[发明专利]生物可降解的交联型聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域。更具体而言，本发明涉及生物可降解的交联型聚合物及其制备方法。 

背景技术

从20世纪70年代以来，生物可降解高分子材料在医学领域得到广泛的应用，尤其在可降解手术缝合线，医用粘合剂，可降解骨固定件，药物缓释，以及近年来开展的可降解支架研究等领域。 

生物可降解高分子材料分为热塑性和交联型。热塑性可降解高分子材料具有长链线性分子结构，这类材料在合适的溶剂中可溶解，可通过注射挤出等常规加工手段加工成型，容易加工。但是，热塑性高分子材料的明显缺点是力学松弛行为。 

交联型聚合物是在单体聚合过程中加入交联剂或在线性聚合物中引入可交联活性基团，之后通过辐射，紫外照射，热聚合等方法引起线型聚合物链上的活性基团发生分子链间的反应从而形成三维网络结构。交联型聚合物在合适的溶剂中只能溶胀而不能溶解，需要特殊的加工设备加工成型，或在交联前模塑成型后再进行交联反应。和线型聚合物相比，交联型聚合物具有结构和尺寸稳定的特点，能够减少聚合物的应力松弛行为，但是加工成型需要特殊的设备和技术。 

在过去的研究中，合成交联型聚合物的主要目的是合成水凝胶或者是研究材料的形状记忆行为。往往要通过多个步骤合成交联型聚合物的预聚体，过程复杂难控制，只适合于实验室的学术研究。合成过程中的原料或副产物很难彻底清除，有毒性，因而没有考虑到这些材 料在医用领域的应用。 

参考文献1和2中，作者介绍了利用甲基丙烯酸酰氯在四氢呋喃（或者2-氯乙烷）和以过量的三乙胺为催化剂的条件下合成了可光学或热交联的聚己内酯交联剂，继而以聚己内酯为交联剂合成了聚丙烯酸丁酯交联型聚合物，并研究了材料的形状记忆行为。在反应过程中，甲基丙烯酸酰氯和过量的三乙胺会发生副反应，而且在合成的产物中残留的三乙胺盐酸盐很难完全去除。同样，该作者在专利文献3的权利要求1和17中，提到交联型形状记忆高分子材料。该专利申请主要请求保护形状记忆高分子材料，而且至少含有两个软的聚合物链段。其中举例的交联型聚合物的弹性模量只有71MPa。聚合物和参考文献1和2中相同，材料中只有交联剂部分可降解，而占聚合物大部分的丙烯酸丁酯部分不降解。合成交联型聚合物的预聚体的方法和参考文献1和2中的方法也相同，要经过多个合成步骤，面临着副反应物的残余，和使用大量溶剂等问题。 

专利文献4的权利要求1和12中提到交联型可降解聚合物，聚合物基于以丙三醇和双官能团的二酸为单体缩聚的聚合物，而且聚合物弹性模量很低，≤5MPa。 

专利文献5介绍了一种交联聚酯弹性体，但该聚合物的弹性模量非常低，小于1.5MPa。 

由此可见，现有技术的交联型聚合物不能满足开发医学器件对材料的力学性能、生物相容性、可控降解等方面的要求，其合成条件的繁琐和大量溶剂的使用也对规模化可控生产提出了很大的挑战，因而存在对新型生物可降解的交联型聚合物及其制备方法的需求，该新型交联型聚合物具有高的弹性模量，合成反应简单，容易制备，且适用于医疗领域。 

发明内容

为了克服现有技术缺陷，解决上述技术问题，本发明提供一种新型生物可降解的交联型聚合物及其制备方法。 

具体而言，本发明提供一种生物可降解的交联型聚合物，其是由带有两个或更多个（n）手臂的可降解聚合物材料在其末端引入可交联活性基团后，再经热聚合和/或光照射处理得到的交联型聚合物网络，弹性模量在10MPa和4,500MPa之间，降解速率在3个月和36月之间。 

在一个具体的实施方案中，带有两个或更多个手臂的可降解聚合物材料选自：n手臂左旋聚乳酸，n手臂左旋丙交酯和乙交酯的共聚物，n手臂左旋丙交酯和右旋丙交酯的共聚物，n手臂左旋丙交酯和消旋丙交酯的共聚物，n手臂左旋丙交酯和ε-己内酯的共聚物，n手臂左旋丙交酯和三甲基碳酸酯的共聚物，n手臂消旋型聚乳酸，n手臂消旋型丙交酯和乙交酯的共聚物，n手臂消旋型丙交酯和ε-己内酯的共聚物，n手臂消旋型丙交酯和三甲基碳酸酯的共聚物，n手臂聚ε-己内酯，n手臂ε-己内酯和乙交酯的共聚物，n手臂ε-己内酯和三甲基碳酸酯的共聚物，其中n=2，3，或4，以及第二共聚单体的含量在1%到80%之间。 

在一个具体的实施方案中，手臂端基选自羟基、氨基或者羧基，优选羟基。 

在一个具体的实施方案中，可交联活性基团通过与含有官能团，包括但不限于酸酐，酸，酰氯，异氰酸酯，环氧丙烷等官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯反应而引入，例如甲基丙烯酸酐，甲基丙烯酸异氰基乙酯和甲基丙烯酸环氧丙酯等。