專利名稱：聚乳酸/氨基酸酯共混物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乳酸/氨基酸酯共混物及其制備方法，屬于高分子物共混改性領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚乳酸(PLA)具有可降解性和良好的生物相容性，在藥物控釋，外科縫合線，骨折內(nèi)固定材料等方面得到廣泛的應(yīng)用，已成為生物醫(yī)用材料中極重要的一種高聚物材料。同時(shí)它也是組織工程中主要的基質(zhì)材料，已制成用于機(jī)體的各種形態(tài)支架。但生物相容性還不很理想，由于欠缺良好的親水性，不利于細(xì)胞黏附，增殖和分化；在生體環(huán)境中，不能完全排除致炎效應(yīng)。這是因?yàn)槿斯ず铣傻幕|(zhì)材料缺乏天然基質(zhì)特有的分子識別序列，材料表面的細(xì)胞反應(yīng)是隨機(jī)的、無序的。為此，人們對聚乳酸進(jìn)行大量地改性研究。中國專利CN1367189A，Penise.C，Ejuibura.JL等采用自由基接枝方法將聚乙烯醇、丙烯酸、不飽和環(huán)狀酸酐或不飽和環(huán)狀酰亞胺用于改性聚乳酸，在側(cè)鏈上引入-OH、-COOH或亞酰胺基，改善了聚乳酸的親水性狀況；Veenstra.H，Breitenbach.A等采用丙交酯與乙交酯、己內(nèi)酯、亞磷酸酯、聚乙二醇或多元醇等共聚，聚乳酸因共聚單體引入主鏈增加了鏈的柔順性，并在一定程度上改善了親水性和降解性能。美國麻省理工學(xué)院Barrera教授、Cook合成乳酸/賴氨酸共聚物(PLAL)。
但以上研究均使用化學(xué)改性法，工藝復(fù)雜、成本較高。國內(nèi)有人采用聚乙二醇、聚乙烯醇與聚乳酸共混，但這些研究僅僅停留在聚乳酸的結(jié)晶性、親水性和降解性能方面。
最近中國專利CN1272383A公開了納米相鈣磷酸鹽/膠原/聚乳酸制備骨復(fù)合多孔材料，所采用原料、制備工藝、應(yīng)用與本發(fā)明均不相同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種聚乳酸/氨基酸酯共混物及其制備方法本發(fā)明者認(rèn)為，要充分發(fā)揮聚乳酸在組織工程中的應(yīng)用潛力，必須以材料結(jié)構(gòu)與生物相容性關(guān)系為基礎(chǔ)，在材料表面結(jié)合組織特異性識別生物分子從而誘導(dǎo)細(xì)胞和組織的生長，這是組織工程材料研究所要解決的關(guān)鍵問題。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，向聚乳酸中引入改性物，該改性物可以是人體所需的必須氨基酸或非必須氨基酸或者是它們的酯類衍生物。使其成為一種聚乳酸/氨基酸酯類共混物。因共混物中含有較多的反應(yīng)活性基團(tuán)-NH3、-COOH。一方面，在一定程度上改善了聚乳酸的降解性、親水性和生物相容性。更重要的是該材料中活性基團(tuán)提供了與外部生物分子連接部位，使聚乳酸具有可修飾性。聚乳酸/改性物有更好的生物相容性和界面相容性，可用于組織支架材料。
本發(fā)明的目的可用以下的技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外均為重量份數(shù)。
聚乳酸/氨基酸酯共混物的原料配方為聚乳酸平均分子量＝1000～10,0000 殘存物小于5％ 50～95份氨基酸或氨基酸酯類衍生物 白色粉末或白色晶體，含量大于98％ 50～5份溶劑 150～300份聚乳酸為L-聚乳酸，D-聚乳酸和/或DL-聚乳酸和/或中的至少一種。
改性物為L-氨基酸或L-氨基酸酯類衍生物L(fēng)-氨基酸為L-甘氨酸、L-天冬氨酸、L-賴氨酸、L-精氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-蛋氨酸、L-蘇氨酸、L-亮氨酸、和L-頡氨酸中的至少一種。也可以是L-氨基酸與醇類物C1～C7的一元醇或多元醇反應(yīng)生成的L-氨基酸酯類衍生物。
溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、1，4-二噁烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺和/或1，2-二氯乙烷的至少一種。
聚乳酸/氨基酸酯共混物的制備方法將聚乳酸50～95份，改性物50～5份，溶劑150～300份加入混合釜中攪拌溶解，混合均勻，然后蒸發(fā)溶劑溫度不得超過180℃，溫度過高會造成聚乳酸組成不穩(wěn)定，溫度過低蒸發(fā)溶劑速度太慢且不易除盡溶劑。一般第一步加熱除掉大部分溶劑，控溫在30～180℃，第二步將加熱的共混物在減壓真空條件下使殘存溶劑升華除盡。控制真空度在0.8Mpa～0.09Mpa。
經(jīng)改性后的聚乳酸共混物玻璃轉(zhuǎn)化溫度為40～60℃，可采用擠出、吹塑、流延等方法進(jìn)行加工成型。再經(jīng)冷凍干燥得到多孔泡沫支架材料，可用作組織工程的醫(yī)用材料。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實(shí)施例1、DL-聚乳酸(PLA)52g，L-甘氨酸乙酯26g，溶劑二氯甲烷200g，加入帶有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的反應(yīng)瓶中，攪拌至完全溶解，再逐步加熱到40℃，反應(yīng)90min后，蒸干溶劑，減壓至0.01Mpa，升華掉殘留溶劑，得到DL-聚乳酸/L-甘氨酸乙酯共混物。
2、將L-聚乳酸51g，L-賴氨酸芐酯20g，分別溶于四氫呋喃100g和四氫呋喃100g、二氯甲烷100g混合溶劑中，投入到帶有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的反應(yīng)瓶中，攪拌充分溶解，反應(yīng)溫度至60℃，保溫80min后，蒸干溶劑，在真空度0.05Mpa除去溶劑。得到L-聚乳酸/L-賴氨酸芐酯共混物。
3、在實(shí)施例1相同的設(shè)備中，加入D-聚乳酸49克和L-蘇氨酸15克到1，4-二噁烷250g和四氫呋喃50g的混合溶劑，溫度80℃，反應(yīng)30分鐘后，于溫度110℃蒸干溶劑，在真空減壓到0.08Mpa，得到D-聚乳酸/L-蘇氨酸共混物。
4、在實(shí)施例1相同設(shè)備中，加入與實(shí)施例1等量聚乳酸，L-天冬氨酸單芐酯10g，1，4-二噁烷250g，攪拌至完全溶解，再逐步加熱到80℃，反應(yīng)60min后，蒸干溶劑，在真空減壓到0.05Mpa，升華除去殘留溶劑，得到DL-聚乳酸/L-天冬氨酸單芐酯共混物。
5、在實(shí)施例1相同設(shè)備中，加入與實(shí)施例1等量聚乳酸，L-精氨酸叔丁酯5g，二甲基甲酰胺220g，攪拌至完全溶解，再逐步加熱到120℃，反應(yīng)30min后，于溫度150℃蒸干溶劑，減壓至0.08Mpa，升華掉殘留溶劑，得到DL-聚乳酸/L-精氨酸叔丁酯共混物。
6、實(shí)施例1，2，3，4，5得到的聚乳酸/氨基酸或聚乳酸/氨基酸酯共混物，經(jīng)冷凍干燥得到多孔泡沫支架材料，可用作組織工程的醫(yī)用材料。
權(quán)利要求
1.聚乳酸/氨基酸酯共混物，其特征在于該共混物的配方組分(按重量計(jì))為聚乳酸平均分子量＝1000～10,000050～95份氨基酸或氨基酸酯，含量大于98％ 50～5份溶劑 150～300份
2.如權(quán)利要求1所述聚乳酸/氨基酸酯共混物，其特征在于聚乳酸為L-聚乳酸、D-聚乳酸和/或DL-聚乳酸中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述，聚乳酸/氨基酸酯共混物，其特征在于L-氨基酸為L-甘氨酸、L-天冬氨酸、L-賴氨酸、L-精氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-蛋氨酸、L-蘇氨酸、L-亮氨酸和/或L-頡氨酸中的至少一種，或者是L-氨基酸與醇類物C1～C7的一元醇或多元醇反應(yīng)生成的L-氨基酸酯衍生物。
4.如權(quán)利要求1所述聚乳酸/氨基酸酯共混物，其特征在于溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、1，4-二噁烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺和/或1，2-二氯乙烷中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1～4所述聚乳酸/氨基酸酯共混物的制備方法，其特征在于將聚乳酸50～95份、氨基酸或氨基酸酯50～5份、溶劑150～300份加入混合釜中、攪拌器完全溶解、混合均勻，于溫度30～150℃，反應(yīng)30～90分鐘，然后加熱升溫至30～180℃除去大部分溶劑，再減壓至0.8～0.09MPa除盡溶劑，獲得聚乳酸/氨基酸酯共混物。
6.權(quán)利要求1-5項(xiàng)中任何一項(xiàng)限定的方法得到的改性聚乳酸用于組織工程的醫(yī)用材料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種聚乳酸/氨基酸酯共混物及其制備方法，共混物是采用溶液共混法改性聚乳酸，其特點(diǎn)是將聚乳酸(PLA)50～95份和氨基酸或氨基酸酯50～5份用溶劑150～300份，溶解、混合均勻；于溫度30～150℃反應(yīng)30～90分鐘后，然后加熱除去大部分溶劑，再減壓至0.8～0.09MPa，除盡溶劑，獲得聚乳酸/氨基酸酯的共混物，該共混物材料有很好的生物相容性和界面相容性，可作為組織支架材料。
文檔編號C08L67/04GK1491988SQ0313545
公開日2004年4月28日 申請日期2003年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月22日
發(fā)明者張倩, 張 倩 申請人:四川大學(xué)