聚羟基脂肪酸酯（PHAs）新型嵌段共聚物的合成、表征及生物性能研究

论文摘要

生物可降解嵌段共聚物因为其独特的链段结构、良好的生物降解性和优异的生物相容性,可以广泛的应用于材料学、药理学、生物医学、环境科学等领域,无论在基础理论研究还是实际应用研究,都受到了特别的关注。本文以生物可降解材料聚羟基脂肪酸酯（PHAs）为基材,采用化学嵌段合成方法,以经过修饰的PHAs寡聚体（如MPHB,OPHB）为引发体,在催化剂辛酸亚锡Sn（Oct）2的作用下,引发单体（如丙交酯、己内酯）开环聚合,第一次成功合成了两个系列的新型嵌段共聚物,分别是三嵌段共聚物PHB-PLA-PCL和星形多臂嵌段共聚物SPHBCLs,引入了新的聚合物链段,不仅克服PHAs材料自身的缺点,而且赋予其新的优点,并分别对两个系列的嵌段共聚物分子结构、物理化学性质和生物性能进行了深入仔细的研究。采用核磁共振波谱（NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）和热重分析仪（TGA）对共聚物分子结构进行了表征,结果表明所得产物具有预期的嵌段结构。共聚物的结晶行为通过差示扫描量热仪（DSC）和广角X射线衍射仪（WAXD）进行了研究,新聚合物链段的引入,不同程度制约了PHB的结晶行为,随着共聚物中PHB含量的减少,其结晶度也随之降低,共聚物从半结晶态向无定形态转变。利用电子扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）观测到嵌段共聚物膜表面形态随着各链段含量的变化,有的是树叶状结构、多孔渗水或者网状结构。特别是星形多臂嵌段共聚物样品4SPHBCLs-5具有独特的多孔渗水纳米沟壑表面图形化结构。同时本研究对嵌段共聚物的生物相容性进行了研究,包括血液相容性和细胞相容性,结果表明嵌段共聚物的生物相容性不同程度的得到了改善,并深入讨论了共聚物膜表面形态和表面水接触角对生物相容性的影响,对于三嵌段共聚物PHB-PLA-PCL,随着PHB含量的减少,水接触角降低,其血液凝聚时间增长、血小板贴附数目减少和活细胞数目增加。而星形多臂嵌段共聚物SPHBCL由于膜表面是是多孔渗水或者网状结构,有着更少的血小板贴附数目和更多的活细胞数目,很好的改善了其生物相容性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 主要缩略词表
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌段共聚物概述
• 1.1.1 嵌段共聚物聚合方法
• 1.1.2 嵌段共聚物优点
• 1.2 聚羟基脂肪酸酯（PHAs）简介
• 1.2.1 PHAs结构
• 1.2.2 PHAs的物化特性
• 1.2.3 PHAs应用领域
• 1.3 PHAs嵌段共聚物研究进展
• 1.4 论文的目的和意义
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 主要原料和试剂
• 2.1.2 主要仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 D,L-丙交酯的制备
• 2.2.2 Methyl-PHB甲酯化寡聚体（MPHB）的制备
• 2.2.3 PHB寡聚体（OPHB）的制备
• 2.2.4 三嵌段共聚物PHB-PLA-PCL的合成
• 2.2.5 大引发体PHB多臂星型预聚体的合成
• 2.2.6 星型多臂共聚物SPHBCLs的合成
• 2.2.7 线型LPHBCLs嵌段共聚物的合成
• 2.2.8 共聚物膜的制备
• 2.2.9 血液相容性实验
• 2.2.10 细胞相容性实验
• 2.3 检测方法
• 2.3.1 分子量和分子量分布表征
• 2.3.2 热性能表征
• 2.3.3 核磁共振标（NMR）测试
• 2.3.4 广角X衍射仪（WAXD）
• 2.3.5 电子扫描显微镜（SEM）
• 2.3.6 原子力显微镜（AFM）
• 2.3.7 静态水接触角测试
• 第三章 三嵌段共聚物PHB-PLA-PCL的合成、表征及其生物相容性
• 3.1 甲基化PHB寡聚体的制备
• 3.2 三嵌段共聚物PHB-PLA-PCL的合成
• 3.3 热力学性能
• 3.4 表面形貌讨论
• 3.5 生物相容性
• 3.5.1 血液相容性
• 3.5.2 细胞相容性
• 3.6 本章小结
• 第四章 星形多臂嵌段共聚物SPHBCLs的合成、表征及其表面图形化
• 4.1 大引发体多臂PHB的合成和表征
• 4.2 星形多臂嵌段共聚物SPHBCLs的合成和表征
• 4.3 热力学性能讨论
• 4.4 膜表面图形化
• 4.5 生物相容性
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表论文与研究成果