CN1491988A

CN1491988A - 聚乳酸/氨基酸酯共混物及其制备方法

Info

Publication number: CN1491988A
Application number: CNA031354548A
Authority: CN
Inventors: 倩张; 张倩
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2004-04-28
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: CN1239613C

Abstract

本发明公开一种聚乳酸/氨基酸酯共混物及其制备方法，共混物是采用溶液共混法改性聚乳酸，其特点是将聚乳酸(PLA)50～95份和氨基酸或氨基酸酯50～5份用溶剂150～300份，溶解、混合均匀；于温度30～150℃反应30～90分钟后，然后加热除去大部分溶剂，再减压至0.8～0.09MPa，除尽溶剂，获得聚乳酸/氨基酸酯的共混物，该共混物材料有很好的生物相容性和界面相容性，可作为组织支架材料。

Description

聚乳酸/氨基酸酯共混物及其制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种聚乳酸/氨基酸酯共混物及其制备方法，属于高分子物共混改性领域。

二、背景技术

聚乳酸(PLA)具有可降解性和良好的生物相容性，在药物控释，外科缝合线，骨折内固定材料等方面得到广泛的应用，已成为生物医用材料中极重要的一种高聚物材料。同时它也是组织工程中主要的基质材料，已制成用于机体的各种形态支架。但生物相容性还不很理想，由于欠缺良好的亲水性，不利于细胞黏附，增殖和分化；在生体环境中，不能完全排除致炎效应。这是因为人工合成的基质材料缺乏天然基质特有的分子识别序列，材料表面的细胞反应是随机的、无序的。为此，人们对聚乳酸进行大量地改性研究。中国专利CN1367189A，Penise.C，Ejuibura.JL等采用自由基接枝方法将聚乙烯醇、丙烯酸、不饱和环状酸酐或不饱和环状酰亚胺用于改性聚乳酸，在侧链上引入-OH、-COOH或亚酰胺基，改善了聚乳酸的亲水性状况；Veenstra.H，Breitenbach.A等采用丙交酯与乙交酯、己内酯、亚磷酸酯、聚乙二醇或多元醇等共聚，聚乳酸因共聚单体引入主链增加了链的柔顺性，并在一定程度上改善了亲水性和降解性能。美国麻省理工学院Barrera教授、Cook合成乳酸/赖氨酸共聚物(PLAL)。

但以上研究均使用化学改性法，工艺复杂、成本较高。国内有人采用聚乙二醇、聚乙烯醇与聚乳酸共混，但这些研究仅仅停留在聚乳酸的结晶性、亲水性和降解性能方面。

最近中国专利CN1272383A公开了纳米相钙磷酸盐/胶原/聚乳酸制备骨复合多孔材料，所采用原料、制备工艺、应用与本发明均不相同。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种聚乳酸/氨基酸酯共混物及其制备方法

本发明者认为，要充分发挥聚乳酸在组织工程中的应用潜力，必须以材料结构与生物相容性关系为基础，在材料表面结合组织特异性识别生物分子从而诱导细胞和组织的生长，这是组织工程材料研究所要解决的关键问题。

本发明者发现，向聚乳酸中引入改性物，该改性物可以是人体所需的必须氨基酸或非必须氨基酸或者是它们的酯类衍生物。使其成为一种聚乳酸/氨基酸酯类共混物。因共混物中含有较多的反应活性基团-NH₃、-COOH。一方面，在一定程度上改善了聚乳酸的降解性、亲水性和生物相容性。更重要的是该材料中活性基团提供了与外部生物分子连接部位，使聚乳酸具有可修饰性。聚乳酸/改性物有更好的生物相容性和界面相容性，可用于组织支架材料。

本发明的目的可用以下的技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外均为重量份数。

聚乳酸/氨基酸酯共混物的原料配方为：

聚乳酸平均分子量＝1000～10,0000 残存物小于5％ 50～95份

氨基酸或氨基酸酯类衍生物白色粉末或白色晶体，含量大于98％ 50～5份

溶剂 150～300份

聚乳酸为L-聚乳酸，D-聚乳酸和/或DL-聚乳酸和/或中的至少一种。

改性物为L-氨基酸或L-氨基酸酯类衍生物：L-氨基酸为L-甘氨酸、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-精氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-蛋氨酸、L-苏氨酸、L-亮氨酸、和L-颉氨酸中的至少一种。也可以是L-氨基酸与醇类物C₁～C₇的一元醇或多元醇反应生成的L-氨基酸酯类衍生物。

溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、1，4-二噁烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺和/或1，2-二氯乙烷的至少一种。

聚乳酸/氨基酸酯共混物的制备方法：

将聚乳酸50～95份，改性物50～5份，溶剂150～300份加入混合釜中搅拌溶解，混合均匀，然后蒸发溶剂温度不得超过180℃，温度过高会造成聚乳酸组成不稳定，温度过低蒸发溶剂速度太慢且不易除尽溶剂。一般第一步加热除掉大部分溶剂，控温在30～180℃，第二步将加热的共混物在减压真空条件下使残存溶剂升华除尽。控制真空度在0.8Mpa～0.09Mpa。

经改性后的聚乳酸共混物玻璃转化温度为40～60℃，可采用挤出、吹塑、流延等方法进行加工成型。再经冷冻干燥得到多孔泡沫支架材料，可用作组织工程的医用材料。

四、具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述：有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

实施例

1、DL-聚乳酸(PLA)52g，L-甘氨酸乙酯26g，溶剂二氯甲烷200g，加入带有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应瓶中，搅拌至完全溶解，再逐步加热到40℃，反应90min后，蒸干溶剂，减压至0.01Mpa，升华掉残留溶剂，得到DL-聚乳酸/L-甘氨酸乙酯共混物。

2、将L-聚乳酸51g，L-赖氨酸苄酯20g，分别溶于四氢呋喃100g和四氢呋喃100g、二氯甲烷100g混合溶剂中，投入到带有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应瓶中，搅拌充分溶解，反应温度至60℃，保温80min后，蒸干溶剂，在真空度0.05Mpa除去溶剂。得到L-聚乳酸/L-赖氨酸苄酯共混物。

3、在实施例1相同的设备中，加入D-聚乳酸49克和L-苏氨酸15克到1，4-二噁烷250g和四氢呋喃50g的混合溶剂，温度80℃，反应30分钟后，于温度110℃蒸干溶剂，在真空减压到0.08Mpa，得到D-聚乳酸/L-苏氨酸共混物。

4、在实施例1相同设备中，加入与实施例1等量聚乳酸，L-天冬氨酸单苄酯10g，1，4-二噁烷250g，搅拌至完全溶解，再逐步加热到80℃，反应60min后，蒸干溶剂，在真空减压到0.05Mpa，升华除去残留溶剂，得到DL-聚乳酸/L-天冬氨酸单苄酯共混物。

5、在实施例1相同设备中，加入与实施例1等量聚乳酸，L-精氨酸叔丁酯5g，二甲基甲酰胺220g，搅拌至完全溶解，再逐步加热到120℃，反应30min后，于温度150℃蒸干溶剂，减压至0.08Mpa，升华掉残留溶剂，得到DL-聚乳酸/L-精氨酸叔丁酯共混物。

6、实施例1，2，3，4，5得到的聚乳酸/氨基酸或聚乳酸/氨基酸酯共混物，经冷冻干燥得到多孔泡沫支架材料，可用作组织工程的医用材料。

Claims

1、聚乳酸/氨基酸酯共混物，其特征在于该共混物的配方组分(按重量计)为：

聚乳酸平均分子量＝1000～10,0000 50～95份

氨基酸或氨基酸酯，含量大于98％ 50～5份

溶剂 150～300份

2、如权利要求1所述聚乳酸/氨基酸酯共混物，其特征在于聚乳酸为L-聚乳酸、D-聚乳酸和/或DL-聚乳酸中的至少一种。

3、如权利要求1所述，聚乳酸/氨基酸酯共混物，其特征在于L-氨基酸为L-甘氨酸、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-精氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-蛋氨酸、L-苏氨酸、L-亮氨酸和/或L-颉氨酸中的至少一种，或者是L-氨基酸与醇类物C₁～C₇的一元醇或多元醇反应生成的L-氨基酸酯衍生物。

4、如权利要求1所述聚乳酸/氨基酸酯共混物，其特征在于溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、1，4-二噁烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺和/或1，2-二氯乙烷中的至少一种。

5、如权利要求1～4所述聚乳酸/氨基酸酯共混物的制备方法，其特征在于将聚乳酸50～95份、氨基酸或氨基酸酯50～5份、溶剂150～300份加入混合釜中、搅拌器完全溶解、混合均匀，于温度30～150℃，反应30～90分钟，然后加热升温至30～180℃除去大部分溶剂，再减压至0.8～0.09MPa除尽溶剂，获得聚乳酸/氨基酸酯共混物。

6、权利要求1-5项中任何一项限定的方法得到的改性聚乳酸用于组织工程的医用材料。