[发明专利]用于3D印刷应用的星形聚(富马酸丙二醇酯)共聚物

说明书

在各种实施例中，本发明涉及使用先核后臂法合成的基于聚(富马酸丙二醇酯)(PPF)的星形共聚物，所述先核后臂法使用多官能醇作为引发剂，并且使用Mg(BHT)₂(THF)₂作为催化剂用于马来酸酐(MAn)与环氧丙烷(PO)的受控开环共聚(ROCOP)。在一些实施例中，这些星形PPF共聚物具有比其线性类似物更低的黏度，从而允许降低树脂配方中的DEF分数，以及使用更高的分子量。这些星形PPF可用于制备PPF:DEF树脂，其含有多达70％(按重量计)的多臂PPF星形共聚物，并且具有高星形PPF树脂的低复数黏度，可提供在M_n比先前印刷的最大线性PPF低聚物大将近八倍的情况下进行的快速印刷。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月10日提交的题为“用于3D印刷应用的星形聚(富马酸丙二醇酯)共聚物(Star-Shaped Poly(Propylene Fumarate)Copolymers for 3D PrintingApplications)”的第62/729,126号美国临时专利申请的权益，其通过引用整体并入本文。

共同研究协议的缔约方名称

本申请源自根据俄亥俄州阿克伦的阿克伦大学(The University of Akron ofAkron,Ohio)与俄亥俄州阿克伦的3D生物活性有限责任公司(3D BioActives,LLC ofAkron,Ohio)之间的联合研究协议完成的工作。

技术领域

本发明的一个或多个实施例报道了涉及制备用于生物医学应用的3D可印刷树脂的共聚物的阐述。在某些实施例中，本发明描述了星形聚(富马酸丙二醇酯)(PPF)共聚物的合成。在其它实施例中，本发明报道了这些星形PPF共聚物用于制备黏度在三维(3D)可印刷黏度范围内的树脂的用途。

背景技术

增材制造(也称为三维(3D)印刷)的发展有可能会改变外科医生在许多外科专科领域应对复杂的重建工作的方式，包括如口腔、颌面和/或整形外科创伤、癌症缺陷修复、发病机制、先天性畸形和衰老等。数字光处理(DLP)，也称为动态掩模光刻术，是基于使用UV和/或可见光投影仪在逐层工艺中对光敏树脂进行选择性交联的3D印刷技术。该方法提供了对支架特征(如孔隙率、支柱和孔径以及总体支架形状)的高分辨率控制，为再生医学提供了显著的优势，包括患者特异性模板的再现性或制造。支架的结构极为重要，因为它将直接影响其机械强度、降解特性和将新组织导入手术缺损的能力。

组织工程学，尤其是用于治疗大骨缺损的组织工程学，可以通过开发新的可再吸收3D印刷材料来真正改善，该材料能够为目前临床使用的自体移植物、同种异体移植物、陶瓷和金属提供有吸引力的替代品。聚合物是用于组织工程支架的一种很有吸引力的材料，因为可以选择和定制它们以满足生物降解性、生物相容性、功能性或机械性能等特定要求。聚酯在再生医学中的应用稳步增长，部分原因是它们表现出不同的再吸收率。饱和聚酯(如聚(ε-己内酯)(PCL)、聚(乳酸)(PLA)、聚(乙醇酸)(PGA)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)或乙烯基聚酯)已用于包括缝合线、药物递送系统、结合生物材料和造影剂的成像系统，以及用于组织工程学的支架的应用中。然而，沿着主链缺乏反应性基团限制了它们的后聚合和后印刷官能化以及它们用于立体光刻(SLA)的适用性。