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具有温度敏感的可生物降解聚合物,作为新一代的智能化的生物医用材料,近年来受到了人们的广泛关注。本论文设计并合成了一系列具有不同侧链长度和共聚组成的甲氧基低聚乙二醇缩水甘油醚和丁二酸酐的交替开环共聚物,通过1H-NMR、13C-NMR、GPC、DSC、UV-VIS、降解实验和MTT实验等手段对共聚物的化学结构、分子量、分子量分布、热行为、LCST行为、降解行为和细胞毒性等进行了系统的表征和研究。
首先,本论文改进了甲氧基低聚乙二醇缩水甘油醚单体合成的文献方法,使环氧单体得以简便、大量地进行制备。以聚(甲氧基二乙二醇缩水甘油醚-丁二酸酐)[P(MEEMO-SA)]为研究对象,系统考察了不同因素对聚合行为的影响,筛选出了共聚物的适宜制备条件,确定了共聚物的端基结构,并提出了可能的聚合机理。利用前述的适宜聚合条件,进而制备了具有不同侧链长度的P[M(E)nMO-SA](n=1、2、3)系列共聚物和具有不同共聚组成的P(MEMO/MEEMO-SA)共聚物。
其次,本论文以浊点法研究了所合成的共聚物水溶液的LCST行为,讨论了测定波长、升温速率以及共聚物溶液浓度等因素对LCST值的影响。总结了侧链长度和共聚组成对LCST影响的规律性,实现了通过投料比对共聚物LCST温度的精确调控。对所合成的共聚物进行了体外模拟降解实验,通过表征降解介质的pH值、降解样品分子量以及对降解产物的结构鉴别,揭示了其独特的末端降解模式和碱催化的降解特性。
最后,本论文表征了所合成共聚物的热性能,研究了共聚物的玻璃化转变温度与侧链长度和共聚组成的相关性。对所合成的共聚物及其降解产物进行了MTT细胞毒性实验,结果表明它们都不具有明显的细胞毒性。
因此,本论文所报道的甲氧基低聚乙二醇缩水甘油醚和丁二酸酐的交替开环共聚物,是一类全新的兼有温度敏感特性和可生物降解特性,并且相转变温度可精确调控、具有良好生物相容性的生物医用材料,有望在生物、医学等相关领域中发挥重要作用。