完全生物可吸收聚乳酸-三亞甲基碳酸酯-乙交酯共聚物心血管支架的研究.pdf

1、本論文合成了高分子量的PLLA-TMC-GA三元共聚物，并以對應(yīng)的PLLA-TMC二元共聚物及PLLA和PTMC均聚物作為參比樣，研究了熱性能、力學(xué)性能、酶、水降解行為及生物相容性等基本應(yīng)用性能;采用微雕刻方法，設(shè)計并制作了PLLA-TMC-GA三元共聚物血管支架樣品。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)以辛酸亞錫為催化劑，開環(huán)聚合合成了不同序列結(jié)構(gòu)的PLLA-TMC-GA三元共聚物及對應(yīng)的PLLA-TMC二元共聚物及PLLA和PTMC

2、均聚物。研究了PLLA-TMC-GA三元共聚物的分子鏈結(jié)構(gòu)。采用1H NMR和13C NMR對PLLA-TMC-GA三元共聚物的分子鏈序列結(jié)構(gòu)進行了表征，并計算了平均序列長度和序列分布。結(jié)果表明: TMC或GA單元的加入，使得LLA平均序列長度降低;且GA單元替換等量的TMC單元后，LLA平均序列長度更短。分析發(fā)現(xiàn)，LLA平均序列長度與TMC或GA含量之間均存在指數(shù)相關(guān)性。
　　(2)詳細研究了PLLA-TMC-GA三元共聚物分子

3、鏈微結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。與PLLA-TMC二元共聚物及PLLA和PTMC均聚物相比，單體組成對PLLA-TMC-GA三元共聚物熱性能和力學(xué)性能有明顯的影響。TMC和GA單元的引入破壞了PLLA鏈段的規(guī)整度，使得PLLA-TMC-GA三元共聚物的結(jié)晶能力大幅降低。共聚物的結(jié)晶能力由LLA平均序列長度leLL值決定。在材料的力學(xué)性能方面，GA組分的加入，使得PLLA-TMC-GA三元共聚物的韌性較之PLLA和PLLA-TMC二元共聚物顯著

4、提高，而拉伸強度僅有輕微下降。該結(jié)果對由分子設(shè)計和單體配比進行共聚物鏈結(jié)構(gòu)的調(diào)控，進而對所制備材料的物理性能進行控制有很大的價值。
　　(3)研究了PLLA-TMC-GA三元共聚物在蛋白酶K水溶液中的降解行為。實驗揭示了PLLA-TMC-GA三元共聚物的酶降解速率是由LLA平均序列長度和結(jié)晶度共同決定的。較短的LLA平均序列長度導(dǎo)致共聚物的結(jié)晶度較低，從而對加快降解速率有利。但是，當(dāng)LLA平均序列長度小于4.0時，共聚物的降解反而

5、會受到抑制。降解過程中，聚合物的LLA含量幾乎不發(fā)生變化，分子量有一定程度的下降。表明在蛋白酶K降解過程中，亦同時存在水解過程。在水分子的增塑和分子量下降的雙重作用下，降解材料的結(jié)晶能力提高，樣品的Tm和△Hm值略有上升。SEM觀察材料主要以表面溶蝕方式降解。
　　(4)研究了PLLA-TMC-GA三元共聚物在PBS緩沖溶液中的降解行為。與PLLA-TMC二元共聚物和PLLA均聚物相比，PLLA-TMC-GA三元共聚物的降解速率更

6、快。樣品的結(jié)晶能力在水分子的增塑和分子量下降等原因下，初始階段出現(xiàn)結(jié)晶度上升;但當(dāng)分子量下降到＜10，000時，過短的鏈段，使得降解產(chǎn)物結(jié)晶困難。進一步研究發(fā)現(xiàn)，PLLA-TMC-GA三元共聚物的水解過程主要分為三個階段:首先是處于無定形區(qū)的GA組分快速降解;隨后，無定形和結(jié)晶不完善區(qū)域LLA的降解開始成為主要因素;最后，降解進一步加劇，晶區(qū)開始瓦解，晶區(qū)中的LLA和裸露出來的GA單元得以繼續(xù)降解。
　　(5)從細胞相容性、血液相

7、容性及免疫相容性角度出發(fā)，對PLLA-TMC-GA三元共聚物的生物相容性進行了評價。結(jié)果顯示，PLLA-TMC-GA三元共聚物的細胞毒性小，溶血率較低，具有較好的抗凝血性質(zhì)，且刺激細胞釋放細胞因子的濃度較低，表現(xiàn)出良好的生物相容性。
　　(6)采用完全生物可吸收的PLGA纖維增強了PLLA-TMC-GA三元共聚物。結(jié)果表明，氧氣等離子體處理過的PLGA纖維使得PLLA-TMC-GA三元共聚物的力學(xué)強度得到了進一步提升。PLGA纖維

8、不能在蛋白酶K的作用下降解，因此酶解時，PLGA纖維增強復(fù)合材料的失重速率低于PLLA-TMC-GA三元共聚物基體。但由于PLGA纖維具有較快的水解速率，其產(chǎn)生的酸性降解產(chǎn)物催化加速了基體聚合物的降解，使得酶解或水解時基體聚合物的分子量下降速度更快。
　　(7)選取PLLA-TMC-GA三元共聚物為原料，先通過單螺桿擠出機擠出成型具有一定外徑和壁厚的管材。然后，采用機械微雕刻法，成功制作出血管支架樣品。該支架有望在為血管提供6-9