基于聚羥基脂肪酸酯雙親嵌段共聚物的合成、表征、自組裝及生物相容性研究.pdf

1、聚羥基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates或PHAs)是一類微生物發(fā)酵、可生物降解的高分子聚酯,因其具有卓越的生物相容性和生物降解性而受到越來越多的關(guān)注。聚乙二醇(Polyethylene glycol或PEG)是一類水溶性和生物性相容的物質(zhì),可安全存在于人體的血液中。本文選用了PHAs家族中聚三羥基丁酸酯(PHB)、三羥基丁酸和四羥基丁酸共聚酯(P3/4HB)和三羥基丁酸三羥基己酸共聚酯(PHBHHx)分別為硬段、疏水

2、段和軟段、親水段的PEG通過化學(xué)共聚的方式合成三個(gè)系列的多嵌段雙親性共聚物。
　　所聚合的產(chǎn)物通過核磁(NMR)和紅外(IR)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)合凝膠滲透色普(GPC)測(cè)試結(jié)果,驗(yàn)證了產(chǎn)物的嵌段結(jié)構(gòu)。示差掃描量熱測(cè)試結(jié)果(DSC)顯示所有的產(chǎn)物只有一個(gè)內(nèi)移的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),表現(xiàn)出PHA相和PEG相有一定的相容性,且由于彼此鏈段的影響使兩相都處于半結(jié)晶狀態(tài)。而通過調(diào)節(jié)不同的組分組成,產(chǎn)物在久置后能達(dá)到相分離的狀態(tài)。熱穩(wěn)定分

3、析(TGA)結(jié)果表明多嵌段共聚物中由于PEG和亞氨酯基團(tuán)的引入,增加了PHA的熱加工區(qū)間。三個(gè)系列的多嵌段共聚物中由于PHA鏈段不同的結(jié)晶性,形成了材料不同的表面形態(tài)和特殊的生物學(xué)意義。當(dāng)PHA是高結(jié)晶的PHB片段時(shí),共聚物表面形態(tài)時(shí)多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);當(dāng)PHA時(shí)完全無定形態(tài)的P3/4HB時(shí),共聚物表面形態(tài)是連續(xù)的平滑結(jié)構(gòu);當(dāng)PHA是半結(jié)晶狀態(tài)的PHBHHx時(shí),共聚物表面形態(tài)是介于多孔和平滑之間。實(shí)現(xiàn)了選用不同結(jié)晶態(tài)的PHA的方法來調(diào)控共聚物

4、的表面形態(tài)的設(shè)想。共聚物的這種特性也使他們?cè)诓煌矫姹憩F(xiàn)出了新的性能和應(yīng)用。隨著PEG的引入,PHB-b-PEG系列多嵌段共聚物的血液相容性得到很大程度的提高。主要體現(xiàn)在凝血時(shí)間的增加和共聚物表面血小板貼附數(shù)目的減少。完全無定形態(tài)的P3/4HB使得P3/4HB-b-PEG系列多嵌段共聚能夠溶于水,且在水包油的乳液中根據(jù)組分的不同自組裝成為不同的形狀(樹葉狀和三角形狀)。半結(jié)晶態(tài)的PHBHHx使PHBHHx-b-PEG系列多嵌段共聚物有著

5、更強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明PHBHHx-b-PEG系列多嵌段共聚物有著比純PHBHHx更好的組織重建和組織相容性。這將會(huì)使PHBHHx-b-PEG系列多嵌段共聚物在術(shù)后抗粘連和傷口的修復(fù)方面有潛在的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
　　本文成功的改善了PHA作為生物材料疏水的特點(diǎn),并研究了改性后的多嵌段共聚物相比于純的PHA的獨(dú)特性能和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。這將為拓展PHA應(yīng)用領(lǐng)域,尤其在高級(jí)自組裝功能材料和開發(fā)新型生物醫(yī)學(xué)材料方面有著獨(dú)特的