以PVA为主链PLA、PLGA为侧链接枝共聚物的合成及性能研究

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聚乳酸(PLA)及其乳酸与乙醇酸的共聚物(PLGA)具有生物相容性好、无毒性、可生物降解、降解产物可回收等优点,越来越受到人们的重视,被广泛应用到医药、食品、以及工农业和生活的各个领域。但是较高分子量的PLA和PLGA通常由丙交酯、乙交酯等单体开环均聚合或共聚得到,其单体昂贵、条件苛刻,大规模应用成本太高;同时纯PLA亲水性、韧性比较差、降解周期长,也在一定程度上限制了它的应用范围。而单纯由乳酸单体均聚或与乙醇酸单体共聚,所得产物分子量太低,力学性能差,达不到医用材料的强度要求。为了克服上述缺陷,本工作以1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐(EDC HCl)为催化剂,采用直接缩聚的方法,分别合成了以亲水性物质聚乙烯醇为主链、以PLA和PLGA为侧链的接枝共聚物PVA-g-PLA和PVA-g-PLGA。通过改变投料比合成了一系列均聚和共聚物,研究了反应条件对产物性能的影响;通过核磁共振、红外光谱、热重分析、热差分析、X-射线衍射对产物进行了表征,测定了聚合物的分子量、接触角、透气性以及各种力学性能。研究结果表明:用接枝共聚法可以制得一定分子量的聚合物,力学性能可以满足一些医用材料的要求。在接枝共聚物PVA-g-PLA中,随着乳酸比例的增加材料的韧性逐渐增加,结晶度逐渐降低,疏水性逐渐增强;为了调节聚合物的降解性能制备了PVA-g-PLGA,随着羟基乙酸投料比的增加其亲水性和粘附性能逐渐变强,降解周期可以通过改变组分比例调节。PVA-g-PLGA具有良好的亲水性、韧性和可控降解性。为了考察产物在医学领域的应用,本研究将接枝共聚物PVA-g-PLA和PVA-g-PLGA分别制备成医用防粘薄膜,植入到清洁级(SD)小鼠体内进行防粘性、毒性和降解性研究。初步研究发现:PVA-g-PLA和PVA-g-PLGA都具有一定防伤口组织粘连作用,而且具有良好的组织相容性和适宜的力学性能;PVA-g-PLGA薄膜在动物体内降解较快,6周左右就可以完全降解,而PVA-g-PLA在动物体内则需要8周降解完全,通过细胞毒性测试发现其毒性小于1级。可满足体内植入材料的安全要求,有望在生物降解防粘连膜上得到广泛应用。本工作利用廉价的原料和适宜的工艺条件合成了一定分子量的接枝共聚物PVA-g-PLA和PVA-g-PLGA,产物的理化性能得到优化,在医学领域具有一定的使用价值和光明前景。
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