一种可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体及其制备方法_2

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3),C为成纤维细胞(L929),D为成 肌细胞(C2C12)的细胞粘附荧光照片;B为成骨细胞增殖结果。
【具体实施方式】
[0034]本发明致力于制备一种具有高力学强度和生物活性的可降解仿生医用弹性体材 料,实现其降解性可调可控,促进其人体组织修复能力。硅基材料因为具有良好的生物相容 性和生物活性,是一类重要的组织修复材料,尤其是在骨组织再生应用中。多面体低聚倍半 硅氧烷(P0SS)是一种典型的有机-无机杂化纳米材料,其刚性笼状无机核心部位是由Si-o-Si键形成的多面体,外部则是由有机取代物所覆盖。该笼状无机部分赋予P0SS刚性和生物 活性,而有机部分可提供疏水基团。因此,在本发明中,利用P0SS与典型弹性体PCD聚合反应 所形成的可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体(P⑶-P0SS),不仅具有生物活性,而且其 机械性能得到了显著增强,生物环境下的降解能力得到有效控制,与骨组织和软组织细胞 相容性大大加强,是一种用于骨组织和软组织修复和再生、药物控制释放的可降解生物医 用材料。
[0035] 为了更好的理解本发明,下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明,但本发 明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0036] 实施例1
[0037] 1)P⑶预聚物的制备:按柠檬酸:1,8_辛二醇的摩尔比为1:1.1,总质量为5.0g,加 入到50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入160°C油浴中熔解;待反应单体柠檬酸、1,8_辛 二醇全部熔解后,温度立即降至140°C,氮气环境下反应1小时。反应产物用去离子水清洗3 次,离心,冷冻干燥留做后用;
[0038] 2)P⑶-g-POSS预聚物的制备:按柠檬酸:1,8-辛二醇:氨丙基异丁基P0SS的摩尔比 为1:1.1:0.8,总质量为5.0g,加入到50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入160°C油浴中熔 解;待柠檬酸、1,8_辛二醇全部熔解后,温度立即降至140°C,氮气环境下反应1小时。反应产 物利用二甲基亚砜(DMS0)溶解离心3次,留上清液;然后再用去离子水清洗3次,离心,冷冻 干燥留做后用;
[0039] 3)PCD-P0SS杂化预聚物溶液的制备:将PCD-g-POSS预聚物和PCD预聚物在40°C下 溶解在二甲基亚砜(DMS0)中,得到PCD-P0SS杂化预聚物溶液;其中PCD-g-POSS预聚物为PCD 预聚物和PCD-g-POSS预聚物总质量的5 %; PCD-P0SS杂化预聚物溶液中PCD-g-POSS预聚物 和PCD预聚物的总质量百分浓度为5% ;
[0040] 4)可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体的制备:向PCD-P0SS杂化预聚物溶液中 加入HDI和Sn(0ct)2(HDI与PCD-P0SS杂化预聚物溶液中PCD-g-P0SS预聚物和PCD预聚物的 总摩尔比为0.5:l,Sn(0ct)2为HDI质量的0.1%),搅拌20分钟后,倒入聚四氟乙烯模具中; 随后将模具放入50°C烘箱中挥发溶剂,待溶剂挥发完后,调节温度至80°C,在此温度下交联 2天,即得到可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体。
[0041 ] 实施例2
[0042] 1 )PCD预聚物的制备:按柠檬酸:甘油的摩尔比为1:0.8,总质量为5.0g,加入到 50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入160°C油浴中熔解;待反应单体柠檬酸、甘油全部熔 解后,温度立即降至142°C,氩气环境下反应1小时。反应产物用去离子水清洗3次,离心,冷 冻干燥留做后用;
[0043] 2)PCD-g-P0SS预聚物的制备:按柠檬酸:甘油:氨丙基异丁基P0SS的摩尔比为1: 0.8:0.4,总质量为5.0g,加入到50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入160°C油浴中熔解; 待柠檬酸、甘油全部熔解后,温度立即降至142°C,氮气环境下反应1小时。反应产物利用二 甲基亚砜(DMS0)溶解离心3次,留上清液;然后再用去离子水清洗3次,离心,冷冻干燥留做 后用;
[0044] 3)PCD-P0SS杂化预聚物溶液的制备:将PCD-g-POSS预聚物和PCD预聚物在41°C下 溶解在二甲基亚砜(DMS0)中,得到PCD-P0SS杂化预聚物溶液;其中PCD-g-POSS预聚物为PCD 预聚物和PCD-g-P〇SS预聚物总质量的15% ;PCD-P0SS杂化预聚物溶液中PCD-g-POSS预聚物 和PCD预聚物的总质量百分浓度为8% ;
[0045] 4)可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体的制备:向PCD-P0SS杂化预聚物溶液中 加入HDI和Sn(0ct)2(HDI与PCD-P0SS杂化预聚物溶液中PCD-g-P0SS预聚物和PCD预聚物的 总摩尔比为0.2:1,Sn(0ct)2为HDI质量的0.08%),搅拌20分钟后,倒入聚四氟乙烯模具中; 随后将模具放入50°C烘箱中挥发溶剂,待溶剂挥发完后,调节温度至50°C,在此温度下交联 5天,即得到可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体。
[0046] 实施例3
[0047] 1)P⑶预聚物的制备:按柠檬酸:木糖醇的摩尔比为1:0.9,总质量为5.0g,加入到 50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入160°C油浴中熔解;待反应单体柠檬酸、木糖醇全部 熔解后,温度立即降至145°C,氦气环境下反应1小时。反应产物用去离子水清洗3次,离心, 冷冻干燥留做后用;
[0048] 2)P⑶-g-P0SS预聚物的制备:按柠檬酸:木糖醇:氨丙基异丁基P0SS的摩尔比为1: 0.9:0.5,总质量为5.0g,加入到50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入160°C油浴中熔解; 待柠檬酸、木糖醇全部熔解后,温度立即降至145°C,氮气环境下反应1小时。反应产物利用 二甲基亚砜(DMS0)溶解离心3次,留上清液;然后再用去离子水清洗3次,离心,冷冻干燥留 做后用;
[0049] 3)PCD-P0SS杂化预聚物溶液的制备:将PCD-g-P0SS预聚物和PCD预聚物在42°C下 溶解在二甲基亚砜(DMS0)中,得到PCD-P0SS杂化预聚物溶液;其中PCD-g-P0SS预聚物为PCD 预聚物和PCD-g-P〇SS预聚物总质量的30% ;PCD-P0SS杂化预聚物溶液中PCD-g-POSS预聚物 和PCD预聚物的总质量百分浓度为10% ;
[0050] 4)可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体的制备:向PCD-P0SS杂化预聚物溶液中 加入HDI和Sn(0ct)2(HDI与PCD-P0SS杂化预聚物溶液中PCD-g-P0SS预聚物和PCD预聚物的 总摩尔比为0.3:1,Sn(0ct)2为HDI质量的0.09%),搅拌20分钟后,倒入聚四氟乙烯模具中; 随后将模具放入50°C烘箱中挥发溶剂,待溶剂挥发完后,调节温度至60°C,在此温度下交联 4.5天,即得到可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体。
[0051 ] 实施例4
[0052] 1)P⑶预聚物的制备:按柠檬酸:山梨糖醇的摩尔比为1:1,总质量为5.0g,加入到 50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入160°C油浴中熔解;待反应单体柠檬酸、山梨糖醇全 部熔解后,温度立即降至148°C,氮气环境下反应1小时。反应产物用去离子水清洗3次,离 心,冷冻干燥留做后用;
[0053] 2)P⑶-g-POSS预聚物的制备:按柠檬酸:山梨糖醇:氨丙基异丁基P0SS的摩尔比为 1:1:0.6,总质量为5.0g,加入到50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入160°C油浴中熔解; 待柠檬酸、山梨糖醇全部熔解后,温度立即降至148°C,氮气环境下反应1小时。反应产物利 用二甲基亚砜(DMS0)溶解离心3次,留上清液;然后再用去离子水清洗3次,离心,冷冻干燥 留做后用;
[0054] 3)PCD-P0SS杂化预聚物溶液的制备:将PCD-g-POSS预聚物和PCD预聚物在43°C下 溶解在二甲基亚砜(DMS0)中,得到PCD-P0SS杂化预聚物溶液;其中PCD-g-POSS预聚物为PCD 预聚物和PCD-g-P〇SS预聚物总质量的40% ;PCD-P0SS杂化预聚物溶液中PCD-g-POSS预聚物 和PCD预聚物的总质量百分浓度为12% ;
[0055] 4)可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体的制备:向PCD-P0SS杂化预聚物溶液中 加入HDI和Sn(0ct)2(HDI与PCD-P0SS杂化预聚物溶液中PCD-g-P0SS预聚物和PCD预聚物的 总摩尔比为0.4:1,Sn(0ct)2为HDI质量的0.11%),搅拌20分钟后,倒入聚四氟乙烯模具中; 随后将模具放入50°C烘箱中挥发溶剂,待溶剂挥发完后,调节温度至70°C,在此温度下交联 4天,即得到可降解硅基杂化高分子生物医用弹性体。
[0056] 实施例5
[0057] 1汗〇)预聚物的制备:按柠檬酸:聚乙二醇(]^:200-2000)的摩尔比为1:1.2,总质 量为5.0g,加入到50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入160°C油浴中熔解;待反应单体柠 檬酸、聚乙二醇全部熔解后,温度立即降至150°C,氮气环境下反应1小时。反应产物用去离 子水清洗3次,离心,冷冻干燥留做后用;
[0058] 2)PCD-g-P0SS预聚物的制备:按柠檬酸:聚乙二醇(Mw: 200-2000):氨丙基异丁基 P0SS的摩尔比为1:1.2:0.7,总质量为5.0g,加入到50mL圆底烧瓶中,氮气环境下搅拌放入 160°C油浴中熔解;待柠檬酸、聚乙二醇全部熔解
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