專利名稱：含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含有聚氨基酸衍生物的生物醫(yī)用復合材料，特別涉及一種兼具可降解 性能和良好生物相容性的聚谷氨酸芐酯復合材料及其制備方法。
背景技術：
聚氨基酸是一類具有低毒、生物相容性好、容易被機體吸收、代謝等優(yōu)點的生物降解 高分子，因此在醫(yī)學領域如藥物控釋、組織工程等方面得到廣泛的應用。與其它的氨基酸 相比，聚谷氨酸節(jié)酯具有易加工、易功能化和低免疫原性等特點，成為近年來研究較多的 一種聚氨基酸。但由于其親水性差、降解速度慢等缺點，限制了其應用，因此研究其新型 改性生物醫(yī)用復合材料有著具有較大的臨床應用價值。
較高分子量的聚谷氨酸芐酯的制備一般采用L-谷氨酸芐酯-酸酐(Bz-L-Glu-NCA)的 開環(huán)聚合法來制備。酸酐的開環(huán)聚合一般可采用伯胺，垸氧基陰離子以及叔胺做引發(fā)劑制 備其對應的聚氨基酸，這些產(chǎn)物不含有功能基團，不能為下一步的應用提供可以利用的功 能性基團。為在聚谷氨酸芐酯中引入新的功能基團一一烯丙基，以簡化聚谷氨酸芐酯的改 性路線和提高產(chǎn)物的相對產(chǎn)率，因此本研究在NCA法合成的基礎上，采用二烯丙基胺為引 發(fā)劑，制備出含有功能基團__烯丙基的聚谷氨酸芐酯，即端烯丙基聚谷氨酸節(jié)酯 (A-PBLG)。
聚乙二醇(PEG)具有無毒、無免疫原性、血液相容性好的特點，在體內(nèi)可溶于組織液， 能被機體迅速排出體外而不產(chǎn)生任何毒副作用，因而被廣泛應用在藥學和生物醫(yī)用材料中。 當PEG和其它材料復合時，它的許多優(yōu)良性質(zhì)也會隨之轉移到復合材料中，賦予材料新的 特性和功能，如親水性、柔性和抗凝血性等。聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(DMA-PEG)是端基 為甲基丙烯酸酯基的聚乙二醇，是一種可交聯(lián)的低聚體，可以通過熱聚合或光聚合的方法 來交聯(lián)。
磷酰膽堿是組成細胞膜的基本單元，在外層細胞膜中占重要的地位，它直接影響生物 體細胞如何與外界發(fā)生作用。磷酰膽堿基因包含季銨鹽和磷(酰)酸根而同時帶有正負兩 種電荷，因而具有很強的結合水的能力。這種性質(zhì)使富含磷酰膽堿基團的材料表面不易吸附及沉積蛋白質(zhì)、脂質(zhì)體等生物體成分，表現(xiàn)出良好的生物相容性，在生物醫(yī)學方面具有 廣闊的應用前景。因此將聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(DMA-PEG)或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸 膽堿(MPC)引入A-PBLG，來改善聚谷氨酸芐酯的降解速度和親水性并提高A-PBLG的細 胞相容性和血液相容性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種兼具可降解性能和良好生物相容性 的聚谷氨酸芐酯復合材料。 ， 本發(fā)明另一目的在于提供上述聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料的制備方法。
本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)
含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料的制備方法，包括如下步驟和工藝條件
(1) y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐的合成
a. 將L-谷氨酸、苯甲醇和氫溴酸溶液混合，加熱至60 80 °C;待反應液變澄清后， 降至室溫，然后將混合液倒入體積比為1 : 5 8的吡啶和乙醇混合液中，得到白色沉淀， 沉淀在2 4'C放置過夜；過濾，分別用乙醇、乙醚洗滌得粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用乙醇重結晶， 干燥得白色結晶產(chǎn)物，即L-谷氨酸-Y-芐酯；所述L-谷氨酸、苯甲醇和氫溴酸的重量比為 1: 4 6: 2 5;所述氫溴酸水溶液的重量百分比濃度為30 45% ;
b. 將L-谷氨酸芐酯溶于四氫呋喃，溫度升至40 55'C，然后加入二(三氯甲基)碳酸酯；
所述L -谷氨酸芐酯與二(三氯甲基)碳酸酯的重量比為1: 0.8 1.5:所述L-谷氨酸節(jié)酯與 四氫呋喃的重量比為l: 5 15;待反應混合液變澄清后停止加熱，充氮氣；然后將反應液 濃縮，倒入過量的無水石油醚中，得絮狀晶體，過濾沉淀，用石油醚洗滌、干燥得粗產(chǎn)物； 將粗產(chǎn)物用四氫呋喃和環(huán)己烷重結晶得到白色針狀晶體，得Y -芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐；
(2) 端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的合成將氮氣充入密封反應容器，加入干燥的Y-節(jié)基-L-谷氨酸-N-羧酸酐，抽真空，充氮氣，然后加入二氯甲烷，所述Y-節(jié)基-L-谷氨酸-N-羧酸酐 與二氯甲烷的重量比為1: 3 8; Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐溶解后，加入二烯丙基胺作 為引發(fā)劑，所述Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐與二烯丙基胺的摩爾比為10~400:1;密封條件
下室溫反應48~96小時；將反應液在攪拌下倒入過量的無水乙醚中得到白色沉淀；過濾沉 淀，用乙醚洗滌、干燥得白色纖維狀疏松固體，即端烯丙基-聚谷氨酸芐酯；
(3) 含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料的制備在端烯丙基-聚谷氨酸節(jié)酯中加入
聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿的溶液，所述的端烯丙基-聚谷氨 酸芐酯與聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿的重量比為1:0.5~50%;再加入2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮作為引發(fā)劑，所述端烯丙基-聚谷氨 酸芐酯與2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮的重量比為1: 0.1% 2%;加入三氯甲烷將端 烯丙基-聚谷氨酸芐酯的重量百分比濃度控制在10 30%;在200nm 400nm紫外燈下進行 光引發(fā)聚合，得聚谷氨酸芐酯復合材料粗產(chǎn)物；除去未反應的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿，得含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料。該含聚谷氨酸 芐酯的生物可降解復合材料為聚谷氨酸芐酯與聚乙二醇的復合材料(PBLG-PEG)或聚谷氨 酸芐酯與磷酰膽堿的共聚物(PBLG-co-PMPC)。
所述的端烯丙基-聚谷氨酸芐酯數(shù)均分子量優(yōu)選為2， 000~30， 000。 所述步驟(2)中的Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐與二烯丙基胺的摩爾比優(yōu)選為50~200:1。 含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料，由上述方法制備。該材料是端烯丙基-聚谷氨 酸芐酯中用紫外光法引入了含有不飽和鍵的生物醫(yī)用材料；所述不飽和鍵的生物醫(yī)用材料 為聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿。
所述的復合材料在100y g/mL的木瓜蛋白酶的磷酸鹽緩沖溶液中降解10天的失重率在 0.5 ±0.1 % ~34.5 ±0.2%之間，吸水率在23.2±3.1 % 453.0±3.9%之間。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點
本發(fā)明y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐的方法中使用二(三氯甲基)碳酸酯代替常規(guī)的光氣
具有安全、毒性小、可操作性強的特點；由于PBLG中不含有功能基團，不能直接用于改 性，本發(fā)明在制備A-PBLG的方法中使用二烯丙基胺為引發(fā)劑，在PBLG中引入了功能基 團一烯丙基，縮短了改性PBLG的技術路線，提高了產(chǎn)物的相對產(chǎn)率；由于紫外光具有 ①不需要加熱，這對于生物醫(yī)用材料、光學、電子零件來說十分有用；②固化快，可在幾 秒內(nèi)固化，可以應用于要求立刻固化的場合；③節(jié)省能量，紫外光源的效率要高于烘箱； ④固化過程可以自動化操作，提高生產(chǎn)中的自動化程度，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益等 優(yōu)點，因此本發(fā)明來用紫外光法，將DMA-PEG或MPC引入PBLG體系，本方法具有簡 單而實用，并且具有可原位生成的特點。與聚谷氨酸芐酯相比，該復合材料具有可控的降 解速度和良好的親水性，并且具有更好的細胞相容性和抗凝血性能，拓寬了 PBLG在生物 醫(yī)用材料領域的應用。


圖1是實施例1制備的端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的拉曼光譜圖。
圖2是實施例1制備的端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的核磁共振波譜圖。
圖3是實施例1制備的端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的13C核磁共振波譜圖。圖4是實施例1制備的端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的分子量分布曲線。 圖5是實施例1制備的PBLG-PEG的拉曼譜圖。 圖6是實施例4制備的PBLG-co-PMPC的紅外譜圖。
具體實施例方式
為更好理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明做進一步地說明，但是本發(fā)明要求保護 的范圍并不局限于實施例表示的范圍。 實施例1
a. 將10克L -谷氨酸、40mL苯甲醇和14.5mL氫溴酸溶液(其重量百分比濃度為30%) 混合，加熱至6(TC;待反應液變澄清后，降至室溫，將混合液倒入500mL體積比為1 : 5 的吡啶和乙醇混合液中，得到白色沉淀，沉淀在2"放置過夜；過濾，分別用乙醇、乙醚 洗滌得粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用乙醇重結晶，干燥得白色結晶產(chǎn)物，即L-谷氨酸-Y-芐酯；
b. 將5克L-谷氨酸芐酯溶于28mL四氫呋喃，當溫度升至40'C時，加入4克二 (三 氯甲基)碳酸酯；待反應混合液變澄清后停止加熱，充氮氣30分鐘；然后將反應液濃縮至 20mL，倒入lOOmL無水石油醚中，得絮狀晶體，過濾沉淀，用石油醚洗滌、干燥得粗產(chǎn) 物；將粗產(chǎn)物用四氫呋喃和環(huán)己烷重結晶得到白色針狀晶體，得Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸 酐；
(2) 端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的合成將反應容器密封，使之成為密閉系統(tǒng)；充入氮氣 IO分鐘，加入充分干燥的5克Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐，密封，抽真空IO分鐘，充氮 氣10分鐘，然后加入11.5mL二氯甲垸；待Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐全部溶解后，加入 9毫克二烯丙基胺，室溫反應48小時；然后將反應液在攪拌下倒入過量的無水乙醚中得到 白色沉淀；過濾沉淀，用乙醚洗滌、干燥得白色纖維狀疏松固體，即端烯丙基-聚谷氨酸節(jié) 酯；
(3) PBLG-PEG的制備在5克端烯丙基-聚谷氨酸芐酯中加入1.25克DMA-PEG，再 加入5毫克2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮或lmL的5毫克/mL2-羥基-4-(2-羥乙氧 基)-2-甲基苯丙酮三氯甲烷溶液，然后采用三氯甲烷將端烯丙基-聚谷氨酸'芐酯的濃度稀釋 到10%，在200 nm紫外燈下進行光引發(fā)聚合，得PBLG-PEG粗產(chǎn)物。將PBLG-PEG粗產(chǎn) 物在去離子水中浸泡并搖晃，每隔2小時換一次水，連續(xù)一周，除去未反應的DMA-PEG 分子，得到PBLG-PEG。
如圖1所示，圖中1731 cm"和1649cm"處的吸收峰分別為側鏈酯鍵中C=0和酰胺基 團中CK)(酰胺I帶)的伸縮振動吸收峰；1606cm—1和1585 cm—1處的吸收峰為苯環(huán)的四重伸縮振動吸收峰；1028 cm"和1001 cm"處的吸收峰分別為C-H平面彎曲振動和苯環(huán)的 平面彎曲振動的吸收峰。618 cm"處的吸收峰為苯環(huán)的平面伸縮振動吸收峰。將該譜圖與 Koenig制備的PBLG拉曼譜圖相比，在12卯cm—'處出現(xiàn)了新的吸收峰，此為烯丙基中=C-H 平面彎曲振動吸收峰，因而證明了產(chǎn)物分子中烯丙基的存在，即產(chǎn)品為A-PBLG。
如圖2所示，圖中8.35 ppm處存在的信號峰，歸屬于主鏈中酰胺基團中的質(zhì)子(a)信號， 此信號的存在證實了酰胺鍵的形成。在7.24 ppm處的信號峰為苯環(huán)上質(zhì)子(b,c,d)的信號峰； 5.09 ppm處的信號峰為與苯環(huán)毗鄰的亞甲基上質(zhì)子(e)的信號峰。在化學位移3.96 ppm和 2.58~1.72ppm的信號分別為主鏈上次甲基上的質(zhì)子(f)以及側鏈中亞甲基上的質(zhì)子(g,h)信號 峰。由于端基中二CH-上的質(zhì)子信號(j)出現(xiàn)在4.41ppm左右，處于質(zhì)子(e)信號和質(zhì)子(f)信 號中間，并且信號較弱，被質(zhì)子(e)和質(zhì)子(f)的信號所淹沒，沒有觀察到；端基中-CHr上的 質(zhì)子(k)信號由于出現(xiàn)的2ppm左右，被側鏈中亞甲基上質(zhì)子(g， h)的信號峰所覆蓋，也沒 有觀察到；但在5.72 ppm處觀察到了端烯丙基中亞甲基中的質(zhì)子(i)的信號峰，烯丙基中亞 甲基中的質(zhì)子(i)信號的出現(xiàn)，進一步證實了產(chǎn)物A-PBLG中烯丙基的存在。
如圖3所示，圖中128.4 ppm處的信號峰，該信號歸屬于苯環(huán)上碳原子(b)和(c)的信號； 135.9 ppm禾B 126.8 ppm處的信號峰為苯環(huán)上碳原子(a)和(d)的信號峰；175.4 ppm禾n 171.1 ppm處的信號峰分別為酯基和酰胺基團上碳原子(e)和(f)的信號峰；66.4 ppm處的信號為與 苯環(huán)毗鄰的亞甲基中碳原子(g)的信號；57.1 ppm處的信號為主鏈上次甲基中碳原子(h)的信 號，30.8 ppm和25.6 ppm處的信號分別為側鏈中碳原子(i)和(j)的信號。132.4 ppm, 117.7 ppm 和48.4 ppm處的信號分別為烯丙基上碳原子(l)、 (k)禾B(m)的信號。13C-NMR結果進一步證 實了 A-PBLG的結構。
如圖4所示，本實施制備的端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的數(shù)均分子質(zhì)量為24,465，分子量 分布為1.30。
如圖5所示，圖中曲線(a)和曲線(b)分別表示PBLG-PEG照射前后的拉曼光譜圖。在圖 5(a)中可以看出，在紫外光照射前，1290 cm-1處存在明顯的吸收峰，該吸收峰歸屬于烯丙 基中K:-H的平面彎曲振動吸收峰；在圖5(b)中，該吸收峰強度明顯減小。這說明聚谷氨 酸芐酯的端基-烯丙基與DMA-PEG中的端基-丙烯酸酯基發(fā)生了交聯(lián)反應得到PBLG-PEG 交聯(lián)物。
按照本實施例制備的PBLG-PEG的吸水率為27.7±1.5%，接觸角為75.3±0.2° ，在100 Ug/mL的木瓜蛋白酶的磷酸鹽緩沖溶液中降解10天的失重率為5.9±0.4%。而端烯丙基-聚谷氨酸芐酯為疏水性聚合物，幾乎無吸水現(xiàn)象，并且在降解的時間內(nèi)沒有觀察到失重。PBLG-PEG吸水率增加和降解速率加快是因為(1)親水性基團PEG的引入；(2)在 PBLG-PEG中PEG的添加，導致A-PBLG的鏈規(guī)整性受到破壞，使A-PBLG的結晶性降低。 與A-PBLG膜相比，PBLG-PEG膜上的細胞粘附性能、細胞增殖速度均高于A-PBLG膜的 細胞粘附性能、細胞增殖速度，表明在PBLG-PEG中PEG的引入，適度地提高了材料的親 水性，從而使PBLG-PEG的細胞相容性得到提高。另外，溶血實驗證明A-PBLG的溶血率 為1.67%， PBLG-PEG的溶血率為1.0%,說明PBLG-PEG具有更好的抗凝血性能。 實施例2
(1) Y-節(jié)基-L-谷氨酸-N-羧酸酐的合成
a. 將10克L -谷氨酸、60mL苯甲醇和36mL氫溴酸溶液(其百分比濃度為45%)混合， 加熱至8(TC;待反應液變澄清后，降至室溫，將混合液倒入500mL體積比為1 : 8的吡啶 和乙醇混合液中，得到白色沉淀，沉淀在4T:放置過夜；過濾，分別用乙醇、乙醚洗滌得 粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用乙醇重結晶，干燥得白色結晶產(chǎn)物，即L-谷氨酸-Y-芐酯；
b. 將5克L -谷氨酸芐酯溶于7511^四氫呋喃，當溫度升至55X:時，加入7.5克二(三 氯甲基)碳酸酯，待反應混合液變澄清后停止加熱，充氮氣45分鐘；然后將反應液濃縮至 20mL，倒入120mL的無水石油醚中，得絮狀晶體，過濾，用石油醚洗滌、干燥得粗產(chǎn)物； 將粗產(chǎn)物用四氫呋喃和環(huán)己烷重結晶得到白色針狀晶體，得Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐；
(2) 端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的合成將反應容器密封，使之成為密閉系統(tǒng)；充入氮氣 IO分鐘，加入充分干燥的5克Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐，密封，抽真空5分鐘，充氮氣 IO分鐘，然后加入30mL 二氯甲烷；待Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐全部溶解后，加入4.5 毫克二烯丙基胺引發(fā)劑，室溫反應96小時；然后將反應液在攪拌下倒入過量的無水乙醚中 得到白色沉淀；過濾沉淀，用乙醚洗滌、干燥得白色纖維狀疏松固體，即端烯丙基-聚谷氨 酸芐酯；
(3) PBLG-PEG的制備在5克端烯丙基-聚谷氨酸芐酯中加入2.5克DMA-PEG或其溶 液，再加入O.l克2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮引發(fā)劑，然后采用三氯甲烷將端烯丙 基-聚谷氨酸芐酯的濃度稀釋到30%，在400nm紫外燈下進行光引發(fā)聚合，得PBLG-PEG 粗產(chǎn)物。將PBLG-PEG在去離子水中浸泡并搖晃，每隔4小時換一次水，連續(xù)一周，除去 未反應的DMA-PEG分子，然后得到PBLG-PEG。
實施例3
(1) Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐的合成
a.將10克L -谷氨酸、50mL苯甲醇和29mL氫溴酸溶液(其重量百分比濃度為38%)混合，加熱至70。C;待反應液變澄清后，降至室溫，將混合液倒入400mL體積比為1 : 6 的吡啶和乙醇混合液中，得到白色沉淀，沉淀在3'C放置過夜；過濾，分別用乙醇、乙醚 洗滌得粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用乙醇重結晶，干燥得白色結晶產(chǎn)物，即L-谷氨酸-Y-芐酯；
b.將5克L-谷氨酸芐酯溶于56mL四氫呋喃，當溫度升至50。C時，加入6克二(三氯 甲基)碳酸酯；待反應混合液變澄清后停止加熱，充氮氣60分鐘；然后將反應液濃縮至20mL， 倒入150mL無水石油醚中，得絮狀晶體，過濾，用石油醚洗滌、干燥得粗產(chǎn)物；將粗產(chǎn)物 用四氫呋喃和環(huán)己烷重結晶得到白色針狀晶體，得Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐；
(2) 端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的合成將反應容器密封，使之成為密閉系統(tǒng)；充入氮氣 IO分鐘，加入5克充分干燥的Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐，密封，抽真空5分鐘，充氮氣 5分鐘，然后加入22.5mL二氯甲烷；待Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐全部溶解后，加入0.18 克二烯丙基胺，室溫反應72小時；然后將反應液在攪拌下倒入過量的無水乙醚中得到白色 沉淀；過濾沉淀，用乙醚洗滌、干燥得白色纖維狀疏松固體，即端烯丙基-聚谷氨酸芐酯；
(3) PBLG-co-PMPC復合材料的制備在5克端烯丙基-聚谷氨酸芐酯中加入0.25克 MPC，再加入0.05克2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮引發(fā)劑，然后采用三氯甲垸將端 烯丙基-聚谷氨酸芐酯的濃度稀釋在20%，在365nm紫外燈下進行光引發(fā)聚合，得 PBLG-co-PMPC粗產(chǎn)物。將PBLG-co-PMPC粗產(chǎn)物在去離子水中浸泡并搖晃，每隔3小時 換一次水，連續(xù)一周，除去未反應的MPC分子，然后得到PBLG-co-PMPC產(chǎn)物。
實施例4
(1) Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐的合成
a. 將10克L-谷氨酸、50mL苯甲醇和40mL氫溴酸溶液(其重量百分比濃度為30%) 混合，加熱至6(TC;待反應液變澄清后，降至室溫，將混合液倒入500mL體積比為1 :7 的吡啶和乙醇混合液中，得到白色沉淀，沉淀在2'C放置過夜；過濾，分別用乙醇、乙醚 洗滌得粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用乙醇重結晶，干燥得白色結晶產(chǎn)物，即L-谷氨酸-Y-芐酯；
b. 將5克L-谷氨酸芐酯溶于28mL四氫呋喃，當溫度升至55。C時，加入5克二(三氯 甲基)碳酸酯；待反應混合液變澄清后停止加熱，充氮氣60分鐘，然后將反應液濃縮至20mL， 倒入150mL無水石油醚中，得絮狀晶體，過濾沉淀，用石油醚洗滌、干燥得粗產(chǎn)物；將粗 產(chǎn)物用四氫呋喃和環(huán)己烷重結晶得到白色針狀晶體，得Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐；
(2) 端烯丙基-聚谷氨酸節(jié)酯的合成將反應容器密封，使之成為密閉系統(tǒng)；充入氮氣 IO分鐘，加入5克充分干燥的Y-節(jié)基-L-谷氨酸-N-羧酸酐，密封，抽真空5分鐘，充氮氣 10分鐘，然后加入15mL 二氯甲垸；待Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐全部溶解后，加入45毫克二烯丙基胺，室溫反應48小時；然后將反應液在攪拌下倒入過量的無水乙醚中得到白 色沉淀；過濾沉淀，用乙醚洗滌、干燥得白色纖維狀疏松固體，即端烯丙基-聚谷氨酸芐酯；
(3) PBLG-co-PMPC的制備在5克端烯丙基-聚谷氨酸芐酯中加入0.5克MPC，再加 入0.05克2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，然后采用三氯甲烷將端烯丙基-聚谷氨酸芐 酯的濃度稀釋到在25%，在300nm紫外燈下進行光引發(fā)聚合，得PBLG-co-PMPC粗產(chǎn)物。 將PBLG-co-PMPC粗產(chǎn)物在去離子水中浸泡并搖晃，每隔4小時換一次水，連續(xù)一周，除 去未反應的MPC分子，得到PBLG-co-PMPC產(chǎn)物。
如圖6所示，(a)為端烯丙基-聚谷氨酸芐酯FTIR曲線；(b)為端烯丙基-聚谷氨酸芐酯 和磷酸膽堿的共聚物紅外譜圖曲線。對比曲線(a)與曲線(b)可以發(fā)現(xiàn)，在PBLG-co-PMPC (b) 的紅外光譜中，在2917cm"和2849 cm—1波數(shù)處出現(xiàn)兩個新峰，分別為MPC中的C-CH3 和N-CH3的伸縮振動吸收峰，結果表明A-PBLG和MPC經(jīng)過紫外光照射，成功地得到 PBLG-co-PMPC。
按照本實施例制備的PBLG-co-PMPC的吸水率為27.4±3.1%,在lOOu g/mL的木瓜蛋 白酶的磷酸鹽緩沖溶液中降解10天的失重率為2.1±0.1%。而端烯丙基-聚谷氨酸節(jié)酯為疏 水性聚合物，幾乎無吸水現(xiàn)象，并且在降解的時間內(nèi)沒有觀察到失重。PBLG-eo-PMPC吸 水率增加和降解速率加快是因為(l)MPC的頭部因包含季銨鹽和磷(酰)酸根而同時帶有 正負兩種電荷，因而具有較強的結合水的能力(2)在PBLG-co-PMPC中MPC的引入，破壞 了 A-PBLG的結晶結構，使得水分子容易進入。細胞實驗研究表明細胞在PBLG-co-PMPC 材料上的粘附情況、增殖情況良好。另外，溶血實驗證明A-PBLG的溶血率為1.67%， PBLG-co-PMPC的溶血率為0.75%， PBLG-co-PMPC的溶血率小于A-PBLG的溶血率，并 且小于生物醫(yī)用材料5%的標準，說明PBLG-co-PMPC具有更好的抗凝血性能。這是因為 具有兩性離子結構的MPC不僅與蛋白質(zhì)等生物大分子及其組裝體的表面離子(陽離子/陰 離子)結構作用力小，而且在熱力學上又不會進入它們多級結構的內(nèi)部，從而有利于它們 正常構象的維持。
權利要求
1. 含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟和工藝條件(1)γ-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐的合成a.將L-谷氨酸、苯甲醇和氫溴酸溶液混合，加熱至60～80℃；待反應液變澄清后，降至室溫，然后將混合液倒入體積比為1∶5～8的吡啶和乙醇混合液中，得到白色沉淀，沉淀在2～4℃放置過夜；過濾，分別用乙醇、乙醚洗滌得粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用乙醇重結晶，干燥得白色結晶產(chǎn)物，即L-谷氨酸-γ-芐酯；所述L-谷氨酸、苯甲醇和氫溴酸的重量比為1∶4～6∶2～5；所述氫溴酸水溶液的重量百分比濃度為30～45％；b.將L-谷氨酸芐酯溶于四氫呋喃，溫度升至40～55℃，然后加入二(三氯甲基)碳酸酯；所述L-谷氨酸芐酯與二(三氯甲基)碳酸酯的重量比為1∶0.8～1.5所述L-谷氨酸芐酯與四氫呋喃的重量比為1∶5～15；待反應混合液變澄清后停止加熱，充氮氣；然后將反應液濃縮，倒入過量的無水石油醚中，得絮狀晶體，過濾沉淀，用石油醚洗滌、干燥得粗產(chǎn)物；將粗產(chǎn)物用四氫呋喃和環(huán)己烷重結晶得到白色針狀晶體，得γ-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐；(2)端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的合成將氮氣充入密封反應容器，加入干燥的γ-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐，抽真空，充氮氣，然后加入二氯甲烷，所述γ-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐與二氯甲烷的重量比為1∶3～8；γ-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐溶解后，加入二烯丙基胺作為引發(fā)劑，所述γ-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐與二烯丙基胺的摩爾比為10～400∶1；密封條件下室溫反應48～96小時；將反應液在攪拌下倒入過量的無水乙醚中得到白色沉淀；過濾沉淀，用乙醚洗滌、干燥得白色纖維狀疏松固體，即端烯丙基-聚谷氨酸芐酯；(3)含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料的制備在端烯丙基-聚谷氨酸芐酯中加入聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿的溶液，所述的端烯丙基-聚谷氨酸芐酯與聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿的重量比為1∶0.5～50％；再加入2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮作為引發(fā)劑，所述端烯丙基-聚谷氨酸芐酯與2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮的重量比為1∶0.1％～2％；加入三氯甲烷將端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的重量百分比濃度控制在10～30％；在200nm～400nm紫外燈下進行光引發(fā)聚合，得聚谷氨酸芐酯復合材料粗產(chǎn)物；除去未反應的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿，得含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料。
2、 根據(jù)權利要求1所述的含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料的制備方法，其特征在于，所述的端烯丙基-聚谷氨酸芐酯數(shù)均分子量為2,000-30,000。
3、 根據(jù)權利要求1所述的含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料的制備方法，其特征 在于，所述步驟(2)中的Y-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐與二烯丙基胺的摩爾比為20 200:l。
4、 含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料，由權利要求1所述的方法制備。
5、 根據(jù)權利要求4所述的含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料，其特征在于端烯 丙基-聚谷氨酸芐酯中用紫外光法引入了含有不飽和鍵的生物醫(yī)用材料；所述不飽和鍵的生 物醫(yī)用材料為聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿。
6、 根據(jù)權利要求4或者5所述的含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料，其特征在于， 所述的復合材料在lOOu g/mL的木瓜蛋白酶的磷酸鹽緩沖溶液中降解10天的失重率在0.5 ±0.1%~34.5±0.2%之間，吸水率在23.2±3.1% 453.0±3.9%之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料及其制備方法。該方法包括γ-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐的合成、端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的合成和復合材料的制備三部分。端烯丙基-聚谷氨酸芐酯的合成是以γ-芐基-L-谷氨酸-N-羧酸酐為單體，采用二烯丙基胺為引發(fā)劑在二氯甲烷溶劑中反應制備出端烯丙基-聚谷氨酸芐酯；采用紫外光交聯(lián)法把具有良好親水性、生物相容性、血液相容性的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿引入聚谷氨酸芐酯，制備出含聚谷氨酸芐酯的生物可降解復合材料。該復合材料可用于臨床醫(yī)學的組織修復，其制備工藝簡單，設備簡易，具有良好的應用前景和科學意義。
文檔編號C08F283/00GK101280047SQ20081002789
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權日2008年5月6日
發(fā)明者力 任, 周秀苗, 汪凌云, 王迎軍 申請人:華南理工大學