一種可降解多孔聚乙二醇的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可降解多孔聚乙二醇的制備方法，包括：以環(huán)氧乙烷為原料，利用堿法開環(huán)法合成了三臂聚乙二醇；制備大分子引發(fā)劑；與谷氨酸芐酯羧酸酐（NCA）進行開環(huán)聚合得到以PEG為核聚谷氨酸芐酯為臂的星型嵌段聚合物；通過水解脫去聚谷氨酸芐酯中的芐基保護基，得到星型聚乙二醇/聚谷氨酸嵌段共聚物；加入低分子量聚谷氨酸，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(jié)構(gòu)，連續(xù)相為聚乙二醇，材料具有納米級孔洞。該材料具有以下優(yōu)點：具有納米級微孔；克服傳統(tǒng)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(yī)用植入材料；可作為體內(nèi)持續(xù)給藥裝置的部件材料。
【專利說明】—種可降解多孔聚乙二醇的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可降解聚乙二醇材料，特別是涉及一種具有納米級微孔的嵌段高分子材料的制備方法。屬于高分子化學及聚合物【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乳酸(Polylactic acid, PLA)是20世紀90年代迅速發(fā)展起來的新一代可完全降解高分子材料，其具有優(yōu)良生物相容性，是美國食品和藥物管理局(Food and DrugAdiministration, FDA)認可的一類生物醫(yī)用材料和環(huán)保材料。自20世紀60年代起,科學工作者開始關(guān)注聚乳酸材料的降解性能，并首次將聚乳酸材料作為可降解手術(shù)縫合線材料。1966 年，Kulkarni 等(Kricheldorf H.R.Chemosphere 2001, 43, 49-54.中首次提出:低分子量的PLA能夠在體內(nèi)降解，最終的代謝產(chǎn)物是CO2和H2O,對人體無害，對環(huán)境無污染。同時，通過對聚乳酸體內(nèi)降解過程的研究發(fā)現(xiàn)，降解的中間產(chǎn)物乳酸是體內(nèi)正常代謝的產(chǎn)物，不會在體內(nèi)積累，因此PLA在生物體內(nèi)降解后不會對生物體產(chǎn)生不良影響，由此引發(fā)了以這類材料作為生物醫(yī)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(guān)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(jié)晶度較大、材料脆性高、熱穩(wěn)定性低和低降解速度，在一定程度上限制了其在醫(yī)用、農(nóng)業(yè)和包裝等領(lǐng)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.Polym.Sc1.Part A: Polym.Chem.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(yōu)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(wěn)定性較高，有利于其在藥物緩釋等生物醫(yī)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(jīng)廣泛的應用于藥物緩釋材料以及組織工程材料方面，但是由于其自身疏水結(jié)構(gòu)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(diào)控，植入體內(nèi)后細胞容易粘附于材料表面等。科學家們針對這些問題對PLA材料進行了結(jié)構(gòu)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.1nt.J.Pharm.2006, 317, 10-13.)、聚乙烯醇(Poly vinyl alcohol, PVA)、葡聚糖(dextran)、殼聚糖以及多肽(polyp印tide)等。由于多肽(也稱為聚氨基酸)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、氨基酸單元結(jié)構(gòu)可選擇、親疏水性能可調(diào)等優(yōu)點，已被開始被應用于聚乳酸的改性研究中，但僅有很少報道。
[0005]另一方面，多孔生物降解材料是近年來發(fā)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(gòu)成的具有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的材料，孔洞的邊界或表面由支柱或平板構(gòu)成。其具有規(guī)則排列并大小可調(diào)的孔道結(jié)構(gòu)、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(huán)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(lǐng)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(yōu)良的生物降解性能、納米級微孔、高載藥能力等特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是建立一種可降解多孔聚乙二醇的制備方法，該聚合物材料具有以下優(yōu)點:加工性能好、親水性、優(yōu)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(huán)氧乙烷為原料，利用堿法開環(huán)法合成了三臂聚乙二醇；制備大分子引發(fā)劑；與谷氨酸芐酯羧酸酐(NCA)進行開環(huán)聚合得到以PEG為核聚谷氨酸芐酯為臂的星型嵌段聚合物；通過水解脫去聚谷氨酸芐酯中的芐基保護基，得到星型聚乙二醇/聚谷氨酸嵌段共聚物；加入低分子量聚谷氨酸，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制備技術(shù)方案如下:
O星型聚乙二醇的合成
【權(quán)利要求】
1.一種可降解多孔聚乙二醇，其結(jié)構(gòu)特征在于:所述的高分子材料是由疏水性聚乙二醇鏈段和親水性聚谷氨酸鏈段偶聯(lián)而成的星型型共聚物。
2.一種制備權(quán)利要求1所述的可降解多孔聚乙二醇的方法是通過如下步驟進行的: O以L-丙交酯為原料，利用辛酸亞錫催化開環(huán)法合成了三臂聚乙二醇； 2)制備大分子引發(fā)劑； 3)與谷氨酸芐酯羧酸酐進行開環(huán)聚合得到以聚乙二醇為核聚谷氨酸芐酯為臂的星型嵌段聚合物； 4)通過水解脫去聚谷氨酸芐酯中的芐基保護基，得到星型聚乙二醇/聚谷氨酸嵌段共聚物； 5)加入低分子量聚谷氨酸，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(jù)權(quán)利 要求2所述的一種可降解多孔聚乙二醇的制備方法，其特征在于上述方法中步驟I)所合星型聚合物所使用的催化劑為辛酸亞錫。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可降解多孔聚乙二醇的制備方法，其特征還在于上述方法中步驟3)所使用的聚合單體為谷氨酸芐酯羧酸酐。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可降解多孔聚乙二醇的制備方法，其特征還在于上述方法中步驟3)所進行的開環(huán)聚合反應中使用一級胺作為引發(fā)劑進行聚合反應。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可降解多孔聚乙二醇，其特征還在于:該高分子材料是聚乙二醇和聚谷氨酸所形成的多孔材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可降解多孔聚乙二醇，其特征還在于:所述的多孔高分子材料具有清晰的六方柱狀結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】C08G65/333GK103980487SQ201410187588
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:成都市綠科華通科技有限公司