巯基-Michael加成制备环磷腈水凝胶

摘要

基于磷腈的高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性，且降解产物对人体无毒，因此在药物载体和组织工程支架材料方面具有重要的应用前景。
　　本文以六氯环三磷腈为原料，合成了六-(4-马来酸单甲酯基苯氧基)环三磷腈(HMCP)，通过巯基-Michael加成反应将其与巯基聚乙二醇(PEG-SH)、四巯基季戊四醇乙酸酯(PTMA)制备了水凝胶。交联体系可以在37℃条件下数分钟内原位固化。交联反应动力学研究表明，双键最终转化率大于90％。随着 PTMA含量的增加，交联产物的压缩强度和压缩模量依次增加；交联产物在pH=7.4的PBS缓冲溶液中最大溶胀比达到672%，在pH=1.0溶液中体积收缩；在pH=7.4的缓冲溶液中降解快于pH=1.0溶液中的降解，表明聚合物水凝胶具有pH敏感性。同时交联体系对药物具有一定控释作用。
　　其次将聚合物体系分别与二水合磷酸氢钙(DCPD)和磷酸四钙混合，制备了无机组分与有机组分双固化的骨水泥，初步对复合材料的凝结时间、抗稀散性、力学性能和降解性能等进行了研究。结果表明，有机组分的加入可提高材料的抗稀散性，克服磷酸钙骨水泥易溃散问题，并且不影响磷酸钙骨水泥顺利水化转化为羟基磷灰石，但有机组分的加入导致复合材料的压缩强度和压缩模量低于纯骨水泥；复合材料在pH=7.4溶液的降解速率非常慢，降解时间90d时，复合材料的质量减少不到5%。

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1绪论

1.1生物医用材料

1.1.1无机非金属材料或生物陶瓷

1.1.2金属材料

1.1.3高分子材料

1.1.4复合材料

1.1.5衍生材料

1.2生物医用高分子凝胶

1.2.1水凝胶在生物中的应用

1.2.2水凝胶的组成

1.2.3水凝胶的交联方法

1.3点击化学反应制备水凝胶

1.3.1点击化学的特征及类型

1.3.2点击化学反应合成水凝胶

1.4磷腈物质在生物材料中的应用

1.4.1药物控制释放

1.4.2组织工程支架

1.5本论文研究内容

2 实验部分

2.1 试剂及仪器

2.1.1试剂

2.1.2试剂的纯化

2.1.3溶液的配置

2.1.4实验仪器

2.2 巯基聚乙二醇的合成

2.3 含马来酸基团环三磷腈衍生物的合成

2.3.1六(4-醛基苯氧基)环三磷腈(HACP)的制备

2.3.2六(4-羟甲基苯氧基)环三磷腈(HHCP)的合成

2.3.3六(4-马来酸单甲酯基苯氧基)环三磷腈(的合成(HMCP)

2.4 交联反应

2.4.1交联产物制备

2.4.2凝胶时间

2.4.3凝胶含量

2.4.4反应动力学

2.4.5溶胀以及降解

2.4.6释药行为

2.5 表征与测试

2.5.1傅里叶变换红外光谱(FTIR)

2.5.2核磁共振波谱(NMR)

2.5.3紫外-可见吸收光谱(UV)

2.5.4 X射线衍射仪(XRD)

2.5.5维卡仪

2.5.6力学性能

3 结果与讨论

3.1 巯基聚乙二醇的合成与表征

3.1.1 FTIR

3.1.2 1H NMR

3.2六(4-马来酸单甲酯基苯氧基)环三磷腈(HMCP)的合成

3.2.1 HACP的结构表征

3.2.2 HHCP的结构表征

3.2.3 HMCP合成方法的改进

3.3交联产物的性能表征

3.3.1 凝胶时间以及凝胶含量

3.3.2 凝胶动力学

3.3.3 交联产物红外表征

3.3.4 力学性能

3.3.5 体外溶胀以及降解性能

3.3.6 体外释药行为

3.4基于磷酸钙的有机/无机骨修复复合材料

3.4.1 抗稀散性

3.4.2 IR表征

3.4.3 XRD表征

3.4.4 凝结时间

3.4.5 力学性能

3.4.6 降解性能

4 全文总结

致谢

参考文献