聚L-乳酸及其两亲性嵌段共聚物的合成与性能研究

摘要

聚乳酸（PLA）是一种在生物医用高分子材料领域有着重要地位的脂肪族聚酯，它具有良好的生物相容性和生物可降解性，在药物控制释放体系、组织工程、细胞培养和医用手术缝合线等方面有着广泛的应用。聚乙二醇（PEG）是一种具有优良的生物相容性、亲水性、无毒性和非免疫原性等优点，常作为亲水性组分引入到聚乳酸分子中形成两亲性嵌段共聚物。通过化学共聚方法可控制嵌段共聚物的组成，调节共聚物的亲水性和降解速度，在选择性溶剂中可制备出具有核-壳结构的高分子微球。
　　 本文首先以L-乳酸为原料，辛酸亚锡为催化剂，采用改进合成工艺，经缩聚和解聚两步反应合成了L-丙交酯（L-LA），粗产率达81.2％，浓度梯度法与交替溶剂法相结合进行三次重结晶提高了精制L-丙交酯的总收率和纯度。然后分别以萘钾和乙醇钾为引发剂，以不同的单体与引发剂摩尔比（[M]0/[I]0）的聚合体系引发L-LA开环聚合，分别得到了数均分子量（Mn）最大为27.1×103和36.5×103的聚L-乳酸且分子量分布较窄。在此分子量范围内，通过改变[M]0/[I]0，能够有效的控制聚L-乳酸的数均分子量。利用乳化.溶剂挥发法，制备了可用于药物缓释体系的聚L-乳酸微球。以萘钾和聚乙二醇为共引发剂引发L-丙交酯开环共聚，得到不同嵌段含量的聚（L-乳酸）-聚乙二醇-聚（L-乳酸）三嵌段共聚物（PLLA-PEG-PLLA），利用FTIR和1H-NMR表征了三嵌段共聚物的结构。通过接触角和吸水率测试表明了共聚物的亲水性是随着PEG段重复单元与PLLA段重复单元摩尔比（EO/LA）的增大而增强。差示扫描量热分析（DSC）和偏光显微镜（POM）研究了共聚物的热性能和结晶形貌，表明共聚物各段熔点比各自均聚物低且有一个玻璃化转变温度，由于共聚物中EO/IA的不同，表现出某段的单独结晶或两段都不结晶。共聚物的等温结晶形貌随嵌段含量不同而改变，不同温度下等温结晶时具有不同的晶体形貌。共聚物在选择性溶剂中，可以通过自组装形成用于药物缓释体系的纳米微球。因此，可通过调节嵌段共聚物中各嵌段比例，可以有效的改变聚合物的亲水性、结晶性能及晶体形态，从而制备出合乎实际要求的生物医用材料，扩大聚乳酸材料的应用范围。