[发明专利]一种PCL-g-PGMA/明胶复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PCL-g-PGMA/明胶复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

自从Matyjaszewsk(Szwarc，M.；Levy，M.；Milkovich，R.Journal of the American Chemical Society 1956，78，2656-2657)和王锦山提出了一种活性/可控的自由基聚合方法以来，原子转移自由基聚合(简称ATRP)一直都在聚合物材料的制备及改性上发挥着极其重要的作用。与此同时，表面接枝作为一种简单、高效的改性方法在功能性材料的制备中也应用甚广。在此启发下，表面引发的原子转移自由基聚合方法很快吸引了材料学研究者的目光，并很快将大量的研究工作投入到利用表面引发原子转移自由基聚合法制备环境敏感(Friebe，A.；Ulbricht，M.Macromolecules 2009，42，1838-1848.)、抗菌(Yao，F.；Fu，G.-D.；Zhao，J.；Kang，E.-T.；Neoh，K.G.Journal of Membrane Science 2008，319，149-157)、抗污染(Xu，F.J.；Zhao，J.P.；Kang，E.T.；Neoh，K.G.；Li，J.Langmuir 2007，23，8585-8592)、细胞粘附(Xu F J，Wang Z H，Yang W T.Biomaterials，2010(31)：3139-3147)等功能膜中。聚己内酯(PCL)支架具有一定的功能特性和力学性能，但为了实现基因转染等研究还必须满足医用功能性和细胞粘附性等严峻的基本要求。

发明内容

本发明的目的是提供PCL-g-PGMA、PCL-g-PGMA/明胶复合材料以及它们的制备方法。

本发明所提供的PCL-g-PGMA是按照包括下述步骤的方法制备得到的：

1)制备聚ε-己内酯(PCL)膜；

2)将所述聚ε-己内酯膜置于1，6己二胺的丙醇溶液中浸泡，得到部分端基为氨基的聚ε-己内酯膜PCL-NH₂；将膜取出，依次用乙醇、水、乙醇进行清洗并干燥；

3)将步骤2)得到的干燥膜PCL-NH₂置于由2-溴-异丁基酰溴(BIBB)、三乙胺和正己烷组成的混合溶液中进行酯化反应，得到表面溴化的聚ε-己内酯膜PCL-Br；将膜取出，依次用乙醇、水、乙醇进行清洗并干燥；

4)在无氧条件下，以步骤3)得到的干燥膜PCL-Br为引发剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为接枝单体、溴化铜(CuBr₂)和溴化亚铜(CuBr)为催化剂、2，2联吡啶(Bpy)为配位剂，甲醇与水的混合溶液为溶剂，进行原子转移自由基聚合反应，得到聚ε-己内酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物，即PCL-g-PGMA；将PCL-g-PGMA膜取出，依次用乙醇、水、乙醇进行清洗并干燥，即得。

PCL-g-PGMA/明胶复合材料的制备方法如下：将上述制备的PCL-g-PGMA膜在明胶水溶液中浸泡，取出后用去离子水清洗并干燥，即得。

其中，步骤1)中聚ε-己内酯膜具体可按照下述方法制备：a)将聚ε-己内酯颗粒溶于二氯甲烷中，完全溶解并在超声装置中振荡除去溶液内所含气泡；b)将聚ε-己内酯溶液倒于培养皿中，用锡纸包覆并在上表面留若干针孔，置于水平台上挥发至干燥成膜。使用时，可根据需要剪切成(1cm×1cm-2cm×2cm)大小。

步骤2)中所述1，6己二胺的丙醇溶液中1，6己二胺的质量浓度可为10-11％。聚ε-己内酯膜在1，6己二胺的丙醇溶液中浸泡的时间可为18-24小时。

步骤3)中所述混合溶液中2-溴-异丁基酰溴、三乙胺和正己烷的体积比依次为(1-1.2)∶(1-1.2)∶(20-20.5)；所述酯化反应的反应温度为20-25℃，反应时间为2-3小时。

步骤4)所述原子转移自由基聚合反应中，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯、溴化铜、溴化亚铜、2，2-联吡啶、甲醇、水的配比依次为(5-5.2)ml∶(0.0084-0.0090g)∶(0.044-0.050)g∶(0.0446-0.0448)g∶(10-10.2ml)∶(2-2.2ml)。

所述原子转移自由基聚合反应的反应温度为25-28℃，反应时间为5-60分钟。

制备PCL-g-PGMA/明胶复合材料时，所述明胶水溶液中明胶的浓度为10-12.5mg/ml。PCL-g-PGMA在明胶水溶液浸泡的温度为37-37.5℃，浸泡的时间为24-72小时。