可注射性骨修復材料不飽和聚磷酸酯的合成與性能.pdf

1、通過非侵害和微創(chuàng)方式修復骨缺損，具有組織損傷小、操作簡單、手術(shù)并發(fā)癥少等優(yōu)點。聚磷酸酯具有良好的生物相容性和生物可降解性能，而且其主鏈中柔軟的磷酸酯鍵賦予聚磷酸酯較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，常溫下具有可注射性。因此，本文首次探索將聚磷酸酯應用于可注射性骨修復材料的可行性。 本文以富馬酸二（1,2-丙二醇）酯與二氯磷酸乙酯為單體，首次設(shè)計并制備了新型主鏈重復結(jié)構(gòu)單元中含雙鍵的不飽和聚磷酸酯，并改進了單體富馬酸二（1,2-丙二醇）酯的合成

2、方法，顯著提高了單體的純度與產(chǎn)率，同時縮短了反應時間，減少了環(huán)氧丙烷的用量。GC-MS 以及NMR 分析表明單體富馬酸二（1,2-丙二醇）酯中具有三種異構(gòu)體導致聚磷酸酯主鏈中存在三種鏈接順序。所制備的三種分子量（wM =3198g/mol，4044 g/mol，5956 g/mol）的聚磷酸酯具有較低的玻璃化溫度，在100 ℃下熱穩(wěn)定性能較好。 不飽和聚磷酸酯主鏈中的雙鍵可以與N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、甲基丙烯酸2-羥乙酯等

3、乙烯基單體通過熱引發(fā)共聚交聯(lián)，形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡，也可通過光引發(fā)交聯(lián)，但光引發(fā)交聯(lián)深度受到限制。不飽和聚磷酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮以及與β-磷酸鈣復合后的漿料具有良好的可注射性能，以過氧化苯甲酰/N,N-二甲基對甲基苯胺氧化還原體系引發(fā)漿料的交聯(lián)反應，原位構(gòu)建了骨組織工程支架材料。由交聯(lián)反應溫度曲線的測定，確定交聯(lián)體系原位固化時的最高交聯(lián)溫度為46.49～93.07 ℃，固化時間為1.7～10.3 min。固化后復合物的最大壓縮強度以及最

4、大壓縮模量分別為94.36±6.96 Mpa 及2096.93±92.86 Mpa，力學強度在松質(zhì)骨和密質(zhì)骨之間。交聯(lián)固化時間、最高交聯(lián)溫度與復合物的力學強度可以通過改變交聯(lián)體系中各組分的含量以及聚磷酸酯的分子量來調(diào)節(jié)。 交聯(lián)固化后復合物的體外降解分為兩個階段，第一階段（48小時內(nèi)）以N-乙烯基吡咯烷酮以及聚N-乙烯基吡咯烷酮的快速溶出為主，材料的力學性能、質(zhì)量保持率迅速降低，而體積由于溶脹作用快速增大；第二階段的降解主要由聚磷

5、酸酯的水解作用引起，降解較平緩。增加聚磷酸酯的分子量以及用量有助于保持材料在降解中的力學性能并減小失重率。Β-磷酸鈣能夠減小材料在降解過程中的體積變化以及失重率，同時提高材料的力學穩(wěn)定性。降解120 天后，復合物的最大壓縮強度與壓縮模量分別為1.21 Mpa 和15.10 Mpa，低于松質(zhì)骨強度。不飽和聚磷酸酯/N-乙烯基吡咯烷酮交聯(lián)網(wǎng)絡的藥物釋放性能受藥物溶出行為以及材料的降解共同控制，減少交聯(lián)反應時N-乙烯基吡咯烷酮的用量以及使用較

6、高分子量的聚磷酸酯都能夠減緩藥物釋放的速度。 在聚合物基材上制備了鈣-磷涂層以提高交聯(lián)聚磷酸酯的成骨活性，同時得到了一種中空結(jié)構(gòu)的管狀鈣-磷纖維，管壁由磷酸鈣片狀晶體聚集而成，纖維直徑在2～50 μm之間，纖維的生長發(fā)生在纖維的頂端。 采用鼠肌肉內(nèi)植入硬組織材料的動物模型, 進行了組織形態(tài)學的觀察，對交聯(lián)聚磷酸酯/β-磷酸鈣復合材料的生物相容性能的初步研究表明：復合材料具有良好的生物相容性能，在體內(nèi)可降解，并具有一定的異