[發(fā)明專利]一種蠶絲蛋白和聚L-乳酸的共聚物及其熔融聚合制備方法和應用

無效

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• 申請日: 2009-12-03
• 公開（公告）號: CN101724160A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 高勤衛(wèi);李明子;查震源;趙小玉
• 申請（專利權）人: 南京林業(yè)大學
• 主分類號: C08H1/00
• 分類號: C08H1/00;C08G63/685;C08G63/08;A61L27/22;A61L27/58;A61L33/12;A61K47/42
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術領域：

本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種蠶絲蛋白和聚L-乳酸的共聚物及其熔融聚合制備方法和應用。

背景技術：

聚乳酸(PLA)是一種生物相容性很好的可生物降解吸收高分子材料，具有優(yōu)良的力學性能，且其原料可以通過淀粉發(fā)酵制備，實現(xiàn)資源的再生。PLA已經(jīng)被廣泛應用于組織工程及其他生物醫(yī)藥領域，其降解產(chǎn)物可參與人體的新陳代謝、毒性低。PLA是疏水性的高分子，對細胞的粘附性較差。純聚乳酸作為組織工程材料植入生物體后會引起一些溫和的炎癥反應。聚乳酸的脆性較大，力學強度偏低，且降解周期難于控制。因此，為了提高聚乳酸材料力學性能、生物降解性能和生物相容性，常采用共聚改性法、等離子體表面處理、表面修飾法等對聚乳酸材料進行改性。其中，共聚改性是聚乳酸重要的分子工程方式，通過與其他單體或低聚物的共聚可改變材料的親水性、結(jié)晶性等，聚合物的降解速度可根據(jù)共聚物的分子量及共聚單體或低聚物種類及配比等加以控制，從而實現(xiàn)聚乳酸材料在組織工程方面的廣泛應用。

聚乳酸的共聚改性工藝路線包括丙交酯/共聚單體的開環(huán)聚合和乳酸/共聚單體的共縮聚兩種。丙交酯或乳酸與親水性的單體或聚合物如聚乙二醇、氨基酸、聚肽和多糖類等共聚，在疏水的聚乳酸鏈段中引入親水的聚合物鏈段，可以提高材料的生物相容性，調(diào)節(jié)其降解速率。

聚氨基酸具有多個活性官能團，可以固定生物活性分子，如蛋白質(zhì)、糖類、多肽等，其支鏈可以與小肽、藥物或交聯(lián)劑等連接，促進細胞的粘附和生長。聚氨基酸本身也具有良好的生物相容性和可生物降解性，其降解產(chǎn)物氨基酸對人體無毒害作用。將聚氨基酸鏈段引入聚乳酸，可降低聚乳酸的結(jié)晶度、調(diào)節(jié)降解性能、提高親水性。共聚物側(cè)鏈的反應活性官能團可以吸附蛋白質(zhì)、糖類、多肽等，使整個共聚物大分子鏈獲得特定的氨基酸順序以便細胞識別，從而有效固定生物活性因子，提高聚乳酸與細胞的親和性。

乳酸-氨基酸共聚物一般通過丙交酯與氨基酸環(huán)狀衍生物的開環(huán)共聚來制備，其中乳酸/賴氨酸體系的共聚研究最多。Barrera等則先合成出含有乳酸結(jié)構單元和氨基被保護的賴氨酸單元的環(huán)狀二聚體，再與丙交酯一起陽離子開環(huán)共聚合得到含賴氨酸單元2.6％的乳酸-賴氨酸共聚物。該共聚物的氨基可偶聯(lián)短肽，賦予它更好的生物活性，能有效提高其對細胞的黏附力(J.Am.Chem.Soc.，2004，115(23)：11010-11011)。Jin等先合成了氨基被保護的絲氨酸單元的環(huán)狀二聚體，然后與丙交酯反應，合成了含絲氨酸2％的乳酸與絲氨酸的共聚物(Polymer，1998，39(21)：5155-5162)。Elisseeff和Kimura等通過設計新環(huán)而制備出乳酸與甘氨酸、賴氨酸的交替共聚物，這些材料是細胞培養(yǎng)及組織工程的良好載體。共聚物中氨基酸含量對其性能有顯著影響，其玻璃化溫度、熔點、結(jié)晶度均低于聚L-乳酸(PLLA)，而其降解速度略快于PLLA。共聚物中氨基酸含量越高，降解速度越快。通過改變共聚物中氨基酸含量可實現(xiàn)聚乳酸類材料的降解速度的可調(diào)控性(Elisseeff，Macromolecules，1997，30(7)：2182～2184。Kimura，Macromolecules，2006，21(11)：3338～3340)。中國專利ZL03135454.8公開了一種聚乳酸-氨基酸酯共混物及其制備方法，采用溶液共混法改性聚乳酸，獲得聚乳酸/氨基酸酯的共混物，該共混物材料有很好的生物相容性和界面相容性，可作為組織支架材料。但是氨基酸的制備與聚合成本高，工藝復雜，且共聚物中氨基酸鏈段的含量較低，影響了材料性能的改善。