基酸中的至少一种。
在一种实施方式中：步骤a中所述的氨基酸B为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、组氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和羟脯胺酸中的至少一种。
在一种实施方式中：步骤a中，氨基酸A、γ-氨基丁酸和氨基酸B的摩尔比为20～40:30～60:20～30；催化剂使用量为聚合单体总重量的1wt％～10wt％，所述聚合单体指氨基酸A、γ-氨基丁酸和氨基酸B；优选的，催化剂使用量为聚合单体总重量的1wt％～5wt％；更优选的，催化剂使用量为聚合单体总重量的1wt％～2wt％。
在一种实施方式中：步骤a中的聚合时间为2～10h，优选为3～6h；步骤b中的聚合时间为2～10h，优选为3～6h。
本发明解决的第三个技术问题是提供一种全降解聚氨基酸膜。
全降解聚氨基酸膜，将全降解聚氨基酸材料加工成膜即可。
进一步，全降解聚氨基酸材料通过流延机拉膜，所述流延成膜温度为180～230℃。
在一种实施方式中，所述拉膜形成的薄膜厚度为10-500μm。
在一种实施方式中，所述的全降解聚氨基酸膜，其细胞毒性为0～1级。
在一种实施方式中，所述的全降解聚氨基酸膜，当厚度为100μm时，其拉伸强度可达80～110MPa。
在一种实施方式中，所述的全降解聚氨基酸膜，其降解周期为2～8周。
本发明还提供全降解聚氨基酸膜的应用。
全降解聚氨基酸膜作为医用隔离膜；优选的，所述医用隔离膜为组织隔离膜。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种全新的催化剂，解决了现有技术中γ-氨基丁酸无法进行本体熔融聚合的问题；并且采用该催化剂，制备出强度高、细胞毒性低、具有良好的生物安全性和生物相容性，降解周期为2～8周的可完全降解的聚氨基酸材料及其膜。
具体实施方式
γ-氨基丁酸
Figure BDA0003835594830000031
存在无法耐受高温、在熔点分解的问题。虽然γ-氨基丁酸具有众多的优点，但其在达到熔点(195℃)温度时就分解，不适应与高温的熔融本体聚合，这也是多种氨基酸具有的特点即达到熔点就分解，难以进行本体熔融聚合。而采用溶液聚合则带来溶剂、脱水剂和催化剂，形成的聚合物需要分离提纯、其纯度收到影响、制备周期和工序增长，相应成本也会增加。
因此，为了解决上述问题，首先，本发明需要将第一阶段的聚合温度控制在γ-氨基丁酸熔点即分解温度之下，确保γ-氨基丁酸在聚合过程中稳定、保持性能不变。在不采用常规溶剂的情况下，本发明使用同类氨基酸作为溶剂同时作为聚合单体，确保温度在180～192℃时γ-氨基丁酸和其它聚合使用的氨基酸完全溶解其中，形成多种氨基酸溶液，能够均匀稳定的存在。
其次，为了在较低温度下引发氨基酸聚合，因此，本发明还提供了一种催化剂。因为氨基酸的本体聚合一般都在其熔点之上，如6-氨基己酸在220℃之上才会较为快速聚合，因此在较低温度下聚合需要效率更高的催化剂；因为是熔融本体聚合，聚合后催化剂会残留在聚合物中，因此催化剂需要无毒、安全可靠。鉴于此，本发明选用人体必须元素磷的氧化物作为主催化剂；另外，组分中还添加了苹果酸钙，目的是在聚合结束前保持聚合物酸碱平衡基本为中性，避免过强的酸性造成对组织和细胞的刺激。由于作为生物医用膜，与人体组织结合，会接触大量水，因此凡是水溶性很好、或极难溶于水的化合物都不合适作为该类聚合反应的催化剂，以免在使用过程中突然释放离子并快速降解导致膜破裂和功能失效，也要避免不能溶于水不能被组织代谢、阻碍组织的恢复。因此本发明选择弱碱性、微溶于水的有机酸钙(如苹果酸钙或柠檬酸钙)作为副催化剂平衡聚合过程和聚合物的酸碱平衡，确保聚合物的基本中性。
进一步的，还需要控制聚氨基酸膜的强度与降解性能。由于根据不同部位和个体不同，人体软组织伤口愈合时间是在1周～2周，而骨组织修复需要26～28周。因此对于不同组织和部位的应用其对降解的周期、膜的性能要求也有区别。因此，本发明提供的技术方案是以γ-氨基丁酸为主体，氨基庚酸、天冬氨酸、谷氨酸等为活性与降解周期调节组分，可将膜的降解周期控制在2～8周，适配人体组织恢复周期。
进一步的，本发明将聚合分为两个阶段，第一阶段确保所有参与聚合的氨基酸不分解形成较低分子量的共聚物，第二阶提高聚合温度形成高分量共聚氨基酸，并确保参与催化的五氧化二磷以微量磷酸的形态存在于聚合物中并与苹果酸钙均匀分散在聚合物中，确保聚合物基本酸性平衡为中性，符合生物医学使用要求。
本发明的催化剂由五氧化二磷和有机酸钙的组成；所述有机酸钙为碱性。
在一种实施方式中，有机酸钙为苹果酸钙或柠檬酸钙；优选的，五氧化二磷与有机酸钙的摩尔比为1:2～5。更优选的，五氧化二磷与有机酸钙的摩尔比为1:2.5。
本发明的全降解聚氨基酸材料，按下述方法制备得到：
a、取氨基酸A、γ-氨基丁酸、氨基酸B和上述催化剂，在180～192℃下聚合，得到预聚物；
b、再将预聚物升温至220～260℃进行聚合反应，反应完成后即得全降解聚氨基酸材料；
其中，步骤a和步骤b的聚合反应，以及步骤b的冷却，均在氮气或惰性气体保护下进行；所述氨基酸A为氨基月桂酸或氨基庚酸；所述氨基酸B为天然氨基酸中的至少一种。
本发明技术具体可以通过以下聚合反应示意其聚合的过程：
Figure BDA0003835594830000041
其中，
Figure BDA0003835594830000042
为五氧化二磷，
Figure BDA0003835594830000043
为苹果酸钙，二者作为聚合的催化剂和助剂。
Figure BDA0003835594830000044
为γ-氨基丁酸、12-氨基月桂酸(
Figure BDA0003835594830000051
(185-187℃)或者7-氨基庚酸(
Figure BDA0003835594830000052
192-195℃，145.2)。
Figure BDA0003835594830000053
为天然氨基酸，选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、组氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、羟脯胺酸中的至少一种，其作用是作为活性与降解周期调节组分；如果不加天然氨基酸，制得材料的降解周期更长，短的要6-8周，长的可达几年。
其中，
Figure BDA0003835594830000054
里面的12-氨基月桂酸和7-氨基庚酸作为聚合溶剂和单体，其总摩尔比例为20-40％。γ-氨基丁酸和12-氨基月桂酸(或7-氨基庚酸)二者的比例由其共熔点温度确定，在惰性气氛中的共熔点温度低于或等于192℃，γ-氨基丁酸的摩尔比例为30-60％。
Figure BDA0003835594830000055
的摩尔比例为20-30％。
在一种实施方式中，催化剂占聚合单体总重量的1wt％-10wt％，所述聚合单体为氨基酸A、γ-氨基丁酸和氨基酸B。优选的，催化剂使用量为聚合单体总重量的1wt％～5wt％；更优选的，催化剂使用量为聚合单体总重量的1wt％～2wt％。
在一种实施方式中，聚合反应在惰性气体或氮气的保护下进行。分为两个阶段，第一阶段的温度为180-192℃，反应时间为2～10小时，优选3～6小时；第一阶段完成后升温到220～260℃进行第二阶段反应，反应时间为2～10小时，优选3～6小时。
本发明还提供一种全降解聚氨基酸膜。
全降解聚氨基酸膜，将全降解聚氨基酸材料加工成膜即可。优选的，通过流延机拉膜，流延成膜温度为180～230℃；优选的，所述拉膜形成的薄膜厚度为10～500μm。
全降解聚氨基酸材料进行拉膜前，预先粉碎成为1～8mm的颗粒，更优选3～5mm。粉碎聚氨基酸材料时，材料的温度低于10℃。
在一种实施方式中，所述全降解聚氨基酸膜，其细胞毒性为0～1级；优选为0级。
在一种实施方式中，全降解聚氨基酸膜额的拉伸强度为80～110MPa，该强度与PA6膜接近。
在一种实施方式中，全降解聚氨基酸膜额的降解周期为2～8周。
本发明所述的降解周期，指的是降解率达到80％时所用的时间。一般情况下降解达到80％以上，认为基本能够全部降解。
本发明还提供全降解聚氨基酸膜的应用。
全降解聚氨基酸膜作为医用隔离膜中的应用；优选的，所述医用隔离膜为组织隔离膜。
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围，具体保护范围见权利要求。
本发明的测试方法：
力学性能测试：本发明的聚氨基酸生物医用膜的力学性能测试测定参照GB/T1040.1—2018《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则。将聚氨基酸薄膜150mm×14mm的条状，样品两端固定于十字夹具，设定标线距离为100mm，拉伸速率50mm/min。测定其力学性能，每种样品设置5个平行样，取平均值。
细胞毒性测试：细胞毒性按照0.2g/ml标准取样，于37℃浸泡72小时，过滤得到提取液，分别使用原始浓度和稀释5倍的提取液进行小鼠成骨细胞培养，观察分析24小时、48小时和72小时的细胞形态和细胞生长分化率；提取液按照T16886规定制备，细胞毒性检测使用MTT法，按照T16886规定检测，原始浓度和稀释5倍的细胞增值率。
降解实验：取流延膜的材料在PBS溶液中进行降解测试：PBS的配制方法如下；精确称取KH2PO4(0.544g)，Na2HPO4·12H2O(7.16g),NaCl(16g)和KCl(0.402g)溶于2L去离子水中，用容量瓶定容，pH测定范围7.2-7.4之间；将样品放入离心管中加入一定量的PBS溶液，PBS溶液的体积与样品质量比为1g/30mL；然后将装有样品的离心管放置在温度为37℃，转速为80rpm/min的恒温振荡箱；在1(1D)，1w(7D)，4w(28D)天取出样品称重并用pH计对样品的上清液进行测定，PBS每7天更换一次；每个样品设立三个对照组。
其中，1D指第一天，1W指第7天，4W指第28天。
实施例1
一、聚氨基酸材料的制备
在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1292g，10g五氧化二磷，30g苹果酸钙，826gγ-氨基丁酸，798g天冬氨酸，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到2595g氨基酸共聚物。
二、膜的制备
将得到的聚合物固体粉碎成为3-5mm的颗粒，粉碎过程加入少量干冰，粉碎温度低于5℃。
将得到的聚氨基酸颗粒，通过流延机拉膜，成形成100μm的薄膜，流延成膜温度为220℃。
三、检测
将得到的薄膜按照力学测试要求裁剪成所需的尺寸和形状，按照细胞毒性要求对得到的薄膜进行洗涤、干燥、称量制备提取液，降解样品的准备按照标准进行。
实施例2
一、聚氨基酸材料的制备
在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1723g，10g五氧化二磷，30g苹果酸钙，619gγ-氨基丁酸，798g天冬氨酸，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到氨基酸共聚物。
二、膜的制备
将得到的聚合物固体粉碎成为3-5mm的颗粒，粉碎过程加入少量干冰，粉碎温度低于5℃。
将得到的聚氨基酸颗粒，通过流延机拉膜，成形成100μm的薄膜，流延成膜温度为230℃。
再按照实施例1中步骤三的方法对得到的薄膜进行检测。
实施例3
一、聚氨基酸材料的制备
在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1292g，10g五氧化二磷，30g苹果酸钙，1031gγ-氨基丁酸，532g天冬氨酸，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到聚氨基酸2530g。
二、膜的制备
将得到的聚合物固体粉碎成为3-5mm的颗粒，粉碎过程加入少量干冰，粉碎温度低于5℃。
将得到的聚氨基酸颗粒，通过流延机拉膜，成形成100μm的薄膜，流延成膜温度为210℃。
再按照实施例1中步骤三的方法对得到的薄膜进行检测。
实施例4
一、聚氨基酸材料的制备
在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1292g，10g五氧化二磷，30g苹果酸钙，826gγ-氨基丁酸，450g甘氨酸，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得道2245g黄色氨基酸共聚物。
二、膜的制备
将得到的聚合物固体粉碎成为3-5mm的颗粒，粉碎过程加入少量干冰，粉碎温度低于5℃。
将得到的聚氨基酸颗粒，通过流延机拉膜，成形成100μm的薄膜，流延成膜温度为220℃。
再按照实施例1中步骤三的方法对得到的薄膜进行检测。
实施例5
一、聚氨基酸材料的制备
在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1292g，15g五氧化二磷，50g苹果酸钙，826gγ-氨基丁酸，798g天冬氨酸，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得道2620g氨基酸共聚物。
二、膜的制备
将得到的聚合物固体粉碎成为3-5mm的颗粒，粉碎过程加入少量干冰，粉碎温度低于5℃。
将得到的聚氨基酸颗粒，通过流延机拉膜，成形成100μm的薄膜，流延成膜温度为190℃。
再按照实施例1中步骤三的方法对得到的薄膜进行检测。
实施例6
一、聚氨基酸材料的制备
在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1292g，12g五氧化二磷，38g苹果酸钙，826gγ-氨基丁酸，356g丙氨酸
Figure BDA0003835594830000081
262g羟脯胺酸
Figure BDA0003835594830000082
缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得道2420g浅黄色氨基酸共聚物。
二、膜的制备
将得到的聚合物固体粉碎成为3-5mm的颗粒，粉碎过程加入少量干冰，粉碎温度低于5℃。
将得到的聚氨基酸颗粒，通过流延机拉膜，成形成100μm的薄膜，流延成膜温度为185℃。
再按照实施例1中步骤三的方法对得到的薄膜进行检测。
实施例7
本实施例与实施例1相比，仅改变步骤二，其余步骤与实施例1相同，由此制得薄膜并按实施例1的方法进行检测。
步骤二变为：将得到的聚合物固体粉碎成为3-5mm的颗粒，粉碎过程加入少量干冰，粉碎温度低于5℃。
将得到的聚氨基酸颗粒，通过流延机拉膜，成形成50μm的薄膜，流延成膜温度为220℃。
实施例8
与实施例6相比，仅步骤二中的工艺不同，其余步骤与实施例6相同，由此制得薄膜并按实施例1的方法进行检测。
步骤二变为：将得到的聚合物固体粉碎成为3-5mm的颗粒，粉碎过程加入少量干冰，粉碎温度低于5℃。将得到的聚氨基酸颗粒，通过流延机拉膜，形成100μm的薄膜，流延成膜温度为220℃。
再按照实施例1所述的测试方法进行检测。
实施例9
本实施例9与实施例6相比，仅改变步骤一中的聚合时间，其余步骤和工艺与实施例6相同。
步骤一中的聚合时间：第一阶段，在185℃下聚合3小时；第二阶段，在230℃聚合3小时。
对比例1
在10L的反应器内，在氮气保护下加入2000gγ-氨基丁酸，缓慢升温至200℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持3个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持3个小时。在该温度下反应物粘度很低，然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到的深黄色固体。
取部分固体打碎，再取10g该固体放入100ml去离子水，搅拌，半个小时全部溶解为透明的黄色液体。说明在该温度下γ-氨基丁酸分解、难以聚合。
对比例2
在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1292g，826gγ-氨基丁酸，798g天冬氨酸，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到2580g氨基酸共聚物。
得到的聚氨基酸粘度低、仅可以抽取少量细丝、无法拉出韧性膜，膜脆说明分子量低。
对比例3
在10L的反应器内，在氮气保护下加入6-氨基己酸646g，413gγ-氨基丁酸，缓慢升温至202℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持3个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到淡黄色聚合物。
然后再按照实施例1中步骤二的方法制膜，再按照实施例1中步骤三的方法对得到的薄膜进行检测。
从检测结果看出，其降解太慢，与生物组织恢复周期无法匹配。
对比例4
在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1292g，826gγ-氨基丁酸，798g天冬氨酸，40g磷酸，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到2580g氨基酸共聚物。
然后再按照实施例1中步骤二的方法制膜，再按照实施例1中步骤三的方法对得到的薄膜进行检测。
从检测结果来看，膜强度低、降解太快(在第一周时，降解率就高达90％，经补充检测，其在第5天时，降解率就达到80％)、pH偏低，不能用于组织隔离修复。
对比例5：
在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1292g，826gγ-氨基丁酸，798g天冬氨酸，40g苹果酸钙，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到氨基酸共聚物。
然后再按照实施例1中步骤二的方法制膜，再按照实施例1中步骤三的方法对得到的薄膜进行检测。
从检测结果来看，膜强度低、降解太快(在第一周时，降解率就高达95％，经补充检测，其在第3d时，降解率就达到80％)，不能用于组织隔离修复。
对比例6
在实施例1的基础上，仅改变步骤一，其余步骤与实施例一相同。
步骤一具体为：在10L的反应器内，在氮气保护下加入4.38g五氧化二磷，14.04g苹果酸钙，619gγ-氨基丁酸，798g天冬氨酸，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到氨基酸共聚物，产品颜色棕色，分子量低、难以成膜。
对比例7
在实施例1的基础上，仅改变步骤一，其余步骤与实施例1相同。
具体为：在10L的反应器内，在氮气保护下加入12-氨基月桂酸1723g，7.25g五氧化二磷，23.2g苹果酸钙，619gγ-氨基丁酸，缓慢升温至185℃，待全部慢慢搅拌，待全部融化后搅拌速度增加到150r/m。在该温度下保持5个小时，然后逐步升温到230℃，在该温度下保持5个小时。然后在氮气保护下逐步降温到室温，得到氨基酸共聚物。
实施例1～9和对比例1～7的测试结果如下表所示：
Figure BDA0003835594830000111

Claims (10)

1.催化剂，其特征在于：其由五氧化二磷和有机酸钙的组成；所述有机酸钙为碱性。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述有机酸钙为苹果酸钙或柠檬酸钙；优选的，五氧化二磷与有机酸钙的摩尔比为1:2～5；更优选的，五氧化二磷与有机酸钙的摩尔比为1:2.5。
3.全降解聚氨基酸材料，其特征在于，由以下步骤制备得到：
a、取氨基酸A、γ-氨基丁酸、氨基酸B和权利要求1或2所述的催化剂，在180～192℃下聚合，得到预聚物；
b、再将预聚物升温至220～260℃进行聚合反应，反应完成后，冷却，即得全降解聚氨基酸材料；
其中，步骤a和步骤b的聚合反应、以及步骤b的冷却，均在氮气或惰性气体保护下进行；所述氨基酸A为氨基月桂酸或氨基庚酸；所述氨基酸B为天然氨基酸中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的全降解聚氨基酸材料，其特征在于，所述氨基酸B为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、组氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和羟脯胺酸中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的全降解聚氨基酸材料，其特征在于：氨基酸A、γ-氨基丁酸和氨基酸B的摩尔比为20～40:30～60:20～30；催化剂使用量为聚合单体总重量的1wt％～10wt％，所述聚合单体指氨基酸A、γ-氨基丁酸和氨基酸B；优选的，催化剂使用量为聚合单体总重量的1wt％～5wt％；更优选的，催化剂使用量为聚合单体总重量的1wt％～2wt％。
6.根据权利要求3所述的全降解聚氨基酸材料，其特征在于：步骤a中的聚合时间为2～10h，优选为3～6h；步骤b中的聚合时间为2～10h，优选为3～6h。
7.全降解聚氨基酸膜，其特征在于，将权利要求3～5任一项所述的全降解聚氨基酸材料加工成膜即可；
进一步，通过流延机拉膜，所述流延成膜温度为180～230℃；优选的，所述拉膜形成的薄膜厚度为10～500μm。
8.根据权利要求7所述的全降解聚氨基酸膜，其特征在于，其细胞毒性为0～1级。
9.根据权利要求7所述的全降解聚氨基酸膜，其特征在于：其降解周期为2～8周。
10.权利要求7～9任一项所述的全降解聚氨基酸膜作为医用隔离膜中的应用；优选所述医用隔离膜为组织隔离膜。
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