脂肪族聚酯生物材料的亲水性增强改性研究

摘要

脂肪族聚酯不仅具有良好的生物相容性，而且可生物降解，能参与体内正常代谢的低分子量化合物或单体。脂肪族聚酯一般为结晶性聚合物，降解周期过长，难以调节，其降解一般通过其主链酯键的水解进行，其降解速度和降解程度取决于其自身的性质，如亲水性、结晶性等。此外，脂肪族聚酯的一般为非亲水性材料，这使得细胞难以附着、亲和能力低。本论文针对上述问题，以增强脂肪族聚酯材料的亲水性和降低其结晶度为目的，通过共混法成功地制备了多种脂肪族聚酯可降解材料，并研究了共混组份间的相容性和材料的亲水性。本论文的主要研究工作如下:
　　 (1)通过热聚合法合成了聚己内酯(PCL)，并通过沉淀分级法制备了窄分散的级分。通过溶液浇铸法，成功制备了PCL和聚乙二醇(PEG)的共混膜。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、示差扫描量热(DSC)和X-射线衍射(XRD)分析研究各组份之间的相互作用。结果显示PCL和PEG二组分间存在一定程度的相容性，并由于氢键相互作用，使得共混材料中PCL的结晶度降低。PCL/PEG共混材料经扫描电镜(SEM)结果观察，显示PCL/PEG共混材料表面和内部多孔网路结构，且这种结构随PEG含量的增加而增加。将模型药物布洛芬(IBU)载入上述共混物中制成药片， IBU能从其中迅速释放出来，且释放速率随PEG在共混材料中含量增加而增大。
　　 (2)采用三氟乙酸为共溶剂溶解聚乳酸(PLA)和壳聚糖(CS)，通过溶液共混、浇铸制备了二者的共混材料。结果显示，共混材料中PLA与CS具有一定程度的相容性。即PLA/CS在CS含量为20％或80％时，PLA/CS表现出相容而未发生相分离;但在PLA/CS组成相近时，将出现一定程度的微相分离结构。水接触角和吸水率测定结果显示，在共混入CS后， PLA材料的亲水性显著增强，随CS含量提高逐渐转变成亲水性材料，且吸水率大幅提高、吸水速率也得到提高。
　　 (3)将PLA或PCL溶解于氯仿中，并加入CS和PVA的醋酸水溶液中，剧烈搅拌后能形成均匀且较为稳定的乳液。乳液经溶剂挥发后，成功制备了PLA/CS/PVA和PCL/CS/PVA两种三元共混材料。FTIR、DSC结果显示，共混材料中组份间具有较强的相互作用，具有一定的相容性，使PLA或PCL的熔点、结晶度降低。SEM结果发现，三元PLA/CS/PVA和PCL/CS/PVA共混材料均为较致密的均匀结构。由于亲水性PVA的引入，使所得PLA/CS/PVA和PCL/CS/PVA共混材料的亲水性大大增强，水接触角分别为51°和46°。同时，水溶性聚乙烯醇(PVA)的存在，也使材料的吸水速率和吸水率大大提高。
　　 综上所述，通过便捷的溶液共混和乳液共混并增溶，可将亲水性或水溶性的PEG、CS和PVA引入脂肪族聚酯体系，制备可降解的脂肪族聚酯基复合材料，从而使脂肪族聚酯的结晶度降低，并提高其亲水性和吸水率。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 脂肪族聚酯

1．2．1 脂肪族聚酯

1．2．2 聚(ε-己内酯)

1．2．3 聚乳酸

1．3 脂肪族聚酯生物医用材料

1．4 脂肪族聚酯生物材料的降解性

1．5 脂肪族聚酯的改性

1．5．1 脂肪族聚酯力学性能改性

1．5．2 脂肪族聚酯的亲水性改性

1．6 本课题立题意义及研究内容

1．6．1 立题意义

1．6．2 研究内容

1．6．3 创新性

参考文献

第二章 聚乙二醇辅助增强吸水性的聚己内酯材料用于药物缓释

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 主要实验试剂

2．2．2 主要实验仪器

2．3 实验方法

2．3．1 聚(ε-己内酯)的合成

2．3．2 共混膜制备

2．3．3 共混膜表征与测试

2．3．4 药物释放

2．4 结果与讨论

2．4．1 PCL的表征

2．4．2 组份相容性

2．4．3 共混物微观结构

2．4．4 释药行为

2．5 本章小结

参考文献

第三章 聚乳酸／壳聚糖共混材料的制备与表征

3．1 引言

3．2 实验试剂和仪器

3．2．1 主要实验试剂

3．2．2 主要实验仪器

3．3 实验方法

3．3．1 原料的纯化及表征

3．3．2 聚乳酸／壳聚糖共混材料的制备

3．3．3 表征

3．3．4 共混材料亲水性增强测试

3．4 结果与讨论

3．4．1 共混材料的组份相容性

3．4．2 共混材料的微观结构

3．4．3 共混材料的亲水性

3．5 本章小结

参考文献

第四章 聚乳酸／聚乙烯醇／壳聚糖和聚己内酯／聚乙烯醇／壳聚糖三组分材料的乳液制备

4．1 引言

4．2 实验试剂和仪器

4．2．1 主要实验试剂

4．2．2 主要实验仪器

4．3 实验方法

4．3．1 材料制备

4．3．2 表征测试

4．3．3 共混材料亲水性增强测试

4．4 结果与讨论

4．5 本章小结

参考文献

第五章 全文总结及展望

5．1 全文总结

5．2 展望

博士期间发表论文情况

致谢