可控降解与释药高分子材料:聚碳酸酯酸酐的设计、合成及其性能研究

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药物控制释放体系具有毒副作用低、疗效高等忧点,有的已得到了临床应用,颇受人们关注。随着研究的不断深入,能够按照预期方式释药的体系越来越成为这个领域的热点。 调节聚合物基质的性质(包括电荷复合、溶胀和降解等),是实现药物按预期方式(脉冲、缓释或靶向)释放的主要途径。分子设计可提供对聚合物进行改性的依据。因此,本论文从降解机制和分子设计的角度,在已有用于药物控制释放体系的可生物降解聚合物研究的基础上,提出研制新型可控降解释药材料的思路:即将脂肪族聚碳酸酯良好的加工性能与聚酸酐的降解可调性能相结合,调节聚合物中分子链的序列结构,以实现对聚合物基质降解性能和药物控制释放体系的释药行为进行调控。据此,首次合成了聚碳酸酯酸酐,并对其结构与降解性能、释药行为的关系进行了一系列研究。 首先,采用简便有效的途径,第一次合成了齐聚碳酸烷基酯二酸及其相应的均聚物:由酯交换法制备出分子链两端均为羟基的齐聚碳酸烷基酯二醇OACD,用元素分析法、红外光谱和核磁氢谱对OACD的结构进行了表征,用DSC测定了OACD的热性能,并用粘度法和VPO法测定了OACD的分子量。再将OACD与琥珀酸酐进行反应,转化为相应的齐聚碳酸烷基酯二酸;同样地,用红外光谱和核磁氢谱验证它的结构。齐聚碳酸烷基酯二酸与醋酸酐反应得到混配预聚物,在180℃h下抽真空熔融缩聚,得到均聚物聚碳酸烷基酯酸酐PACA。红外光谱和核磁氢谱证实了PACA既含有碳酸酯基又含有酸酐键。PACA在0.1M PBS(pH7.4)中的体外降解结果表明:1,PACA的降解速率明显高于聚三亚甲基碳酸酯PTMC:PTMC水解30周以后,数均分子量仅减少7%;而PACA水解15大,数均分子量下降了36-58%。2,PACA的降解速率与分子链中可断裂键多寡有关:采用数均分子量Mn分别为2105和1026的齐聚碳酸四亚甲基酯二醇OTMCD作为起始物,制得聚碳酸四亚甲基酯酸酐PTMCSA2000和PTMCSA1000,前者所含酸酐键略多于后者;水解15大,PTMCSA2000和PTMCSA1000的分子量变化(Mn0-Mn)/Mn0分别为57.8和44.7%。3,聚合物的疏水性能对PACA的降解速率也有影响,改变齐聚碳酸烷基酯二醇OACD的亚甲基数目,可调节影响聚合物降解速率:由齐聚碳酸四亚甲基酯二醇OTMCD和齐聚碳酸六亚甲基酯二醇OHMCD制得聚碳酸四亚甲基酯酸酐PTMCSA2000和聚碳酸六亚甲基酯酸酐PHMCSA1200,水解15天,其(Mn0-Mn)/Mn0分别为57.8和48.7%;PTMCSA2000和PHMCSA1200所含亚甲基数目分别为241和364,后者的疏水性较大,降解速率也就较低。4,聚碳酸酯酸酐中酸酐键不多,降解产物不溶于水、难于移去;样品降解一百余天,没有重量损失,只观察到聚合物的分子量下降。 于是,有必要在聚合物主链上引入更多的水敏弱键,使其降解速率进一步提高。因此,我浙江大学鹰士学位论文 可控降解与释药高分子材料:聚碳酸酯酸p的设计、合成及其性能研究们将齐聚碳酸烷基酯H酸与癸H酸SA的混酥预聚物熔融共聚,得到了一种新型的高分于材料一共聚碳酸烷基酯酸团PACSA,其结构为红外光谱和核磁氢谱所证实;DSC分析结果说明PACSA为半结晶聚合物,其玻璃化转变温度低于-30C,熔融温度低于PSA且随着碳酸烷基酯含量的增多而降低,加工性能得以改善;PACSA的分子量则用GPC(或称SEC)法加以测定。体内外降解实验结果表明,由于引入了更多的酸酥键,PACSA的降解速率大大提高,且具有典型的表面降解特性:1.PACSA在0.IM PBS(pH.4)中降解一天,失重百分率即达615%;而且降解一周前后的降解速率不同,第一周的降解速率较大。2.共聚物的降解速率可通过组成的调节而加以调控;降解一周后,共聚酸研中SA含量分别为32、58和80mol%的PTCSA,其夫重百分率分别为 ZI.9、48.7和 73.6%。3.接触角测试结果表明,PHCSA的疏水性高子PTCSA;降解一周,共聚酸酌中 SA含量分别为 80和 85mol%的 PTCSA和 PHCSA,其失重百分率分别为73.6和69.4%,这说明共聚物的降解速率还与疏水性有关。4.共聚物的体外降解为酶所催化,SA含量为 58和 32mol%的 lqCSA,在加与不加 1%脂肪酶的 0刁M PBS(PH7.4)中降解三周,其失重百分率分别为66.3和52.l%以及40.1和刀.l%,说明它是一种可生物降解的材料。5.PA*SA样品在体内外降解过程中,其尺寸不断减小,但仍保持其圆柱体形状:样品表层疏松、内核致密。6.共聚物的体内外降解具有表面降解的特征,PTCSA样品体外降解两周后,表里层的分子量存在着明显的差异,共聚酸酚中 SA含量分别为 32、58和 80mol%的PTCSA,内层的重均分子量与其初始值(Mw/MWO)之比分别为95、98和98%,而外层的MU/*N则分别为3o、39和47%。7.趴*趴与肌红蛋白、8*A、考马斯亮蓝、5-FU和阿斯匹林等模型药物制成的均混体系,在0.IM PBS(pH7.4)中的体外释放曲线也在一周前后分为两段,初期的释放速率明显高于后期;SA含量分别为58m。l%的MCSA-肌红蛋白体系,在一周前后的释放速率分别?
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