可降解形状记忆交联聚酯网络合成及在药物缓释中的应用

摘要

可降解形状记忆聚合物具有良好的机械性能、可降解性、形状记忆性等性能，在高分子医用材料领域有着广泛的应用前景(例如，手术缝合线、药物释放载体、支架等)，已成为近年来研究的热点。本文合成了几种生物相容形状记忆聚氨酯或聚酯材料，并研究了材料的降解和药物缓释性能。 分别以乙醇酸和D,L-乳酸为原料，合成了乙交酯和丙交酯，其中丙交酯、乙交酯的产率分别超过55％和50％。再以乙交酯、丙交酯为原料，季戊四醇为引发剂，二丁基氧化锡(DBTO)或者辛酸亚锡(Sn(oct)2)为催化剂，开环聚合得到了一系列不同分子量和乙交酯含量的星形丙交酯/乙交酯共聚物(PLGA)。采用羟基滴定、FTIR、GPC、1HNMR等方法对合成的PLGA进行了表征。 PLGA与异氰酸酯反应得到了交联结构的无定型聚酯型聚氨酯材料(PU)。PU具有良好的形状记忆性能和机械强度，但是材料的亲水性和韧性相对较差。PU的转变温度(Ttrans)在一定程度上，可以通过改变PLGA相对分子质量或者乙交酯来调节。 合成了聚乙二醇双甲基丙烯酸酯(PEGDMA)和聚酯PLGA聚氨酯无定型互穿网络形状记忆聚合物材料。通过调节PEGDMA的含量，可以方便地调节形状记忆材料的Ttrans和亲水性来适用特殊潜在的医学和临床需要。 PLGA与丙烯酰氯反应得到了星型双键封端的PLGA大分子单体(PLGATA)，并与PEGDMA在紫外光引发下，合成了具有良好形状记忆性能的材料(LP)，不仅提高了材料的亲水性，而且材料的Ttrans也可以方便的调节。 PU材料在PBS溶液的降解结果表明：PU材料的降解过程大致可分为两个阶段：诱导期和加速期。材料的质量损失率和吸水率在诱导期缓慢增加；在加速期迅速增加。 负载模型药物阿司匹林(ASP)/地塞米松(DEX)形状记忆材料的体外释放结果表明：两种药物的释放都是扩散控制和降解控制两种机制共同作用的结果。但由于ASP呈酸性，导致体外释放过程相对较短，只有20天左右；而DEX释放过程则达120天左右，和没有负载药物的PU相比，材料的降解速度显著加快。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

第二章文献综述

2.1形状记忆聚合物概述

2.1.1形状记忆原理

2.1.2形状记忆聚合物的分类

2.1.3形状记忆效应的热力学分析

2.1.4形状记忆聚合物的研究进展

2.1.5形状记忆聚合物的制备方法

2.1.6形状记忆聚合物的应用

2.2可降解聚合物

2.2.1天然可降解聚合物

2.2.2合成可降解聚合物

2.2.3可降解聚合物的制备

2.2.4降解机理

2.2.5可降解聚合物的应用

2.2.6可降解聚合物在药物缓释体系中的应用

2.3可降解形状记忆聚合物

2.3.1热塑型可降解形状记忆聚合物

2.3.2热固型可降解形状记忆聚合物

2.4 IPN/Semi-IPN型形状记忆材料

第三章交酯、PLGA的合成与表征

3.1实验部分

3.1.1实验原料

3.1.2原料的处理方法

3.1.3丙交酯的合成

3.1.4乙交酯的合成

3.1.5 PLGA的合成

3.1.6丙烯酸酯封端PLGA大分子单体(PLGATA)的合成

3.1.7甲基丙烯酸酯封端PEG大分子单体(PEGDMA)的合成

3.2性能表征

3.2.1熔点

3.2.2红外光谱(FTIR)

3.2.3 HNMR

3.2.4凝胶渗透色谱(GPC)

3.2.5端羟基滴定测定PLGA的相对分子质量

3.2.6差示扫描量热分析(DSC)

3.3结果与讨论

3.3.1丙交酯结构与性能表征

3.3.2乙交酯结构与性能表征

3.3.3 PLGA结构与性能表征

3.3.4 PLGATA结构与性能表征

3.3.5 PLGADMA结构与性能表征

3.4 小结

第四章可降解形状记忆聚合物的合成与表征

4.1实验部分

4.1.1实验原料

4.1.2原料的处理方法

4.1.3交联聚酯型聚氨酯形状记忆聚合物(PU)的合成

4.1.4互穿网络形状记忆聚合物(IPNs)的合成

4.1.5光交联聚酯形状记忆聚合物(LP)的合成

4.2性能测试

4.2.1材料溶胀度和凝胶含量的测定

4.2.2材料吸水度的测定

4.2.3 FTIR

4.2.4 DSC

4.2.5 X-射线衍射分析(XRD)

4.2.6机械性能及形状记忆性能分析

4.3结果与讨论

4.3.1 PU交联聚酯型聚氨酯形状记忆材料

4.3.2 IPNs形状记忆材料

4.3.3 LP光交联聚酯型形状记忆材料

4.4 小结

第五章PU体外降解行为的研究

5.1实验部分

5.1.1实验原料

5.1.2体外降解样品的制备

5.1.3材料的体外降解试验

5.2性能测试

5.2.1体外降解过程中材料质量损失率和吸水率的测定

5.2.2体外降解过程中材料凝胶含量的测定

5.3结果与讨论

5.3.1体外降解过程中PU材料的质量损失率

5.3.2体外降解过程中PU材料的吸水度

5.3.3体外降解过程中PU材料的凝胶含量

5.3.4体外降解过程中PU材料的机械性能

5.4小结

第六章PU材料药物缓释行为的研究

6.1实验部分

6.1.1实验原料

6.1.2载药样品的制备

6.2性能测试

6.2.1 HPLC

6.2.2体外释放试验

6.2.3体外释放过程中材料重量损失率和吸水度的测定

6.2.4体外释放过程中材料凝胶含量的测定

6.2.5扫描电镜(SEM)测试

6.2.6 DSC

6.3结果与讨论

6.3.1 PUASP的载药量

6.3.2 ASP在PUASP中的分散状态

6.3.3 PUASP的体外释放结果

6.3.4体外释放过程中PUASP吸水度和质量损失率

6.3.5体外释放过程中PUASP的凝胶含量

6.3.6体外释放过程中PUASP的玻璃化转变温度

6.3.7 PUASP释放机理探讨

6.3.8 PUDEX的体外释放结果

6.3.9体外释放过程中PUDEX的质量损失率

6.3.10体外释放过程中PUDEX的吸水度和凝胶含量

6.4小结

第七章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢