可生物降解的聚碳酸酯酰胺聚合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及可生物降解的聚碳酸酯酰胺聚合物，還涉及該聚 碳酸酯酰胺聚合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乳酸（Poly (lactic acid)，PLA)包括聚（L-乳酸）（PLLA)、聚（D-乳酸） (TOLA)、聚（D，L-乳酸）（PDLLA)和聚（內(nèi)消旋-乳酸）（meso-PLA)，目前主要研宄的 是PLLA和TOLLA。PLA因其良好的生物相容性（biocompatibility)和生物可降解性 (biodegradability)而在手術(shù)縫合線、骨固定器、藥物投遞系統(tǒng)以及組織工程支架材料和 通用完全可降解塑料方面有著較廣泛的應(yīng)用。PLA在體內(nèi)代謝最終產(chǎn)物是0) 2和H20，中間 產(chǎn)物乳酸也是體內(nèi)正常代謝的產(chǎn)物，所以不會(huì)在重要器官聚集。正是由于聚乳酸的上述優(yōu) 點(diǎn)，所以PLA已成為生物降解醫(yī)用材料領(lǐng)域中最受重視的材料之一。
[0003] 然而，聚乳酸的降解機(jī)制主要是水解機(jī)制，受酸堿催化，在降解時(shí)因酸性降解產(chǎn)物 乳酸在材料內(nèi)部的過(guò)度積累導(dǎo)致酸性增強(qiáng)，從而呈現(xiàn)酸致自催化降解效應(yīng)，導(dǎo)致材料內(nèi)部 產(chǎn)生跨塌性降解，難以控制其降解和吸收速率。而且酸性降解物的過(guò)度積累使局部酸度過(guò) 大而出現(xiàn)非感染性炎癥，局部嚴(yán)重積水，尤其是當(dāng)PLA被大量應(yīng)用于同一部位，如用作骨螺 釘時(shí)。這是阻礙聚乳酸臨床應(yīng)用的一個(gè)重要缺點(diǎn)。最新研宄表明，植入材料降解會(huì)在局部 營(yíng)造一個(gè)不同于生理?xiàng)l件的微環(huán)境，材料周邊pH值發(fā)生顯著性變化，而堿性微環(huán)境有利于 骨生長(zhǎng)。
[0004] 事實(shí)上，目前臨床使用的大部分生物可降解高分子材料，如聚乙交酯（PGA)、聚己 內(nèi)酯（PCL)、聚羥基丁酸酯（PHB)、聚對(duì)二氧環(huán)己酮（proo)等，其降解產(chǎn)物都呈酸性。為了 降低其降解產(chǎn)物的酸性，有研宄報(bào)道，向PLA中共混入弱堿性的乙?；讱べ|(zhì)、碳酸鈣或磷 酸氫鈣、羥基磷灰石（HPA)或磷酸三鈣-TCP)，企圖克服聚乳酸的這一缺點(diǎn)，但效果 并不理想。我們?cè)騊LA中共價(jià)接枝堿性二胺，可一定程度削弱降解產(chǎn)物的酸性，但該改性 方法過(guò)程較復(fù)雜、對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的可控性較差（ZL200910104290. 3, ZL02133814. 0)。
[0005] 因此，急需一種降解產(chǎn)物呈堿性或中性的可降解高分子材料，解決現(xiàn)有植入材料 降解使局部酸度過(guò)大而出現(xiàn)非感染性炎癥的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供可生物降解的聚碳酸酯酰胺聚合物，降解 產(chǎn)物呈中性；本發(fā)明的目的之二在于提供可生物降解的聚碳酸酯酰胺聚合物的制備方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，經(jīng)研宄，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0008] 1、可生物降解的聚碳酸酯酰胺聚合物，結(jié)構(gòu)式如通式（I )所示：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 可生物降解的聚碳酸酯酰胺聚合物，其特征在于，結(jié)構(gòu)式如通式（I )所示： 其中，η彡5。
2. 權(quán)利要求1所述可生物降解的聚碳酸酯酰胺聚合物的制備方法，其特征在于，包括 如下步驟：先用丙交酯與哌嗪反應(yīng)制備式II所示的單體，然后將式II在N，N'-羰基二咪唑 的偶聯(lián)作用下聚合形成聚碳酸酯酰胺聚合物； 式（II )的結(jié)構(gòu)式如下所示：
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：式II所示單體的制備方法是將等摩 爾哌嗪和丙交酯分別溶于有機(jī)溶劑中，分別得丙交酯溶液和哌嗪溶液；然后將丙交酯溶液 滴入哌嗪溶液中，在10~90°C下反應(yīng)至pH值恒定，再將反應(yīng)液冷卻至產(chǎn)物完全析出，重結(jié) 晶、干燥，得式II所示單體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述有機(jī)溶劑為四氫呋喃、二甲基甲 酰胺或二甲基亞砜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：式II所示單體的制備方法是將哌嗪 和丙交酯按等摩爾混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)或真空下、80~150°C攪拌反應(yīng)2~24小時(shí)，然后加入 乙酸乙酯溶解產(chǎn)物，冷卻、抽濾、重結(jié)晶、干燥，得式II所示單體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的制備方法，其特征在于：所述重結(jié)晶使用的溶劑為四氫 呋喃、乙酸乙酯或四氫呋喃-水混合溶劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：式II在N，N'-羰基二咪唑的偶聯(lián)作 用下聚合的方法是將式II所示單體與N，N'-羰基二咪唑溶解在有機(jī)溶劑A中，然后在氮?dú)?保護(hù)下恒溫反應(yīng)4~48h，再將反應(yīng)產(chǎn)物加入到過(guò)量有機(jī)溶劑B中，收集固體，干燥，得聚碳 酸酯酰胺聚合物；所述有機(jī)溶劑A和有機(jī)溶劑B為共沉淀體系。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述有機(jī)溶劑A為二甲基亞砜或二 甲基甲酰胺；所述有機(jī)溶劑B為四氫呋喃或乙醇。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述恒溫反應(yīng)的溫度為40-120°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可生物降解的聚碳酸酯酰胺聚合物及其制備方法，該聚合物是以哌嗪、丙交酯和N,N’-羰基二咪唑?yàn)樵虾铣傻?，可望具有?yōu)良的力學(xué)性能，而且由于降解時(shí)產(chǎn)生的堿性二元環(huán)狀仲胺哌嗪可中和降解產(chǎn)生的乳酸，使得降解產(chǎn)物基本呈中性，從而從根本上解決了聚乳酸酸性降解產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞和組織不利的缺陷；本發(fā)明還公開(kāi)了聚碳酸酯酰胺聚合物的制備方法，制備方法簡(jiǎn)單，成本低，能夠工業(yè)化產(chǎn)生產(chǎn)，市場(chǎng)前景良好。
【IPC分類】C08G69-44
【公開(kāi)號(hào)】CN104650351
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510124876
【發(fā)明人】羅彥鳳, 王遠(yuǎn)亮, 徐維龍, 姚璇, 潘美玲
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日