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超临界二氧化碳(scCO2)作为一种环境友好型溶剂,近年来在材料合成和加工等领域引起了人们的广泛关注。该溶剂不仅无毒、不可燃、价廉易得,而且其自身具有类似于气体的低粘度和高扩散系数,以及类似于液体的高密度和良好的溶质溶解或塑化能力。以scCO2为介质进行生物可降解高分子材料的合成和加工,不仅避免了因有机溶剂使用而带来的环境污染问题,同时因其临界温度条件比较温和,可以极大保护活性组分的活性。因此,开展基于scCO2技术的新型微粒状生物可降解材料和相应制剂制备方法的研究和开发,具有重要的理论意义和实用价值。本论文将主要以聚合物在常用有机溶剂中不溶、难以溶液加工、应用范围有限的对二氧环己酮(PDO)和乙交酯(GA)等新单体为研究对象,以scCO2为介质进行悬浮聚合,针对聚合物的微粒化、微粒形态的可控性、低温聚合的实现和药物原位包裹方法的探索等问题展开,具体研究如下:(1)以scCO2为溶剂,辛酸亚锡为催化剂,在乙酰基封端的聚己内酯-全氟聚醚-聚己内酯三嵌段表面活性剂存在的条件下,研究了PDO单体及其与L-丙交酯(L-LA)单体的悬浮聚合行为,获得了平均粒径为8μm的聚对二氧环己酮(PPDO)微粒状产物。探讨了表面活性剂的结构和用量、反应搅拌速度等对PPDO微粒尺寸的影响,考察了PDO/L-LA单体投料比对P(LLA-co-PDO)共聚产物的化学微结构、形态和尺寸、结晶性能等的影响。研究发现,当表面活性剂中己内酯结构单元与全氟聚醚的摩尔比为12:1时,其对PPDO的分散效果最佳,PPDO微粒尺寸与表面活性剂的用量以及搅拌速度成反比;当P(LLA-co-PDO)共聚物中PDO单体投料比在5-15 wt%时,能够获得微粒状产物,其粒径随PDO含量的增加而增加;共聚物中L-LA组分的平均链节长度、结晶度和非等温结晶温度等随PDO含量的增加而下降。结果表明,PPDO均聚物及P(LLA-co-PDO)共聚物的微粒状产物的形成与聚合物的化学微结构和结晶性能相关。(2)在上述类同的合成条件下,研究了GA单体与PDO单体,以及GA单体在不同温度下的悬浮聚合行为,获得了平均粒径在20-80μm之间的微粒状产物,通过调控组成和聚合温度获得了形态规整的球形微粒。考察了PDO/GA单体投料比和聚合温度对产物的形态、尺寸和结晶性能的影响,通过与PLLA、PPDO的微粒形貌的对比,讨论了影响微粒形貌的相关因素,并提出了球形微粒形成的机理。研究发现,当P(GA-co-PDO)共聚物中PDO单体投料比为10 wt%时,产物基本为形态规整的球形微粒,当其含量继续增加时(20-40wt%),粒子开始团聚、尺寸变大,产物中的不规则粒子增多;共聚物中ga组分的结晶度和非等温结晶温度等随pdo含量的增加变化较小;较低温度下(70-80oc)获得的pga产物为不规则微粒,而较高温度下(90-100oc)的产物则含有较多的球形微粒。结果表明,引入pdo组分或改变聚合温度,能够有效调控ga链段的结晶行为,避免在聚合早期单体液滴内出现结晶沉淀,有利于球形微粒的形成。(3)在上述类同的合成条件下,研究了聚乙二醇(peg)与pdo或ga单体的悬浮共聚行为,在合适的peg分子量和组成下,获得了平均粒径在10-20μm之间含有peg组分的微粒状产物。考察了peg分子量和投料比对嵌段共聚产物的形态、尺寸和结晶性能的影响。研究发现,当peg分子量在2k-6k时,其投料比低于20wt%时,能够获得ppdo-peg-ppdo微粒状产物;当peg分子量为6k,其投料比低于15wt%时,能够获得pga-peg-pga微粒状产物,且投料比在10-15wt%之间时产物中出现较多的球形微粒;两种共聚物的微粒粒径随peg分子量和含量的变化变动不大,其结晶性组分pga或ppdo的非等温结晶温度在较窄温区内波动,但结晶度却随peg含量的增加而减少;peg的引入提高了共聚物微粒的吸水率。结果表明,peg的存在不会明显影响结晶组分的结晶能力,但其与结晶组分的微相分离、其自身的无定形状态及在微粒表面的富集,可能会影响微粒内结晶区域的体积分数和分布,从而影响微粒最终的固化过程。(4)研究了在人体温度下ppdo的悬浮聚合行为,使用高活性的二丁基二甲氧基锡催化剂和改性的表面活性剂,在37oc的低温下成功获得了平均粒径在5-50μm之间的微粒状产物。考察了反应压力对微粒尺寸的影响,发现在9mpa的低压下所制得ppdo微粒尺寸最小且产率最高。在此基础上,通过将单体与药物事先混合,成功实现了在聚合过程中紫衫醇药物的原位装载,构建了微粒形式的药物控制释放体系。1h-nmr和液相色谱分析显示,微粒的载药率(85.0%)和载药量(4.25wt%)均较高,微粒内紫衫醇的结构和活性没有发生明显改变,药物在起始阶段的突释不明显,整体释放比较平稳,释药周期达到一个月以上。结果表明,该制备方法条件温和,药物在微粒内分布均匀,载药率高,对疏水性药物具有一定的普适意义。综上所述,本研究在scco2中成功实现了多个系列的生物可降解聚合物微粒的制备,为难以溶液加工的生物可降解材料提供了新的应用形式,拓展了其应用范围;探索了将生物可降解聚合物合成、微粒制备和药物装载三者合而为一的微粒制剂制备的新方法,成功实现了低温悬浮聚合和药物原位包裹,对拓展scco2技术在生物可降解材料的合成和制剂制备新技术的发展上具有重要的理论意义和应用价值。