聚酸酐的合成及其在静电纺丝中的应用研究

论文摘要

近年来,生物可降解高分子材料被广泛应用于药物控释体系、可吸收缝合线、外科矫形器件、细胞组织工程等生物医用领域。聚酸酐作为一类具有良好生物相容性、表面溶蚀特性及降解速度可调的生物降解性高分子材料,倍受人们关注。到目前为止,人们合成了各种类型的聚酸酐,然而在药物控释领域应用最多的实际上是由不同单体按照一定比例聚合而成的各种酸酐共聚物。这主要是因为:一方面随着聚酸酐在药物控释领域应用的不断扩展,单独的聚酸酐均聚物很难满足药物控释要求,仅靠其分子量和分子量分布调节降解速度具有很大的局限性;另一方面为了进一步改进冲击强度、渗透性及亲水性,人们开始对聚酸酐骨架进行修饰,引入其它聚酸酐或其它可降解高分子材料形成各类共聚物,改进聚酸酐的性能,以更好地满足药物控释的要求。本文也在这方面做了研究,包括以下主要内容:1.以癸二酸（SA）和合成单体1,3-双对羧基苯氧基丙烷（CPP）为起始原料,采用熔融缩聚法合成了一系列具有不同共聚组成比的脂肪族—芳香族共聚酸酐P（CPP-SA）。考察了反应温度和反应时间等对聚酸酐分子量的影响。研究结果表明,在实验室条件下,最佳的聚合条件为:真空度55mmHg,反应温度为180℃下聚合2h,合成的聚酸酐粘均分子量最高可达60,000左右。所得的聚酸酐用FT-IR、1H NMR、粘度法、DSC及XRD进行了表征,实验结果表明合成的聚酸酐具有分子量高,熔点低,热稳定性好等特点。利用变温红外研究了聚酸酐P（CPP-SA）（20:80）的热稳定性及其结晶相关谱带,结果发现:PSA链段的稳定性比PCPP链段的稳定性差;1471,1412,1359cm-1三个谱带在变温过程中表现得很特别,推测其与聚酸酐的结晶相关联,可能是其结晶相关谱带。2.采用了熔融缩聚法合成了SA、CPP、PEG三元醚酐共聚物及SA、F127二元醚酐共聚物。1H NMR和FTIR证实了单体、预聚物及无规共聚物的结构。理化性质表征结果显示:合成的醚酐共聚物具有分子量高,熔点较低,热稳定性较好等作为药物缓释材料必备的性能。同时研究发现PEG的引入对聚酸酐的分子量、结晶度及亲水性有较大影响。3.以P（CPP-SA）共聚酸酐为载体材料,采用静电纺丝技术制备了未载药的及载有模型药物对乙酰氨基酚的纤维膜,体外降解研究表明,聚酸酐P（CPP-SA）在前期的降解速度特别快,一天内重量损失就达到了50%左右,而后期是一个比较缓慢的降解。且随着聚酸酐中疏水性单体CPP含量的增加,降解速度减慢,这些结果表明了聚酸酐的降解与聚酸酐的组成及基质的几何形状大小密切相关。体外释放研究表明,聚酸酐的溶蚀是控释的机理。药物释放初期产生了一个明显的突释过程,突释量达到了45%左右,而后是一个缓释过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚酸酐药物控释材料
• 1.2.1 聚酸酐的历史概况
• 1.2.2 聚酸酐的分类
• 1.2.3 聚酸酐的合成方法
• 1.2.4 聚酸酐的性能
• 1.2.5 聚酸酐缓释药剂的制备
• 1.2.6 聚酸酐在生物医学领域的应用
• 1.2.7 聚酸酐生物材料的展望
• 1.3 静电纺丝
• 1.3.1 静电纺丝的原理
• 1.3.2 静电纺丝超细纤维的潜在应用
• 1.4 课题提出和研究思路
• 第2章 共聚酸酐P（CPP-SA）的合成与表征
• 2.1 实验试剂和仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 P（CPP-SA）的制备
• 2.2.1 原料的预处理
• 2.2.2 1,3-双对羧基苯氧基丙烷（CPP）单体合成
• 2.2.3 预聚物合成
• 2.2.4 熔融缩聚
• 2.3 表征
• 2.3.1 傅立叶变换红外光谱（FTIR）
• 1H NMR）'>2.3.2 核磁共振光谱（¹H NMR）
• 2.3.3 粘度的测定
• 2.3.4 热分析
• 2.3.5 结晶度的测定（XRD）
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 P（CPP-SA）的合成
• 2.4.2 P（CPP-SA）的表征
• 2.4.3 影响聚合的因素
• 2.5 本章小结
• 第3章 醚-酐共聚物的合成与表征
• 3.1 实验试剂和仪器
• 3.1.1 实验试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 醚-酐共聚物的合成
• 3.2.1 原料的预处理
• 3.2.2 PEG预聚物的合成
• 3.2.3 SA、CPP、PEG三元共聚物的合成
• 3.2.4 SA、F127二元共聚物的合成
• 3.3 表征
• 3.3.1 傅立叶变换红外光谱（FTIR）
• 1H NMR）'>3.3.2 核磁共振光谱（¹H NMR）
• 3.3.3 粘度的测定
• 3.3.4 热分析
• 3.3.5 结晶度的测定（XRD）
• 3.3.6 接触角的测定（CA）
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 SA、CPP、PEG三元共聚物
• 3.4.2 SA、F127二元共聚物
• 3.5 本章小结
• 第4章 聚酸酐超细纤维的降解及释放研究
• 4.1 实验试剂与仪器
• 4.1.1 实验试剂
• 4.1.2 实验仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 P（CPP-SA）纤维的制备
• 4.2.2 磷酸盐缓冲溶液的配置
• 4.2.3 体外降解实验
• 4.2.4 体外药物释放实验
• 4.3 聚酸酐超细纤维的体外降解和释放表征
• 4.3.1 扫描电子显微镜（SEM）
• 4.3.2 紫外分光光度计（UV）
• 4.3.3 傅立叶变换红外光谱（FTIR）
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 P（CPP-SA）纤维的制备
• 4.4.2 P（CPP-SA）纤维的体外降解
• 4.4.3 P（CPP-SA）纤维的体外释放
• 4.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文