[发明专利]具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料及制备方法、制件制备和形状恢复方法

说明书

技术领域

本发明涉及形状记忆聚合物复合材料及其制备方法、具有多步形状记忆效应的制件的制备和形状恢复方法。 

背景技术

生物可降解形状记忆聚合物兼具有生物可降解性与形状记忆效应，在生物医学领域有广阔的应用前景，但是形状记忆功能单一严重制约其在一些特殊医学领域的应用。针对形状记忆功能单一这一问题，Andreas Lendlein等在proceedings of the national academy ofsciences，USA，vol.103(48)；2006.p.18043-7(国家科学研究院学报第103卷第18043～18047页)中公开的文章Polymeric triple shape materials(三种形状的高分子聚合物)中公开了一种可降解形状记忆聚合物，该可降解形状记忆聚合物用两种相对独立结构的聚合物体系来实现三种形状的变化，从而使该可降解形状记忆聚合物具有两步形状记忆功能，但是该类聚合物化学结构及合成工艺复杂，依据此种方法，如果实现多步形状记忆则必然要同时存在多个相对独立的聚合物网络结构，那么材料的设计和制备将非常困难。 

发明内容

本发明是要解决现有的具有多步形状记忆功能的可降解形状记忆聚合物化学结构复杂及合成工艺复杂的技术问题，而提供具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料及制备方法、制件制备和形状恢复方法。 

本发明的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料按质量份数由60～90份的基本可生物降解聚合物、10～40份的附加可生物降解聚合物和0～5份的增强纳米粒子组成，其中增强纳米粒子为无机纳米粒子或碳纳米管，基本可生物降解聚合物为聚L-乳酸(PLLA)和聚混旋乳酸(PDLLA)中的一种或两种按任意比的组合，附加可生物降解聚合物为聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε-己内酯)(PLCL)中一种或两种按任意比的组合。 

其中聚L-乳酸(PLLA)、聚混旋乳酸(PDLLA)、聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε-己内酯)(PLCL的)相对分子量为10～30万。 

无机纳米粒子为羟基磷灰石(HA)纳米粒子、MgO纳米粒子、SiO₂纳米粒子、TiO₂纳米粒子、Fe₃O₄纳米粒子或碳纳米管。以上无机纳米粒子生物相容性好，可用于人体。 

聚(乙-丙交酯)(PLGA)是由L-丙交酯(L-LA)单体与乙交酯(GA)单体按摩尔比为85∶15的无规共聚物。 

聚(L-丙交酯-ε-己内酯)(PLCL)是由L-丙交酯(L-LA)单体与ε-己内酯(ε-CL)单体按摩尔比为70∶30的无规共聚物。 

本发明的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料的形状记忆性能是通过改变外界温度实现的，其恢复温度是由可生物降解聚合物的玻璃化转变温度决定的。 

本发明的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料的制备方法按以下步骤进行： 

一、按质量份数称取60～90份的基本可生物降解聚合物、10～40份的附加可生物降解聚合物和0～5份的增强纳米粒子，得到原料；其中增强纳米粒子为无机纳米粒子或碳纳米管，基本可生物降解聚合物为聚L-乳酸(PLLA)和聚混旋乳酸(PDLLA)中的一种或两种按任意比的组合，附加可生物降解聚合物为聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε-己内酯)(PLCL)中一种或两种按任意比的组合； 

二、将步骤一称取的原料混合均匀后，加入到温度为190～210℃的模具中，在10～15MPa的压力下模压3～5min，得到具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料。 

本发明的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料的制备方法还可以按以下步骤进行： 

一、按质量份数称取60～90份的基本可生物降解聚合物、10～40份的附加可生物降解聚合物和0～5份的增强纳米粒子，得到原料；其中增强纳米粒子为无机纳米粒子或碳纳米管，基本可生物降解聚合物为聚L-乳酸(PLLA)和聚混旋乳酸(PDLLA)中的一种或两种按任意比的组合，附加可生物降解聚合物为聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε-己内酯)(PLCL)中一种或两种按任意比的组合； 

二、将步骤一称取的原料加入三氯甲烷中混合均匀，得到混合液，再将混合液用溶液浇注法成型得到薄膜，即为具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料。