[发明专利]一种基于挤出技术的聚己内酯支架材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于挤出技术的聚己内酯支架材料的制备方法。发明以聚乙二醇引发己内酯开环聚合得到聚乙二醇聚己内酯嵌段共聚物作为相容剂，通过挤出技术，在一定温度下，将熔融状态的聚氧化乙烯均匀分散到熔融状态的聚己内酯中，形成聚己内酯包聚氧化乙烯的乳液，从挤出机口模处收集乳液，冷却固化后，水洗除去聚氧化乙烯获得结构可控的聚己内酯多孔材料。本发明的制备方法新颖独特，应用广泛，所得聚合物多孔材料孔径在2~60微米可调，孔隙率可在0.6~0.9范围内可控。

技术领域

本发明涉及一种基于挤出技术的聚己内酯支架材料的制备方法。

背景技术

聚己内酯(PCL)是一种生物可降解的聚合物，并且它的毒性很低，能够很好的溶于血液，也具有良好的可混性能，在生物医药领域具有广泛的应用。PCL是美国食品与药物管理局(Food and Drug Administr- ation，FDA)认证的，具有良好生物降解性和生物相容性的聚合物。基于这些优点，高分子工作者们也倾向于在复杂的聚合物中引入PCL嵌段来制备一些特殊的材料。

聚合物多孔材料具有高孔隙率、低密度、大比表面积且易加工等优点，在催化、液相色谱、药物控制释放、气体分离、分子识别、能量储存和电极材料等领域有广泛的应用前景。据报道，聚己内酯作为生物相容性良好的可降解生物材料，已被通过许多方法如：静电纺丝法、气体发泡法、冷冻干燥法等来制备聚己内酯多孔材料（支架材料）。这种可降解型聚合物支架材料因其具有的低成本、优良塑性加工性，稳定的初始力学强度而在增韧、生物医药、组织工程、骨修复材料领域等备受关注。

已见报的通过己内酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚合成可降解大分子交联剂，将其应用于高内相乳液聚合制备可降解聚合物多孔材料。由于甲基丙烯酸缩水甘油酯具有微毒且制备降解大分子交联剂过程复杂、高内相乳液模板法制备多孔材料需要加入引发剂、乳化剂等工艺繁琐，限制了其应用；另一技术中，采用碳酸氢钠作为化学发泡剂，让聚己内酯和碳酸氢钠挤出共混，将超临界气体发泡技术和化学发泡技术联合用于制备聚己内酯多孔材料。结果表明物理化学联合发泡用于制备多孔材料具有可行性。然而，由于工艺条件的限制泡孔之间连通性较差，所得支架材料不利于细胞向材料内部迁移生长；再有采用静电纺丝技术制成聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯电纺支架用于骨组织工程。由于静电纺丝技术需要事先将所选用的材料制备成为聚合物溶液，通过正负电压差产生电场力，当电场力大于聚合物溶液的表面张力时，聚合物溶液形成喷射状细流，靠静电作用产生纤维，并将纤维收集在相应的接收装置上，从而得到所需支架。该方法工艺条件苛刻，不适于大规模生产。

聚氧化乙烯没有毒性，能够很好的溶于水和许多有机溶剂中，具有优异的生物相容性。更为重要的是聚氧化乙烯和其他分子进行偶合以后，它的优异性质也会随之转移到新的化合物中。在新型生物材料的合成和改性中，聚氧化乙烯为新材料引入新的特性和功能，如亲水性、柔性、抗凝血性等。由于聚氧化乙烯这些优异的特性，含有聚氧化乙烯链段的各种复杂结构的两亲性共聚物的合成引起了高分子工作者们浓厚的兴趣。

本发明提供一种新型的制备聚己内酯支架材料的方法，通过挤出技术，在一定温度下，将熔融状态的聚氧化乙烯按照一定体积比均匀分散到熔融状态的聚己内酯中，形成聚己内酯包括聚氧化乙烯的乳液，解决了聚己内酯亲水性差、熔融状态下粘度大等缺点。

高分子共混物是指两种或两种以上的高分子通过物理或化学的方法混合而形成的宏观上均匀、连续的高分子材料。在热力学基础上，由于高分子分子量很大，混合熵很小，所以高分子共混体系中真正完全互溶既可任意比例互溶的高分子对为数不多，大多数高分子间是互不相容或部分相容的。

通常情况下不相容高分子共混物的整体性能往往比体系各基体组分的性能低，这是因为两个不相容组分间的相互作用力较差，且界面粘合松散。为了改善共混体系的相容性，常用的方法是加入第三组分作为增容剂改善高分子的相容性。传统的增容剂主要是嵌段或嵌段共聚物，它与两基体组分间都具有良好的亲合性。嵌段共聚物具有独特的物理化学性能，通常具有主链和支链两种均聚物的综合性能，且具有独特的分子结构形态。