[发明专利]X-射线显影的含碘聚碳酸酯/聚酯材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属生物医用高分子材料领域，具体为X‑射线显影的含碘聚碳酸酯/聚酯聚合物及其制备方法与应用。本发明的含碘聚碳酸酯/聚酯聚合物具有优越的X‑射线不透过性或减弱X‑射线的特性；其是在催化剂存在情况下，以小分子羟基化合物为引发剂，通过含碘的碳酸酯类单体的开环均聚，或其与其他内酯、交酯和或碳酸酯类单体开环共聚得到。该类含碘的聚碳酸酯/聚酯聚合物可应用于可视化栓塞材料、防伪标签、造影剂、抗菌材料、预防或治疗碘缺乏病、阻燃材料、组织工程、药物递送系统等领域。

技术领域

本发明属生物医用高分子材料领域，具体涉及具有X-射线显影功能的含碘聚碳酸酯/聚酯聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

生物医用高分子材料具有良好的生物相容性和易调节的降解性等诸多优点，是生物医用材料研究的一个重要内容，其在医学成像、组织工程、药物递送系统等领域具有广阔的应用前景。其中，可降解的聚碳酸酯/聚酯材料是应用最为广泛的医用可降解高分子材料之一。目前很多基于此类材料的产品、装置已经被FDA批准并广泛应用于临床实践中。然而，由于复杂的体内生理环境，目前尚很难方便地、准确地评价此类材料在人体内的降解行为。因此，开发新型的具有成像功能的聚碳酸酯/聚酯材料无论是在临床实践还是科学研究中都具有非常重要的意义。

尽管已有很多荧光标记的聚碳酸酯/聚酯材料被成功开发，但由于荧光低的成像深度，使得它们并不适用于深层组织成像。X-射线成像具有深的成像深度、高的空间分辨率，已被广泛应用于临床各种疾病的诊断。同时，已有各种X-射线造影剂被开发利用。通过物理混合添加金属或无机盐颗粒是制备X-射线显影材料最常用和最简单的方法。但是由于非共价键合的特点，添加的X-射线造影剂很容易渗透进入体液导致材料显影能力的减弱或丧失、并引起潜在的全身毒性。此外，实现X-射线造影剂和材料的均匀混合也是该方法面临的难题之一。

相比于物理混合，另外一个比较有潜力的策略是共价连接碘原子到聚碳酸酯/聚酯骨架上。一般而言，基于此设计理念，含碘聚碳酸酯/聚酯的制备主要有两种途径：第一种是聚合后修饰的策略，这种方法的缺点是合成步骤复杂、产率低，同时后期功能基团转化不彻底、碘功能化修饰的单体比例低；相比较而言，第二种的前修饰方法（功能单体直接聚合法）能够减少甚至克服上述问题，并且更为灵活、普适。然而，这一方法在实际的实践或科学研究中却极少见诸报道，这主要归因于缺少普适的功能含碘单体。2009年Habnouni SE等直接在己内酯的α位引入碘原子合成了国际上首个具有含碘侧基的己内酯功能单体（α-I-ε-CL）（Habnouni SE, et al. Macromol. Rapid Commun. 2009, 30, 165–169）。然而，这样一个单体本身制备条件比较苛刻，需要-80℃的低温；同时在α位直接引入碘原子使得其本身结构并不稳定，其原因有二：1）由于临近的羰基具有吸电子效应，使其α位易发生亲核取代，并且碘原子本身就是良好的离去基团；2）羰基α位的碘代产物还易发生消除反应，生成更稳定的α, β-不饱和內酯；这些因素都导致该含碘单体容易发生分解，难以长时间储存。即使短暂的保存也需要非常严苛的储存条件：-15℃下的避光保存，这一缺点大大限制了其的实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种X-射线显影性能好，功能稳定的含碘聚碳酸酯/聚酯聚合物及其制备方法和应用。

本发明提出的X-射线显影的含碘聚碳酸酯/聚酯聚合物，其结构式为下述中的一种：

其中，嵌段A为含碘的碳酸酯类单体单元，嵌段B为非碘的內酯、交酯和或碳酸酯类单体单元；-co-表示为无规共聚，-b-表示为嵌段共聚；R为聚合引发端基。

本发明中，含碘聚碳酸酯/聚酯聚合物的分子量范围为2000-200000。

本发明中，所述的含碘聚碳酸酯/聚酯聚合物中，碘原子是以化学键合的形式共价连接到聚合物骨架上。