[發明專利]溫敏性聚（乳酸?纈氨酸）材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610132579.6
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105566620B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 鄧奎林;徐俊連;楊震;趙漫;宋計花;鄭暢;范智慧
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: C08G63/685
• 分類號: C08G63/685;C08G63/78
• 代理公司: 石家莊元匯專利代理事務所(特殊普通合伙)13115
• 代理人: 周大偉

技術領域

本發明屬于智能材料中的溫敏性聚合物領域，涉及到一種具有良好生物相容性和溫敏特性聚合物材料的分子結構設計及其制備方法，具體涉及一種溫敏性聚(乳酸-纈氨酸)材料及其制備方法，本聚合物材料本身是一種單一聚合物，而不是改性方法中兩種或多種聚合物的混合物、接枝物、共混物。

背景技術

作為一種最重要的智能材料，溫敏性聚合物是指對外界環境溫度具有可逆響應特性的材料。聚合物材料的溫敏特性實際上是大分子鏈親水性與疏水性的一種相對平衡，換句話說，在大分子主鏈上含有親水性基團和疏水性基團，兩者與溶劑存在著親水作用和疏水作用；在外界溫度的改變過程中，親水與疏水相互作用發生變化而達到相對平衡時，則聚合物材料對外界表現出溫敏特性。同時，大分子主鏈上親水基團與疏水基團的改變與修飾，則會影響聚合物材料親水性與疏水性的相對大小，進而改變或影響材料對外界溫度的響應。

溫敏性聚合物材料已經廣泛應用于藥物控制釋放、生物分離、酶固定化、免疫分析等生物醫學領域。溫敏性聚合物材料的一個最重要的物理參數就是最低臨界溶解溫度(LCST)或最高臨界溶解溫度(UCST)，即聚合物在水溶液中隨溫度改變而可逆地發生明顯相變時的溫度。在生物醫學領域中，溫敏性聚合物材料的實際應用必然涉及到兩個最基本的問題：第 一，臨界溶解溫度(LCST或UCST)的調控，即控制材料的響應溫度，如賦予材料在生理體溫范圍內具有溫敏特性；第二，溫敏性聚合物材料的生物可降解性與生物相容性，即保證材料在實際應用中具有優異的生物可降解性與生物相容性，對組織無排異性或毒性。

由于溫敏聚合物材料的實際應用多與生物醫學領域密切相關，其良好的生物相容性與生物降解性無疑是溫敏聚合物材料的必然要求，也是對人體安全的重要保證。只有溫敏性聚合物材料具備了良好的生物相容性與生物降解性，材料對人體本身才會更安全、更可靠，這樣的溫敏聚合物材料才具有真正的實際應用價值和開發前景。但遺憾的是，常用的溫敏性聚合物多以碳鏈型為主，碳碳鍵的主鏈結構(-C-C-)往往使得材料不具備良好的生物相容性與生物降解性，限制了這類材料在生物醫學領域更廣泛的實際應用。例如，最常用的研究最廣泛的碳鏈型溫敏性聚合物材料之一則是聚(N-異丙基丙烯酰胺)，而這種聚合物材料已對身體已表現出了排異性。例如，由聚(N-異丙基丙烯酰胺)制備的藥物膠囊對眼睛存在著刺激作用。另外，其他N-取代(甲基)丙烯酰胺類溫敏性聚合物在降解/水解過程中還會產生對身體有害的小分子胺類化合物，導致其在醫學領域中的應用受到極大制約。另一類重要的溫敏性聚合物材料是雜鏈型的，這類聚合物材料大分子主鏈上通常含有氧、硫、氮、磷等雜原子，并以酯、醚、酰胺等特征基團出現。雜鏈型溫敏聚合物材料通常具有良好的生物相容性與生物降解性，但是其種類很少，同樣極大地限制了材料的實際應用。

在生物醫學領域中，同時賦予聚合物材料優異的生物降解性、生物相容性以及溫敏特性是智能材料研究中重要的方向之一。為了將溫敏性聚合 物材料賦予良好的生物相容性與生物降解性，人們通常將具有生物降解性和生物相容性的天然聚合物如殼聚糖、明膠、淀粉、纖維素等和具有溫敏特性的碳鏈型聚合物進行必要的改性。改性的方法包括了共混、嵌段和接枝等技術手段，所獲得的材料實際上是多種聚合物的混合物、嵌段物、接枝物、共混物等。國內學者陳莉、卓仁禧等在此方面做了大量研究工作。卓仁禧選擇魔芋葡甘聚糖和聚(N-異丙基丙烯酰胺)為兩種組份，采用互穿網絡技術合成了具有生物酶可降解特性的溫敏性凝膠；陳莉則將葡聚糖與N-異丙基丙烯酰胺直接進行接枝聚合，發現凝膠對蛋白質溶液具有較好的濃縮分離能力。通過上述改性方法，在一定程度上可以改善或者提高溫敏聚合物材料的生物相容性，但卻帶來兩個難以解決的重要技術問題：第一，由于常見碳鏈型溫敏聚合物的存在，改性后材料本身仍然不具備最佳的生物相容性，也不可能完全生物降解；第二，因為非溫敏性天然聚合物的引入，改性后材料的溫敏特性亦會隨天然聚合物含量的增加而降低，甚至徹底消失。因此，通過常見碳鏈型溫敏聚合物與天然聚合物的改性方法，無法同時兼顧良好的生物相容性，生物降解性以及溫敏特性。換句話說，改性后的聚合物材料并不能同時具備優異的生物相容性、生物降解性、溫敏特性，即無法使得這三種性能均達到最佳。所以，設計、制備一種既具有良好的溫敏特性，又具備優異的生物相容性、生物降解性的雜鏈型聚合物材料，無疑是溫敏聚合物材料開發領域亟待解決的重要技術難題，具有重要的研究意義。

發明內容