聚氨酯医用材料的发展(二)

医疗级聚氨酯弹性体的种类

    在医疗中使用的聚氨酯弹性体主要是热塑性聚氨酯(TPU) 弹性体。其加工方式可为注射成型、挤出成型和浇注成型。热塑性聚氨酯是由软段(长链的低聚物二醇)及硬段(二异氰酸酯及扩链剂)所组成的线型嵌段聚合物,硬段具有很强的极性,硬段之间通过氢键形成硬段微相区,分布于软段基体中,形成一种物理性交联点,使弹性体具有硫化橡胶的弹性回复性能。聚氨酯分子结构中的软硬段存在极性差异,这种结构使它与生物体具有良好的相容性。TPU加工方便,性能优异,已广泛应用于多种医疗及保健制品,如可用于长期及短期植人人体的医用材料等。

TPU 的性能根据原料二异氰酸酯、低聚物二醇及短链二醇扩链剂的品种及配比而定。在医疗用聚氨酯制备中,两种常用二异氰酸酯是芳香族 MDI及脂肪族的 HMDI.常用的低聚物多元醇有聚四氢呋喃醚(PTMG) 、聚酯二醇及聚碳酸酯二醇等。由PTMG与 MDI或HMDI制成的聚氨酯弹性体具有优异的机械强度、耐水性及生物相容性,是医疗用聚氨酯材料的一种重要的低聚物二醇,聚酯二醇也可用于医疗级聚氨酯材料,目前注意力已集中于柴碳酸酯二醇,其中最常用的扩链剂是1, 4-丁二醇(BDO) .

几种医疗级 TPU的原料、性能举例如下。

①脂肪族聚醚型聚氨酯 以 HMDI 或 HDI, PTMG及BDO为原料的TPU 具有良好的生物相容性、强度及可加工性。

②脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯 这类 TPU 以HMDI、聚碳酸酯二醇为原料,它具有良好的生物相容性,耐氧化降解性及生物稳定性,有良好的强度和操作性。

③芳香族聚醚型聚氨酯 这类 TPU是以 MDI、PTMG 及 BDO 为原料合成的,与脂肪族聚氨酯相比,它们具有类似的生物相容性,而强度、耐溶剂性及高温可加工性比脂肪族TPU好,是一类应用较早、牌号较多的 TPU.其缺点是长时间暴露在光或Y射线下会变黄。

④芳香族聚酯型聚氨酯 以聚己内酯或聚己二酸酯、MDI 和 BDO 为原料,这类TPU 的强度比 PTMG型聚氨酯的高,但易于水解和受微生物的侵袭。

⑤聚氨酯-脲弹性体 先将低聚物多元醇和TDI或MDI在一定条件下合成预聚物,然后再将预聚物与低反应性芳香族二胺(如MOCA) 作扩链剂进行扩链反应。当 NCO/NHz的比例约等于2时可得到分子量很大的线型、无交联的聚氨酯-脲弹性体。


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