论文部分内容阅读
本文以4-甲基-ε-己内酯(MeCL)为单体,通过开环聚合(ROP)技术,制备一系列基于4-甲基-ε-己内酯的可降解聚合物,使用核磁共振波谱分析(NMR)、体积排除色谱分析(SEC)等手段表征了各种聚合物的聚合行为及分子结构;采用油-水乳化法制备微球,旋转涂膜法制备薄膜,光交联-软刻蚀手段制备表面图案化的交联聚酯,并通过广角x射线衍射分析(WAXD)、示差扫描量热分析(DSC)、动态力学热分析(DMA)、旋转粘度分析、扫描电镜等技术详细研究聚合物材料的物理性质、表面形貌以及载药释药行为。主要研究内容和结果包括以下几部分:(1)以4-甲基环己酮为原料,通过Baeyer-Villiger反应制备了4-甲基-ε-己内酯(MeCL)单体,并以其为原料,在不同催化剂体系下,研究了4-甲基-ε-己内酯(MeCL)和ε-己内酯(CL)开环共聚反应的动力学和竞聚率。通过FT-IR、NMR、GC-MS等测试手段对合成的单体和共聚物的结构做了详细的表征。研究结果表明,以Novozym 435为催化剂时,CL的反应速率快于MeCL,且在低转化率下CL的竞聚率r1=2.65, MeCL的竞聚率r2=0.15,在高转化率下CL的竞聚率r1=2.91, MeCL的竞聚率r2=1.05;以Sn(Oct)2为催化剂时,CL的反应速率与MeCL相似, CL(r1)和MeCL(r2)的竞聚率均接近1,这说明以Sn(Oct)2为催化剂的开环共聚体系是一种接近理想共聚反应的体系,共聚物中CL和MeCL的实际组分接近最初的投料比。(2)合成了一系列PCL-co-PMCL共聚物,通过1H NMR、13C NMR、SEC、DSC、XRD等手段详细表征了聚合物的结构、序列分布、热学性能和结晶性。随后通过油-水乳化法制备了共聚物的微球,并用SEM对其形貌做了表征。最后研究了共聚物的生物相容性和初步的酶降解行为。研究结果表明,随着聚合物中MeCL单元摩尔分数的增加,聚合物的结晶程度下降,且当聚合物中MeCL单元的摩尔分数达33.3%以后,共聚物由半结晶形态转变为无定形;通过油-水乳化法法制备得到的聚合物微球的平均粒径为350-450μm。酶降解结果表明,随着MeCL单元的加入,聚合物的降解速率大大加快;该聚合物与PCL一致有良好的生物相容性。(3)合成了一系列不同聚合度的PMCL预聚物,对其端基进行改性连接上双键,通过1H NMR、SEC详细表征了预聚物端基改性前后的结构。此外,通过旋转粘度仪、XRD、静态接触角测量仪、DMA等研究了预聚物在37℃下的粘度,预聚物光交联的条件以及交联后聚合物的结晶性能、表面亲疏水性和力学性能。最后初步研究了材料表面的光刻蚀和对模型药物的释放。研究结果表明,(MeCL)10-BDM-(MeCL)10, (MeCL)20-BDM-(MeCL)20, (PMCL)30-BDM-(MeCL)30三种交联后聚合物有良好的弹性模量,并且三种预聚物可以通过软刻蚀技术使其表面图案化;药物释放研究表明,(PMCL)20-BDM-(PMCL)20, (PMCL)30-BDM-(PMCL)30三种交联聚合物均可以释放模型药物,且释放速度随着预聚物重复单元的增加而增加。