[发明专利]聚合物形式的组织修复材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是医用领域中的一种聚合物形式的组织修复材料及其制备方法，更具体讲是一种由多元氨基酸聚合而成的组织修复材料及其制备方法。

背景技术

合成高分子材料在医用软管、注射器圈套、阀门、导尿管、导血管等导管、心脏瓣膜等生物医学方面发挥着重要的作用，近年来又被广泛的使用于人体硬组织损伤和疾病的修复与重建，并表现出优异的性能。如聚醚醚酮(PEEK)被认为具有良好生物力学相容的硬组织替代材料，被广泛用做脊柱修复矫正等领域；超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在人造关节中具有广泛的用途。

目前使用的医用高分子材料可分为非降解型和可生物降解型两大类型。非降解型高分子材料在生物环境中能长期保持稳定，不发生降解、交联等，并具有良好的物理机械性能，主要包括如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香酸酯、聚硅氧烷、聚甲醛等。这些高分子材料是生物惰性的，可长期植入体内，通常情况下仅在稳定承力部位使用，在硬组织修复和重建方面功能有限。可生物降解型高分子材料包括天然高分子材料(如胶原、甲壳素、纤维素等)和合成的可控降解聚合物如线性脂肪族聚酯、聚乙烯醇等，这些材料可在生物环境作用下发生结构破坏和性能退变。目前使用的天然高分子材料的主要问题是强度低、有排异反应。合成的可控降解高分子材料(如聚乳酸等)，其在体内降解速度不能控制、降解过程和力学性能不能匹配、降解产物对组织产生刺激、炎症等副作用；而可控降解脂肪族聚酯系列材料的强度低、不能满足承力部位的修复重建。

在合成的高分子材料中，聚酰胺(PA)虽具有与蛋白质相同的酰胺键-N-C＝O，但研究结果表明，常用的合成聚酰胺PA-66不能被酯酶降解，仅能被木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶降解，而且降解程度很低；PA-6的降解也很困难。只有聚合度≤6的低聚物才可能被黄杆菌菌株(K172的P-EI，F-EII，E-III)、假单胞菌株NK87(P-EII)和ε-氨基己酸低聚物水解酶(E-III)降解。自然界中由生物合成的蛋白质和多肽蚕丝、胶原等物质，其都具有PA的结构，且这些物质都是生物可控降解的。

作为人体组织修复材料中的可控降解聚合物组织修复材料，是近年来研究的热点之一。例如，研究认为，可控降解高分子骨修复材料在骨愈合过程中应能够维持足够的强度和硬度，可以支持骨折部位正常生理活动的外力；在骨折愈合后应可控降解，外力逐渐转移到自体骨上，使其功能自然恢复到正常骨的水平。即，此类材料应具有良好生物相容性，与组织和细胞无不良反应；具有良好的力学性能，能够提供足够的支撑；具有可控的降解性能，能够对降解周期进行调节；有良好的亲水性，有利于细胞和组织同材料的相互作用；其降解产物还应是无毒的等方面的特点。

发明内容

针对上述情况，本发明将提供一种新的聚合物形式的组织修复材料，即由多元氨基酸聚合而成的组织修复材料。进一步，本发明还将提供该组织修复材料的制备方法。

本发明聚合物形式的组织修复材料，是由ε-氨基己酸与至少两种其它氨基酸聚合而成，其中ε-氨基己酸的摩尔比例为50％～90％，其余为其它氨基酸，且其中每种其它氨基酸的摩尔量应不少于总量的1％。所说的其它氨基酸，可以为甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸等。上述所说该组织修复材料的结构可如式(I)所示。

式(I)中的R₁、R₂为相同或不同的所说其它氨基酸中含氨基的脂肪基，m＝1～6，n＝180～320。

一般情况下，本发明所说上述聚合物形式的组织修复材料由ε-氨基己酸与2～5种所说的其它氨基酸聚合所成的材料，特别是将其聚合度控制为180～320和在240℃时的粘度为1000～4000Pa·S时，都能具有较好的效果。这里所说的较好效果，包括使该组织修复材料能具有良好的力学性能及可控制和调节的降解速度或周期。例如，可以使所得的组织修复材料的力学性能指标中抗压强度达到40～90Mpa，抗弯强度达30～60Mpa，抗拉强度达40～80Mpa，弹性模量为0.2～2.5Gpa等。在体外模拟体液中浸泡12周后，材料的降解失重率可根据需要在5％～80％范围内进行调节和控制。

为进一步提高上述组织修复材料的生物活性和生物相容性及人体可接受性，减少降解产物刺激性和/或对人体的不利影响，本发明上述聚合物形式的组织修复材料中所说的其它氨基酸，均选用能为人体可接受的氨基酸，如所说各种氨基酸中相应的L-丙氨酸、L-苯丙氨酸、L-赖氨酸、L-脯氨酸等天然碱性氨基酸。