[发明专利]生物降解型交联剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及生物降解型交联剂及其制备方法，主要包括可广泛应用于制备生物降解材料的交联剂及其制备方法，更详细地是涉及到聚丙交酯、聚乙交酯型二官能团、三官能团和四官能团的交联剂及其制备方法(在本发明中官能团是指碳碳双键、胺基和羟基等)。

交联剂的研究和生产历史很长，到目前为止实际应用的交联剂种类也很多，其应用领域已经涉及到工业、农业、国防和人们的日常生活等领域，可以说交联剂的应用已经十分广泛，但生物降解交联剂至今未发现有关生产和研究开发的报道。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，生物降解材料的开发与应用已经成为当今材料工业发展的重点，因为“白色污染”已经给人类的生活造成了无法弥补的损害。尤其是随着组织工程学的发展，生物降解材料的研究与开发显得更加迫切，对材料的降解性能要求也愈来愈高，不仅要求材料具有可降解性，而且材料的降解速率有可调节性。但到目前为止还未研制出理想的生物降解材料，究其原因可能有以下几点：

1、在目前降解材料的制备方法中，利用天然材料与合成材料共混或共聚是最常见的方法，但该类材料最大的缺点是合成材料仍无法降解，同时会造成更严重的污染。

2、纯天然材料可以降解，一是成本高难以广泛应用，二是有些加工困难难以使用，更重要的是，天然材料的物理化学和机械性能难以达到使用的实际要求。

3、有些合成高分子材料可以生物降解，也具有良好的使用性能，但由于价格太高而使其应用受到很大的限制。更重要的是许多合成高分子材料的降解产物具有毒性，对环境造成新的污染。

4、许多水溶性高分子虽不能生物降解，但可溶于含水的体系环境中，若能将此类材料加工成在一定时间内具有特定性能的材料，然后进行降解应该是较理想的生物降解材料，但至今还没找到合适的制备方法。

本发明所制得的系列性交联剂可解决上述大部分问题。

交联剂主要应用于制备不溶不熔型交联网状高分子材料，其主要目的是改善材料的强度或某些特殊性能以及使高分子预聚体变为具有一定机械、力学和其他一些必要性能的高分子材料。

本发明的目的就是提供一种可广泛应用于工业、农业、医药等领域的生物降解交联剂，尤其是可用于组织工程研究与开发，用于制备降解速率可调的组织工程支架材料。

本发明的目的还在于提供生物降解交联剂的制备方法。

本发明的目的还在于交联剂在制备生物降解材料中的应用。

本发明的生物降解交联剂是由各种二元醇、三元醇和四远醇为原料，通过与丙交酯、乙交酯的开环缩聚反应得到具有可降解链段的中间体；利用该中间体通过化学反应可以引入碳碳双键、胺基和其他可反应性基团，最终得到生物降解型交联剂。

本交联剂可以利用改变各种组分而调节交联剂的降解速率，而最终影响降解材料的降解速率。

本发明所使用的二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇以及聚乙二醇等。本发明所使用的三元醇包括甘油(丙三醇)以及与上述二元醇、环氧乙烷形成的衍生物。本发明所使用的四元醇包括季戊四醇以及与上述二元醇、环氧乙烷形成的衍生物。

在本发明的降解型交联剂中可生物降解的链段是由乳酸、乙醇酸、丙交酯、乙交酯、己内酯等通过与上述多元醇的缩合聚合和/或开环聚合形成，其产品分子式可表示如下：

             R[(R’)_m(OH)]_n其中R=CH₂CH₂,(CH₂)₃(CH₂)₄(CH₂)₅(CH₂)₆

  CH₂CH₂OCH₂CH₂ CH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₂CH₂