第一情报 ---材料工业

PLA-PEG复合生物材料的共聚合成工艺导读

PLA-PEG是由聚丙交酯(PLA,也称聚乳酸)和聚乙二醇(PEG)聚合而成的高分子共聚物,可应用于药物控制释放体系和组织工程的支架等领域。PLA-PEG应用于多肽、蛋白质药物的控制释放体系时,PLA-PEG将多肽、蛋白质类药物包埋,制成缓释微球注射剂,可有效拓宽给药途径,提高药物的生物利用率,减少给药次数和药量,减轻患者的痛苦,最大限度减少药物对全身特别是肝、肾的毒副作用。
 
PLA-PEG复合生物材料可以通过PEG与LA共聚得到的,见图1。

图1:PLA-PEG的合成路线(a.二嵌段共聚物;b.三嵌段共聚物;c.星形共聚物) 

图1:PLA-PEG的合成路线(a.二嵌段共聚物;b.三嵌段共聚物;c.星形共聚物)

 
1994年中国科学院成都有机化学研究所申请的中国发明专利CN94111738以三异丁基铝为催化剂,在氮气保护下,60-220℃,引发内酯(或交酯)与聚醚二醇进行本体或溶液共聚合。适合的内酯主要有:乳交酯、乙交酯、ε-己内酯、δ-戊内酯、β-丁内酯等。适合的聚醚二醇主要有:聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等。制备的可生物溶解的PLA-PEG嵌段共聚物具有良好的机械强度和良好的生物相容性[1]
 
2000年中国科学院化学研究所钱海涛的硕士学位论文研究了丙交酯的共聚改性,包括共聚物的合成、聚合动力学、结构和性能表征及其生物降解性能。采用异辛酸亚锡为催化剂,通过两步聚合法合成了L-丙交酯(L-LA)与(ε-CL)的不同组成二元三嵌段嵌段共聚物,并研究了嵌段共聚物的聚合反应动力学。对所合成的嵌段及无规共聚物的结构和性能进行了表征[2]
 
2003年法国生物聚合物研究中心(Centre de Recherche sur les Biopolymeres Artificiels)以金属锌作为催化剂,聚乙二醇存在下,开环聚合ε-己内酯和DL-丙交酯,得到生物可降解共聚物PLA-PEG。亲水性PEG和快速降解PLA嵌段的同时存在提高了材料的生物相容性和生物降解性,有利于作为组织工程支架材料[3]
 
2003年河南大学化学化工学院褚艳红以氧化锌为催化剂,使丙交酯L-LA开环与PEG600共聚,得到三嵌段的HO-PLLA-PEG-PLLA-OH预聚物,产物的数均相对分子量为2127。以TDI-80为扩链剂对其进行扩链,得到多嵌段共聚物。采用NMR、IR、GPC等对产物的结构、分子量分布进行了表征[4]
 
2003年北京天润兴生物技术开发有限公司申请的发明专利CN03100498揭示了一种聚丙交酯-聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法,其特征在于:使分子量为1000-6000的聚乙二醇单体与丙交酯在氢化钙存在下,在真空条件下进行本体共聚反应,其中聚乙二醇单体用量以摩尔比计为5.0-50%,丙交酯用量为50-95%,氢化钙用量为单体总量的0.05-3.0%,反应温度为130-160℃,反应压力为-0.08- 0.01MPa,反应时间为8-12小时,冷却停止反应后,加入丙酮溶解,先用蒸馏水沉淀,再用无水乙醇沉淀,真空干燥即得所要产物,本发明方法简化了工艺操作,缩短了反应流程,并可通过控制聚乙二醇的分子量或添加量调节最终产物的分子量[5]
 
2004年南开大学申请的发明专利CN200410019626揭示了生物医用降解材料聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物合成的新方法,其特点是使用双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠(英文学名:sodium bis(2-methoxyethoxy)aluminum hydride,英文商品名:Red-Al,简称:Red-Al)为催化剂进行丙交酯(D,L-丙交酯或L-丙交酯)和聚乙二醇(分子量为 2000-20000)的本体共聚合反应,合成高度生物体安全性医用生物降解材料。这一新方法避免了目前广泛使用的具有细胞毒性的辛酸亚锡类催化剂。该方法聚合反应具有受控聚合反应特点,可按设计要求合成具有特定分子量及不同亲水性的双亲性共聚物。所用催化剂Red-Al为化学纯试剂(70%甲苯溶液,ACROS产品)属无毒化合物。工艺无三废污染,并有很高的经济效益[6]
 
2004年同济大学任杰等人将D,L-丙交酯(D,L-LA)与聚乙二醇(PEG)共聚制备了一系列共聚物,并用IR、GPC和1H-NMR对其进行了表征。在此基础上,采用溶剂浇铸一粒子沥滤技术和层叠技术制备了具有一定空间形状的三维多孔组织工程支架,并研究了致孔剂颗粒尺寸及其用量对多孔支架的孔径、孔隙率的影响。结果表明,PLA-PEG共聚物的分子量随着原料中PEG含量的增加而减小;以PLA-PEG共聚物为原料制备多孔支架时,孔径的大小与致孔剂颗粒尺寸有一定的对应关系,孔隙率随着致孔剂用量的增加而增加;采用层叠技术制备的具有一定形状的三维多孔支架符合组织工程对支架材料的一般要求[7]
 
从上述文献来看,近几年PLA-PEG复合生物材料的共聚合成工艺研究中,催化剂的改进受到相当的关注。过去使用的辛酸亚锡类催化剂因为具有细胞毒性而正在被双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠、金属锌等新的催化剂所替代。
 
 
 
[1]内酯(或交酯)与聚醚二醇的共聚方法. CN94111738(申请日1994.05.03公开日1995.11.08)
[2]丙交酯-ε-己内酯、丙交酯-聚醚共聚物的合成及性能研究. 中国科学院化学研究所高分子化学与物理专业硕士学位论文20000801 作者:钱海涛
[3]Synthesis and characterization of block copolymers of -caprolactone and DL-lactide initiated by ethylene glycol or poly(ethylene glycol). Macromolecular Chemistry and Physics, 204(16), 1994-2001, 2003
[4]丙交酯(L-LA)与PEG600多嵌段共聚物的合成与表征. 河南科学.2003,21(4).-404-407
[5] 一种聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法 CN03100498.9(申请日2003.01.16公开日2004.08.04)
[6]双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠催化合成乳酸-乙二醇共聚物. CN200410019626.3(申请日2004.06.15公开日2005.02.23)
[7]PLA-PEG共聚物三维多孔支架的制备及表征.材料导报.2004,18(3).-93-95

注册成为正式用户,登陆后,获得更多阅读功能与服务!
转载本文需经本平台书面授权,并注明出处:上海情报服务平台www.istis.sh.cn
了解更多信息,请联系我们

§ 请为这篇文章打分(5分为最好)