降解可控聚乳酸复合膜材料的制备及性能研究

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聚乳酸(polylactic acid),简称PLA,是21世纪一种新型的绿色环保生物可降解材料,是采用可再生植物(如木薯、玉米)提炼出的淀粉类物质合成的高分子聚酯材料。聚乳酸具有原料来源丰富、易得且可再生、生物相容性好、生物可完全降解、机械性能好等诸多优点,在很多领域都得到了广泛的应用。聚乳酸医用复合膜在医疗领域得到广泛应用,主要用于防止组织粘连,并在作用发挥完后会被人体吸收降解。  过去医学上对制备防粘连膜的材料主要有生物相容性好、可生物降解、对人体无任何影响等性质要求。现在,随着对新材料的不断探索且结合实际需要,防粘连复合膜还需实现降解可控,这样才能满足不同愈合速率组织的需要。本课题选用聚乳酸来制备降解可控的防粘连膜,目前聚乳酸防粘连膜降解速率的控制主要通过调节分子量大小和共聚体来实现,但是这种调控降解速率的方法具有局限性,只能使聚乳酸的降解速率限定在较窄范围内。  针对以上科学问题,本课题选用了三种亲水性不同的可生物降解的聚酯材料,分别与基体材料左旋聚乳酸(PLLA)共混制膜,成功制备出来不同混合比和不同共混物的复合膜,以期对复合膜的降解进行调控。经过对实验结果的分析和总结,得出如下结论:  (1)PLLA/PDLA复合膜中,随着PDLA比例的升高,复合膜的断裂强力先下降后上升,混合比为50/50时强力最低;复合膜中PDLA含量的高低对复合膜的热分解温度没有影响;复合膜中PDLA的增加使得复合膜的玻璃化转变温度和结晶度先降低后升高,混合比为50/50时的结晶度和Tg最低;降解过程中,从横向上看,PLLA/PDLA复合膜的质量损失率不断升高,断裂强力和粘均分子量不断下降,且降解8周后的降解速率大于8周前的降解速率。此外,降解过程中复合膜的结晶度先升后降,Tg先下降后上升,膜表面由光滑变得粗糙,呈现很多沟壑状的侵蚀面和小孔洞。从纵向上看,混合比为50/50的PLLA/PDLA复合膜的降解速率最快,混合比越接近50/50的复合膜各种变化越明显,降解越快。  (2)PLLA/PCL复合膜中,PCL的比例越高,复合膜的断裂强力越低,热稳定性越高,玻璃化转变温度向低温方向移动,由于制膜时采用的溶剂蒸发法,制得的复合膜相容性不是很好,出现了两个熔融峰;PLL/PCL复合膜降解过程中,复合膜的质量损失率不断上升,断裂强力不断下降,粘均分子量也不断下降,复合膜表面出现坑洞,随着复合膜中PCL含量的增加,复合膜的降解速率减慢。  (3)PLLA/PGA复合膜中,随着PGA比例的升高,复合膜的断裂强力下降,热分解温度先上升后下降,当PLLA与PGA的质量比为50/50时,复合膜的热分解温度最高;随着PGA含量的升高,PLLA/PGA复合膜的玻璃化转变温度、熔融温度均向低温方向移动,熔融焓变小,同时结晶度是先上升后下降,复合膜中PLLA/PGA混合比为50/50时,复合膜的结晶度最高;PLLA/PGA复合膜的相容性很好,没有出现明显的界面;降解过程中,各比例复合膜的质量、断裂强力和粘均分子量都不断下降,结晶度先上升后下降,复合膜的表面出现沟状裂纹和网状坑洞。对于不同比例的PLLA/PGA复合膜来说,随着复合膜中PGA比例的升高,复合膜的降解速率加快。
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