基于點擊化學改性生物降解聚乳酸的研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)因其生物可降解,良好的力學性能、加工性能和生物相容性,是目前生物醫(yī)學領域研究和應用最為廣泛的一種醫(yī)用高分子材料;但聚乳酸材料也存在一定的不足,材料過于疏水,分子中缺乏可以與細胞、蛋白發(fā)生特異性相互作用的功能性基團,細胞相容性不夠理想,因此,有必要對其進行一定的生物學修飾,以提高其細胞相容性。點擊化學是近年提出來的一種化學合成方法,具有高選擇性、高效率、反應條件溫和等優(yōu)點,在生物材料的改性和修飾方面得到了日益廣泛的應用,也

2、為聚乳酸的改性與修飾提出了新的思路。
　　為此,論文第一部分首先設計在單模聚焦微波作用下,采用辛酸亞錫作為催化劑,以炔丙醇為小分子引發(fā)劑引發(fā) L-丙交酯開環(huán)聚合,合成了端炔基化的聚乳酸。通過設計四因素三水平的正交試驗表得出了最佳的聚合條件如下:反應溫度110℃,微波功率45W,輻照時間45min,催化劑用量0.1％。進一步在此最佳反應條件下,通過改變nL-丙交酯:n炔丙醇的投料比,合成了一系列不同分子量的端炔基修飾的聚(L-乳酸)

3、,通過紅外光譜、氫核磁共振譜、差示掃描量熱法、X-射線衍射法和分子量測定對產物的結構和性能進行了研究。結果表明,在微波作用下,實驗快速、高效地合成了端炔基修飾的聚(L-乳酸)目標產物,且產物的結構與性能可以通過改變 nL-丙交酯:n炔丙醇投料比在一定程度上進行調控,隨著 L-丙交酯投料量降低,產物的分子量逐漸下降,產物的熔點下降,結晶性能沒有明顯變化。
　　鑒于殼寡糖具有可水溶、優(yōu)異的生物相容性和成骨活性、易被組織吸收等優(yōu)點,本論

4、文通過點擊化學設計將殼寡糖引入聚乳酸分子,從而制備了聚(L-乳酸)-(1,2,3-三氮唑)-殼寡糖新型兩親性共聚物。具體內容包括:通過十二烷基磺酸鈉對殼寡糖進行氨基保護,接著與對甲苯磺酰氯反應合成對甲苯磺酰化的殼寡糖,最后與疊氮化鈉進一步合成疊氮化的殼寡糖,通過點擊化學反應,使端基炔基修飾的聚乳酸的炔基和疊氮化殼寡糖的疊氮基團反應,分別合成了兩種不同相對分子質量的聚(L-乳酸)-(1,2,3-三氮唑)-殼寡糖。并通過FT IR、1H-N

5、MR、DSC、XRD和表面接觸角對聚合物的結構與性能進行了研究。結果表明,實驗成功地將殼寡糖鏈段引入聚(L-乳酸)中,并且由于殼寡糖鏈段的存在,影響了PLLA片段的結晶性能,熔點降低,但是由于殼寡糖羥基的作用使得親水性大大提高。在此基礎上,實驗制備了聚(L-乳酸)-(1,2,3-三氮唑)-殼寡糖/PLLA復合膜,并對其細胞相容性進行了初步研究,結果表明聚(L-乳酸)-(1,2,3-三氮唑)-殼寡糖的存在有利于復合膜對MC3T3E1細胞的

6、增殖。
　　特殊結構的聚乳酸,在性能上和通常的線性類似物之間存在差異。由于這些聚合物顯示出獨特的特性以及其不同的內在的結構,因此本論文利用點擊環(huán)化反應制備了環(huán)狀聚(L-乳酸),賦予其不同的性能。實驗首先與對甲苯磺酰氯反應將聚乳酸端羥基對甲苯磺?；?接著與疊氮化鈉反應將疊氮基團引入聚乳酸鏈段,得到兩端端基分別為炔基和疊氮基團的線型聚(L-乳酸),最后通過點擊化學方法對線型聚(L-乳酸)進行關環(huán)反應,合成了兩種不同分子質量的環(huán)狀聚(L