一种PDLA-n-HA/PLLA杂化材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医用材料的合成技术领域，具体涉及一种roLA-n-HA/PLLA杂化 材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 羟基磷灰石是人体和动物骨骼中主要的无机构成部分，在人体骨骼中，羟基磷灰 石呈针状结晶存在，占据骨骼成分的十分之六，而在齿骨中的含量高达97%。目前的研究 证实羟基磷灰石具有无毒、无刺激性和突变性等特点，呈纳米微晶状态，并且生物相容性良 好，植入人体后，可较短时间与人体骨骼发生化学键合，具有优异的骨传导性。这种特性使 其在生物医用方面获得较大的应用，因为在目前的医学领域中，金属和有机高分子等材料 应用较广，但其本身的成分与人体骨骼差异较大，会产生各种排斥反应，严重者会对人体造 成较大损害，甚至危及生命。因此羟基磷灰石的特殊结构以及本身的各种特性决定了其在 医用领域有较大的发展前景。但是羟基磷灰石的颗粒和脆性较大、缺乏可塑性、体内降解缓 慢、生物力学强度和抗疲劳强度较低，难于被机体完全替代，因此在羟基磷灰石中加入两相 或多相材料，从而获得有利的组织学反应、满意的强度和刚性，是促进羟基磷灰石大范围应 用的研究热点。
[0003] 羟基磷灰石复合材料的制备主要可分为两类：纳米级羟基磷灰石/天然高分子复 合生物材料和纳米级羟基磷灰石/人工高分子复合生物材料，其中聚丙交酯对羟基磷灰石 的修饰，研究的较多，聚丙交酯具有良好的生物相容性，优异的力学性能，可降解且降解产 物能被人体代谢吸收，它的合成有两种方法：（1)直接缩聚法；（2)开环聚合法。直接缩聚 法工艺简单，成本低廉，但反应体系中的游离酸、水、丙交酯低聚物和产物聚丙交酯之间构 成复杂的平衡体系，会限制平衡向聚合方向进行，且这些副产品不易去除，因此，很难合成 出高聚合度的聚丙交酯。目前一般用开环聚合的方法制备大分子量和高纯度的聚丙交酯。
[0004] 关于聚丙交酯/纳米羟基磷灰石复合材料的报道，国内外已有许多。洪重奎等、 邱雪宇等采用一种全新方法对羟基磷灰石纳米粒子的表面进行改性，通过开环聚合的方 法将低分子量聚丙交酯的羧基与羟基磷灰石纳米粒子表面的钙原子用化学键连接，制备出 改性后的羟基磷灰石粒子，其与低聚丙交酯的界面亲和力大大提高，并用固体磷核磁图谱 分析、傅里叶红外分析、热失重分析等分析进行了表征以及机械性能测试，结果表明两种 复合材料的综合性能明显优于羟基磷灰石和低聚丙交酯复合材料（Biomaterials，2005， 6296-6304)。牟元华，李玉宝通过原位合成的方法制备了纳米羟基磷灰石/聚乙稀醇水凝 胶，纳米羟基磷灰石与聚乙烯醇以一定的化学键合，有利于两相的均匀分布（南京师范大 学学报，2007,48-52);当生成的纳米羟基磷灰石质量分布系数在10%以下时，抗拉伸强度 随纳米羟基磷灰石的增加而增大，但当达到20%时，拉伸强度明显下降，而抗压强度随着纳 米羟基磷灰石的增加而上升。Shikinami等用机械混合的方法的可吸收聚L-丙交酯/羟基 磷灰石复合材料，其弯曲强度高达270Mpa，远高于皮质骨的强度（>lOOMpa)。但是这些方 法制备的复合材料其强度和韧性依然不能满足临床需求，也不能较彻底的解决其在生物体 内的降解速度。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题是提供了一种roLA-n-HA/PLLA杂化材料的制备方法，该 方法在制备杂化材料的过程中引入立构复合的概念，经过验证可使已经修饰的羟基磷灰石 与加入的第二相材料结合更加紧密，从而增加强度、韧性等物理性能。
[0006] 本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种roLA-n-HA/PLLA杂化材料 的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1)以L型丙交酯为原料，二甲苯为溶剂，在催化 剂辛酸亚锡的催化作用下于130-140°C由引发剂苯甲醇引发开环聚合得到聚L-丙交酯 (PLLA) ;(2)以纳米羟基磷灰石和D型丙交酯为原料，二甲苯为溶剂，在催化剂辛酸亚锡的 催化作用下于130_140°C反应得到聚D-丙交酯改性纳米羟基磷灰石（PDLA-n-HA); (3)将步 骤（2)得到的聚D-丙交酯改性纳米羟基磷灰石超声分散于二氯甲烷中得到聚D-丙交酯改 性纳米羟基磷灰石溶液，再将步骤（1)得到聚L-丙交酯超声分散于二氯甲烷中得到聚L-丙 交酯溶液，然后将聚L-丙交酯溶液加入到聚D-丙交酯改性纳米羟基磷灰石溶液中，超声混 合均匀后挥发溶剂二氯甲烷得到roLA-n-HA/PLLA杂化材料。
[0007] 进一步限定，步骤（1)中引发剂苯甲醇的用量为每210gL型丙交酯对应苯甲醇 0. 2mL〇
[0008] 进一步限定，步骤（1)中溶剂二甲苯的用量为每21gL型丙交酯对应二甲苯8mL。
[0009] 进一步限定，步骤（1)中L型丙交酯与催化剂辛酸亚锡的质量比为210:0. 1-0. 15。
[0010] 进一步限定，步骤（1)中的反应时间为12-24h。
[0011] 进一步限定，步骤（2)中D型丙交酯与纳米羟基磷灰石的质量比为1:1。
[0012] 进一步限定，步骤（2)中溶剂二甲苯的用量为lgD型丙交酯对应二甲苯1. 5mL。
[0013] 进一步限定，步骤（2)中D型丙交酯与催化剂辛酸亚锡的质量比为100:1-1. 5。
[0014] 进一步限定，步骤（2)中的反应时间为30_40h。
[0015] 进一步限定，所述的FOLA-n-HA/PLLA杂化材料的制备方法中的反应方程式为：
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：（1)聚丙交酯的合成简单易操作，原料利 用率高达100%，合成出的聚丙交酯纯度高，该方法适合工业化生产；（2)纳米羟基磷灰石使 用聚丙交酯改性，表面接枝率较高，极大地改善了纳米羟基磷灰石的表面性能，该方法极大 地简化了改性过程；（3)roLA-n-HA/PLLA杂化材料制备中，引入立构复合的概念，经过验证 可使改性的纳米羟基磷灰石与PLLA的结合更为紧密，增强了各项物理性能。
【具体实施方式】
[0016] 以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本 发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发 明的范围。
[0017] 实施例1 PLLA的制备 将适当反应瓶高温下真空脱气五次，在氮气保护下，加入210gL型丙交酯，抽真空半小 时，充氮气，加入溶剂二甲苯80mL，于140°C的油浴锅中搅拌溶解，再加0. 2mL引发剂苯甲醇 和0. 15g催化剂辛酸亚锡，搅拌反应24h，反应结束后，将反应制得的PLLA冷却，加入二氯甲 烷溶解，在乙醇中沉淀三次，40°C真空干燥24h备用。
[0018] 实施例2 PLLA的制备 将适当反应瓶高温下真空脱气五次，在氮气保护下，加入210gL型丙交酯，抽真空半小 时，充氮气，加入溶剂二甲苯80mL，于130°C的油浴锅中搅拌溶解，再加0. 2mL引发剂苯甲醇 和0. 15g催化剂辛酸亚锡，搅拌反应12h，反应结束后，将反应制得的PLLA冷却，加入二氯甲 烷溶解，在乙醇中沉淀三次，40°C真空干燥24h备用。
[0019] 实施例3 PLLA的制备 将适当反应瓶高温下真空脱气五次，在氮气保护下，加入210gL型丙交酯，抽真空半小 时，充氮气，加入溶剂二甲苯80mL，于130°C的油浴锅中搅拌溶解，再加0. 2mL引发剂苯甲醇 和0.lg催化剂辛酸亚锡，搅拌反应24h，反应结束后，将反应制得的PLLA冷却，加入二氯甲 烷溶解，在乙醇中沉淀三次，40°C真空干燥24h备用。
[0020] 实施例4 roLA-n-HA的制备 将适当反应瓶高温下