新型醫用功能性聚乙二醇材料的製作方法
2023-07-01 23:21:01
新型醫用功能性聚乙二醇材料的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型醫用功能性聚乙二醇材料，包括：以環氧乙烷為原料，利用鹼法開環合成了三臂聚乙二醇；製備大分子引發劑；與穀氨酸十八烷酯苄酯羧酸酐（NCA）進行開環聚合得到以PEG為核聚穀氨酸十八烷酯苄酯為臂的星型嵌段聚合物；通過水解脫去聚穀氨酸十八烷酯苄酯中的苄基保護基，得到星型聚乙二醇/聚穀氨酸十八烷酯嵌段共聚物；加入低分子量聚穀氨酸十八烷酯，利用嵌段共聚物的雙親性用水將其溶解，形成納米級多孔材料。該嵌段共聚物具有六方柱狀結構，連續相為聚乙二醇，材料具有納米級孔洞。該材料具有以下優點：具有納米級微孔；克服傳統線型聚乙二醇材料加工性能差的缺點；無毒副作用；可作為藥物載體材料；可作為醫用植入材料；可作為體內持續給藥裝置的部件材料。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種生物相容性可降解多孔聚乙二醇材料，特別是涉及一種具有納米 級微孔的嵌段高分子材料的製備方法。屬於高分子化學及聚合物【技術領域】。 新型醫用功能性聚乙二醇材料
【背景技術】
[0002] 聚乳酸（Polylactic acid，PLA)是20世紀90年代迅速發展起來的新一代可完 全降解高分子材料，其具有優良生物相容性，是美國食品和藥物管理局（Food and Drug Adiministration，FDA)認可的一類生物醫用材料和環保材料。自20世紀60年代起，科 學工作者開始關注聚乳酸材料的降解性能，並首次將聚乳酸材料作為可降解手術縫合線材 料。1966 年，Kulkarni 等（Kricheldorf H. R. 2001，43，49-54.中首次提 出：低分子量的PLA能夠在體內降解，最終的代謝產物是C02和H20,對人體無害，對環境無 汙染。同時，通過對聚乳酸體內降解過程的研究發現，降解的中間產物乳酸是體內正常代謝 的產物，不會在體內積累，因此PLA在生物體內降解後不會對生物體產生不良影響，由此引 發了以這類材料作為生物醫用材料的開端。近年來，其作為藥物載體在藥物緩控釋體系中， 越來越多的受到了科學家們的關注。
[0003] 但是常見的線型聚乳酸（Linear polylactic acid, LPLA)存在一些缺點，例如 其溶液和本體黏度較高、結晶度較大、材料脆性高、熱穩定性低和低降解速度，在一定程 度上限制了其在醫用、農業和包裝等領域的廣泛應用，特別是在作為藥物緩釋材料方面 的應用（Wang L·，Dong C. M. J /Wj?. 5bi. /kri 士 /Wj?. 2006，44(7)， 2226-2236·)。星型聚乳酸（Star-shaped polylactic acids，SPLA)具有支鏈短和分子量 高等優點，其溶液和本體黏度比相同分子量LPLA低很多，流動性和溶解性能得到改善，且 其降解速度卻比相同分子量LPLA快，熱穩定性較高，有利於其在藥物緩釋等生物醫用材料 中的加工應用。
[0004] 不論線型還是星型聚乳酸材料雖然已經廣泛的應用於藥物緩釋材料以及組織工 程材料方面，但是由於其自身疏水結構的限制，也存在一些不足之處，例如其親水性不佳， 降解速率較慢，降解周期難以調控，植入體內後細胞容易粘附於材料表面等。科學家們針對 這些問題對PLA材料進行了結構方面的改性的研究。為了增加 PLA的親水性，常見的改性 材料有聚乙二醇（Polyethylene glycol，PEG) (Moffatt S.，Cristiano R. J J 2006，317，10-13.)、聚乙烯醇（Poly vinyl alcohol，PVA)、葡聚糖（dextran)、 殼聚糖以及多肽（polypeptide)等。由於多肽(也稱為聚胺基酸）是一類可生物降解的高 分子，具有低毒、生物相容性好、可生物降解、容易被機體吸收和代謝、胺基酸單元結構可選 擇、親疏水性能可調等優點，已被開始被應用於聚乳酸的改性研究中，但僅有很少報導。
[0005] 另一方面，多孔生物降解材料是近年來發展起來的嶄新的材料體系，是一種由相 互貫通或封閉的孔洞構成的具有網絡結構的材料，孔洞的邊界或表面由支柱或平板構成。 其具有規則排列並大小可調的孔道結構、相對密度低，比強度高、孔隙率和表面積大、滲透 性和吸附性好以及生物相容性好，環境友好等特點，在大分子催化、吸附與分離、納米材料 組裝、生物化學、分子識別以及藥物載體等領域均具有廣泛的應用前景。通過我們對文獻 資料的查閱，至今還沒有一種聚乳酸材料同時具有加工性能高、親水性、優良的生物降解性 能、納米級微孔、高載藥能力等特點。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是建立一種新型醫用功能性聚乙二醇材料的製備方法，該聚合物材 料具有以下優點：加工性能好、親水性、優良的生物降解性能、納米級微孔、高載藥能力。
[0007] 該聚乙二醇材料是一種星型聚乙二醇/多肽嵌段共聚物；以環氧乙烷為原料，利 用鹼法催化開環合成了三臂聚乙二醇；製備大分子引發劑；與穀氨酸十八烷酯苄酯羧酸酐 (NCA)進行開環聚合得到以PEG為核聚穀氨酸十八烷酯苄酯為臂的星型嵌段聚合物；通過 水解脫去聚穀氨酸十八烷酯苄酯中的苄基保護基，得到星型聚乙二醇/聚穀氨酸十八烷酯 嵌段共聚物；加入低分子量聚穀氨酸十八烷酯，利用嵌段共聚物的雙親性用水將其溶解，形 成納米級多孔材料。
[0008] 多孔聚乙二醇材料的製備技術方案如下： 1) 星型聚乙二醇的合成
【權利要求】
1. 一種新型醫用功能性聚乙二醇材料，其結構特徵在於：所述的高分子材料是由疏水 性聚乙二醇鏈段和親水性聚穀氨酸十八烷酯鏈段偶聯而成的星型型共聚物。
2. -種製備權利要求1所述的新型醫用功能性聚乙二醇材料的方法是通過如下步驟 進行的： 1) 以環氧乙烷為原料，利用鹼法開環合成了三臂聚乙二醇； 2) 製備大分子引發劑； 3) 與穀氨酸十八烷酯苄酯羧酸酐進行開環聚合得到以聚乙二醇為核聚穀氨酸十八烷 酯苄酯為臂的星型嵌段聚合物； 4) 通過水解脫去聚穀氨酸十八烷酯苄酯中的苄基保護基，得到星型聚乙二醇/聚穀氨 酸十八烷酯嵌段共聚物； 5) 加入低分子量聚穀氨酸十八烷酯，利用嵌段共聚物的雙親性用水將其溶解，形成納 米級多孔材料。
3. 根據權利要求2所述的一種新型醫用功能性聚乙二醇材料的製備方法，其特徵在於 上述方法中步驟1)所合星型聚合物所使用的催化劑為辛酸亞錫。
4. 根據權利要求2所述的一種新型醫用功能性聚乙二醇材料的製備方法，其特徵還在 於上述方法中步驟3)所使用的聚合單體為穀氨酸十八烷酯苄酯羧酸酐。
5. 根據權利要求2所述的一種新型醫用功能性聚乙二醇材料的製備方法，其特徵還在 於上述方法中步驟3)所進行的開環聚合反應中使用一級胺作為引發劑進行聚合反應。
6. 根據權利要求2所述的一種新型醫用功能性聚乙二醇材料，其特徵還在於：該高分 子材料是聚乙二醇和聚穀氨酸十八烷酯所形成的多孔材料。
7. 根據權利要求2所述的一種新型醫用功能性聚乙二醇材料，其特徵還在於：所述的 多孔高分子材料具有清晰的六方柱狀結構。
【文檔編號】C08G65/28GK104086769SQ201410331922
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月13日 優先權日:2014年7月13日
【發明者】不公告發明人 申請人:成都市綠科華通科技有限公司