[发明专利]一种医用聚氨酯导电高弹性体及其制备方法

说明书

本发明属于医用材料技术领域，公开了一种医用聚氨酯导电高弹性体及其制备方法，导电材料为合成的聚吡咯，聚氨酯基体为商用医用级、可溶解聚氨酯弹性体；导电物的添加量为3‑5wt％的导电物，可以实现聚氨酯复合物的导电(电阻值：1‑5×10³Ω/square)。本发明由于采用特殊的后处理工艺以及医用级的聚氨酯，导电物高弹性体可以实现良好的细胞相容性，同时，也极大地保留了材料的力学性能，弹性为未添加导电物的80‑90％。

技术领域

本发明属于医用材料技术领域，尤其涉及一种医用聚氨酯导电高弹性体及其制备方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

在组织的再生和干细胞的分化过程中，电信号一直扮演着重要的角色。多种细胞(如成纤维细胞、神经细胞和成骨细胞)均可在由电介体产生的电磁场中或在两电极之间产生反应，赋予生物材料导电性越发重要。导电材料在电刺激下可以调节细胞的粘附、迁移，蛋白质的分泌与DNA的合成等过程，能促进损伤组织的再生与修复，在再生医学领域具有广阔的应用前景。作为导电聚合物，聚吡咯(PPy)，聚苯胺(PAn)具有良好的生物相容性，可用于将电信号引入组织的再生与修复过程中。例如，聚吡咯可支持不同类型细胞的粘附和生长，包括上皮细胞、大鼠嗜铬细胞瘤细胞(PC-12)、背根神经节神经细胞及其支持细胞、原代神经细胞、角化细胞和间质干细胞；与PPy相比，PAn易于用多肽进行表面改性，改变其氧化态，调节其导电性，从而使其具有特殊的应用价值。早期的的一系列研究(Shiyun Mengetc.Bioelectromagnetics:2013；J Bone MinerMetab:2011；Plos One:2013)表明人骨肉瘤细胞、人皮肤成纤维细胞被接种于肝素掺杂的导电PPy复合支架，在一定的电刺激强度区域内，都会促进细胞增殖，细胞分化信号蛋白，碱性磷酸酶(ALP)和骨钙蛋白均显著上调。

值得注意的是，导电聚合物结合于组织工程中，不但可以使电刺激局限在聚合物周围，达到电刺激的空间控制要求；而且通过改变合成条件，可以使导电聚合物表现出不同的、更适宜的表面特性，例如引入电负性化合物(基团)。

为了克服聚吡咯本身力学性能不佳，不易成型等的缺陷，需要特殊的加工方式，或者引入高分子基质，例如聚氨酯。聚氨醋弹性体不仅具有高弹性、高耐磨、高机械强度、耐挠屈性、易加工等优良特性，而且还具有良好的抗凝血性和生物相容性等，被公认为综合性能最优的高分子生物材料，应用于介入性导管、血管移植物、人工心脏及心室辅助循环系统等方面，在一些应用领域己经成功实现了商品化。目前有几家国外大公司已商业化生产医用聚氨酯材料,如美国诺誉(Noveon)、德国拜尔(Bayer)、美国陶氏化学(Dow Chemical)、德国巴斯夫(BASF)等公司。

但是需要注意的是其血液相容性还没有取得令人满意的效果。一般认为,带有适量负电荷的材料表面可以阻止带有负电荷的细胞和蛋白质(电位值为-8--13mv)的贴附，从而具有改善其血液相容性。例如，Zhu等发现由于静电排斥作用，带负电的聚氨酯膜表面不容易粘附细胞，内皮细胞生长良好(Yabin Zhu，Colloids&Surfaces B Biointerfaces；2004)。肝素化处理的高分子材料的研究与应用也表明，带负电荷的材料具有良好的抗凝血性能(R Anrra et al.Eur.Polym.J.；2012)。材料表面的肝素结合量达到了0.68μg/cm.

电导电材料有利于细胞间生理讯号的传递，可以促进细胞的生长，增殖及取向等。对于聚氨酯而言，由于其成膜性较好，导致导电材料往往被聚氨酯基体包敷而隔离，不能形成导电通道；如果增加导电物的使用量，又往往极大地破坏材料的力学性能。

现有技术存在的问题是：导电材料往往被聚氨酯基体包敷而隔离，不能形成导电通道；如果增加导电物的使用量，往往极大地破坏材料的力学性能。