聚乳酸改性聚氨酯/聚乙二醇复合材料的合成及性能研究

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采用直接缩聚法中的熔融缩聚法合成聚乳酸(PLA),优化了合成条件,讨论了各因素对聚合反应的影响程度,结果表明合成PLA的最优条件是:乳酸(LA)用量为20ml、催化剂氯化亚锡(SnCl2)用量为0.5%、反应温度为145℃、反应时间为8h;各因素对PLA分子量影响程度为:反应时间>反应温度>乳酸量>催化剂用量,体系真空度也对聚合反应的顺利进行有一定的影响。以PLA为改性原料,用聚乙二醇(PEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和三乙胺(TEA)等试剂,采用预聚-扩链-中和-分散法制备聚乳酸改性聚氨酯(PLA-PU)水溶液,再用凝聚相分离法制备PLA-PU微球。优化了合成条件,制备PLA-PU微球的最佳条件为:-OH/-NCO=1/3,PLA分子量为4000,PLA/PEG=20%,固含量为35%,CaCl2浓度为8%;使用红外光谱(FTIR)与扫描电镜(SEM)对PLA-PU微球的形貌和化学结构进行了表征,结果表明微球分子结构中形成了氢键,且微球表面有微孔,内部存在大量孔道;还测定了微球的溶胀率,发现其溶胀率随PLA分子量增大而减小,测定了微球的降解率,结果表明在PU的软段中引入PLA,能显著改善PU的降解性能。在PLA-PU微球的基础上,用大分子量PEG(PEG-20000)与之共混,得到了聚乳酸改性聚氨酯/聚乙二醇(PLA-PU/PEG)共混微球,微球的亲水性大大增加,实验表明PEG-20000的含量在1%-2%为佳,此时微球成球性较好。测定了PLA-PU/PEG共、混微球的含水率,发现其含水率随PEG-20000含量的增加而增大;溶胀率实验表明,PLA-PU/PEG共混微球在较短时间内即可达到溶胀平衡,相比PLA-PU微球,溶胀率显著增大;还测试了PLA-PU/PEG共混微球的溶蚀度,发现其溶蚀度随时间延长而增加,在溶蚀后期共混微球发生崩解,可完全溶于PBS缓冲液。使用FTIR和SEM对PLA-PU/PEG共混微球的形貌和化学结构进行了表征,SEM结果表明PLA-PU/PEG共、混微球表面光滑、圆整、内部有微孔,整个微球结构疏松,微球内部有腔道贯通微球中心与外壁。用盐酸四环素(TH)作为模型药物包裹进PLA-PU/PEG共混微球,制备出PLA-PU/PEG载药微球。测定了载药微球的载药量和包封率,结果表明载药微球的载药量随药物浓度的增加而增大,有趋于平稳的趋势;包封率则随药物浓度增加总体呈现出先增大,再略微减小的趋势;还研究了载药微球的释药行为,体外释放实验表明,药物TH的释放速率略快,但没有发生突释,表现出了较好的缓释性能。
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