PBS/PLA复合材料的酶促降解及其在多孔材料构建中的应用

来源 :辽宁石油化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:baijiw
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聚丁二酸丁二醇酯[PBS,Poly(butylene succinate)]是一种商品化的脂肪族聚酯,由于具有良好的机械性能和优异的生物相容性,已广泛应用于包装材料、生物医学工业和其他相关领域,但PBS仍有拉伸强度低和刚度低等问题。聚乳酸[PLA,Poly(lactic acid)]也是一种具有高机械强度和生物相容性的生物降解聚酯,但PLA也因其脆性和缓慢的结晶速率而使其应用受到限制。两者熔融共混获得到的共混材料可以一定程度上改善上述问题,采用选择性酶促降解PBS/PLA共混材料可用来制备高分子多孔材料。酶促降解法制得的高分子多孔材料无致孔剂和有机溶剂残留,使得其具备进一步应用于生物医学领域的可能性。本研究首先将PBS和PLA以不同比例熔融共混,分别利用角质酶和蛋白酶K进行选择性酶促降解制备多孔材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、粉末X射线衍射(XRD)和衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)系统分析研究了选择性酶降解过程中材料性能的变化情况。研究结果表明共混材料中PLA的存在会阻碍角质酶降解PBS,而在特定比例的共混材料中的PBS则可加速PLA的降解。对降解后的PBS/PLA共混材料的分析表明:选择性酶降解均不能完全降解共混材料中的PBS或PLA组分,但可获得相应的高分子多孔材料。继而对多孔材料的孔形态、孔径、孔隙率和亲水性进行表征,并进一步评估多孔材料的体外和体内生物降解以及体内生物相容性。结果表明,通过改变PBS与PLA的比例和降解时间可以实现多孔材料孔径的控制。PBS/PLA中的PBS组分从40wt%增加至50wt%后,平均孔径可从6.91μm增加至120μm,孔隙率从81.52%提高至96.90%,而接触角则从81.08o降至46.56o。在体外降解实验中,PBS基多孔材料在模拟体液中表现出良好的耐腐蚀性;而PLA基多孔材料易被水解。将PLA基多孔材料植入小鼠体内发现:PLA基多孔材料的皮下植入不会引起小鼠强烈的炎症反应,表明其具有良好的生物相容性。苏木精-伊红染色法和胶原纤维染色结果表明PLA基多孔材料可促进了软骨细胞的产生。因此,本研究制备的PLA基多孔材料具备作为组织工程植入支架的应用可能性。
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