[发明专利]一种可降解光交联三嵌段共聚物及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及高分子材料合成技术领域，公开了一种可降解光交联三嵌段共聚物及其制备方法与应用。该可降解光交联三嵌段共聚物的化学结构式如式(Ⅰ)所示；式(Ⅰ)中：3≤X≤22；10≤m+n≤200；m、n、X为正整数。该三嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：将聚富马酸丙二醇酯与三亚甲基碳酸酯混合，反应，得到共聚物。本发明提供的可降解光交联三嵌段共聚物可精准预测与合成，最终优化可得到不同工艺参数下对应的分子结构关系，并与性能关系进行耦合，从而使上述三者间模块化，可以制备仿生的生物弹性体，用于组织修复、柔性器件等领域。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术领域，具体涉及一种可降解光交联三嵌段共聚物及其制备方法与应用。

背景技术

人体内的许多组织和器官比如神经、心血管、肺以及膀胱等都是具有良好弹性，同时处于持续的力学刺激的环境中。正是在这样的背景下，具有良好生物相容性和可降解性，能在一定程度上模拟上述天然组织的力学性质的生物弹性体应运而生，并在过去十几年得到了显著的关注和迅猛的发展。这些生物弹性体能够将周围的力学刺激传递给新生组织，能够从循环反复的形变中恢复，适用于细胞的动态体外培养和植入到人体动态的力学环境中，植入后不会对周围的组织产生力学损伤。正是由于这诸多特点，生物弹性体已经迅速成为组织工程中一类重要的生物材料，同时在其它相关的生物医学领域也得到了应用。

聚酯类生物弹性体分为热塑性和热固性两种类型。热塑性弹性体为两相聚合物，具有微观相分离结构，易于加工成形，并且能够通过热加工来塑形，但由于其组成中存在晶体化结构，降解速度较慢，且不易长久保持固定的形状。热固性弹性体虽然熔融加工不易成形，但降解速率较快且均匀，在长时间内能保持较高的形态率，因此可以通过实验目的来选择不同类型的聚酯类生物弹性体。热塑性聚酯类生物弹性体近年来的研究热点集中在线性聚酯生物材料，如聚乙交酯，聚丙交酯及其共聚物等，由于其优异的生物相容性和力学性能，在硬组织工程修复，药物运载释放，外科缝合器材等方面已得到广泛的应用。然而随着软组织工程修复的不断发展，迫切需要一种聚酯生物材料既有良好的韧性及弹性，又要保持足够的机械强度，同时在修复过程中支架材料的力学性能与周围机体组织相匹配，为了满足这一需要，新型网络交联型聚酯生物材料开始获得学者们的关注。聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)是一种橡胶状的无定形聚合物，其玻璃化转变温度约为-20℃，因此该材料在室温以及体温下呈弹性体行为，并且其降解产物呈中性，体内不会产生炎症反应，目前已经被研究应用于制备软组织工程支架，特别是神经、心脏以及血管等组织所需的可降解生物弹性体多孔支架。因此，基于PTMC，开发新型、具有优良生物相容性及可控降解性能的网络交联型生物弹性体是十分重要且必要的。国内外已有一些基于PTMC所制备的可交联型聚酯弹性体：首先由多元醇引发三亚甲基碳酸酯(TMC)进行开环聚合，从而精确制备不同分子量的PTMC，随后利用聚合物分子链端羟基与甲基丙烯酰氯/甲基丙烯酸酐反应以制备可交联型PTMC。

聚富马酸丙二醇酯(PPF)是一种线性不饱和聚酯，可以通过富马酸双键进行自交联。PPF可通过简单的酯键水解而降解。尽管人们对PPF基材料的应用进行了大量的探索，但这种材料仍有许多重要的局限性：每个重复单元中的丙二醇只提供一个自由旋转的碳碳键导致交联后的PPF具有较高的刚性。专利文献CN112175191A公开了：将PPF与PTMC一步酯交换缩聚反应成功合成了一种多嵌段共聚物PPF-co-PTMC，该产物性能可通过调控两组分比例而进行大范围调控。然而，由于酯交换反应的不可控因素，最终得到的多嵌段共聚物PPF-co-PTMC分子结构可控性不高，其分子量与分子链组成分布无法预测与合成，导致使用材料分子结构不够明确，性能可控性不足。

发明内容

本发明的第一方面的目的，在于提供一种可降解光交联三嵌段共聚物。

本发明的第二方面的目的，在于提供本发明第一方面的可降解光交联三嵌段共聚物的制备方法。

本发明的第三方面的目的，在于提供本发明第一方面的可降解光交联三嵌段共聚物在生物医学材料中的应用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：