專利名稱：一種完全生物可降解聚酯共聚物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種完全生物可降解聚酯共聚物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚左旋乳酸(PLLA)是一種具有優(yōu)良生物相容性的可降解聚酯，是經(jīng)美國食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)的可用于手術(shù)縫合線、植入性血管支架和注射用膠囊、微球及埋植劑等的材料。作為一種生物可降解高分子材料，它可克服傳統(tǒng)不可降解材料不為人體所吸收而必須經(jīng)過二次手術(shù)取出的缺點。同時，PLLA具有傳統(tǒng)工程聚酯材料所具有的一般特征，如較高的剛性和強度，容易加工成型，適用于多種工藝條件。但PLLA在常溫下是一種脆性材料，延伸率一般不高于10%。在用作血管支架材料時，偏脆的特點使其缺乏一定的延伸性，難以滿足血管支架成型后多倍壓縮或擴張的韌性要求，且容易發(fā)生斷裂而導(dǎo)致次生事故。同時，PLLA的高結(jié)晶度已被臨床證實會引起后期炎癥反應(yīng)。因此，作為血管支架材料使用時，降低PLLA的結(jié)晶度，并增加其韌性，是十分必要的。CN102796358A公開了一種提高PLLA材料延伸率的方法。該方法是將橡膠態(tài)的聚三亞甲基碳酸酯(PTMC)與PLLA進行熔體共混加工而成。通過調(diào)節(jié)兩者的共混比例，改性后的PLLA材料具備可調(diào)控的延伸率。但是，該文沒有論及的是，當(dāng)該共混材料具備較高的延伸率時，由于PTMC加入量較大，其拉伸強度較PLLA必定大幅度降低。相反，如果為了保持較高的拉伸強度，而選擇加入較少 量的PTMC，則其延伸率不能明顯提高，同時，PLLA的結(jié)晶度下降亦不明顯aangmuir，25 (2009)，4478)。更進一步地，PLLA與包括PTMC在內(nèi)的大多數(shù)脂肪族聚酯在熔融共混時相容性較差，存在相分離問題(Langmuir，25 (2009),4478 ；CN102757627A)，這必將對血管支架后續(xù)的精細加工過程帶來困難。因此，該類共混材料不適宜于制作血管支架。有文獻報道了對PLLA進行共聚改性以適用于制作血管支架的方法。通過TMC單體與LLA單體的共聚，可以獲得延伸率提高的PLLA-TMC共聚物(Polym. Eng. Sc1.52(2012)，741)，且不再存在相分離的問題。同時，該共聚物還解決了 PLLA作為血管支架材料使用時存在的生物相容性問題。比如，PLLA的酸性降解產(chǎn)物會帶來后期炎癥反應(yīng)。而降解產(chǎn)物為中性的TMC單元的加入，可以一定程度降低共聚物降解產(chǎn)物的酸性，有利于進一步提高材料的生物相容性。但是，該共聚物依然存在上述共混方法中高拉伸強度與低結(jié)晶度不可兼得的問題。而且，該類聚合物降解較慢，不能完全滿足血管支架的降解速度要求(Macromo1. Mater. Eng. 297 (2012)，128)。在上述共聚改性方法的基礎(chǔ)上，我們進一步在PLLA-TMC 二元共聚物體系中引入乙交酯(GA)單元，以期達到滿足血管支架各方面的性能要求。PGA是一種應(yīng)用廣泛的生物可降解高分子材料。文獻報道GA單元具有較LLA和TMC更高的反應(yīng)活性，這意味著GA單元加入PLLA-TMC體系中后，可以進一步打亂其分子鏈結(jié)構(gòu)，使得PLLA-TMC-GA三元共聚物的結(jié)晶度進一步降低，從而提高其延伸率(Macromolecules 24 (1991 )，1736)。而PGA本身是一種拉伸強度較高的材料，GA單元的加入不會大幅降低PLLA-TMC-GA三元共聚物的拉伸強度(J. Appl. Polym. Sc1. 69 (1998)，1429)。而且，PGA 具有較 PLLA 以及 PTMC 更快的降解速度。GA單元的引入，會加快PLLA-TMC-GA三元共聚物的降解速度，符合血管支架降解速度的要求(Macromo1. Mater. Eng. 297 (2012)，128)。本發(fā)明基于上述技術(shù)原因，提出了一種PLLA-TMC-GA三兀共聚物的制備方法。該發(fā)明不僅能解決血管支架對于材料力學(xué)性能與結(jié)晶度的綜合需求。而且，從原理上更符合血管支架對生物相容性與降解性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有完全生物可降解血管支架材料存在的力學(xué)性能差、結(jié)晶度高的缺陷，提供一種完全生物可降解聚酯共聚物材料及其制備方法和應(yīng)用。該共聚物在韌性上得到了極大地提升，而依然保持較高的拉伸強度。同時，具有無定形態(tài)或者很低的結(jié)晶度。特別適合于制備完全生物可降解血管支架。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
本發(fā)明提供的完全生物可降解聚酯共聚物，為plla-tmc-ga三元共聚物，其分子鏈結(jié)構(gòu)如下式所示
權(quán)利要求
1.一種完全生物可降解聚酯共聚物，其特征在于，為聚左旋丙交酯(LLA)-三亞甲基碳酸酯(TMC)-乙交酯(GA)三元共聚物，其分子鏈結(jié)構(gòu)如下式所示
2.如權(quán)利要求1所述的完全生物可降解聚酯共聚物，其特征在于，該共聚物中LLA單元的摩爾含量為70. (Γ98. 0% ；TMC單元的摩爾含量為1. (Γ15. 0% ；GA單元的摩爾含量為1.0 15· 0%。
3.如權(quán)利要求1所述的完全生物可降解聚酯共聚物，其特征在于，該共聚物的數(shù)均分子量為1. OX IO4 4. OX 105g/mol,分子量分布系數(shù)為1. 2 3. 5。
4.一種如權(quán)利要求1-3之一所述的完全生物可降解聚酯共聚物的制備方法，其特征在于，具體步驟為(1)將干燥的LLA、TMC、GA單體以及催化劑加入聚合管中，催化劑的加入量為單體總質(zhì)量的l/500(Tl/500 ;在隊惰性氣體的保護下加熱融化；然后，冷卻至凝固態(tài)后，持續(xù)抽真空； (2)待真空度不高于IOOPa后，將聚合管熔斷，使物料處于真空狀態(tài)之下；(3)將聚合管置于恒溫反應(yīng)箱中，反應(yīng)溫度為10(T190°C，反應(yīng)時間為6 144h，然后取出； (4)將聚合管中的產(chǎn)物用溶劑溶出，接著用沉淀劑析出，干燥充分后置于干燥器中低溫保存。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)所述的LLA的光學(xué)純度為90 100%ee。
6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)所述的催化劑為辛酸亞錫、氯化亞錫、氯化錫、溴化亞錫、氯化鋅、乳酸鋅、氧化錫、氧化鋅、氧化鋯中的一種或多種。
7.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述的溶劑選自丙酮、環(huán)己酮、二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷、四氯化碳、二氯苯、氯苯、四氫呋喃中的一種或多種；所述的沉淀劑為水、甲醇或乙醇中的一種或多種。
8.如權(quán)利要求1所述的完全生物可降解聚酯共聚物作為一種血管支架材料的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種完全生物可降解聚酯共聚物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的聚酯共聚物為PLLA-TMC-GA三元共聚物，該共聚物是在催化劑的作用下，采用一定配比的左旋丙交酯(LLA)、三亞甲基碳酸酯(TMC)、乙交酯(GA)三種單體在一定的條件下開環(huán)聚合而成。其數(shù)均分子量高于1.42×105g/mol，拉伸強度為34.3~52.3MPa，延伸率為249~402%，具有無定形態(tài)或非常低的結(jié)晶度。本發(fā)明制得的共聚物在韌性上得到了極大地提升，而且依然保持較高的拉伸強度。因此，本發(fā)明制得的共聚物具有優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的生物相容性以及可控的降解速度，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，特別適合于制備完全生物可降解血管支架。
文檔編號C08G63/64GK103030795SQ201310020588
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月20日
發(fā)明者范仲勇, 董建廷, 廖嵐, 石莉, 李速明 申請人:復(fù)旦大學(xué)