[发明专利]一种胆甾醇类侧链液晶聚氨酯脲材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种胆甾醇类侧链液晶聚氨酯脲及其制备方法，其中液晶基元胆甾醇通过较长的柔性链段与主链共价相连，由单端二羟基胆甾醇类液晶单体(DAP)与双端羟基聚乙二醇(PEG)混合，再用含有脲基结构的二异氰酸酯进行扩链，经纯化得到胆甾醇类侧链液晶聚氨酯脲。液晶聚氨酯的数均分子量为1.0×10⁵～5.0×10⁵，分散系数为1.20～1.51。液晶聚氨酯中的DAP的质量含量为25‑52％，PEG的质量含量为12‑52％。本发明将胆甾醇液晶以缩合聚合的方式结合到聚氨酯中，既可避免小分子液晶的迁移，又可以改善聚氨酯膜的血液相容性和生物相容性，为改性聚氨酯材料在生物医学工程上的应用提供了借鉴，且具有良好的生物可降解性。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种胆固醇类侧链液晶聚氨酯脲材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯材料(PU)具有优良的机械性能和良好的生物相容性，现阶段许多医疗器械都是以聚氨酯为材料的，例如人工瓣膜、人工心脏、人工心脏辅助装置、人工血管。介入导管、人工关节、人工软骨及人工输尿管等。

生物材料作为临时性介入或永久性植入人体的医学器件的基材，他们除了具有适当的力学性能外，还必须兼备优异的生物相容性(biocompatibility)。生物相容性包括血液相容性(blood compatibility)和组织相容性(tissue compatibility)两部分。前者表示材料与血液之间相互适应的程度，而后者则反应材料与血液以外的其他组织之间的相互容纳的能力。血液相容性对材料的要求，较组织相容性更为苛刻。血液相容性的内容很多，即包括材料对血细胞和血蛋白的组成结构和功能的影响，也涉及材料在血液中的老化，不过，目前最为突出问题是，血液与高分子生物材料长期接触后，由于材料的影响而产生的凝固作用。因此，抗凝血性(antithrombogenicity或thromboresistance)往往就成为血液相容性的代名词。由于目前许多重要的人工器官，如人工心脏、人工瓣膜、人工血管、人工肺、人工肾以及人工肝等的进一步发展都有赖于生物材料抗凝血性能的提高，因此，抗凝血高分子生物材料的研究一直是高分子生物材料中最为活跃的领域。

近年来，生物材料学领域的研究热点之一是材料的“仿生设计”，利用生物学原理设计和制造仿生生物材料成为了21世纪生物材料研究的主要内容之一。Zhou C R，Lin SA.Gas permeation through cis-polybutadiene/liquid crystal compositemembranes；周长忍等，聚丁二胺/液晶复合膜的富氧性能研究；屠美等，液晶性能对聚氨酯复合膜抗凝血性能的影响；屠美等，基材与液晶种类对液晶复合膜血液相容性的影响；将液晶化合物与聚合物材料共混制备了聚合物/液晶复合膜。研究结果表明，在聚合物材料中加入一定比例的小分子液晶化合物能改善材料的血液相容性。但是单纯共混得到的聚合物/液晶复合材料与人体接触后，在血液和酶等因素的作用下，小分子液晶化合物可能会脱离聚合物而进入人体，这会对人体产生不利的影响。

胆甾醇来自于生物体，人体内组织和器官里的大多数液晶形态与胆甾相液晶一致，且胆甾醇是细胞膜的重要组成部分，对细胞膜具有很高的亲和性，具有改变细胞膜渗透性和流动性的功能。

专利CN101538372A公开了一种硅橡胶/烯酸胆甾醇酯液晶交联膜的制备方法。将乙烯基硅橡胶和烯酸胆甾醇酯液晶混合溶解于四氢呋喃，加入交联剂和催化剂进行交联反应得硅橡胶/液晶溶液，溶剂挥发法成膜。将小分子液晶通过共价键结合到聚合物交联结构中，避免了单纯共混液晶化合物可能会脱离聚合物的缺点，硅橡胶虽然具有较好的生物相容性，但是不具备生物可降解性，且其力学强度稍差。