[发明专利]侧链含甾体基元的可生物降解液晶共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于可生物降解医用高分子材料技术领域，特别涉及一种侧链含甾体基元的可生物降解液晶共聚物及其制备方法。

背景技术

随着生物医用高分子材料在生物系统疾病的诊断、治疗以及生物体组织器官增强、修复和替换等领域所表现出来的广阔应用前景，其研究越来越受到人们的重视。生物可降解脂肪族聚碳酸酯材料在药物控释、组织工程材料、特殊医用材料（如人造血液氧气载体、基因载体等）等领域具有重要的应用前景。由于生物可降解聚碳酸酯种类繁多，可通过多种途径进行结构修饰，如引入功能性基团等，可进一步改善该类聚合物的降解性能、生物相容性与表面性能等，以便更好地适应细胞或组织器官粘附、生长等，也可通过碳酸酯类功能单体与亲水性单体共聚，使聚合物具有可控的分子结构、力学性能和降解性能。

液晶材料可以自组装得到多种有序的结构，能对温度、pH、应力、电场和磁场等外界条件的改变产生响应；研究还表明，组成生命的基本物质如DNA、磷脂等大多数是生物液晶，在人体的脑、肌肉、神经髓鞘等处也存在液晶态，生物体各种灵敏的感觉机制都与生物体内液晶有关。英国著名生物学家Joseph Needham指出，生命系统实际上就是液晶，更精确的说，液晶态在活的细胞中无疑是存在的。甾体化合物包括类甾醇、固醇、胆汁酸、胆汁醇与类固醇激素等，广泛存在于自然界。众所周知，胆甾醇存在于动物体内，是真核细胞膜的一个重要成分，它与细胞膜具有高的热力学亲和力，能改变膜的渗透性和流动性，保持细胞生存的体内平衡，且不管细胞类型及膜的受体，均具有普遍性，这些特性使胆甾醇成为令人感兴趣的具有生物活性的生物材料成分；薯蓣皂素是一种从盾叶薯蓣中提取出来甾体皂苷元，是合成性激素、类固醇和其它甾体化合物的主要原料，具有多重生物活性，包括抗感染、抗血栓、增强调节性T细胞免疫活性、抑制部分癌细胞增殖以及消灭C型肝炎病毒等功效。

通过将具有液晶性能和生物活性的胆甾醇或薯蓣皂素衍生物引入到脂肪族聚碳酸酯的侧链上，使得该类材料兼有聚碳酸酯和液晶化合物二者的双重优良性能，这不仅能提高其生物相容性，而且也能提高其对外界的响应能力，同时又能进一步提高材料的降解性能和力学性能；目前，通过国内外文献检索，尚未见在聚碳酸酯侧链上引入胆甾醇或薯蓣皂素衍生物液晶基元的研究报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种侧链含甾体基元的可生物降解液晶共聚物及其制备方法，通过对胆甾醇或薯蓣皂素扩链，获得了具有液晶性能的胆甾醇或薯蓣皂素衍生物，然后再把它们通过接枝反应，引入到聚碳酸酯侧链上，合成了一类侧链含甾体液晶基元的可生物降解聚乙二醇-聚碳酸酯-聚己内酯嵌段接枝共聚物。

本发明的侧链含甾体基元的可生物降解液晶共聚物的分子结构包括主链和侧链；主链为聚乙二醇-聚碳酸酯-聚己内酯主链或聚乙二醇-聚碳酸酯主链；侧链为生物液晶基元侧链，包括柔性间隔基和液晶核，液晶核为胆甾基元或薯蓣皂素基元；侧链含甾体基元的可生物降解液晶共聚物的化学结构通式为：

；

其中，x=43，y=35~50，z=0~20；

R的结构式为：

或；

其中，n=2~18。

上述的柔性间隔基为正烷基，所述正烷基为乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基或十八烷基。

本发明的侧链含甾体基元的可生物降解液晶共聚物的制备方法按以下步骤进行：

1、侧链含苄氧基的共聚物的制备：

1.1、将mPEG与BTMC按照摩尔比为1:(32~35)的配比放入反应器中，或者将mPEG、BTMC与CL按照摩尔比为1:(32~35):(5~15)的比例放入反应器中；

1.2、向反应器中添加辛酸亚锡甲苯溶液，添加量按辛酸亚锡的摩尔量为BTMC的0.2~0.5%；

1.3、将反应器抽真空至真空度≤20mmHg，再将反应器封闭，然后加热至150±5℃保温24~30h进行聚合反应，反应结束后自然冷却获得固体聚合物；

1.4、用二氯甲烷将固体聚合物溶解，再向溶解后的物料中加入甲醇使被溶解的固体聚合物沉淀，过滤出沉淀后，进行真空干燥去除挥发成分，得到侧链含苄氧基的共聚物，侧链含苄氧基的共聚物为二元共聚物mPEG-b-PBTMC，或者为三元共聚物mPEG-b-PBTMC-b-PCL；

2、侧链含羟基的共聚物的制备：