新型仿生聚合物材料——胶原改性聚乳酸的合成与表征

乙二胺改性聚(DL-乳酸)(EMPLA)是实验室合成的一种含有丰富氨基和羧基、具良好亲水性且降解产物不呈酸性的生物材料.研究以二环己基碳二亚胺(DCC)为缩合剂,将Ⅰ型胶原共价引入到EMPLA中,制得了新型胶原改性聚乳酸(CPLA)仿生材料,探索并建立了一套向EMPLA基质中共价引入Ⅰ型胶原的液相合成技术.采用异硫氰酸荧光素(FITC)标记技术对CPLA的结构及胶原含量进行了定性表征.结果表明,采用本研究所建立的液相反应技术能将Ⅰ型胶原共价引入到EMPLA中,且CPLA中的胶原含量随EMPLA中乙二胺接枝率(EDA%)的增大而增大.     

聚(D,L-乳酸)基仿生聚合物材料的合成与表征

探索一种新型聚乳酸基仿生聚合物材料的制备新方法.具体实验步骤是:利用聚乳酸上叔碳原子的自由基反应活性,在过氧化二苯甲酰的催化作用下,将马来酸酐引入聚乳酸侧链上,以此提供高反应活性的酸酐键;然后利用酸酐基团与-NH2发生N-酰化反应这一特点,将脂肪族二胺引入聚乳酸侧链上,从而克服聚乳酸降解产物的体液环境呈酸性的缺陷;再用碳二亚胺作缩合剂,在二胺改性聚乳酸材料中共价引入一种细胞粘附肽段Arg-Gly-Asp-Ser(RGDS),赋予材料生物活性和生物特异性,这样就制备了一种新型聚乳酸基仿生材料.采用MALLS、FTIR和XPS对仿生材料进行结构表征;采用罗丹明比色法、茚三酮显色法和氨基酸分析仪检测法对仿生材料中的马来酸酐、二胺和粘附肽RGDS进行定量测定.结果表明,按文中所述之制备技术,在不改变聚乳酸材料主链结构的前提下,该仿生材料中粘附肽RGDS的含量是5.12μmol/g.这就形成了一种具有类似细胞外基质的新型仿生材料.     

生物材料聚(乳酸-天冬酰胺)的制备与表征

以氯化亚锡为催化剂,L-乳酸(LA)与天冬酰胺(Asn)直接熔融聚合,所得生物材料聚(乳酸-天冬酰胺)[P(LA-co-Asn)]用[η]、红外光谱(FT-IR)、核磁共振(<'1>H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)等方法进行表征.随着投料比中Asn增加,共聚物由结晶...     

胶原蛋白改性聚乳酸的合成与表征

利用胶原蛋白对聚乳酸进行了化学改性,合成得到胶原蛋白改性聚乳酸。采用红外光谱、FITC标记技术、茚三酮显色法等方法对其结构进行了初步表征。结果表明,采用该合成方法可以将胶原蛋白引入聚乳酸中;测定了胶原蛋白改性聚乳酸的水接触角和吸水率,结果表明胶原蛋白改性聚乳酸的亲水性明显高于聚乳酸。     

马来酰己二胺酸改性聚乳酸的合成与表征

以马来酸酐和己二胺为原料制备出了一种新型的马来酰己二胺酸单体（HOOC-MAH-HDA-NH2）,然后采用自由基熔融接枝技术将HOOC-MAH-HDA-NH2引入到PDLLA骨架中,形成了结构与己二胺改性聚乳酸（HMPDLLA）相似的MHP-DLLA材料。采用红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1 H NMR）、核磁共振碳谱（13 C NMR）和DEPT 135对HOOC-MAH-HDA-NH2和MHPDLLA的化学结构进行了定性和定量表征。以PDLLA为空白,HMP-DLLA为对照,对MHPDLLA的分子量进行了测定。结果表明采用新的合成工艺使聚合物的分子量从原有的66%～68%降低到了33%～34%,且合成路线更简单。在合成路线和合成工艺上的创新为MHPDLLA用作生物活性材料或仿生材料的基质材料开辟了更广阔的空间。     

药物缓释材料聚(乳酸-丙氨酸)的直接法合成与表征

直接以外消旋乳酸(LA)、L-丙氨酸(Ala)为原料[n(LA):n(Ala)=9:1],采用熔融聚合法合成药物缓释材料聚(乳酸-丙氨酸)共聚物[P(LA-co-Ala)],并用特性黏数、FTIR、1H NMR、GPC、DSC、XRD等手段进行系统表征.熔融共聚中采用一次投料并分次预聚,可生成重均相对分子质量(Mw)达3200(分散度Mw/Mn＝1.23)的共聚物,相对分子质量可以达到丙交酯开环共聚法的水平.首次报道了P(LA-co-Ala)]药物缓释材料的DSC与XRD表征结果,其与聚外消旋乳酸(PDLLA)相比,共聚物具有较低的Tg、Tm和结晶度.新方法步骤少、操作简便,且成本更加低廉.     

聚(天冬氨酸-co-乳酸)的合成及结构与性能

由聚(琥珀酰亚胺-乳酸)的碱溶液水解反应制备了含有亲水性羧基的聚(天冬氨酸-co-乳酸)(PAL)。用IR、NMR、DSC、元素分析等方法表征了PAL的组成和结构。结果表明,PAL中的聚乳酸链段为间同立构或无规立构,由此推断丙交酯在开环聚合反应时发生了酯交换或链转移反应,导致聚乳酸链段产生消旋现象;聚合反应机理是羟基引发的聚合,获得了无定型态聚合物PAL。由于共聚反应中丙交酯熔体的蒸发损耗,合成的PAL中聚天冬氨酸的含量高于理论值。     

静电纺丝素/胶原/聚(左旋乳酸-己内酯)三维纳米纤维支架及细胞相容性研究

采用静电纺丝技术,以丝素(SF)胶原(COL)混合聚(左旋乳酸-己内酯)(PLCL)制备不同配比的三维纳米纤维支架材料,表征其理化性能并检测细胞相容性,旨为牙周组织工程提供一种新型支架材料。采用扫描电镜(SEM),傅里叶红外光谱(FTIR),接触角等方法表征其理化性能;接种牙周膜干细胞(PDLSCs)检测其细胞生物相容性。结果表明:SF/COL/PLCL纤维形貌良好,直径随PLCL含量的增加而变大;SF/COL对PLCL的结构几乎没有影响,但PLCL会破坏丝素胶原之间形成的氢键,使以β折叠结构为主的SF变为以无规卷曲和α螺旋结构为主;当SF/COL与PLCL质量比为50:50时,三维纳米纤维支架材料的亲水性能良好,牙周膜干细胞(PDLSCs)在纤维表面粘附稳定,增殖活性良好,表明该支架材料细胞生物相容性好,在生物医学领域具有很大的应用潜力。     

纳米纤维素晶须增强增韧聚(L-乳酸)复合材料的制备与表征

通过酸解法制备了具有纳米尺寸和一定长径比针棒状的纳米纤维素晶须(NCW),利用NCW表面的羟基引发L-丙交酯开环聚合,合成了表面接枝聚(L-乳酸)(PLLA)链段的接枝纤维素晶须(g-NCW);采用溶液浇铸法制备了PLLA膜以及不同配比的NCW/PLLA和g-NCW/PLLA复合膜。对接枝改性前后的NCW的形貌与性能进行了表征,研究了复合膜的形貌、结晶性能、热稳定性、亲/疏水性和拉伸性能。结果表明:NCW的形貌与结晶性能在接枝改性后变化不大,但在乙醇和PLLA溶液中的分散性得到明显改善;当NCW与L-丙交酯的物质的量之比为1∶5时,g-NCW表面PLLA链段的接枝率约为23.61%。NCW和g-NCW作为异相成核剂,显著提高了PLLA基体的结晶速率;并且,加入晶须改善了材料的亲水性和热稳定性。添加一定量的NCW和g-NCW到PLLA中,可有效增强增韧PLLA基体;随着晶须含量增加,复合膜的拉伸强度和断裂能先增大后下降;当NCW和g-NCW的质量分数为5%时,NCW/PLLA和g-NCW/PLLA复合膜的拉伸强度和断裂能分别达到22.02 MPa和20.01 MPa以及102.39J/m~3和117.83J/m~3,均达到最大值。由于g-NCW在基体中良好的分散性以及与基体间的界面结合,g-NCW/PLLA复合膜的拉伸强度和韧性明显优于相应的纯PLLA和NCW/PLLA膜。     

聚(DL-丙交酯-co-ε-己内酯)的合成、结构与性能研究

以辛酸镁为催化剂催化DL-丙交酯和ε-己内酯本体开环共聚合,制备了一系列不同单体配比的共聚物.13CNMR分析了共聚物微观结构,计算各单元平均序列长度,表明两类酯交换反应存在使得单元序列结构重新分布,并趋向于无规化分布;共聚物组成显著影响单元序列长度,各序列长度随相应单体加入量增加而增长.DSC和XRD分析了共聚物热性能和结晶性,表明共聚物结晶性与单元序列长度密切相关.共聚物只观察到一个玻璃化转变温度,符合无规共聚物的Fox方程,说明所得共聚物为无规共聚物,或者说包含有相容性嵌段成分的共聚物.     

改性聚天冬氨酸/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)互穿网络吸水性树脂的制备及表征

以接枝γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的聚琥珀酰亚胺(KPSI)、丙烯酸(AAc)和丙烯酰胺(AM)为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用一步法在水体系中合成了改性聚天冬氨酸/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)互穿网络吸水性树脂(KPAsp/P(AAc-AM)IPNAP)。探讨了组成对吸液性能的影响,当KPSI和AAc-AM质量比为1∶2,AM和AAc-AM质量比为1∶5时,IPNAP在去离子水和生理盐水中的溶胀倍率分别为713.5 g/g和145.4g/g。研究了吸水性树脂在不同介质中的溶胀行为,结果表明IPNAP对p H、温度、盐都表现出显著的敏感性。对吸水性树脂进行了傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和热失重分析表征,表明制得的IPNAP是由KPAsp和P(AAc-AM)相互贯穿而成,第二网络的引入明显改善了树脂的孔道结构,且IPNAP比KPAsp具有更好的热稳定性。     

形状记忆聚乳酸/乙烯-乙烯醇共聚物的制备及性能

以辛酸亚锡(Sn(Oct)2)作为催化剂,采用熔融共混法制备了不同反应时间的聚乳酸(PLA)和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的共混物,通过扫描电镜、核磁共振、差示扫描量热、热重分析、动态力学分析、力学测试等研究了在不同反应时间下,Sn(Oct)2对PLA/EVOH共混物的结构和性能的影响。结果表明,Sn(Oct)2能促使PLA和EVOH之间发生酯交换反应,形成的共混物具有形状记忆效应,且随反应时间延长,反应程度逐渐增加,共混物逐渐失去结晶能力,材料的热稳定性降低;同时PLA和EVOH的相容性得到改善;另外共混物的形状记忆效应随反应程度增加而不断提高,形变回复率最高达100%。     

聚左旋乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混物的结构与性能

通过熔融共混制备出一系列不同组成比的聚左旋乳酸(PLLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/醋酸锌(Zn(OAc)2)样品,通过扫描电子显微镜、动态力学性能分析仪、差示扫描量热仪及力学性能测试等,研究了不同PBS及Zn(OAc)2含量对PLLA/PBS共混物的形态结构、结晶性能和力学性能的影响。结果表明,PLLA和PBS属于非相容体系,Zn(OAc)2的加入能降低PBS相区的尺寸,提高PLLA/PBS体系的相容性,且质量分数为0.05%时增容效果最佳;PBS的加入可有效提高PLLA的结晶速率和结晶度;随着PBS含量的增加,共混物的断裂伸长率和冲击韧性与纯PLLA相比显著提高,共混物的断裂伸长率均在300%以上;当PLLA/PBS/Zn(OAc)2质量比为80/20/0.05时,共混物的综合性能最优。     

生物降解聚甲基乙撑碳酸酯/聚乳酸共混复合材料的制备与性能

利用熔融共混制备了可以完全生物降解的聚甲基乙撑碳酸酯/聚乳酸共混复合材料(PPC/PLA),通过万能试验机、差示扫描量热分析仪(DSC)、热重分析仪(TG)以及扫描电子显微镜(SEM)分别研究了复合材料的力学性能、相容性、结晶性、热稳定性及微观形态。结果表明,PLA的引入提高了复合材料的拉伸强度和热稳定性,复合材料是相容性较好的两相体系,二组分的比例对复合材料的熔点和结晶度有一定的影响。     

聚羟基乙酸接枝淀粉共聚物的合成和性能

以乙交酯和淀粉为原料,三乙胺为催化剂,在二甲基亚砜介质中合成了聚羟基乙酸接枝淀粉共聚物。讨论了原料配比和反应时间对共聚物接枝率(G)、接枝效率(E)和单体转化率(C)的影响。采用核磁共振谱仪(1H-NM R)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线粉末(多晶)衍射仪(XRD)、差式扫描量热仪(DSC)以及体外降解试验,研究了接枝共聚物的结构和性能。实验结果表明,将乙交酯单体和淀粉接枝共聚,可以得到一类新的可降解聚合物。     

基于乳酸和哌嗪的聚碳酸酯酰胺的合成与表征

以丙交酯(LAD)和哌嗪(PPZ)为原料通过熔融反应制得酰胺二醇单体(HO-LA-PPZ-LA-OH),再经N,N’-羰基二咪唑(CDI)偶联聚合生成一种新型的含乳酸聚合物——聚碳酸酯酰胺(CDI-LA-PPZ-LA)。采用红外光谱、核磁共振和差示扫描量热分析等对材料进行了表征。结果表明,HO-LA-PPZ-LA-OH和CDI-LA-PPZ-LA已被成功合成;聚合物的玻璃化转变起始温度为84.3℃,数均相对分子质量为4328。后续的研究需要进一步提高CDI-LA-PPZ-LA的相对分子质量,以拓展其作为组织修复材料的应用。     

熔融阶梯缩聚法合成聚乳酸

采用熔融缩聚法合成聚乳酸,探讨了催化剂、反应温度、阶梯控温对聚乳酸的影响,结果表明,阶梯控温的方法可以极大提高聚乳酸的产率和分子量,最佳反应条件为:以0.3%(质量分数)的对甲苯磺酸和0.4%(质量分数)的氯化亚锡为催化剂,先在160℃反应9 h,再于180℃反应12 h。     

星状聚(N-异丙基丙烯酰胺)的合成及性能研究

采用2-溴异丁酰溴与β-环糊精(-βCD)上羟基的适度反应得到了多溴代的-βCD(Br-βCD)。用Br-βCD引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)发生原子转移自由基聚合(ATRP),合成出约15臂的聚(N-异丙基丙烯酰胺)星状聚合物-βCD-(PNIPAm)15.4。用IR1、H-NMR表征了星状聚合物的结构,以8-苯胺基-1-萘磺酸(ANS)作客体分子,研究了星状聚合物的包合性,结果表明,-βCD-(PNIPAm)15.4具有热敏性和超分子包合性。