PL136706B2 - Method of manufacture of polyurethane for medical purposes - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania poliuretanu do zastosowan medycznych, nadajacego sie do kontaktu z krazaca krwia lub wnetrzem organizmu.Poliuretany, ze wzgledu na swoje wlasnosci fizyko-chemiczne i duza odpornosc na dzialanie plynów ustrojowych sa polimerami, których znaczenie w medycynie stale rosnie. Korzystne jest stosowanie poliuretanów w miejsce polichlorku winylu w elementach przyrzadów medycznych z racji swego przeznaczenia znajdujacych sie w dlugotrwalym kontakcie z organizmem, poniewaz zaleta poliuretanów jest niestosowanie do nich niskoczasteczkowych^miekczaczy, których ilosc w polichlorku winylu piastyfi kowanym moze siegac do 60%. Wada ograniczajaca stosowanie two¬ rzyw poliuretanowych jest ich sklonnosc do wywolywania krzepniecia krwi na powierzchni poliuretanu.Podejmowane sa próby modyfikowania powierzchniowego elementów poliuretanowych pochodnymi heparyny, sadza lub grafitem platkowym, modyfikuje sie takze surowce wyjsciowe stosowane do syntezy poliuretanu w celu nadania czasteczce jonowego charakteru. Wszystkie te sposoby posiadaja wade, jaka jest wprowadzenie dodatkowych surowców i dodatkowych operacji modyfikowania, co komplikuje technologie i sprawia, ze w przypadku zaklócen w stosowaniu elementów z takiego tworzywa, ustalenie przyczyn bywa utrudnione.Wspólna wada dotychczas stosowanych tworzyw poliuretanowych jest uzywanie do ich produkcji surowców typowych dla innych zastosowan przemyslowych o nieodpowiedniej czystosci biologicznej. Polietery stosowane do syntezy poliuretanu stabilizowane sa zwiazkami typu alkilo- podstawionych fenoli i antyutleniaczami opartymi na zwiazkach miedzi, izocyjaniany zawieraja stabilizatory fotochemiczne jak trójfenylofosforyn. Wynika z powyzszego, ze sposoby polegajace na modyfikacji powierzchni w wiekszym stopniu kompensuja ujemne wlasnosci tworzywa niz nadaja mu cechy dodatnie.Celem wynalazku jest sposób otrzymywania poliuretanu nadajacego sie do zastosowania w medycynie, w którym odpowiednia jakosc tworzywa uzyskuje sie w samym procesie syntezy, bez koniecznosci modyfikowania calej masy lub powierzchni stykajacej sie z krazaca krwia.Wedlug wynalazku sposób otrzymywania poliuretanu do zastosowan medycznych polega na ttosowaniu oleju rycynowego o czystosci farmakopealnej otrzymanego przez ekstrakcje rozpu*2 136 706 szczalnikowa o lepkosci kinematycznej 6,3-8,8 cm2/s w temperaturze 298 K, liczbie kwasowej maksimum 1 i masie czasteczkowej oznaczonej metoda krioskopowa równa 930. Jako drugi skladnik poliuretanu stosuje sie dwuizocyjanian dwufenylometanu zawierajacy izomer orto, -para w ilosci co najwyzej 2%, destylowany przed procesem otrzymywania poliuretanu.Korzystne jest stosowanie modyfikowanych odmian dwuizocyjanianu dwufenylometanu, zawierajacych ugrupowania karbodwuimidowe jak lsonate 143 L. poniewaz sa one ciekle w temperaturze pokojowej, a ze wzgledu na zawartosc trójfunkcyjnego izocyjanianu przyspieszaja szybkosc sieciowania polimeru.Poliuretan wedlug wynalazku otrzymuje sie w sposób dwustopniowy polegajacy na zsyntyzo- waniu prepolimeru i makrodiolu w pierwszym etapie i przereagowaniu w/w substancji ze soba w drugim etapie, przy czym obie reakcje w pierwszym etapie prowadzone sa w temperaturze 343 K, natomiast reakcja makrodiolu z prepolimerem przebiega w temperaturze pokojowej W syntezie makrodiolu stosunek grup OH do NCO miesci sie w zakresie 3,5: 1 do 4,5:1, korzystnie 4: 1.Makrodiol i prepolimer wytwarza sie stosujac odwodniony olej rycynowy otrzymany w procesie destylacji azeotropowej z benzenem, dzieki czemu odwodnienie mozna prowadzic w niskiej tempe¬ raturze, co zapobiega utlenianiu oleju. W syntezie prepolimeru stosunek grup OH do NCO miesci sie w zakresie 1:3,5 do 1:4,5 korzystnie 1:4.Etap drugi polega na dokladnym zmieszaniu makrodiolu z prepolimerem, przy czym korzystne jest podgrzanie obu skladników przed zmieszaniem. Taka mieszanina stanowi uklad ciekly, gotowy do sieciowania, który wlewa sie do formy. Stosunek grup OH do NCO w drugim etapie nie moze byc nizszy niz 1:1,1 poniewaz przy mniejszej zawartosci grup NCO otrzymuje sie poliuretan, którego powierzchnia po utwardzeniu jest lepka.Lepkosc dynamiczna swiezo sporzadzonej mieszaniny nie przekracza 1 Pa -s i jest odpowied¬ nia do napelniania form o dosyc skomplikowanych ksztaltach oraz do zalewania konców wlókien kapilarnych w dializatorach kapilarnych, uzywanych w urzadzeniach „sztucznej nerki" czy separa¬ tora osocza. Czas utwardzania mieszaniny zalezy od zastosowanej temperatury — w temperaturze 298 K utrata plynnosci nastepuje po dwunastu godzinach a calkowite utwardzenie po 7 dniach, w temperaturze 323 K czas utwardzania jest dwukrotnie krótszy, mimo to zaleca sie sezonowanie uzyskanych wyrobów co najmniej 10 dni przed kontaktem z krwia lub wnetrzem organizmu.Poliuretany otrzymane sposobem wedlug wynalazku nadaja sie na szczeliwo lub spoiwo wszedzie tam, gdzie wymagana jest mala lepkosc zestawu przed utwardzeniem, kontrolowany czas utwardzania i stabilnosc hydrolityczna. Zaleta tworzyw poliuretanowych wedlug wynalazku jest latwosc wykonania takich operacji obróbki mechanicznej jak ciecie nozem zwyklym lub obroto¬ wym, wykrawanie pod naciskiem oraz szlifowanie materialem sciernym.Otrzymane poliuretany sa praktycznie nierozpuszczalne w zadnym rozpuszczalniku, nawet w tak dobrym rozpuszczalniku poliuretanów jak dwumetyloformamid. Odpowiednim sposobem sterylizacji wyrobów uzyskanych z nowego poliuretanu jest sterylizacja tlenkiem etylenu, promie¬ niowaniem jonizujacym, aldehydem glutarowym i jodoforami. Sposób otrzymywania poliuretanu wedlug wynalazku ilustruja przyklady.Przyklad I.Etgp I. Otrzymywanie makrodiolu. Olej rycynowy o czystosci farmakopealnej i liczbie kwaso¬ wej 0,9 odwodniono w wyparce cienkowarstwowej stosujac dodatek 10% cz. wagowych benzenu cz. d. a, w temperaturze 353 K. Odwodnienie prowadzono w czasie 0,5 h. Do reaktora wprowa¬ dzono lOOg odwodnionego oleju rycynowego, do którego dodano nastepnie 6,75 g dwuizocyja¬ nianu dwufenylometanu-IsonateMPO-125. Stosunek grup OH do NCO byl jak 4:1. Addycje prowadzono przez 1 godzine w temperaturze 343 K, po czym schlodzono pod azotem do tempera¬ tury pokojowej.Otrzymywanie prepolimeru. Do reaktora wprowadzono 100 g odwodnionego oleju rycyno¬ wego i w temperaturze 343 K dodano 100 g dwuizocyjanianu dwufenylometanu. Stosunek grup OH do NCO byl jak 1:4. Addycje prowadzono 1 godzine w atmosferze azotu. Nastepnie dodano srodek odwadniajacy — mirystynian izopropylu w ilosci 0,1% i schlodzono do temperatury pokojowej.Etap II. Otrzymywanie poliuretanu. Obydwa skladniki poliuretanu — makrodiol i prepolimer podgrzano do temperatury 320 K a nastepnie zmieszano w proporcji: makrodiol 56 czesci, prepoli¬ mer 44 czesci. Stosunek grup OH do NCO byl 1:1,1. Tak otrzymanym cieklym poliuretanem zalano koniec peku wlókien kapilarnych w poliweglanowej obudowie (element sztucznej nerki). Po136 706 3 dwóch godzinach stwierdzono brak plynnosci. Próbki pobrane po calkowitym utwardzeniu po 7 dniach wykazaly calkowity zanik grup NCO.Przykladll.Etap I. Otrzymywanie makrodiolu. Do reaktora wprowadzono 100g oleju rycynowego o temperaturze 343 K przygotowanego jak w przykl. I. Nastepnie dodano 8,81 g modyfikowanego dwuizocyjanianu dwufenylometanu, zawierajacego ugrupowania karbodwuimidowe o nazwie handlowej (sonatc 143L produkcji firmy Upjohn Poly mer. Stosunek grup OH do NCO byl jak 3,5: 1. Addycje prowadzono w temperaturze 343 K przez 1 godzine. Schlodzono pod azotem do temperatury pokojowej.Otrzymywanie prepolimeru. Do reaktora wprowadzono 100g odwodnionego oleju rycyno¬ wego i w temperaturze 343 K dodano 108 g modyfikowanego izocyjanianu dwufenylometanu Isonate 143 L. Stosunek grup OH do NCO wynosil 1 :3,5. Addycje prowadzono I godzine w atmosferze azotu. Nastepnie dodano srodek odwadniajacy — mirystynian izopropylu w ilosci 0,1% wagowych i schlodzono do temperatury pokojowej.Etap II. Otrzymywanie poliuretanu.Obydwa skladniki poliuretanu tzn. makrodiol i prepolimer podgrzano do temperatury 320 K przed zmieszaniem, a nastepnie zmieszano zachowujac stosunek grup OH makrodiolu do grup NCO w prepolimerze 1:1,1. W takim ukladzie aby otrzymac 100 cz. poliuretanu zmieszano: 62czesci wagowe makrodiolu, 38 czesci wagowe prepolimeru. Tak otrzymanym poliuretanem napelniono forme i odstawiono do utwardzenia. Po 1 godzinie stwierdzono brak plynnosci.Calkowite utwardzenie nastapilo po 7 dniach. Pobrane do analizy próbki poliuretanu po calkowi¬ tym utwardzeniu wykazaly zanik grup NCO.Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania poliuretanu do zastosowan medycznych w reakcji oleju rycynowego z dwuizocyjanianem dwufenylometanu, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie dwustopniowo, stosujac olej rycynowy o czystosci farmakopealnej otrzymany przez ekstrakcje rozpuszczalnikowa o liczbie kwasowej nie przekraczajacej 1, oraz dwuizocyjanian dwufenylometanu destylowany przed reakcja, korzystnie modyfikowany dwuizocyjanian dwufenylometanu, zawierajacy ugrupowania karbodwuimidowe, a w pierwszym etapie otrzymuje sie makrodiol z oleju rycynowego i dwuizocy¬ janianu dwufenylometanu przy stosunku grup OH do NCO zakresie 3,5:1 1 do 4,5:1, korzystnie 4:1 oraz prepolimer z oleju rycynowego i dwuizocyjanian dwufenylometanu przy stosunku grup OH do NCO 1:3,5 do 1:4,5, korzystnie 1:4 i reakcje prowadzi sie w temperaturze 343K w atmosferze azotu, nastepnie w drugim etapie miesza sie makrodiol z prepolimerem tak aby stosunek grup OH do NCO nie byl nizszy niz 1 :1,1. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania poliuretanu do zastosowan medycznych w reakcji oleju rycynowego z dwuizocyjanianem dwufenylometanu, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie dwustopniowo, stosujac olej rycynowy o czystosci farmakopealnej otrzymany przez ekstrakcje rozpuszczalnikowa o liczbie kwasowej nie przekraczajacej 1, oraz dwuizocyjanian dwufenylometanu destylowany przed reakcja, korzystnie modyfikowany dwuizocyjanian dwufenylometanu, zawierajacy ugrupowania karbodwuimidowe, a w pierwszym etapie otrzymuje sie makrodiol z oleju rycynowego i dwuizocy¬ janianu dwufenylometanu przy stosunku grup OH do NCO zakresie 3,5:1 1 do 4,5:1, korzystnie 4:1 oraz prepolimer z oleju rycynowego i dwuizocyjanian dwufenylometanu przy stosunku grup OH do NCO 1:3,5 do 1:4,5, korzystnie 1:4 i reakcje prowadzi sie w temperaturze 343K w atmosferze azotu, nastepnie w drugim etapie miesza sie makrodiol z prepolimerem tak aby stosunek grup OH do NCO nie byl nizszy niz 1 :1,1. PL