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聚乳酸具备良好的生物相容性和生物降解性,因此在生物医药领域具有广泛的应用。然而聚乳酸固有的脆性和较强的疏水性等缺点都极大地限制了其进一步应用。同时,高分子量聚乳酸及其共聚物的可控合成仍然是当前的一大挑战。因此,高分子量聚乳酸的合成和改性具有重要的意义和价值。 本文首先通过无水无氧开环聚合研究了聚乳酸的合成工艺,探索了聚合过程中的主要反应参数如温度、时间、催化剂/单体配比对聚合物分子量及其分布的影响。并通过通过正交试验设计,发现影响聚乳酸分子量因素的主次顺序依次为:反应时间,反应温度、催化剂相对用量。明确聚乳酸合成的最佳工艺条件:温度为135℃、催化剂单体相对摩尔配比为2.04∶5000、聚合时间为4.5h。所制备的外消旋聚乳酸的数均分子量可达200kDa,杨氏模量约为1.7GPa,优于商用的聚乳酸材料,显示出该材料在生物工程领域较高的应用潜力。在此基础上,将左消旋丙交酯(LLA)与外消旋丙交酯(DLLA)聚合,构建立构复合体聚乳酸(PDL)。研究表明,引入LLA能有效调整聚乳酸的有序度、结晶性及力学性能,有利于扩大聚乳酸的生物医用范围。 为了改善聚乳酸的脆性,将三亚甲基碳酸酯(TMC)柔性单体通过原位开环聚合整合到聚乳酸中,研究了TMC含量对聚乳酸碳酸酯共聚物(PDT)性能的影响。结果表明,所形成的PDT共聚物的数均分子量均在100kDa以上,当TMC含量为15%时,PDT的分子量可达242kDa。TMC的引入能有效调整PDT共聚物的力学性能:当TMC含量不大于20%时,PDT共聚物能维持其强度的同时韧性明显增加;TMC含量在20-30%范围内变化会导致材料实现超级增韧,其中当TMC用量为30%时,PDT共聚物断裂伸长率急剧增大至500%,具有类似PTMC的超韧特征。另外,TMC的引入可有效调整PDT共聚物的热转变温度,构建接近生物学温度的热敏性可吸收材料。 针对聚乳酸疏水性强、细胞粘附比较差的问题,我们将两嵌段共聚物PDLLA-PEG组装到聚乳酸表面,通过自组装改性可对聚乳酸的亲水性进行有效调控,实现静态接触角从78°降低到了54°的转变。当PDLLA-PEG为35mg/mL时,改性聚乳酸膜具有最佳的细胞粘附、铺展和增殖能力。这种对聚乳酸膜的自组装改性可为构建包括聚乳酸在内的具有可控亲疏水性的新型生物材料表界面起到指导和借鉴作用。