论文摘要
聚乳酸是一种公认的具有良好生物相容性的生物医药材料,但是它的亲水性差和降解难于控制,使其应用受到一定的限制。为了克服聚乳酸亲水性差,降解可控性差的缺陷,本研究以D,L-丙交酯、乙二醇、马来酸酐为原料,通过一系列化学改性制备了亲水性强、分子链柔性强、降解可控的共聚物PMLA和PEMLA。采用多角度激光光散射仪、傅立叶变换红外光谱仪、核磁共振波谱仪、差示扫描量热计和常规化学分析方法等手段对PMLA和PEMLA进行结构表征和性能测试,并详细考察了其亲/疏水性、体外生物可降解性。为了进一步改进聚合物的性质,还制备了交联物LPEMLA和LPEMA-LA,并对LPEMLA和LPEMA-LA的合成进行了可行性研究和制备条件的初步筛选。主要研究内容和结论如下:1、以D,L-丙交酯、马来酸酐为原料,采用Sn（Oct）2和对甲苯磺酸两种引发剂共同引发聚合反应,制备出在主链上有高双键含量的共聚物PMLA,采用正交实验方法设计实验,重点考察了Sn（Oct）2、对甲苯磺酸的用量及时间对PMLA双键含量的影响,对产物结构进行了表征。①FTIR、13C NMR、1H NMR和化学滴定的分析结果表明,马来酸酐和丙交酯成功进行了开环共聚;DSC分析显示PMLA的玻璃化转变峰值温度（Tg）为50.9℃,相对于PDLLA而言,Tg有所降低。②通过1H NMR和化学滴定的结果可知,在马来酸酐和丙交酯质量比为1:10的PMLA中双键含量为3.5%。③由正交实验的统计结果可知,制备PMLA的优化条件是:对甲苯磺酸的质量含量为丙交酯的5%,Sn（Oct）2的摩尔含量为丙交酯的1/7000,反应时间为60h。2、马来酸酐与乙二醇预聚体（PEMA）的制备:为了进一步提高聚合物的亲水性,提高马来酸酐的转化率,引入了活性小分子二醇。以对甲苯磺酸为催化剂,采用溶液聚合法合成PEMA。重点考察了反应单体的比例、反应温度、反应时间对PEMA聚合反应的影响,并对产物PEMA的结构进行了红外、核磁共振表征。①FTIR、1H NMR的分析结果表明,采用溶液聚合成功合成了PEMA。②当马来酸酐和乙二醇物质量比为1:2时,马来酸酐的利用率最高;采用真空条件聚合,马来酸酐利用率达到86%;反应适于在120℃下进行。3、以辛酸亚锡为引发剂,利用PEMA和丙交酯的熔融共聚反应,制备高分子三元共聚物PEMLA。主要考察了PEMA的组成、加量、反应温度、反应时间、催化剂用量对PEMLA聚合反应的影响,以重均分子量（Mw）、分子量分布（PD）作为评价指标对产物PEMLA的合成条件进行考察。①FTIR、1HNMR的分析结果表明,辛酸亚锡催化PEMA和丙交酯共聚合成功制备出PEMLA;DSC分析显示PEMLA的Tg为41.3℃,表明分子链的柔性进一步增强。②本研究得到PEMLA制备的优化条件是:PEMA与丙交酯的质量比为1:5、反应温度145～150℃、聚合时间小于24 h、L/I选择3000以内。4、考察了PEMLA的物理性能,包括材料的亲/疏水性能和降解性能。其中,亲/疏水性的评价指标是静态水接触角（滴液法接触角）和吸水率,降解性能的评价采用体外实时降解试验。结果表明:①亲水性的PEMA加量提高,PEMLA的亲水性提高,降解速率加快;综合考虑材料的亲水性和常温下的物理状态,确定PEMA加量为20%的PEMLA性能最优。②和PDLLA的降解相比,PEMLA的降解速率加快,快速降解出现在降解的2～5周,比PDLLA的快速降解提前一周,在药物缓释的应用中有一定的优势。5、LPEMLA和LPEMA的制备和表征:以过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂,甲基丙烯酸甲酯（MMA）为交联剂,PEMA与PEMLA为交联底物,经自由基反应合成LPEMLA和LPEMA,考察了引发剂和交联剂用量、反应温度、反应时间对交联反应的影响,并对交联物性能进行表征。LPEMA和丙交酯经过熔融共聚反应制备了LPEMA-LA①1H NMR的分析结果表明,采用自由基聚合法成功合成出LPEMLA和LPEMA。②LPEMA和LPEMLA制备的优化条件是:BPO质量含量为6%（ LPEM LA- 3%）、MMA质量含量为10%、反应温度80℃、反应时间8h。③吸水率和接触角测定结果表明LPEMLA比其前体共聚物PEMLA的亲水性低;LPEMA-LA和PEMLA的亲水性接近。