一種高強度完全生物可降解醫(yī)用樹脂組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種樹脂組合物及其制備方法，尤其是涉及一種高強度完全生物可降 解醫(yī)用樹脂組合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物可降解聚酯的主鏈是由脂肪族結(jié)構(gòu)單元通過易水解的酯鍵連接而成，在微生 物或生物體內(nèi)酶或酸、堿的促進下水解，最終形成H 2O和CO2，同時有很好的組織相容性，被 廣泛應(yīng)用于醫(yī)療外科手術(shù)縫線、骨折內(nèi)固定、組織工程修復(fù)材料及藥物控制釋放體系等。
[0003] 聚羥基乙酸是結(jié)構(gòu)最簡單的線性脂肪族聚酯，其具有較高的拉伸強度與模量，力 學(xué)性能優(yōu)異，是體內(nèi)可吸收高分子材料中最早商品化的一個品種。早在30年代Garothers 在研究合成纖維時就合成過PGA。40多年前，由乙交酯（羥基乙酸的二聚體）開環(huán)聚合制 得的高分子量聚羥基乙酸，由于其容易水解，且降解的產(chǎn)物羥基乙酸是機體代謝的中間產(chǎn) 物，使得這類聚酯被優(yōu)先考慮用作可降解的手術(shù)縫線而取代膠原。但是，由于聚羥基乙酸 具有非常柔順的分子鏈結(jié)構(gòu)，因而具有較高的結(jié)晶度，一般可達到40-80%，且熔點可高達 210°C以上，意味著聚羥基乙酸需要在較高的溫度下才能加工成型。而較高的溫度極易導(dǎo)致 其分子鏈的斷裂，從而使得其力學(xué)性能大幅下降。同時，聚羥基乙酸具有較快的降解速率， 一般在體內(nèi)3-6個月即能降解完全，過快的降解速率使其在大多數(shù)情況下不能完全發(fā)揮其 力學(xué)性能優(yōu)勢，因而亦在一定程度上抑制了其應(yīng)用推廣。
[0004] 為了解決其加工溫度高、降解周期短的特點，很多研究者采取羥基乙酸與其他可 降解材料共聚的方法來進行改善。比如，有人在聚羥基乙酸鏈段中引入聚乳酸鏈段。聚乳酸 具有較聚羥基乙酸更高的拉伸強度與模量，可維持其優(yōu)異的力學(xué)性能，且聚乳酸具有6-24 個月的體內(nèi)降解周期，可有效改善聚羥基乙酸降解周期較短的不足。但是，由于該方法采用 共聚反應(yīng)的化學(xué)合成路線，因而，需要較高的生產(chǎn)成本：同時，聚乳酸鏈段的引入，雖可以在 一定程度上降低其加工溫度，但降低的幅度不夠，分子鏈的斷裂亦會在一定程度上降低共 聚物的力學(xué)性能。
[0005] 因此，從改善上述技術(shù)缺陷的思路出發(fā)，我們采取了聚羥基乙酸與聚乳酸共聚的 方法，保持同聚羥基乙酸-聚乳酸共聚物同樣優(yōu)異力學(xué)性能的同時，可有效降低成本。特 別需要指出的是，本發(fā)明中選取了添加少量低分子量聚乙二醇作為第三組分。聚乙二醇亦 是一種完全生物可降解的高分子材料，且具有良好的生物相容性。分子量較低的聚乙二醇 是一種很好的分子鏈潤滑劑，特別是對于聚羥基乙酸與聚乳酸的共混材料，低分子量的聚 乙二醇分子鏈能夠進入其結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，使得聚羥基乙酸與聚乳酸分子鏈更易運動，從而可 有效降低其加工溫度。同時，聚乙二醇亦可起到增塑劑的作用，在一定程度上彌補聚羥基乙 酸-聚乳酸共混材料偏脆的特點。
[0006] 因此，本發(fā)明基于上述技術(shù)問題，提出了一種高強度完全生物可降解醫(yī)用樹脂組 合物及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種高強度完全生物可降解 醫(yī)用樹脂組合物及其制備方法，其具有高拉伸強度、高彎曲模量等優(yōu)異的力學(xué)性能及易加 工成型的特點，且能在體內(nèi)完全降解為H 2O和CO2等對人體無害的小分子物質(zhì)。
[0008] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0009] 本發(fā)明提供一種高強度完全生物可降解醫(yī)用樹脂，該組合物包括的組分及重量份 數(shù)如下：
[0010] 聚輕基乙酸 10?90份 聚乳酸 10?90份 聚乙二醇 0?10份 抗氧劑 0.1-0.8份。
[0011] 所述的聚羥基乙酸的重均分子量為20, 000?800, 000,優(yōu)選100, 000?200, 000， 且其成分中不含有任何對人體有害的添加劑。
[0012] 所述的聚乳酸為L-異構(gòu)體或D-異構(gòu)體，其重均分子量為20, 000?800, 000,優(yōu)選 左旋聚乳酸，優(yōu)選重均分子量為100, 〇〇〇?200, 000,且其成分中不含有任何對人體有害的 添加劑。
[0013] 所述的聚乙二醇為2, 000?20, 000,優(yōu)選2, 000?5, 000,且其成分中不含有任何 對人體有害的添加劑。
[0014] 所述的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑或受阻酚類抗氧劑，包括市售抗氧劑168、抗氧 劑1010、抗氧劑1076或抗氧劑245中的一種或幾種。
[0015] 本發(fā)明提供一種高強度完全生物可降解醫(yī)用樹脂組合物及其制備方法，該方法包 括以下步驟：
[0016] (1)按照以下組分及重量份數(shù)準備原料：
[0017] 聚羥基乙酸 10?90份 聚乳酸 10?90份 聚乙二醇 0?10份 抗氧劑 0.1-0.8份。
[0018] (2)以上原料在60°C烘箱中干燥5?8h，然后置于高速混合器中預(yù)混3?IOmin, 得到預(yù)混料；
[0019] (3)將預(yù)混料通過雙螺桿擠出機，控制溫度為130?230°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200? 600rpm進行熔融擠出，然后經(jīng)冷卻造粒，即得到一種高強度完全生物可降解醫(yī)用樹脂組合 物。
[0020] 本發(fā)明在現(xiàn)有對聚羥基乙酸力學(xué)性能、降解速率以及加工成型性能等進行研究的 基礎(chǔ)上，通過合理設(shè)計組合物的配方，制備得到的產(chǎn)品具有高拉伸強度、高彎曲模量等優(yōu)異 的力學(xué)性能及易加工成型的特點，且能在體內(nèi)完全降解為H 2O和CO2等對人體無害的物質(zhì)。 將可用于骨折內(nèi)固定材料、組織修復(fù)材料以及手術(shù)縫合線等醫(yī)用領(lǐng)域，是一類具有廣泛應(yīng) 用前景的醫(yī)用高分子材料。
【具體實施方式】
[0021] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的解釋，但是以下的內(nèi)容不用于限 定本發(fā)明的保護范圍。
[0022] 對比例1
[0023] 將IOkg聚羥基乙酸，0.02kg抗氧劑245、0. 02kg抗氧劑168,在60°C烘箱中干燥 5?8h，然后加入到高速混合機中攪拌3-10分鐘后出料，再在長徑比為36、直徑為35mm的 雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出機的機筒溫度為200?230°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200-600rpm。
[0024] 為了體現(xiàn)聚乳酸對聚羥基乙酸力學(xué)性能以及加工性能的影響，特對比實施以下 例。
[0025] 實施例1
[0026] 將9. Okg聚輕基乙酸，I. Okg聚乳酸，0. 02kg抗氧劑245、0. 02kg抗氧劑168,在 60°C烘箱中干燥5?8h，然后加入到高速混合機中攪拌3-10分鐘后出料，再在長徑比為 36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出機的機筒溫度為160-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 200-600rpm〇
[0027] 實施例2
[0028] 將7. 5kg聚羥基乙酸，2. 5kg聚乳酸，0.02kg抗氧劑245、0. 02kg抗氧劑168,在 60°C烘箱中干燥5?8h，然后加入到高速混合機中攪拌3-10分鐘后出料，再在長徑比為 36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出機的機筒溫度為160-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 200-600rpm〇
[0029] 實施例3
[0030] 將6. O