[发明专利]一种完全生物可降解聚酯及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体为一种完全生物可降解共聚物的制备方法。本发明的PTMC‑LLA‑GA共聚物是在催化剂作用下，利用三亚甲基碳酸酯(TMC)开环聚合制备不同分子量的PTMC大分子预聚物，PTMC再与左旋丙交酯(LLA)、乙交酯(GA)在一定的条件下无规共聚而成。本发明制得的共聚物是一种半结晶性聚合物，具有强度高，韧性好，降解速度可控的特点，可在组织工程支架、介入性医疗器械等生物医学领域取得应用。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种生物可降解聚酯及其制备方法。

背景技术

聚左旋乳酸(PLLA)是一种具有优良生物相容性的可降解聚酯，已在组织工程支架、介入性医疗器械等医用材料领域取得应用。但是，PLLA的脆性高，延伸率一般低于10%。同时，PLLA的结晶及其降解后的酸性产物已被临床证实会引起病灶炎症反应。研究发现在PLLA链中引入柔性TMC可以使材料韧性大为提升，减弱材料降解酸性，改善医疗效果。针对LLA链产生的不良效果，通过在PTMC-LLA中引入具有较高反应活性的GA单元，使可结晶的LLA链段规整度和结晶度降低，可以提升材料韧性，加快降解速率，实现对材料综合性能的调控和优化。

本发明提出了一种由聚三亚甲基碳酸酯引发丙交酯/乙交酯无规共聚物及其制备方法。该发明不仅可以满足生物医用材料力学性能和医疗构建恢复期匹配的要求，而且从分子结构设计上更符合医用材料对生物相容性与降解性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种完全生物可降解聚酯及其制备方法，以实现材料力学性能优化和降解速率可控。

该共聚物在韧性上得到了极大地提升，而依然保持足够的拉伸强度。同时，结晶度降低，可望克服后期炎症反应和降解速度太慢的问题。特别适合应用于生物医用材料。

本发明提供的完全生物可降解聚酯，由聚三甲基碳酸酯引发丙交酯/乙交酯无规共聚合成，其分子链结构如下式所示：

其中，n，p，q分别为TMC，LLA，GA的链节数；n的范围为100~500，p的范围为1000~10000，q的范围为100~500。

该共聚物中TMC单元的摩尔含量为10.0~30.0%；LLA单元的摩尔含量为60.0~90.0%；GA单元的摩尔含量为1.0~10.0%。

该PTMC大分子预聚物的数均分子量为1.0×10⁴~5.0×10⁴g/mol，分子量分布系数为1.2~1.6，共聚物的数均分子量为5.0×10⁴~3.0×10⁵g/mol，分子量分布系数为1.3~2.0。

本发明还提供所述的完全生物可降解聚酯的制备方法，具体步骤为：

（1）将干燥的TMC单体以及催化剂加入聚合管中，催化剂的加入量为单体总质量的1/5000~1/500；在N₂或Ar惰性气体的保护下加热融化；然后，冷却至凝固态后，持续抽真空；

（2）待真空度不高于100Pa后，将聚合管熔断，使物料处于真空状态之下；

（3）将聚合管置于恒温反应箱中，反应温度为100~130℃，反应时间为4~24h，然后取出；

（4）将聚合管中的PTMC产物用溶剂溶出，接着用沉淀剂析出，充分干燥；

（5）将干燥的PTMC及LLA和GA单体以及催化剂加入聚合管中，催化剂的加入量为单体总质量的1/5000~1/500；在N₂或Ar惰性气体的保护下加热融化；然后，冷却至凝固态后，持续抽真空；

（6）待真空度不高于100Pa后，将聚合管熔断，使物料处于真空状态之下；