纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201610105462.9 (22)申请日 2016.02.26 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 105582577 A (43)申请公布日 2016.05.18 (73)专利权人 河南工程学院 地址 451191 河南省郑州市新郑龙湖中山 北路1号 (72)发明人 于翔 范利丹 王延伟 杨柳 徐茜 丁宁 王非 (74)专利代理机构 郑州优盾知识产权代理有限 公司 41125 代理人 张绍琳 张真真 (51)Int.Cl. A61L 27/44(2006.01)。

2、 A61L 27/46(2006.01) A61L 27/50(2006.01) C08G 63/91(2006.01) C08J 7/12(2006.01) 审查员 张凌 (54)发明名称 纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚 酯的制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种纳米羟基磷灰石接枝聚 羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法， 主要包括如下 步骤：（1） 利用氨等离子体处理的方法在PHBV分 子上引入氨基；（2） 将氨基化的PHBV用戊二醛进 行处理， 使PHBV醛基化；（3） 利用硅烷偶联剂处理 纳米羟基磷灰石， 使纳米羟基磷灰石氨基化；（4） 将醛基化的PHBV与氨基化的纳米羟基磷灰石反 应。

3、即得到PHBV接枝纳米羟基磷灰石。 本发明有效 的解决了纳米羟基磷灰石在PHBV基体中易团聚 的问题， 同时本发明基本上在常温下进行， 反应 条件温和， 制备工艺简单， 制备效率较高， 应用前 景广阔； 本发明制备得到的纳米羟基磷灰石接枝 聚羟基丁酸戊酸共聚酯在组织工程和骨缺损修 复中具有潜在的应用。 权利要求书1页 说明书4页 CN 105582577 B 2018.07.03 CN 105582577 B 1.一种纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法， 其特征在于包括如下 步骤： （1） PHBV膜在等离子处理器中抽真空至7Pa 后通入氨气至40-80Pa， 在60-80W强度。

4、下处 理120-180秒， 然后将处理后的PHBV材料清洗、 干燥， 得到PHBV-NH2； （2） 配制戊二醛水溶液， 然后将PHBV-NH2材料加入到戊二醛水溶液中， 在搅拌的条件下 反应6-8h， 反应完成后进行离心、 洗涤、 干燥， 得到PHBV-CHO； （3） 将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到乙醇的水溶液中， 充分进行水解得到混合溶液， 然 后将羟基磷灰石加入到混合溶液中， 反应6h， 将反应后的产物进行离心、 洗涤、 干燥， 得到 HA-NH2； （4） 将PHBV-CHO溶于二氯甲烷中得到PHBV-CHO溶液， 然后将HA-NH2加入到PHBV-CHO溶液 中， 常温下搅拌反应4。

5、-6h， 将反应后的产物离心， 二氯甲烷洗涤， 然后冷冻干燥， 得到聚羟基 丁酸戊酸共聚酯接枝纳米羟基磷灰石。 2.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法， 其 特征在于： 所述步骤 （2） 中的PHBV-NH2与戊二醛的摩尔比为1:1-1.5。 3.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法， 其 特征在于： 所述步骤 （4） 中的HA-NH2与PHBV-CHO的摩尔比为1:1.5-2.5。 4.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法， 其 特征在于： 所述步骤 （2） 中戊二醛水溶液的质量浓度为1%。 5。

6、.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法， 其 特征在于： 所述步骤 （3） 中乙醇的水溶液中乙醇和水的体积比为9:1。 6.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法， 其 特征在于： 所述步骤 （3） 中羟基磷灰石与3-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1:1-1:2。 7.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法， 其 特征在于： 所述步骤 （3） 中3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇水溶液的体积为1:100-1:200。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 105582577 B 2 纳米羟基磷灰石接枝聚羟基。

7、丁酸戊酸共聚酯的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法与应用， 属于生物医用高分子材料技术领域。 背景技术 0002 羟基磷灰石 （HA） ， 具有与人体骨组织相类似的组成和结构， 并且具有很好的生物 相容性， 是公认的骨修复材料， 但是其在生物体内不具备可降解性， 且韧性较差。 聚羟基丁 酸戊酸共聚酯 （PHBV） 是一种良好的医用高分子材料， 具有生物可降解性， 无抗原性且无毒， 无致癌性， 近年来受到广泛关注。 近年来， 将PHBV和HA进行混合后制备出的PHBV/HA复合材 料表现出了良好的力学性能和可降解性能， 同时复合材料还综合。

8、了PHBV的韧性和HA的强 度， 适用于组织工程骨缺损修复领域。 0003 但是， 通过研究发现， 发现PHBV与HA之间的界面相容性较差， HA由于表面能较高的 缘故会在PHBV基体中发生团聚的现象， 会在PHBV基体中形成缺陷， 在使用的过程中HA团聚 的区域会发生力学性能的过早的实效， 从而会影响PHBV/HA复合材料的应用范围。 PHBV/HA 复合材料的力学性能主要取决于PHBV与HA之间的界面相容性， 因此， 改善PHBV与HA之间的 界面相容性是解决PHBV/HA复合材料力学性能较差的问题的关键所在。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共。

9、聚酯的制备 方法。 该制备方法得到的改性纳米羟基磷灰石改善了纳米羟基磷灰石与聚羟基丁酸戊酸共 聚酯基体之间的相容性， 解决了纳米羟基磷灰石在聚羟基丁酸戊酸共聚酯基体中易团聚的 问题， 提高了PHBV/HA复合材料的力学性能； 本发明基本上在常温下进行， 反应条件温和， 制 备工艺简单， 制备效率较高， 此外， 材料表现出了良好的细胞和组织相容性， 特别适用于在 组织工程方面的应用。 0005 为实现上述目的， 本发明采用以下技术方案： 0006 一种纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法， 包括如下步骤： 0007 （1） PHBV膜在等离子处理器中抽真空至7Pa 后通入氨气至40-。

10、80Pa， 在60-80W强度 下处理120-180秒， 然后将处理后的PHBV材料清洗、 干燥， 即得到氨基化的PHBV （PHBV-NH2） ； 0008 （2） 配制戊二醛水溶液， 然后将PHBV-NH2材料加入到戊二醛水溶液中， 在搅拌的条 件下反应6-8h， 反应完成后进行离心、 洗涤、 干燥， 即得到表面醛基化的PHBV （PHBV-CHO） ； 0009 （3） 将3-氨丙基三乙氧基硅加入到乙醇的水溶液中， 充分进行水解得到混合溶液， 然后将羟基磷灰石加入到混合溶液中， 反应6h， 将反应后的产物进行离心、 洗涤、 干燥， 得到 表面带有-NH2的羟基磷灰石 （HA-NH2） ；。

11、 0010 （4） 将PHBV-CHO溶于二氯甲烷中得到PHBV-CHO溶液， 然后将HA-NH2加入到PHBV- CHO溶液中， 常温下搅拌反应4-6h， 将反应后的产物离心， 二氯甲烷洗涤， 然后冷冻干燥， 得 到聚羟基丁酸戊酸共聚酯接枝纳米羟基磷灰石 （PHBV-g-HA） 。 说 明 书 1/4 页 3 CN 105582577 B 3 0011 所述步骤 （2） 中的PHBV-NH2与戊二醛的摩尔比为1:1-1.5。 0012 所述步骤 （4） 中的HA-NH2与PHBV-CHO的摩尔比为1:1.5-2.5。 0013 所述步骤 （2） 中戊二醛水溶液的质量浓度为1%。 0014 所。

12、述步骤 （3） 中乙醇的水溶液中乙醇和水的体积比为9:1。 0015 所述步骤 （3） 中羟基磷灰石与3-氨丙基三乙氧基硅的摩尔比为1:1-1:2。 0016 所述步骤 （3） 中3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇水溶液的体积为1:100-1:200。 0017 本发明的有益效果： 1、 本发明通过在纳米羟基磷灰石表面接枝PHBV， 改善了PHBV 与HA之间的界面相容性， 提高了PHBV/HA复合材料的生物相容性。 2、 本发明有效的解决了纳 米羟基磷灰石在PHBV基体中易团聚的问题， 同时本发明基本上在常温下进行， 反应条件温 和， 制备工艺简单， 制备效率较高， 应用前景广阔。 3、 本发明所。

13、使用的方法较为简单， 且都是 在常温下进行， 大大缩短了反应时间， 提高了制备效率， 有利于工业化的生产。 4、 本发明后 处理简单， 且不会残留有机溶剂， 材料的生物相容性良好。 5、 本发明制备的纳米羟基磷灰石 接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯材料有效的解决了羟基磷灰石在PHBV基体中易团聚的问题， 可 有效的增加PHBV/HA复合材料的力学性能。 6、 本发明制备得到的纳米羟基磷灰石接枝聚羟 基丁酸戊酸共聚酯在组织工程和骨缺损修复中具有潜在的应用。 具体实施方式 0018 实施例1 0019 本实施例的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法如下： 0020 （1） PHBV膜在等离子处。

14、理器中抽真空至7Pa 后通入氨气至40Pa， 在60W强度下处理 120秒， 然后将处理后的PHBV材料清洗、 干燥， 即得到氨基化的PHBV （PHBV-NH2） ； 0021 （2） 配制100mL1%的戊二醛稀溶液， 然后将PHBV-NH2材料按照摩尔比1： 1加入到戊 二醛水溶液中， 在搅拌的条件下反应6h， 反应完成后进行离心、 洗涤、 干燥， 即得到表面醛基 化的PHBV （PHBV-CHO） ； 0022 （3） 将1ml 3-氨丙基三乙氧基硅加入到100ml乙醇水的混合溶液中， 充分进行水 解， 然后将4.29g羟基磷灰石加入到混合溶液中， 反应6h， 然后将反应后的产物进行离。

15、心、 洗 涤、 干燥， 得到表面带有-NH2的羟基磷灰石 （HA-NH2） ； 0023 （4） 将PHBV-CHO溶于二氯甲烷中， 然后将HA-NH2按照摩尔比1： 1.5加入到PHBV-CHO 溶液中， 常温下搅拌反应4h， 将反应后的产物离心， 二氯甲烷洗涤， 然后冷冻干燥， 即得到聚 羟基丁酸戊酸共聚酯接枝纳米羟基磷灰石 （PHBV-g-HA） 。 0024 实施例2 0025 本实施例的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法如下： 0026 （1） PHBV膜在等离子处理器中抽真空至7Pa 后通入氨气至80Pa， 在80W强度下处理 180秒， 然后将处理后的PHBV材料清。

16、洗、 干燥， 即得到氨基化的PHBV （PHBV-NH2） ； 0027 （2） 配制100mL 1%的戊二醛稀溶液， 然后将PHBV-NH2材料按照摩尔比1： 1.5加入到 戊二醛水溶液中， 在搅拌的条件下反应8h， 反应完成后进行离心、 洗涤、 干燥， 即得到表面醛 基化的PHBV （PHBV-CHO） ； 0028 （3） 将1ml 3-氨丙基三乙氧基硅加入到200ml乙醇水的混合溶液中， 充分进行水 解， 然后将4.29g羟基磷灰石加入到混合溶液中， 反应6h， 然后将反应后的产物进行离心、 洗 说 明 书 2/4 页 4 CN 105582577 B 4 涤、 干燥， 得到表面带有-。

17、NH2的羟基磷灰石 （HA-NH2） ； 0029 （4） 将PHBV-CHO溶于二氯甲烷中， 然后将HA-NH2按照摩尔比1： 2.5加入到PHBV-CHO 溶液中， 常温下搅拌反应6h， 将反应后的产物离心， 二氯甲烷洗涤， 然后冷冻干燥， 即得到聚 羟基丁酸戊酸共聚酯接枝纳米羟基磷灰石 （PHBV-g-HA） 。 0030 实施例3 0031 本实施例的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法如下： 0032 （1） PHBV膜在等离子处理器中抽真空至7Pa 后通入氨气至60Pa， 在80W强度下处理 180秒， 然后将处理后的PHBV材料清洗、 干燥， 即得到氨基化的PHBV 。

18、（PHBV-NH2） ； 0033 （2） 配制100mL1%的戊二醛稀溶液， 然后将PHBV-NH2材料按照摩尔比1： 1加入到戊 二醛水溶液中， 在搅拌的条件下反应8h， 反应完成后进行离心、 洗涤、 干燥， 即得到表面醛基 化的PHBV （PHBV-CHO） ； 0034 （3） 将1ml 3-氨丙基三乙氧基硅加入到100ml乙醇水的混合溶液中， 充分进行水 解， 然后将8.56g羟基磷灰石加入到混合溶液中， 反应6h， 然后将反应后的产物进行离心、 洗 涤、 干燥， 得到表面带有-NH2的羟基磷灰石 （HA-NH2） ； 0035 （4） 将PHBV-CHO溶于二氯甲烷中， 然后将HA。

19、-NH2按照摩尔比1： 2.5加入到PHBV-CHO 溶液中， 常温下搅拌反应6h， 将反应后的产物离心， 二氯甲烷洗涤， 然后冷冻干燥， 即得到聚 羟基丁酸戊酸共聚酯接枝纳米羟基磷灰石 （PHBV-g-HA） 。 0036 实施例4 0037 本实施例的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法如下： 0038 （1） PHBV膜在等离子处理器中抽真空至7Pa 后通入氨气至60Pa， 在60W强度下处理 150秒， 然后将处理后的PHBV材料清洗、 干燥， 即得到氨基化的PHBV （PHBV-NH2） ； 0039 （2） 配制100mL1%的戊二醛稀溶液， 然后将PHBV-NH2材料。

20、按照摩尔比1： 1.5加入到 戊二醛水溶液中， 在搅拌的条件下反应8h， 反应完成后进行离心、 洗涤、 干燥， 即得到表面醛 基化的PHBV （PHBV-CHO） ； 0040 （3） 将1ml 3-氨丙基三乙氧基硅加入到200ml乙醇水的混合溶液中， 充分进行水 解， 然后将8.56g羟基磷灰石加入到混合溶液中， 反应6h， 然后将反应后的产物进行离心、 洗 涤、 干燥， 得到表面带有-NH2的羟基磷灰石 （HA-NH2） ； 0041 （4） 将PHBV-CHO溶于二氯甲烷中， 然后将HA-NH2按照摩尔比1： 1.5加入到PHBV-CHO 溶液中， 常温下搅拌反应4h， 将反应后的产物离。

21、心， 二氯甲烷洗涤， 然后冷冻干燥， 即得到聚 羟基丁酸戊酸共聚酯接枝纳米羟基磷灰石 （PHBV-g-HA） 。 0042 实施例5 0043 本实施例的纳米羟基磷灰石接枝聚羟基丁酸戊酸共聚酯的制备方法如下： 0044 （4） PHBV在等离子处理器中抽真空至7Pa 后通入氨气至40Pa， 在80W强度下处理 120秒， 然后将处理后的PHBV材料清洗、 干燥， 即得到氨基化的PHBV （PHBV-NH2） ； 0045 （2） 配制100mL1%的戊二醛稀溶液， 然后将PHBV-NH2材料按照摩尔比1： 1加入到戊 二醛水溶液中， 在搅拌的条件下反应6h， 反应完成后进行离心、 洗涤、 干燥。

22、， 即得到表面醛基 化的PHBV （PHBV-CHO） ； 0046 （3） 将1ml 3-氨丙基三乙氧基硅加入到100ml乙醇水的混合溶液中， 充分进行水 解， 然后将4.29g羟基磷灰石加入到混合溶液中， 反应6h， 然后将反应后的产物进行离心、 洗 说 明 书 3/4 页 5 CN 105582577 B 5 涤、 干燥， 得到表面带有-NH2的羟基磷灰石 （HA-NH2） ； 0047 （4） 将PHBV-CHO溶于二氯甲烷中， 然后将HA-NH2按照摩尔比1： 1.5加入到PHBV-CHO 溶液中， 常温下搅拌反应6h， 将反应后的产物离心， 二氯甲烷洗涤， 然后冷冻干燥， 即得到聚 羟基丁酸戊酸共聚酯接枝纳米羟基磷灰石 （PHBV-g-HA） 。 0048 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。 本行业的技 术人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明 本发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进， 这些 变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的权利要求书及 其等效物界定。 说 明 书 4/4 页 6 CN 105582577 B 6 。