论文部分内容阅读
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性,在生物医药领域受到了广泛的重视,但是聚乳酸具有高结晶性和疏水性,在一定程度上限制了其在医药领域的应用,比如在组织工程骨架材料上的应用。通过丙交酯与其他单体共聚,可以很好的改善聚乳酸材料的亲水性、结晶性及降解性能。本文采用丙交酯分别与木糖醇和衣康酸酐反应。选用这两种单体的原因如下：(1)木糖醇为多元醇,5羟基的引入使得聚乳酸材料的亲水性能在很大程度上得到提高,同时木糖醇无毒,且得到了美国食品与药物管理局(FDA)的认可。(2)衣康酸是一种不饱和的二元有机酸,是高分子材料生产的重要功能单体,而衣康酸酐是衣康酸的衍生物,用衣康酸酐和丙交酯反应生成的材料不仅引入了双键,同时可以改善聚乳酸的疏水性和降解性能。本文以合成聚乳酸和枝化状的多功能聚乳酸共聚物为目的,通过分子设计合成了聚乳酸、聚乳酸木糖醇酯和聚乳酸衣康酸酐酯。主要工作如下：1、以L-乳酸为原料,经缩聚和高温解聚得到了纯度较高的丙交酯(LLA)。所得LLA的熔点为98.5℃,产率为40%。2、丙交酯本体开环聚合、常压下制备了PLLA。考察了聚合时间对PLLA的粘均分子量的影响规律。采用FT-IR、1H-NMR对丙交酯及聚乳酸的结构进行了表征。通过TGA、XRD、拉力试验机和失重率对聚乳酸薄膜的性能进行了测试,并研究了聚乳酸薄膜在茶碱为模型药物中的控制释放性能。结果表明,m(LLA)/m(辛酸亚锡)=10000、聚合温度为140℃,常压聚合20h可制得粘均分子量为8.14×104的聚乳酸,PLLA的玻璃化转变温度为60.3℃,熔融温度为169.9℃,其薄膜具有较好的热稳定性和力学性能。聚乳酸薄膜在人工胃液中的降解速率随着分子量的增加而降低。茶碱在聚乳酸薄膜中缓释机理为第二类输送机理(近似零级释放机理)。3、以丙交酯和木糖醇为单体、辛酸亚锡为催化剂,减压下开环聚合合成了星型的聚乳酸木糖醇酯(PLLAX)。考察了木糖醇摩尔含量对共聚物分子质量的影响；用1H-NMR、DSC、TGA, XRD,磷酸盐缓冲溶液中降解测试对材料的结构组成,热稳定性以及降解性能进行了分析表征,得到了如下结论：随着木糖醇摩尔含量的增加,降低了材料的结晶度,提高了其生物降解性能。核磁共振证明了该共聚物实际反应的比例与投料比基本一致。DSC谱图表明聚乳酸木糖醇酯的熔点是随着木糖醇含量的增加逐渐降低。TGA分析表明随着木糖醇在共聚物体系含量的增大,聚乳酸木糖醇酯的热稳定性能逐渐降低。通过磷酸盐缓冲溶液中的降解测试表明,共聚酯具有良好的生物降解性能,随着木糖醇的加入,共聚酯的降解速率有了很显著的提高。4、以衣康酸为原料,乙酰氯为脱水剂,在100℃下反应得到了衣康酸酐。通过1H-NMR、13C-NMR可证明得到了衣康酸酐。5、以丙交酯和衣康酸酐为单体、辛酸亚锡为催化剂,减压下合成了含有双键的共聚物(PITLA).考察了衣康酸酐摩尔含量对共聚物分子质量的影响；用1H-NMR、DSC、TGA, XRD,磷酸盐缓冲溶液中降解测试对材料的结构组成,热稳定性以及降解性能进行了分析表征,得到了如下结论：核磁共振证明了该共聚物实际反应的比例与投料比基本一致,并且反应中双键并没有发生聚合。DSC谱图表明聚乳酸衣康酸酐酯的熔点是随着衣康酸酐含量的增加逐渐降低。TGA分析表明随着衣康酸酐在共聚物体系中含量的增大,聚乳酸衣康酸酐酯的热稳定性能逐渐降低。通过磷酸盐缓冲溶液中的降解测试表明,共聚酯具有良好的生物降解性能,随着衣康酸酐的加入,共聚酯的降解速率有了很显著的提高。