一種殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天然高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]組織工程學(xué)為臨床治療由創(chuàng)傷、感染、腫瘤切除以及發(fā)育異常等造成的骨缺損提供了一種很有前景的方法。尋找合適的細(xì)胞外支架材料一直是骨組織工程研究的一個(gè)重要課題。常用的細(xì)胞外支架材料主要有:(I)生物類材料包括完全去除骨有機(jī)成分的骨礦材料和完全去除骨礦成分的有機(jī)材料。但前者材質(zhì)松脆，不具備支架材料所需的機(jī)械強(qiáng)度；后者質(zhì)地柔軟，不具備支架材料所需的剛度。(2)生物陶瓷類材料主要由鈣、磷元素組成，顯示出良好的生物相容性，并且具有一定的成骨誘導(dǎo)性以及可有效促進(jìn)成骨細(xì)胞的粘附、遷移、增殖和基質(zhì)分泌。但生物陶瓷類材料脆性大，韌性不足；且降解緩慢或不降解，影響新的骨組織的長入和重建。(3)聚合物類材料主要指可生物降解的α -聚酯類材料，此類材料的降解時(shí)間可通過控制分子量或共聚物的組成來調(diào)控，易加工成型；但其親水性差，缺乏細(xì)胞識別信號，細(xì)胞吸附力較弱，機(jī)械強(qiáng)度特別是抗壓強(qiáng)度不足。大量的研究表明單一的材料不是細(xì)胞外支架材料的理想選擇。
[0003]甲殼素是一種天然生物高分子聚合物，在濃堿中脫除乙?；蟮玫綒ぞ厶?。殼聚糖及其衍生物在農(nóng)業(yè)、廢水處理、紡織印染行業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、食品、化妝品等領(lǐng)域均有很高的應(yīng)用價(jià)值。聚乳酸也稱為聚丙交酯，它是國內(nèi)外公認(rèn)的性能最好、原料來源最廣、最具發(fā)展前途而且應(yīng)用領(lǐng)域最廣的一種生物可降解材料。另外由于聚乳酸具有良好生物相容性和可生物分解吸收性能，它也被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。早在1970年代它就通過了美國的FDA認(rèn)證。它廣泛用于生產(chǎn)生物降解塑料、綠色包裝材料、生物組織工程支架材料、緩釋膠囊制劑、藥物植入劑、手術(shù)縫合線、骨折內(nèi)固定物等。但是，聚乳酸在作為生物材料使用時(shí)，其本身的疏水性對細(xì)胞的粘附和生長有些障礙。從這一點(diǎn)來說，殼聚糖之類的天然高分子對生物細(xì)胞具有良好的親和性，而力學(xué)強(qiáng)度和加工性能較差。因此，殼聚糖和聚乳酸這兩種生物降解性高分子的復(fù)合有望結(jié)合二者的優(yōu)良性能。
[0004]Albertsson A.C等曾經(jīng)利用乳酸和殼聚糖上氨基的直接縮合制備了殼聚糖接枝聚乳酸的膜材料，研究了材料的結(jié)構(gòu)和性能，發(fā)現(xiàn)它們具有PH和離子強(qiáng)度敏感性。Kim J.Y等還報(bào)道了通過具有末端酸基的乳酸齊聚物oligo (L-lactic acid)與殼聚糖氨基的反應(yīng)制備殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物的方法。
[0005]以上這些方法均過于復(fù)雜，本發(fā)明公開了一種簡便可行的殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料的制備方法。它通過殼聚糖溶于弱酸的性能，先用醋酸的水溶液把殼聚糖制成凝膠團(tuán)，再利用密煉機(jī)對殼聚糖、聚乳酸進(jìn)行機(jī)械共混，在干燥過程中作為致孔劑的水分蒸發(fā)后形成多孔復(fù)合材料。該方法操作簡便，成本低廉，并且通過該方法所制得的多孔復(fù)合材料孔徑均一、可控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料的制備方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]本發(fā)明提供了一種殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料，該復(fù)合材料在共混成型前包括以下組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù):醋酸水溶液，質(zhì)量百分比為40?90%，其中醋酸水溶液濃度為2?5% ;殼聚糖，質(zhì)量百分比為5?15% ;聚乳酸，質(zhì)量百分比為20?60%。
[0010]所述的殼聚糖脫乙酰度95%以上，重均分子量30-80萬。
[0011]所述的聚乳酸重均分子量25-45萬。
[0012]本發(fā)明還提供了一種上述殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料的制備方法，該方法包括以下步驟:將質(zhì)量百分比為5?15%的殼聚糖加入到40?90%的醋酸水溶液中，其中醋酸水溶液濃度為2?5%。邊加入邊進(jìn)行攪拌使其中和均勻，制成半透明的殼聚糖凝膠團(tuán)狀物；把制好的殼聚糖凝膠團(tuán)狀物和質(zhì)量百分比為20?60%的聚乳酸一起，加入密煉機(jī)中混煉5?20分鐘后出料，立即放入預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為40?60°C的模具中趁熱壓制成型，所得樣品置于真空干燥箱中于室溫下干燥24h形成多孔復(fù)合材料。
[0013]所述的密煉機(jī)的溫度為110?150°C。
[0014]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0015]本發(fā)明方法操作簡便，成本低廉，并且通過該方法所制得的多孔復(fù)合材料孔徑均一、可控。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]稱Sg殼聚糖，邊加入65g濃度為4%稀醋酸水溶液邊進(jìn)行攪拌使其中和均勻，制成半透明的殼聚糖凝膠團(tuán)狀物。把制好的膠團(tuán)和65g聚乳酸加入密煉機(jī)中混煉20分鐘后出料，立即放入預(yù)熱好(預(yù)熱溫度為40°C)的模具中趁熱壓制成型，而密煉機(jī)的溫度控制在125°C，所得樣品置于真空干燥箱中于室溫下干燥24h。所得多孔復(fù)合材料表觀密度1.03，壓縮強(qiáng)度0.89MPa，平均孔徑225nm，分布系數(shù)1.18。
[0019]實(shí)施例2
[0020]稱15g殼聚糖，邊加入SOg濃度為2%稀醋酸水溶液邊進(jìn)行攪拌使其中和均勻，制成半透明的殼聚糖凝膠團(tuán)狀物。把制好的膠團(tuán)和40g聚乳酸加入密煉機(jī)中混煉5分鐘后出料，立即放入預(yù)熱好(預(yù)熱的溫度為50°C)的模具中趁熱壓制成型，而密煉機(jī)的溫度控制在140°C，所得樣品置于真空干燥箱中于室溫下干燥24h。所得多孔復(fù)合材料表觀密度0.896，壓縮強(qiáng)度1.08MPa，平均孔徑398nm，分布系數(shù)1.21。
[0021]實(shí)施例3
[0022]稱18g殼聚糖，邊加入10g濃度為2%稀醋酸水溶液邊進(jìn)行攪拌使其中和均勻，制成半透明的殼聚糖凝膠團(tuán)狀物。把制好的膠團(tuán)和25g聚乳酸加入密煉機(jī)中混煉10分鐘后出料，立即放入預(yù)熱好(預(yù)熱的溫度為60°C )的模具中趁熱壓制成型，而密煉機(jī)的溫度控制在115°C，所得樣品置于真空干燥箱中于室溫下干燥24h。所得多孔復(fù)合材料表觀密度 0.862，壓縮強(qiáng)度0.78MPa，平均孔徑513nm，分布系數(shù)1.30。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料及其制備方法，它通過殼聚糖溶于弱酸的性能，先用醋酸的水溶液把殼聚糖制成凝膠團(tuán)，再利用密煉機(jī)對殼聚糖、聚乳酸進(jìn)行機(jī)械共混，在干燥過程中作為致孔劑的水分蒸發(fā)后形成多孔復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料，其特征在于所述復(fù)合材料在共混成型前包括以下組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù):醋酸水溶液，質(zhì)量百分比為40?90%，其中醋酸水溶液濃度為2?5% ;殼聚糖，質(zhì)量百分比為5?15% ;聚乳酸，質(zhì)量百分比為20?60%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述復(fù)合材料制備方法包括以下步驟:將殼聚糖加入到醋酸水溶液中，邊加入邊進(jìn)行攪拌使其中和均勻，制成半透明的殼聚糖凝膠團(tuán)狀物；把制好的殼聚糖凝膠團(tuán)狀物和聚乳酸一起，力口入密煉機(jī)中混煉5?20分鐘后出料，立即放入預(yù)熱溫度為30?50°C的模具中趁熱壓制成型，所得樣品置于真空干燥箱中于室溫下干燥24h形成多孔復(fù)合材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述殼聚糖制凝膠團(tuán)是這樣得到的:用醋酸的水溶液把殼聚糖制成凝膠團(tuán)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于利用密煉機(jī)對殼聚糖、聚乳酸進(jìn)行機(jī)械共混。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于在干燥過程中作為致孔劑的水分蒸發(fā)后形成多孔復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種殼聚糖-聚乳酸多孔復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料在共混成型前包括以下組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù)：醋酸水溶液，質(zhì)量百分比為40～90％，其中醋酸水溶液濃度為2～5％；殼聚糖，質(zhì)量百分比為5～15％；聚乳酸，質(zhì)量百分比為20～60％。該材料制備方法包括以下步驟：將殼聚糖加入到醋酸水溶液中，邊加入邊進(jìn)行攪拌使其中和均勻，制成半透明的殼聚糖凝膠團(tuán)狀物；把制好的殼聚糖凝膠團(tuán)狀物和聚乳酸一起，加入密煉機(jī)中混煉5～20分鐘后出料，立即放入預(yù)熱溫度為30～50℃的模具中趁熱壓制成型，所得樣品置于真空干燥箱中于室溫下干燥24h形成多孔復(fù)合材料。本發(fā)明方法操作簡便，成本低廉，并且通過該方法所制得的多孔復(fù)合材料孔徑均一、可控。
【IPC分類】C08L5/08, C08L67/04, C08J9/28
【公開號】CN105566871
【申請?zhí)枴緾N201410618128
【發(fā)明人】李宏武, 周瑋
【申請人】安徽邦尼新材料有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年11月5日