PBS改性共聚酯的拉伸行为研究及在药物缓释的应用

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近年来,绿色环保材料的应用和研究越来越受到人们的广泛关注。其中,由于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有良好的生物降解性及生物相容性使其成为当前高分子材料领域研究的热点。但生物降解材料性能仍存有一些不足之处,限制其在某些领域的应用。因此,如何解决存在的性能问题,提高综合性能指标,拓宽应用范围成为目前国内外学者研究的重点和难点。同时,一些线性热塑性聚合物在机械拉伸过程中发生了应力振荡,聚合物表现出周期性的自激振荡行为。本论文通过结合生物可降解的半结晶性聚合物聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的拉伸过程中产生的聚合物形变、应力波动现象的研究基础上,进而从改性应用角度,对PBS进行共聚改性,制备了聚乙二醇(PEG)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)酯化缩聚形成的可降解双结晶嵌段共聚酯P(BS-EG),并利用核磁氢谱~1H-NMR、红外光谱、XRD、热分析、力学性能等测试方法进行了系列研究。第一部分:通过一步法制备P(BS-EG)聚酯,研究不同PEG添加量对聚酯结构与性能的影响,并对“软-硬”段的相转变对双重响应形状记忆特性的影响机制进行探讨,为进一步应用于生物医药领域提供新思路。第二部分:研究双结晶性嵌段共聚物P(BS-EG)的机械拉伸特点与结晶形态的关系,两相变化对PBS链段的“应力波动”行为的影响因素和断裂机制进行探讨。第三部分:为拓宽PBS基聚合物的应用领域,采用静电纺丝技术制备负载抗菌药物盐酸四环素的纤维膜,研究其在PBS缓冲溶液中的释药行为。研究结果表明,PEG作为“软段”引入PBS链段,使其结晶能力下降,提高了力学性能,材料韧性增强。聚合物熔体具有典型的假塑性流体性质。当BS:EG=4:6时,材料的的断裂伸长率可达2107%,材料的韧性最好,聚酯的拉伸行为与拉伸速率和温度密切相关。此外亲水性能提高,聚酯具有明显的水诱导发生形状记忆特性;同时通过“软-硬”段相转变在一定温度下实现热致响应形状记忆性能,两种响应方法的回复率均可超过60%。通过静电纺丝法制备了负载水溶性药物Tet的电纺膜,体外释放模拟表明Tet-P(BS-EG)载药纤维膜在37℃、p H=7.4的PBS缓冲溶液中具有缓释效果,且符合Fick扩散机制。载药量为10%的纤维膜的突释效果比5%的越明显。
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