[发明专利]一种蚕丝蛋白和聚L-乳酸的共聚物及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种蚕丝蛋白与聚L-乳酸的共聚物，该共聚物具有如下结构。本发明还公开了上述共聚物的熔融聚合制备方法及其在生物医用材料中的应用。本发明采用L-丙交酯在熔融状态下开环聚合，制备聚L-乳酸预聚物，然后再与蚕丝蛋白熔融/固相共聚，制备蚕丝蛋白和聚L-乳酸的共聚物。聚L-乳酸预聚物的分子量可以精确控制，得到由短链到长链的不同L-丙交酯链段长度的嵌段聚合物。在聚合工艺中未使用溶剂，工艺简单，产品成本低。本发明可制备不同数均分子量的蚕丝蛋白和聚L-乳酸的共聚物。本发明制备的蚕丝蛋白和聚L-乳酸的共聚物，可以改善聚乳酸材料的亲水性、生物相容性、细胞亲和性，控制材料的降解速度。

主权项

1.一种蚕丝蛋白和聚L-乳酸的共聚物，其特征在于该共聚物具有如下结构：其中，X为1～3000间的整数，Y为1～3200间的整数，侧基R为：H、-CH₃、-CH₂OH、-CH₂SH、-CH(HO)CH₃、-CH(CH₃)₂、-CH₂CH(CH₃)₂、-CH(CH₃)CH₂CH₃、-CH₂CH₂SCH₃、-CH₂COOH、-CH₂CH₂CONH₂、-CH₂CH₂CH₂CH₂NH₂、-CH₂CH₂CH₂CH₂NH₂、中的任意一种或多种；该共聚物分子量为5000～250000，蚕丝蛋白链段与聚L-乳酸链段的质量比为0.5/99.5～99.5/0.5；该共聚物按如下步骤制备而得：(1)熔融开环聚合制备聚L-乳酸：将催化剂和L-丙交酯加入聚合釜中，在0～30毫米汞柱压力下，140～200℃下，熔融开环聚合1～40小时，得到聚L-乳酸；所述的催化剂为金属化合物、或金属化合物与质子酸的复合体系、或金属化合物与烷基化试剂的复合体系。催化剂复合体系中，金属化合物的摩尔含量占整个催化剂复合体系的1～99％；催化剂中金属化合物的质量为L-丙交酯质量的0.01～6.0％；(2)熔融聚合制备蚕丝蛋白和聚L-乳酸的共聚物：保持步骤(1)的反应温度、压力和催化剂不变，将脱水后的蚕丝蛋白粉加入聚合釜中，与步骤(1)所得的聚L-乳酸进行聚合反应2～40小时，制备蚕丝蛋白和聚L-乳酸的共聚物；所述蚕丝蛋白与L-丙交酯的质量比为1/99～99/1；(3)固相聚合制备高分子量的蚕丝蛋白与聚L-乳酸的共聚物：将步骤(2)所得的蚕丝蛋白与聚L-乳酸的共聚物熔体维持压力0～30毫米汞柱，反应温度降低至100～160℃，使体系变为固相；维持该反应温度为进行固相聚合，反应时间为0～40小时；(4)蚕丝蛋白肽链和聚L-乳酸的共聚物的纯化：将步骤(1)得到的共聚物溶于乙酸乙酯，过滤并用乙醚沉淀，滤出的沉淀物在65℃下真空干燥10～16小时，得到纯化的蚕丝蛋白和聚L-乳酸的共聚物。