一种医用可降解聚酯支架材料的制备方法及其应用与流程

1.本发明涉及聚酯材料技术领域，具体讲是一种医用可降解聚酯支架材料的制备方法及其应用。


背景技术：

2.可降解医用材料在人体内能够被吸收或经代谢排出体外，不会对人类健康造成二次伤害，近年来已经成为一类备受关注的生物医用材料。可降解医用材料要求具有与人体组织的良好相容性，能够在人体内降解后被人体吸收或完全排出体外，不会在人体内部组织或器官中蓄积，并且具有极强的稳定性和便于加工的简易性。天然可降解生物材料包括蛋白质、多糖、天然聚酯等。天然可降解医用材料虽然和人体组织有相似的结构，但和人体作用过程中会产生各种不良后果，所以可设计、定制开发的合成可降解医用生物材料在医疗领域具有更大的应用潜力。软骨修复用可降解材料还要求其在人体内能够维持相对长时间的机械性能，因此，寻求适合用于软骨修复的可降解支架材料是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少部分地克服现有技术中存在的上述和/或其他潜在的问题：提供一种生物基可降解聚酯医用支架材料及其应用。
4.本发明的技术解决方案如下：一种医用可降解聚酯支架材料的制备方法，包括以下步骤：将聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯输入注塑机进行注塑得到医用可降解聚酯支架材料；所述注塑机的工作参数包括：料筒温度为160～220℃，模头温度为160～220℃，模具温度为25～100℃，注射压力为10～100mpa。
5.作为优化，输入注塑机进行注塑前还包括以下预处理步骤：先将聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯于60～100℃干燥4～12h。
6.较佳地，所述聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯特性粘度为0.60～1.20dl/g，拉伸强度为10～50mpa，拉伸模量为20～100mpa。
7.所述的聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯的制备方法为：在保护性气氛下，使己二酸或其酯化物与三环癸烷二甲醇于160~220℃酯化或酯交换反应1.5~5.0h，获得预聚体1；使己二酸或其酯化物与丁二醇于160~220℃酯化或酯交换反应1.5~5.0h，获得预聚体2；然后将所述预聚体1与预聚体2混合，加入稳定剂，在温度为200~260℃、真空度在200pa以下的条件下缩聚反应1.5~6.0h，获得聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯。
8.作为优化，所述酯化或酯交换反应的催化剂包括锌系催化剂、锰系催化剂、钛系催化剂中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述缩聚反应的催化剂包括钛系催化剂、锡系催化剂、锗系催化剂中的任意一种或两种以上的组合。
9.作为优化，所述稳定剂为亚磷酸、次亚磷酸、焦磷酸、磷酸铵、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸铵、磷酸二氢铵中的任意一种或两种以上的组合。
10.作为优化，制备预聚体1时，己二酸或其酯化物与三环癸烷二甲醇的摩尔比为1︰（1.6-2.6）；制备预聚体2时，己二酸或其酯化物与丁二醇的摩尔比为1︰（1.4-2.2）；预聚体1与预聚体2的摩尔比为（0.05-1.8）︰1。
11.作为优化，制备预聚体1或预聚体2时，所述酯化或酯交换催化剂与己二酸或其酯化物的摩尔比为（0.3～3）︰1000。
12.作为优化，所述缩聚催化剂与制备预聚体1和预聚体2时己二酸或其酯化物总和的摩尔比为（0.3～3）︰1000。
13.作为优化，所述稳定剂与制备预聚体1和预聚体2时己二酸或其酯化物总和的摩尔比为0.4～5︰1000。
14.所述锌系催化剂包括乙酸锌；或者，所述锰系催化剂包括乙酸锰；或者，所述钛系催化剂包括钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、二氧化钛、无机负载钛催化剂中的任意一种或两种以上的组合；或者，所述锡系催化剂包括氧化二丁基锡、异辛酸亚锡、单丁基三异辛酸锡、氧化二辛基锡中的任意一种或两种以上的组合；或者，所述锗系催化剂包括二氧化锗、氧化锗中的任意一种或两种的组合。
15.本发明还提供一种所述医用可降解聚酯支架材料的应用，用于人或动物体内植入材料或支撑材料。
16.具体地，作为植入物或假体用于人或动物缺损部位的软骨修复。
17.本发明的有益效果是：本发明制备的医用可降解聚酯支架材料用于人体或动物的软骨修复和/或软骨置换时，能够被吸收或经代谢排出体外，不会对人类健康造成二次伤害，且能够维持相对长时间的接近软骨的力学性能，尤其是具备作为人或动物体内植入物所要求的良好的生物相容性。
附图说明
18.图1 为实施例1聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇共聚酯的核磁1h-nmr。
19.图2为实施例1制备的医用可降解聚酯片材植入狗皮下组织后的病理切片图。
20.图3为实施例1制备的医用可降解聚酯片材植入狗皮下组织1个月后病例切片图。
具体实施方式
21.下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
22.实施例1将0.03mol己二酸二甲酯和0.06mol三环癸烷二甲醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.0h，得到预聚体1；将0.07mol己二酸二甲酯和0.13mol丁二醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应3.0h，得到预聚体2；然后将预聚体1和预聚体2混合，加入己二酸二甲酯摩尔量0.8
‰
的亚磷酸，逐步升温至220℃，真空度降到30pa，反应4.5h，得到聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇共聚酯，其特性粘度为0.85dl/g，核磁1h-nmr如图1所示，熔点113℃，热失重t
5%
为318℃。然后将己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯输入注塑机进行注塑，所述注塑机料筒温度为220℃，模头温度为220℃，
模具温度为25℃，注射压力20mpa，得到厚度1mm的医用可降解聚酯片材，用于医用支架。
23.实施例2将0.01mol己二酸二甲酯和0.02mol三环癸烷二甲醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸异丙酯，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.0h，得到预聚体1；将0.1mol己二酸二甲酯和0.16mol丁二醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸异丙酯，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应3.0h，得到预聚体2；然后将预聚体1和预聚体2混合，加入己二酸二甲酯摩尔量0.8
‰
的磷酸三甲酯，逐步升温至220℃，真空度降到30pa，反应4.5h，得到聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇共聚酯，其特性粘度为1.02dl/g。先将聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯于60℃干燥4h。然后将己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯输入注塑机进行注塑，所述注塑机料筒温度为200℃，模头温度为200℃，模具温度为55℃，注射压力50mpa，得到厚度1mm的可降解聚酯片材，用于医用支架。
24.实施例3将0.02mol己二酸二甲酯和0.036mol三环癸烷二甲醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.4
‰
的钛酸异丙酯，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.0h，得到预聚体1；将0.1mol己二酸二甲酯和0.16mol丁二醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应3.0h，得到预聚体2；然后将预聚体1和预聚体2混合，加入己二酸二甲酯摩尔量0.8
‰
的亚磷酸，逐步升温至220℃，真空度降到30pa，反应4.5h，得到聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇共聚酯，其特性粘度为0.88dl/g。先将聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯于60℃干燥4h。然后将己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯输入注塑机进行注塑，所述注塑机料筒温度为160℃，模头温度为160℃，模具温度为25℃，注射压力20mpa，得到厚度3mm的可降解聚酯片材，用于医用支架。
25.实施例4将0.04mol己二酸二甲酯和0.08mol三环癸烷二甲醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.0h，得到预聚体1；将0.1mol己二酸二甲酯和0.16mol丁二醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应3.0h，得到预聚体2；然后将预聚体1和预聚体2混合，加入己二酸二甲酯摩尔量0.8
‰
的亚磷酸，逐步升温至220℃，真空度降到30pa，反应4.5h，得到聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇共聚酯，其特性粘度为0.95dl/g。先将聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯于60℃干燥4h。然后将己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯输入注塑机进行注塑，所述注塑机料筒温度为180℃，模头温度为180℃，模具温度为75℃，注射压力20mpa，得到厚度3mm的可降解聚酯片材，用于医用支架。
26.实施例5将0.06mol己二酸二甲酯和0.13mol三环癸烷二甲醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.0h，得到预聚体1；将0.1mol己二酸二甲酯和0.16mol丁二醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应3.0h，得到预聚体2；然后将预聚体1和预聚体2混合，加入己二酸二甲酯摩尔量0.8
‰
的亚磷酸，逐步升温至220℃，真空度降到30pa，反应4.5h，得到聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇共聚酯，其特性粘度为1.13dl/g。先将聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯于60℃干燥4h。然后将己二酸三环
癸烷二甲醇丁二醇酯输入注塑机进行注塑，所述注塑机料筒温度为170℃，模头温度为160℃，模具温度为45℃，注射压力100mpa，得到厚度3mm的可降解聚酯片材，用于医用支架。
27.实施例6将0.08mol己二酸二甲酯和0.15mol三环癸烷二甲醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.0h，得到预聚体1；将0.1mol己二酸二甲酯和0.16mol丁二醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应3.0h，得到预聚体2；然后将预聚体1和预聚体2混合，加入己二酸二甲酯摩尔量0.8
‰
的亚磷酸，逐步升温至220℃，真空度降到30pa，反应4.5h，得到聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇共聚酯，其特性粘度为0.93dl/g。先将聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯于60℃干燥4h。然后将己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯输入注塑机进行注塑，所述注塑机料筒温度为200℃，模头温度为210℃，模具温度为95℃，注射压力20mpa，得到厚度3mm的可降解聚酯片材，用于医用支架。
28.实施例7将0.12mol己二酸二甲酯和0.20mol三环癸烷二甲醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.0h，得到预聚体1；将0.1mol己二酸二甲酯和0.16mol丁二醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应3.0h，得到预聚体2；然后将预聚体1和预聚体2混合，加入己二酸二甲酯摩尔量0.8
‰
的亚磷酸，逐步升温至220℃，真空度降到30pa，反应4.5h，得到聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇共聚酯，其特性粘度为0.96dl/g。先将聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯于70℃干燥12h。然后将己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯输入注塑机进行注塑，所述注塑机料筒温度为160℃，模头温度为180℃，模具温度为100℃，注射压力50mpa，得到厚度2mm的可降解聚酯片材，用于医用支架。
29.实施例8将0.14mol己二酸二甲酯和0.28mol三环癸烷二甲醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.0h，得到预聚体1；将0.1mol己二酸二甲酯和0.16mol丁二醇加入到反应器中，然后加入己二酸二甲酯摩尔量0.6
‰
的钛酸四丁酯，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应3.0h，得到预聚体2；然后将预聚体1和预聚体2混合，加入己二酸二甲酯摩尔量0.8
‰
的亚磷酸，逐步升温至220℃，真空度降到30pa，反应4.5h，得到聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇共聚酯，其特性粘度为0.77dl/g。先将聚己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯于100℃干燥4h。然后将己二酸三环癸烷二甲醇丁二醇酯输入注塑机进行注塑，所述注塑机料筒温度为160℃，模头温度为160℃，模具温度为25℃，注射压力20mpa，得到厚度3mm的可降解聚酯片材，用于医用支架。
30.生物相容性实验将实施例1制备的可降解聚酯片材裁切成5mm*3mm样本进行狗皮下组织植入实验，植入部位：臀部，如图2所示； 1个月后取样进行病理切片分析；图3为组织病理切片图，镜下未见明显材料，可见生物相容性及可降解性良好。
31.以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。