[发明专利]一种聚碳酸酯—聚醚聚氨酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子生物医用材料及其制备技术领域，具体涉及一种聚碳酸酯-聚醚聚氨酯及其制备方法。 

背景技术

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，是一类高分子主链上带有重复的氨基甲酸酯结构单元（-NHCOO-基团）的聚合物的总称。在聚氨酯弹性体中，由于软硬段的不相容性，存在明显的微相分离结构，其中软段提供弹性，硬段起到增强填充和交联作用。正是由于聚氨酯的特殊结构，它具有良好的相容性，且分子设计自由度大，即使不使用增塑剂等添加剂也很容易使之具有多种不同的物性，聚氨酯弹性体在生物医用方面有广泛的应用。对于作为植入人体的高分子生物材料来说，必须满足体内复杂而又严格的要求1、优良的生物相容性；2、高化学稳定性；3、合适的物理机械性能；4、易加工成型；5、性能及形状不受消毒过程的影响；6、物理、化学和机械性能在生理环境中保持稳定；7、不引起凝血 8、不激活补体系统；9、不引起严重的炎性和异物反应；10、不引起癌变、突变、不致畸、无毒。 

在植入体内的和与血液接触的材料领域中,聚氨酯以其具有高强度、高弹性、良好生物相容性和加工性等得到广泛应用，比如用作心脏起搏器导线的绝缘线，人工血管和各种医用导管等。聚醚聚氨酯材料具有良好力学性能和生物相容性，自从1967年Boretos和Pierce首次将聚醚型聚氨酯用于左心辅助循环血泵以来，聚醚型聚氨酯己成为各类人工心脏和心室辅助循环系统中制造心室腔体的首选材料。但是，人们逐渐发现聚醚型聚氨酯中的聚醚链会受到血液中巨噬细胞所产生的氧自由基的作用而发生降解，导致生理环境下的应力开裂。除此之外，聚醚型聚氨酯材料对水和水蒸气的透过率也偏高，在长期使用中，水或水蒸气会透过聚醚型聚氨酯的心室壁而污染电机。聚酯型聚氨酯由于存在酯键易于水解，水解后将释放脂肪酸产生催化降解作用作用。相对于这些聚氨酯而言，新近开发的聚碳酸酯聚氨酯，如Shan-hui Hsu,Chih-Wei Chou.Enhanced biostability of polyurethane containing gold nanoparticles.Polymer Degradation and Stability,2004,85(1):675-680报道，在医用材料的长期移植中有更好的生物稳定性和生物相容性。 （Oxidative mechanisms of poly(carbonate urethane)and poly(ether urethane)biodegradation:In vivo and in vitro correlations Elizabeth M.Christenson,James M.Anderson,Anne Hiltner 2004.Wiley Periodicals,Inc.J Biomed Mater Res 69A:407–416）证明聚碳酸酯聚氨酯比聚醚型聚氨酯抗氧化性，更稳定。此外，由于软段的聚碳酸酯结构与聚醚结构相比在更大程度上限制了链段的运动，因此聚碳酸酯聚氨酯的纯水透过率和生理介质的透过率都远远低于聚醚型聚氨酯，在相同膜厚度的条件下，聚碳酸酯聚氨酯的水蒸气透过率比聚醚型聚氨酯低2-4倍。采用荧光标记可视显微技术对聚碳酸酯聚氨酯和聚醚型氨酯材料的血液相容性进行评价分析的结果（Yue Xuehai,M R Najarajan,T G Grasel,etal.Polydimethylsiloxane-polyurethane Elastomers:Synthesis and Properties of Segmented Copolymers and Related Zwitterionomers.Journal of Polymer Science:Polymer physics Edition,1985,23:2319-2338）表明，聚碳酸酯聚氨酯表面的血小板粘附数量与聚醚型聚氨酯相比大大减少，同时，对补体的激活程度也明显降低(C3a测定)。同时，与聚醚聚氨酯相比，PCU在小直径血管和内部血管治疗中，显示出了更好的向内生长能力，PCU也有比聚醚聚氨酯好的相混合程度，这改进了聚醚聚氨酯的力学性能（Y W Tang,R S Labowb,J P Santerrea.Isolation of methylene dianiline and aqueous-soluble biodegradation products from polycarbonate-polyurethanes.Biomaterials,2003,24:2805-2819）。但大量研究工作证明了PCU是易于水解的，降解的程度主要依赖于硬段相互作用的本质，如硬段之间、硬段与碳酸酯之间的氢键、结晶程度。