專利名稱：一種中等孔隙率的高分子多孔泡沫的注塑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬高分子材料技術(shù)和生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中等孔隙率的高分子多孔泡沫的注塑制備方法。
背景技術(shù)：
多孔材料廣泛用于化工、制藥、生物醫(yī)學(xué)工程等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，如組織工程支架、細(xì)胞培養(yǎng)載體、藥物控制釋放載體、傷口敷料、分離膜與過濾材料、色譜柱填料、包裝與絕緣材料等。高分子多孔泡沫的制備主要有兩個(gè)方面的問題需要解決，即致孔和成型。致孔方法通常有粒子致孔、氣體發(fā)泡、冷凍干燥等，其中，粒子致孔法簡(jiǎn)單實(shí)用、適用性廣，孔隙率和孔尺寸易獨(dú)立調(diào)節(jié)，是一個(gè)較通用的方法。采用合適的模具，經(jīng)模壓或注塑等方法往往可成型所需形狀的制品。Gome等(Biomaterials，2001，22883-889)報(bào)道了一種發(fā)泡注射法制備高分子多孔泡沫，制備出表面致密、內(nèi)部多孔的低孔隙率的多孔泡沫。我們考慮將傳統(tǒng)的注塑成型與粒子致孔相結(jié)合，開發(fā)出一種制備中等孔隙率的高分子多孔泡沫的通用方法，用于組織工程以及其它應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種中等孔隙率的高分子多孔泡沫的注塑制備方法。
本發(fā)明涉及的中等孔隙率的高分子多孔泡沫，孔隙率為5-80％，多孔泡沫內(nèi)孔分布均勻。
本發(fā)明涉及的中等孔隙率的高分子多孔泡沫，孔徑尺寸范圍為10-900μm，一般為50-500μm。
本發(fā)明涉及的中等孔隙率的高分子多孔泡沫，其基本材料為熱塑性的高分子材料。其分子量為1萬(wàn)～300萬(wàn)，一般為3～100萬(wàn)。
本發(fā)明提出的中等孔隙率的高分子多孔泡沫的注塑制備方法，具體步驟如下將混和均勻的高分子聚合物與致孔劑粒子混合物在聚合物熔融之后，進(jìn)行注塑成型，冷卻脫模，然后浸出致孔劑粒子，即得所需各種形狀的高分子多孔泡沫。
本發(fā)明中，制備高分子—致孔劑粒子混合物，可采用如下幾種方法(1)將高分子泡沫材料溶于溶劑A，形成高分子的濃溶液，然后將致孔劑粒子加入溶液中，混和均勻后鋪展開，脫除溶劑，得到均勻的高分子—致孔劑粒子混合物。
(2)將高分子材料粉碎成粒子狀，與致孔劑粒子混合，得到均勻的高分子—致孔劑粒子混合物。
(3)直接將高分子與致孔劑粒子混合，得到均勻的高分子—致孔劑粒子混合物。
本發(fā)明中，注塑成型步驟是將所得高分子—致孔劑粒子混合物充入注塑機(jī)料槽中，在注塑壓力作用下迅速充入模具的模腔，成型。
本發(fā)明中，浸出致孔劑粒子可采用如下方法，將脫模后含致孔劑的制品放入溶劑B中以浸出致孔劑粒子；待致孔劑粒子完全浸出后，將濕的高分子多孔泡沫從溶劑B中取出，然后真空干燥以脫除其中殘留的溶劑B，最終得到所需的高分子多孔泡沫。
本發(fā)明所用的溶劑A，要求可溶解多孔泡沫材料，但不會(huì)改變其結(jié)構(gòu)和性能；對(duì)致孔劑粒子不溶解，且不改變致孔劑粒子的性質(zhì)；具有合適的揮發(fā)性，在真空條件下可完全脫除。溶劑A包括三氯甲烷、二氯甲烷、四氫呋喃、丙酮、丁酮、二氧六環(huán)中的任何一種或其混合物。所用的溶劑B要求可溶解致孔劑粒子，但不溶解泡沫材料，亦不會(huì)改變其性質(zhì)；具有合適的揮發(fā)性，在真空條件下可完全脫除。對(duì)于水溶性致孔劑粒子，溶劑B一般為自來(lái)水、純凈水、去離子水等，更好的選擇為去離子水；對(duì)于油溶性致孔劑粒子，溶劑B一般為戊烷、己烷、庚烷、辛烷、環(huán)己烷等有機(jī)溶劑。
本發(fā)明所用的致孔劑粒子可以是結(jié)晶或非晶的無(wú)機(jī)物或有機(jī)物粒子，致孔劑粒子溶于溶劑B但不溶于溶劑A。致孔劑粒子不與所用的高分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，亦不溶于溶劑A。致孔劑粒子均勻地分散于高分子溶液中并保持其形狀和尺寸，當(dāng)其被溶劑B溶解后，致孔劑粒子所占據(jù)的體積就變?yōu)榭紫叮纬啥嗫着菽?。多孔泡沫的孔結(jié)構(gòu)和尺寸由致孔劑粒子形狀、尺寸和用量所決定。所用致孔劑粒子包括無(wú)機(jī)鹽粒子、多糖、蛋白質(zhì)和其它的有機(jī)小分子化合物，或由它們所組成的混合物。優(yōu)先選擇鈉鹽粒子，包括氯化鈉、檸檬酸鈉、酒石酸鈉。粒子用標(biāo)準(zhǔn)篩篩分成不同級(jí)分，粒徑尺寸范圍為10-900μm，一般尺寸范圍為40-600μm。多孔泡沫的孔隙率取決于致孔劑粒子用量(基于高分子和致孔劑粒子總重量計(jì)算，下同)。致孔劑粒子用量范圍為5wt％-80wt％；相應(yīng)的高分子用量范圍為95wt％-20wt％。
本發(fā)明中進(jìn)行注塑成型時(shí)，可采用小型注塑機(jī)，也可采用任何自行設(shè)計(jì)的具有注塑能力的設(shè)備。
本發(fā)明中進(jìn)行注塑成型時(shí)，注塑溫度高于高分子的熔點(diǎn)或流動(dòng)溫度10-100℃，通常高于高分子的熔點(diǎn)或流動(dòng)溫度20-80℃。
本發(fā)明中，高分子多孔泡沫真空干燥時(shí)，溫度不超過泡沫材料的熔點(diǎn)或玻璃化溫度，一般不高于50℃，通常為室溫。
本發(fā)明具有如下特點(diǎn)1、本發(fā)明提出的注塑制備方法，適于制備中等孔隙率的高分子多孔泡沫。
2、本發(fā)明提出的注塑制備方法，適于制備外形復(fù)雜的高分子多孔泡沫。
3、本發(fā)明提出的注塑制備方法，適于制備孔隙分布均勻的高分子多孔泡沫。
4、本發(fā)明中進(jìn)行注塑成型時(shí)，既可采用通用注塑機(jī)、也可采用小型注塑機(jī)或任何自行設(shè)計(jì)的具有注塑能力的設(shè)備。
5、本發(fā)明提出的高分子多孔泡沫的注塑制備方法簡(jiǎn)單實(shí)用、重現(xiàn)性好，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。
6、本發(fā)明提出的高分子多孔泡沫注塑制備方法適應(yīng)性強(qiáng)，適用于各種熱塑性高分子和各種不同的致孔劑粒子，是一個(gè)通用的高分子多孔泡沫制備方法，可用于組織工程以及其它多種應(yīng)用領(lǐng)域。


圖1為孔徑為180-280μm、孔隙率為65％的PLGA85/15多孔泡沫掃描電子顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施方式，但不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1，將0.9克分子量為33.6萬(wàn)的聚乳酸溶于6毫升氯仿中，取2.1克粒徑為180-280μm氯化鈉粒子加入溶液中，攪拌均勻后均勻鋪展在培養(yǎng)皿中，空氣中使溶劑部分揮發(fā)后真空脫除剩余溶劑，得到高分子—致孔劑粒子混合物；將該混合物充入小型注塑機(jī)料槽中，安裝好注塑模具，混合物在180℃熔融后、在注塑壓力(手控)作用下迅速充模；脫模后將制品放入去離子水中以浸出致孔劑粒子，每4小時(shí)換一次水，72小時(shí)后用硝酸銀水溶液檢測(cè)，不出現(xiàn)白色沉淀，表明致孔劑粒子已完全浸出；將濕的多孔泡沫從去離子水中取出，用吸水紙將大部分去離子水吸出，然后再在室溫、真空度為＞755mmHg條件下脫除殘留水分，最終得到多孔泡沫(見圖)，孔隙率65％。
實(shí)施例2，將0.6克分子量為33.6萬(wàn)的聚乳酸溶于5毫升氯仿中，取2.4克粒徑為280-480μm氯化鈉粒子加入溶液中，其它同實(shí)施例1，孔隙率76％。
實(shí)施例3，將0.6克分子量為30萬(wàn)的PLGA85/15溶于5毫升氯仿中，取2.4克粒徑為45-90μm氯化鈉粒子加入溶液中，其它同實(shí)施例1，孔隙率77％。
實(shí)施例4，將2.4克分子量為30萬(wàn)的PLGA85/15溶于5毫升氯仿中，取0.6克粒徑為45-90μm氯化鈉粒子加入溶液中，其它同實(shí)施例1，孔隙率16％。
權(quán)利要求
1.一種中等孔隙率的高分子多孔泡沫的制備方法，其特征在于將混合均勻的聚合物—致孔劑粒子混合物在聚合物熔融之后進(jìn)行注塑成型，冷卻脫模，然后浸出致孔劑粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于將高分子泡沫材料溶于溶劑A，形成高分子的溶液，然后將不溶于溶劑A的致孔劑粒子加入溶液中，混和均勻后鋪展開，脫除溶劑，得到均勻的高分子—致孔劑粒子混合物；溶劑A為三氯甲烷、二氯甲烷、四氫呋喃、丙酮、丁酮、二氧六環(huán)中的任何一種或其混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于將高分子材料粉碎成粒子狀，與致孔劑粒子混合，得到均勻的高分子—致孔劑粒子混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于浸出致孔劑粒子的方法如下將脫模后含致孔劑的制品放入溶劑B中以浸出致孔劑粒子；待致孔劑粒子完全浸出后，將濕的高分子多孔泡沫從溶劑B中取出，然后真空干燥以脫除其中殘留的溶劑B，最終得到所需的高分子多孔泡沫；對(duì)于水溶性致孔劑粒子，溶劑B采用自來(lái)水、純凈水、去離子水；對(duì)于油溶性致孔劑粒子，溶劑B采用有機(jī)溶劑戊烷、已烷、庚烷、環(huán)己烷之一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于致孔劑粒子為結(jié)晶或非晶的無(wú)機(jī)物或有機(jī)物粒子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于致孔粒子采用無(wú)機(jī)鹽粒子、多糖、蛋白質(zhì)，或它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于致孔劑粒子的用量為混合物總重量的5wt％-80wt％，相應(yīng)的高分子用量范圍為95wt％-20wt％，致孔劑粒子尺寸為10-900μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所用高分子材料為熱塑性高分子，其分子量為1萬(wàn)-300萬(wàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于注塑成型溫度比高分子材料的熔點(diǎn)或流動(dòng)溫度高10-100℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于高分子多孔泡沫真空干燥時(shí)，溫度不超過泡沫材料的熔點(diǎn)或玻璃化溫度。
全文摘要
本發(fā)明屬高分子材料技術(shù)和生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種中等孔隙率的高分子多孔泡沫的注塑制備方法。將致孔劑粒子用量為5wt％－80wt％的高分子－致孔劑粒子混合物進(jìn)行注塑成型，脫模后浸出致孔劑粒子，即得中等孔隙率的高分子多孔泡沫。所得高分子多孔泡沫中孔隙分布均勻，適用于組織工程及其它應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08J9/26GK1487007SQ03141968
公開日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者丁建東, 吳林波 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)