[发明专利]两亲性多嵌段多功能聚乳酸

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种两亲性多嵌段多功能聚乳酸，特别是涉及一种具有纳米级微孔的嵌段高分子材料的制备方法。属于高分子化学及聚合物技术领域。

背景技术

聚乳酸(Polylactic acid，PLA)是20世纪90年代迅速发展起来的新一代可完全降解高分子材料，其具有优良生物相容性，是美国食品和药物管理局（Food and Drug Adiministration，FDA）认可的一类生物医用材料和环保材料。自20世纪60年代起，科学工作者开始关注聚乳酸材料的降解性能，并首次将聚乳酸材料作为可降解手术缝合线材料。1966年，Kulkarni等（Kricheldorf H. R. Chemosphere 2001, 43, 49-54.中首次提出：低分子量的PLA能够在体内降解，最终的代谢产物是CO₂和H₂O，对人体无害，对环境无污染。同时，通过对聚乳酸体内降解过程的研究发现，降解的中间产物乳酸是体内正常代谢的产物，不会在体内积累，因此PLA在生物体内降解后不会对生物体产生不良影响，由此引发了以这类材料作为生物医用材料的开端。近年来，其作为药物载体在药物缓控释体系中，越来越多的受到了科学家们的关注。

但是常见的线型聚乳酸(Linear polylactic acid，LPLA)存在一些缺点，例如其溶液和本体黏度较高、结晶度较大、材料脆性高、热稳定性低和低降解速度，在一定程度上限制了其在医用、农业和包装等领域的广泛应用，特别是在作为药物缓释材料方面的应用（Wang L., Dong C. M. J. Polym. Sci. PAAEHErt A: Polym. Chem. 2006, 44(7), 2226-2236.）。星型聚乳酸（Star-shaped polylactic acids，SPLA）具有支链短和分子量高等优点，其溶液和本体黏度比相同分子量LPLA低很多，流动性和溶解性能得到改善，且其降解速度却比相同分子量LPLA快，热稳定性较高，有利于其在药物缓释等生物医用材料中的加工应用。

不论线型还是星型聚乳酸材料虽然已经广泛的应用于药物缓释材料以及组织工程材料方面，但是由于其自身疏水结构的限制，也存在一些不足之处，例如其亲水性不佳，降解速率较慢，降解周期难以调控，植入体内后细胞容易粘附于材料表面等。科学家们针对这些问题对PLA材料进行了结构方面的改性的研究。为了增加PLA的亲水性，常见的改性材料有聚乙二醇(Polyethylene glycol，PEG)（Moffatt S., Cristiano R. J. Int. J. Pharm. 2006, 317, 10-13.）、聚乙烯醇(Poly vinyl alcohol，PVA)、葡聚糖(dextran)、壳聚糖以及多肽(polypeptide)等。由于多肽（也称为聚氨基酸）是一类可生物降解的高分子，具有低毒、生物相容性好、可生物降解、容易被机体吸收和代谢、氨基酸单元结构可选择、亲疏水性能可调等优点，已被开始被应用于聚乳酸的改性研究中，但仅有很少报道。

另一方面，多孔生物降解材料是近年来发展起来的崭新的材料体系，是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成的具有网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。其具有规则排列并大小可调的孔道结构、相对密度低，比强度高、孔隙率和表面积大、渗透性和吸附性好以及生物相容性好，环境友好等特点，在大分子催化、吸附与分离、纳米材料组装、生物化学、分子识别以及药物载体等领域均具有广泛的应用前景。通过我们对文献资料的查阅，至今还没有一种聚乳酸材料同时具有加工性能高、亲水性、优良的生物降解性能、纳米级微孔、高载药能力等特点。

发明内容

本发明的目的是建立一种可降解多孔聚乳酸的制备方法，该聚合物材料具有以下优点：加工性能好、亲水性、优良的生物降解性能、纳米级微孔、高载药能力。

该聚乳酸材料是一种星型聚乳酸/PAAEHE嵌段共聚物；以L-丙交酯为原料，利用辛酸亚锡催化开环法合成了三臂聚乳酸；制备大分子引发剂；与丙烯酸-2-乙基己酯（AAEHE）进行原子转移自由基聚合得到以PLA为核PAAEHE为臂的星型嵌段聚合物；加入低分子量PAAEHE，利用嵌段共聚物的双亲性用水将其溶解，形成纳米级多孔材料。

多孔聚乳酸材料的制备技术方案如下：

1）星型聚乳酸的合成

2）大分子引发剂的合成

 

3）星型嵌段共聚物的制备