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近年来,可生物降解型高分子材料被广泛应用于药物传输系统、手术材料和组织工程等生物医药领域。在众多生物医用高分子材料中,聚乙二醇、聚乙交酯丙交酯及其共聚物作为一类生物相容性好且降解速度可控的生物降解高分子材料受到人们的广泛关注。
本文合成了可生物降解的聚乙交酯丙交酯-聚乙二醇-聚乙交酯丙交酯(D,L-lactide-co-glycolide-b-ethylene glycol-b-D,L-lactide-co-glycolide,PLGA-PEG-PLGA)三嵌段共聚物,运用红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)对其化学结构、分子量及分子量分布进行了表征,分析了其温敏性和降解性,对PLGA-PEG-PLGA/考马斯亮蓝R250水凝胶药物模拟释放体系进行了研究。
PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物的合成:以聚乙二醇(PEG)、乙交酯(GA)和丙交酯(D,L-LA)为原料,辛酸亚锡(Sn(Oct)2)为催化剂,共聚合成了具有温度敏感性且可生物降解的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物。研究了共聚反应过程中原料前处理、合成中的氮气保护、共聚反应温度和时间、催化剂用量等对PLGA-PEG-PLGA合成有影响的主要因素,确定最佳合成条件为:聚乙二醇150℃预干燥3小时,与一定比例的乙交酯、丙交酯和0.1g辛酸亚锡催化剂在150℃反应8小时。
红外光谱、核磁共振谱分析:共聚物红外光谱(FT-IR)分析表明谱图上有-OH,C=O,旁边无羰基的C-O-C和旁边有羰基的C-O-C的特征吸收峰;核磁共振谱(1H-NMR)分析表明谱图上有丙交酯中-CH-的氢,丙交酯中-CH3-的氢,乙交酯中-CH2-的氢,乙二醇中-CH2-的氢,乙二醇中与乙交酯或丙交酯相连的-CH2-的氢。证明所得产物具有预期的化学结构,是三嵌段共聚物PLGA-PEG-PLGA。
PLGA-PEG-PLGA嵌段共聚物的GPC数据表明:所有的共聚物都是单峰分布,分子量分布也比较窄;改变聚乙二醇的分子量和乙、丙交酯的比例可以控制共聚物的分子量。
PLGA-PEG-PLGA的温敏性:共聚物的相图表明一定聚乙二醇分子量的共聚物水溶液存在着溶胶-凝胶转变和凝胶-溶胶转变两条曲线。在10%-15%浓度间约13.5%处存在一个临界凝胶浓度。保持乙、丙交酯摩尔比不变,聚乙二醇分子量越大,则相变温度越高;而保持聚乙二醇分子量不变,乙、丙交酯的摩尔比越低,溶胶-凝胶转变温度越低、凝胶-溶胶转变温度则越高。 PLGA-PEG-PLGA的降解性:乙、丙交酯摩尔比的不同会影响PLGA-PEG-PLGA嵌段共聚物在磷酸盐缓冲溶液中的降解。乙、丙交酯比例越低,降解速度越慢,同样时间下总降解量越低。
PLGA-PEG-PLGA/考马斯亮蓝R250药物模拟释放体系研究表明:合适的聚合物水凝胶组成可以控制药物的释放超过60天。不同质量分数凝胶在初始阶段的药物释放速率和释放量差不多,但一段时间后,质量分数高的凝胶释放速度降低且最终的释药量也相对略低。不同乙、丙交酯比例的凝胶,丙交酯比例高则初始时药物突释更为严重,随着时间的增加药物释放速率减慢,但高丙交酯比例的凝胶释药速率降低得更快且最终释药量相对较少。