用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及組織修復(fù)材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種用于組織修復(fù)的可降解酶敏 感聚氨酯材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物醫(yī)用聚氨酯材料，具有良好的生物相容性和機(jī)械強(qiáng)度，并易于加工成型，是最 具有價值的生物醫(yī)學(xué)合成材料之一?？煞譃榉墙到馍镝t(yī)用聚氨酯材料和可降解生物醫(yī)用 聚氨酯材料兩類。
[0003] 非降解生物醫(yī)用聚氨酯材料是指在生物環(huán)境中能保持穩(wěn)定，不發(fā)生或微弱發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)材料。主要用做體內(nèi)的長期植入物，如：皮膚、血管、人工臟器等。
[0004] 可降解生物醫(yī)用聚氨酯材料指通過共混或共聚的方法，將可降解組分引入到聚氨 酯分子結(jié)構(gòu)中，通過調(diào)節(jié)可降解組分的結(jié)構(gòu)與比例，來調(diào)節(jié)聚氨酯的性能。其主要用作藥物 控制體系的載藥材料和體內(nèi)短期植入物如骨、軟骨組織等。將其作為長效藥物的載體植入 體內(nèi)時，藥物釋放完后不需再經(jīng)手術(shù)取出，直接降解成為相對安全性物質(zhì)從體內(nèi)排出?？山?解生物醫(yī)用聚氨酯材料的降解途徑又分為有酶參與和無酶參與兩種。
[0005] 傳統(tǒng)的可降解生物醫(yī)用聚氨酯材料主要是通過水解來實現(xiàn)降解性能，卻很少將其 與機(jī)體組織生長環(huán)境相結(jié)合。可降解酶敏感聚氨酯材料解決了傳統(tǒng)可降解聚氨酯材料的不 足，材料中含有一種或多種能夠被特定酶降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)。將材料植入于體內(nèi)之后，只有特 定酶存在時，該材料才會發(fā)生降解，其降解速率受控于該酶的催化常數(shù)Kcat、酶濃度、以及 該材料中酶敏感結(jié)構(gòu)的含量，是利用細(xì)胞生物學(xué)行為控制材料降解過程的仿生材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于組織修復(fù) 的可降解酶敏感聚氨酯材料，本發(fā)明的可降解酶敏感聚氨酯的降解性是通過聚氨酯的軟段 和（或）硬段實現(xiàn)的，且酶敏感肽的引入提高了聚氨酯的生物相容性，降解速率與組織生長 速率的匹配特性；本發(fā)明實現(xiàn)聚氨酯更為優(yōu)異的，可調(diào)控的降解性能，滿足組織工程支架材 料的設(shè)計要求。
[0007] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0008] 用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料，具有以下結(jié)構(gòu)：
[0009]
【主權(quán)項】
1. 用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料，其特征在于，具有以下結(jié)構(gòu)：
其中，&表示二異氰酸酯中除去NCO基團(tuán)的骨架部分、R2表示聚合物二元醇中除去OH 基團(tuán)的骨架部分、R3表示酶敏感肽中除去NH 2和/或OH基團(tuán)的骨架部分，m的取值范圍為 1?50, η的取值范圍為1?20。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料，其特征在于，所 述二異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸、賴氨酸二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯、4,4'_二苯 基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的一種以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料，其特征在于，所 述聚合物二元醇為聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚烯烴二元醇中的一種以 上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料，其特征在于，所 述聚合物二元醇的分子量為500?8000。
5. 權(quán)利要求1?4任一項所述的用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料的制備方 法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將聚合物二元醇、二異氰酸酯和催化劑50?120°C下反應(yīng)2?8h后，得到預(yù)聚物； 所述催化劑為有機(jī)金屬催化劑或胺類催化劑； (2) 向預(yù)聚物中加入特異性酶敏感肽，在25?100°C下反應(yīng)4?48h得到產(chǎn)物； 其中，所述二異氰酸酯與聚合物二元醇的摩爾比為（1?10) :1 ;所述特異性酶敏感肽 與聚合物二元醇的摩爾比為（〇. 1-9) :1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料的制備方法，其特 征在于，所述催化劑加入量為聚合物二元醇的0. lw%?0. 5w%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料的制備方法，其特 征在于，所述有機(jī)金屬催化劑為羧酸鹽或金屬烷基化合物；所述金屬為錫、鉀、鉛、汞或鋅。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料的制備方法，其特 征在于，所述胺類催化劑為三乙胺、N-甲基嗎啉、三乙醇胺或Ν，Ν' -二甲基吡啶。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于組織修復(fù)的可降解酶敏感聚氨酯材料，該材料由聚合物二元醇、異氰酸酯、酶敏感肽構(gòu)成。本發(fā)明還公開了上述聚氨酯材料的制備方法，步驟如下：將聚合物二元醇、二異氰酸酯和催化劑50～120℃下反應(yīng)2～8h后，得到預(yù)聚物；向預(yù)聚物中加入特異性酶敏感肽，在25～100℃下反應(yīng)4～48h得到產(chǎn)物，本發(fā)明的可降解酶敏感聚氨酯的降解性是通過聚氨酯的軟段和(或)硬段實現(xiàn)的，且酶敏感肽的引入提高了聚氨酯的生物相容性，降解速率與組織生長速率的匹配特性。本發(fā)明對生物醫(yī)用聚氨酯降解性能的調(diào)控具有重要意義，滿足聚氨酯材料在組織工程應(yīng)用中降解性能自主響應(yīng)組織生長速率的要求。
【IPC分類】C08G18-32
【公開號】CN104530343
【申請?zhí)枴緾N201410797784
【發(fā)明人】吳剛, 王麗露
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月18日