一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料及其制备方法，该组织工程材料是含有疏水性超支化聚醚(HP)部分和亲水性的链端甲氧基聚乙二醇(mPEG)部分的两亲性超支化聚醚材料，链中含有可生物降解的酯键、氨酯键、硅酯键、硫酯键等，可以采用氨酯键法或是酯键法制备得到。与现有技术相比，本发明简单易行，可工业化生产，通过调节聚合物各组成部分的性质可制备得到具有不同降解速率的超支化聚醚材料，并具有良好的生物相容性能，用于时空匹配的组织工程材料会得到广泛的应用。
【专利说明】一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医用材料领域，尤其是涉及一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]最近几十年内，超支化聚合物作为一类具有特殊分子结构及性质的聚合物材料，已经引起了广大研究者的广泛兴趣。超支化聚合物的一个很大的结构特点就是在其分子结构中含有大量的活性端基，通过对这些端基进行改性，超支化聚合物的许多性能，例如:玻璃化转变温度、溶解性、熔融粘度和表面性质等，都有很大的改变，从而使其具有一些特殊的应用性能。例如，将超支化聚合物用作组织工程支架材料、药物载体材料是一个很有前景的应用。
[0003]当前，组织工程的研究要满足于临床应用，尚存在一些瓶颈，其中包括支架材料的降解与组织生长时间与空间不能匹配、构建时间上与病人病情不相适应、小口径人造血管血流不能保持长期通畅等问题。支架及相关材料是组织工程的关键要素。理想的人工组织再生工程材料应该满足“支架材料降解消失与组织再生在时空上相互匹配”。然而，组织再生工程材料目前面临的本质问题就是材料的降解消失与组织再生在时空上不能相互匹配，通过分子改性、表面修饰、复合化等传统方法和对策难以解决。其次是为保证支撑强度而提高材料的结晶度，这除制约了材料的降解特性外，还导致结晶性的残留颗粒物在体内容易形成针状结晶产物并长时间残留，往往刺激细胞，引起炎症。
[0004]超分子化学方法制备的自组装材料，有可能具备组织再生后迅速降解消失，以及通过非结晶方法提高材料强度的特点。因为超分子自组装是由分子与分子之间通过非共价键弱相互作用而自发形成，它是非结晶过程。经对现有技术的文献检索发现，Watanabe等人报道的“轮轴”高分子(polyrotaxane)自组装体已初步具有一定条件下迅速瓦角军的特点[Fibroblast adhesion and proliferation on poly (ethylene glycol)hydrogels crosslinked by hydr`olyzable polyrotaxane, Biomaterials,2002,23(20):4041-4048.]。到目前为止，还未见将超支化化合物用于与组织生长相匹配的材料的专利文献报道，而且，超支化材料是一类新型的自组装体，具有非晶结构和在一定条件下迅速瓦角军的可倉泛性[Yan DY, Zhou YF, Hou J, Supramolecular self-assembly of macroscopictubes, Science, 2004，303 (5654):65-67.]，具有作为组织生长材料的极大潜力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能与组织生长相匹配的超支化材料。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料，其特征在于，该工程材料的化学结构式如下所示:[0008]
【权利要求】
1.一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料，其特征在于，该工程材料的化学结构式如下所示:
2.根据权利要求1所述的一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料，其特征在于，化学结构式中的R为含N、Si或S的烷基或芳环基。
3.如权利要求1-2中任一项所述的时空匹配型超支化聚醚组织工程材料的制备方法，该方法为氨酯键法，采用以下步骤:(1)将甲氧基聚乙二醇(mPEG)与二异氰酸酯按摩尔比为1:8~1:1置于有机溶剂中，在氮气保护下，于30~100°C反应5~20小时，加沉降剂沉降得到含有异氰酸根的活性预聚体(mPEG-NCO)；(2)将活性预聚体溶入有机溶剂中，缓慢逐滴地加入到超支化聚醚(HP)溶液中，活性预聚体与超支化聚醚的摩尔比为1:10~1:1，并在氮气保护下，于50~150°C反应8~30小时，加沉降剂沉降得到含有氨酯键的超支化聚醚，即为时空匹配型超支化聚醚组织工程材料。
4.如权利要求1-2中任一项所述的时空匹配型超支化聚醚组织工程材料的制备方法，该方法为酯键法，采用以下步骤:在有机溶剂中，超支化聚醚(HP)和酸或酸酐或氯代物在氮气保护下，于30~10(TC反应5~20小时，再加入甲氧基聚乙二醇(mPEG)，于50~150°C反应8~30小时，超支化聚醚(HP)和酸或酸酐或氯代物、甲氧基聚乙二醇(mPEG)的摩尔比为10:8:1~1:1:1，最后加沉降剂沉降得到含有酯键的超支化聚醚，即为时空匹配型超支化聚醚组织工程材料。
5.根据权利要求3或4所述的一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、二甲苯或N，N-甲基甲酰胺中任一种。
6.根据权利要求3或4所述的一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料的制备方法，其特征在于，所述的沉降剂为石油醚、正己烷、乙醚、丙醚或异丙醚中任一种。
7.根据权利要求3或4所述的一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料的制备方法，其特征在于，所述的甲氧基聚乙二醇(mPEG)的分子量为300~8000。
8.根据权利要求3或4所述的一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料的制备方法，其特征在于，所述的超支化聚醚(HP)的支化度为0.3~0.8。
9.根据权利要求3或4所述的一种时空匹配型超支化聚醚组织工程材料的制备方法，其特征在于，制备得到的时空匹配型超支化聚醚组织工程材料为含有疏水性超支化聚醚(HP)部分和亲水性的链端甲氧基聚乙二醇(mPEG)部分的两亲性超支化聚醚材料，在聚合物链中含有可生物降解的酯键、氨酯键、 硅酯键、硫酯键。
【文档编号】C08G18/48GK103709413SQ201310632666
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】万锕俊, 徐青, 寇玉霞, 李慧丽 申请人:上海交通大学