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脂肪族聚酯,如聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA),聚羟基乙酸(PGA)等具有良好的生物相容性和可降解性而被广泛应用于生物医疗的诸多领域。其中,PCL以其具有独特的生物相容性,生物降解性,以及对药物具有透过释放性在生物材料中被广泛地应用。但由于其结晶性强,亲水性差,生物降解速度慢,缺乏可反应性官能团,从而限制了其在生物医用领域的进一步应用。本文通过ε-己内酯的结构改性、与丙交酯的共聚改性以及与环境响应性材料共聚得到具有不同物理化学性质的新型聚己内酯及其共聚物。
1.通过4-羰基-ε-己内酯与ε-己内酯进行溶液共聚的方法合成了4-羰基-ε-己内酯/ε-己内酯共聚物;以硼氢化钠作为还原剂,将4-羰基-ε-己内酯/ε-己内酯共聚物主链上的羰基还原为羟基,得到了可用于接枝反应的主链聚合物;最后,利用主链聚合物上的羟基引发丙交酯开环聚合制得了ε-己内酯/丙交酯接枝共聚物,研究了共聚物的热力学性能和机械性能与共聚物组成的关系。
2.合成了新型官能化己内酯单体6-(乙酸苄基酯)-ε-己内酯(BCL),在异辛酸亚锡Sn(Oct)2催化下开环聚合来合成侧基含有苄基的聚己内酯。然后通过钯/碳加氢催化来脱除保护基团,得到侧链悬挂羧基的聚己内酯(PCL)聚合物。本文通过与PCL均聚物的对比,研究了三种聚合物在37℃下不同pH值的缓冲溶液中的降解行为。聚合物的降解性通过特性粘数的变化(△[η])和扫描电镜(SEM)来表征。随着聚合物中官能团化己内酯含量的增加,亲水性明显增加,降解速率也变快。
3.合成了含有侧基的官能团化新型己内酯。首先,环己酮和N-异丙基丙烯酰胺通过Michael加成反应合成了2-(N-异丙基酰胺乙烯基)-环己酮;然后以间氯过氧化苯甲酸为氧化剂,通过Baeyer-Villiger氧化反应,制备带有酰胺官能团的己内酯单体6-(N-异丙基酰胺乙烯基)-ε-己内酯;最后在异辛酸亚锡(Sn(Oct)2)的催化下与己内酯或丙交酯开环聚合。聚合物的降解性能通过粘度法、失重法和SEM进行了表征。发现该共聚物的降解速率明显增快。
4.通过甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)引发ε-己内酯(ε-CL)开环聚合得到端基为双键的预聚体甲基丙烯酸羟乙酯—聚己内酯(HPCL),该预聚体与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)及丙烯酸(AAc)自由基聚合得到一系列含有不同比例组分的三元无规接枝共聚物。研究了该聚合物的自组装性能。通过1H NMR、FTIR、凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物进行结构和分子量的表征。通过TEM,DLS等方法表征其纳米粒子情况,发现该纳米粒子具有pH诱导的温度敏感性,通过调节共聚物中AAc的含量或外界溶液的pH值,可以调节纳米粒子的临界溶解相应温度,并通过阿霉素作为药物模型研究了其药物缓释行为。