聚(碳酸酯-co-磷酸酯)的酶促合成及性能.pdfVIP

( B 辑) 第32 卷 第6 期 SCIENCE IN CHINA ( Series B ) 2002 年 12 月 * 聚(碳酸酯-co-磷酸酯) 的酶促合成及性能 ** 冯 俊 卓仁禧 贺 枫 (武汉大学化学系生物医用高分子实验室, 武汉 430072) 摘要 以猪胰脂肪酶或假丝酵母皱褶酶为催化剂, 100 下通过本体聚合成功地合成 了三亚甲基碳酸酯(TMC)和 2- 乙氧基-2- 氧-1,3-二氧磷杂环戊烷(EEP) 的无规共聚物 (poly(TMC-co-EEP)). 研究了酶浓度, 聚合反应时间以及共聚单体投料比等因素对共聚 物分子量和产率的影响. 随着酶(PPL 或 CL)浓度的增加, 共聚物分子量降低. 同时, 随 着 EEP 投料比的增加, 共聚物的分子量也降低. 共聚物数均分子量最大可达到 10200. 随着共聚单体投料摩尔比(EEP/TMC)从 0 增加到 5 ︰10, 共聚物的玻璃化温度从28 降低到41.7 . 体外降解实验表明: 共聚物中磷酸酯含量越高, 降解速率越快. 关键词 酶促聚合 聚(磷酸酯-co-碳酸酯) 聚碳酸酯 聚磷酸酯 脂肪酶 过去 10 年里, 生物可降解高分子材料的研究及其在生物医药方面的应用引起人们越来越 多的重视. 脂肪族聚碳酸酯是一类表面浸蚀地生物可降解高分子材料, 具有良好的生物相容 [1,2] 性和机械加工性能 , 但其亲水性和吸水率一般较低, 降解速率较慢, 较大地限制了其在医 学方面的广泛运用. 生物可降解聚磷酸酯由于其结构类似于生物体内核酸和磷壁质酸等天然 含磷聚合物, 生物相容性好, 具有较强的细胞亲饮能力和细胞膜的通透能力, 而且其结构可变 性大, 已用于生物医用领域, 特别是基因工程和神经导管修复, 也是一类较为理想的药物控制 [3~5] 机械性能较差. 设计合成脂肪族碳酸酯和磷酸酯的共聚物, 释放材料 ; 但其降解速率较快 [6] 其中, 聚碳酸酯链段赋予材料较强的疏水性和良好的机械性能 , 聚磷酸酯链段赋予材料较强 的亲水性和柔性, 通过改变两者在共聚物中的比例, 达到对共聚物材料性能的调控, 以满足不 同应用的需要. 生物可降解高分子材料的合成方法有多种, 其中开环聚合由于更易获得高分子量和性能 优越的高分子材料而得到更为广泛的应用, 如生物可降解聚酯 聚碳酸酯 聚磷酸酯及其共 聚物的合成. 但是, 传统的开环聚合一般采用金属催化剂, 往往要求十分苛刻的反应条件(如: 无水 无氧以及高纯的单体等), 而且聚合物中残留的金属催化剂必须在反应后彻底清除; 否 则, 不仅影响高分子材料的理化性能, 而且对于生物医用高分子材料, 其可能造成的毒副作用 会直接影响材料的生物相容性和使用安全性. 酶促开环聚合的方法是近年来发展起来的新的聚合方法, 由于它克服了以上金属催化剂