可降解形狀記憶聚氨酯的合成及其酶促降解研究.pdf

1、隨著新的治療理念的層層不窮，目前迫切需要將可降解性和功能性結合起來，開發(fā)出新一代的可降解植入材料，而具有形狀記憶效應的可降解材料正是這樣一種很有應用前景的植入材料。本文合成了三種可降解的形狀記憶聚氨酯材料，并對其在豬胰脂肪酶(PPL)溶液中的降解行為進行了研究。 首先分別以乙醇酸和D，L-乳酸為原料合成出乙交酯和丙交酯，通過傅立葉紅外光譜(FTIR)和氫核磁共振譜(<'1>H-NMR)的分析，表明所合成的丙交酯和乙交酯均具有較高

2、的純度；然后以乙交酯和丙交酯為原料、季戊四醇為引發(fā)劑、二丁基氧化錫為催化劑合成出數(shù)均分子量為10000、乙交酯含量為15 wt﹪的星形丙交酯/乙交酯共聚物，羥基滴定法和<'1>H-NMR．的分析結果表明合成出的產(chǎn)物符合預期的設計要求，M<,n>為8800左右，乙交酯含量為15.4wt﹪；最后在辛酸亞錫的催化下，丙交酯/乙交酯共聚物分別與和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、4,4’-亞甲基二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和三甲基己撐二異氰酸酯

3、(TMDI)反應，合成出三種具有交聯(lián)結構的聚氨酯材料-IPU、MPU和TPU，拉伸實驗和循環(huán)熱機械實驗表明三種材料勻具有較好的機械強度和形狀記憶性能。 通過考查材料在降解過程中重量、吸水率、溶脹度、凝膠含量以及機械性能的變化，研究了37℃下TPU材料在不同濃度PPL酶溶液中的降解行為，并利用ATR-FTIR分析了材料在降解過程中表面性質的變化，結果表明酶通過催化材料中酯鍵的斷裂促進了材料的降解，且隨著酶濃度的增加，材料的降解速率

4、會逐漸增大，當達到一最大值后，材料的降解速率會逐漸下降。隨后基于材料降解速率與酶濃度的關系研究了本體系的降解動力學，結果表明由于本降解體系的酶促反應是一個非勻相反應，有別于建立米氏方程的勻相酶反應，所以導致降解速率與酶濃度的關系與米氏方程發(fā)生了偏離，因此本研究選擇了一種非均相酶促反應動力方程對本降解體系進行了分析，并得到了滿意的結果；最后根據(jù)對本降解體系的動力學分析，探討了PPL酶在TPU降解過程中的作用機制：PPL酶對TPU材料的降解

5、是通過兩步來完成的，即PPL酶通過其結合區(qū)先吸附到材料的表面，然后在其催化區(qū)的作用下材料表面的分子鏈發(fā)生斷裂，最終導致材料的降解，同時也解釋了降解速率與酶濃度之間的關系，即高的酶濃度阻礙了酶催化區(qū)與材料表面高分子鏈的接觸，無法催化酯鍵的水解，導致了降解速率的降低。 最后對比了三種可降解形狀記憶聚氨酯材料-IPU、MPU和TPU在0.2mg/ml酶溶液中的降解情況，分析結果表明三種材料在酶的作用下分別出現(xiàn)了不同程度的降解，但各自的