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生物可降解脂肪族聚酯在手术缝合线、骨钉、组织工程支架和药物载体等生物医学领域已得到广泛应用。今年来,在脂肪族聚酯中引入亲水性链段及可与药物、靶向性配体,生物探针等反应的活性位点成为生物医用高分子材料研究的重点。糖及多糖的分子结构中含有多个活性羟基并具有优良的亲水性、良好的生物相容性和生物可降解性。本文合成了一系列含糖链的两亲性脂肪族聚酯并采用多种分析方法对聚合物的结构及性能进行了表征。
第一章报道了一种新型天然多糖-脂肪族聚酯两嵌段聚合物的合成方法。即利用乙二胺与葡聚糖反应得到带有端氨基的葡聚糖(dextran-NH<,2>),端羟基聚(ε-己内酯)与丙烯酰氯反应得到带有丙烯酸酯端基的聚(ε-己内酯)(PCL-CH=CH<,2>)。然后通过dextran-NH<,2>与PCL-CH=CH<,2>间的Micheal加成反应合成了聚(ε-己内酯)-b-葡聚糖两嵌段聚合物。通过>>1H-MR表征了聚合物的结构,动态光散射和透射电镜表征了聚合物在水溶液中的胶束化行为。
第二章合成了以双季戊四醇为核,疏水性聚(ε-己内酯)为内臂,亲水性葡聚糖为外臂的星形两亲性共聚物。其反应过程分为三步:首先以双季戊四醇为引发剂引发ε-己内酯的开环聚合反应得到带有端羟基的聚(ε-己内酯)星形聚合物(sPCL-OH)。第二步通过sPCL-OH与丙烯酰氯反应得到带有丙烯酸酯端基的聚(ε-己内酯)星形聚合物(sPCL-CH=CH<,2>)。最后通过sPCL-CH=CH<,2>与端氨基葡聚糖之间的的Micheal加成反应合成了聚(ε-己内酯)-b-葡聚糖星形嵌段聚合物(sPCL-dextran)。通过核磁共振氢谱,凝胶渗透色谱、元素分析等方法表征了聚合物的结构。利用动态光散射的方法研究了该聚合物在水溶液中的胶束化行为,结果表明:所形成胶束的粒径及粒径分布与聚合物的浓度相关;盐、pH值、温度等对胶束的有效粒径影响较小。sPCL-dextran)对天然多糖为亲水性链段的星形两嵌段聚合物研究进行了有益的尝试。
在第三章中,合成了一系列带有1.-苯丙氨酸侧链的葡聚糖(dex-phe),通过核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、元索分析等测定了其分子量和取代度。将水滴入dex-phe和带有端羧基的聚(ε-己内酯)(PCL-COOH)的二甲基亚砜溶液时,通过dex-phe上苯丙氨酸侧基与PCL-COOH之间的疏水相互作用及电荷相互作用,得到了聚离子复合物纳米粒子。通过透射电镜测定了该复合物纳米粒子的形态。动态光散射测定了粒子的有效粒径及粒径分布。zeta-电位仪测定了粒子的表面电荷。由于该粒子具有离子化疏水性内核、亲水性的外壳以及良好的生物相容性,有望应用于药物载体。
第四章中利用葡萄糖酸内酯和顺丁烯二酸酐为主要原料通过三步反应合成了含有葡萄糖链段的脂肪族聚酯。其过程是:第一通过2,2-二甲氧基丙烷保护葡萄糖酸内酯上的4位和6位羟基得到4,6-氧-异丙叉葡萄糖酸内酯(PG);其次利用PG上剩余的两个羟基与顺丁烯二酸酐进行缩聚,得到了4,6-氧-异丙叉葡萄糖酸内酯-顺丁烯二酸酐共聚物(PPGM);最后PPGM脱去异丙叉保护基得到葡萄糖酸内酯-顺丁烯二酸酐共聚物(P6M)。通过磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、红外光谱、示差扫描量热等分析方法对所得聚合物进行了表征。由于含有大量羟基及双键官能团,PGM是一种能够进行功能化修饰的新型脂肪族聚酯。