[发明专利]马来酸酐改性聚丙乙交酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物可降解高分子材料的生产技术领域，具体涉及一种具有良好生物相容性和生物可降解性、亲水性能较好的改性聚丙乙交酯(MPLGA)的制备方法。

背景技术

机械损伤或关节炎造成的软骨缺损长期以来一直是临床上所面临的难题，随着近年来组织工程的迅速发展，为软骨组织缺损的修复和再生提供了很好的理论依据和实践基础。理想的软骨组织工程支架材料应具备三维立体多孔结构，良好的生物相容性和生物降解性，一定可塑性和机械强度，表面微环境的可调控性，良好的骨传导性和骨诱导性，以利于细胞黏附、增殖分化和血管、神经的长入。

聚丙乙交酯(PLGA) 是目前组织工程研究中应用最广泛的细胞支架原材料之一，具有无毒、良好生物相容性、可在生物体内完全降解等优异性能，兼具聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)两种聚酯的优势，其结晶度很低，是无定型状韧性材料，易于纺丝，纤维强度较高，伸长度适中，可通过调节两种单体的比例来调控材料的降解速度，使其在缓释材料、手术缝合线、组织工程等方面有着广泛的应用。但PLGA仍然存在一些缺陷限制了其应用，如其亲水性能和细胞粘附力较弱，生物力学性能不强，而且由于缺乏丰富的活性基团，不利于向其中共价引入多肽、胶原等生物信号分子，使其不能成为真正的具有生物专一性的生物活性材料。因此必须对其进行进一步的改性，以提高其综合性能。

马来酸酐(MAH)是一种可在生物体内正常代谢的多官能团物质，其水解产物马来酸和生物体三羧酸循环时的中间体延胡索酸的结构相同，因此其在人体使用是安全的。利用马来酸酐中的碳-碳双键的自由基反应可以将其接枝到PLGA骨架中，其酸酐键可水解生成两个亲水性的羧基，从而提高PLGA的亲水性和细胞生物相容性。此外，马来酸酐化在聚合物材料设计中还有形成梳型支化结构和交联网络结构，在材料界面增容、形成荧光标记聚合物等方面具有广泛的应用。

近年来，随着对组织工程支架材料性能要求的越来越高，对支架材料的改性是势在必行的。马来酸酐改性聚乳酸在国内外已有了大量的研究，但是以此为基础用马来酸酐对PLGA的改性还鲜有报道，因此具有良好的研究价值和应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好生物相容性、亲水性能好的改性聚丙乙交酯的制备方法。

一种马来酸酐改性聚丙乙交酯聚合物的制备方法，具体步骤如下：

(1)按照原料重量份，将包括70~80份D,L-丙交酯、20~30份乙交酯和5~10份马来酸酐加入安瓿瓶中，再加入0.01~0.03份辛酸亚锡(Sn(Oct)₂)；加入过氧化苯甲酰(BPO)，其加入量为马来酸酐重量的1~5 %；真空干燥12~24 h后抽高真空封管；高真空由扩散泵获得，常温下抽真空0.5~1 h，使安瓿瓶内压强低于10 Pa，然后用酒精喷灯封管；

(2)将封管后的安瓿瓶放入恒温箱中，将原料在100℃下熔化后摇匀，然后在130~170℃温度下反应，反应12~60 h后取出；

(3)最后敲碎安瓿瓶，将粗产物溶于三氯甲烷中，配制成5~10wt%溶液，然后滴入3～5倍的乙醇中沉淀出来，重复提纯，直至洗液呈中性，提纯后的产物真空干燥至恒重，得到马来酸酐改性聚丙乙交酯聚合物（MPLGA）；

步骤（1）中，所述的D,L-丙交酯：采用减压法，以D,L-乳酸为原料，140～160℃脱水环化后，250℃开环裂解得到粗D,L-丙交酯，经提纯得到针状的D,L-丙交酯晶体；所述的乙交酯：采用减压法，以乙醇酸为原料，150～170℃脱水环化后，260℃开环裂解得到粗乙交酯，经提纯得到片状的乙交酯晶体。

所述的马来酸酐改性聚丙乙交酯聚合物，其结构式如式Ⅰ所示：

(Ⅰ)

本发明中MPLGA的合成是在D,L-丙交酯和乙交酯两种单体的开环共聚的基础上，马来酸酐通过自由基聚合接枝到共聚物的骨架中，两个反应均在安瓿瓶内进行。

本发明产物（马来酸酐改性聚丙乙交酯聚合物）为淡黄色固体，硬度大，玻璃化转变温度为50~60℃，滴定法测定马来酸酐接枝率为2~3%，分子量可达5万以上。通过测定得到MPLGA的接触角为89.08°。