[发明专利]含聚谷氨酸苄酯的生物可降解复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有聚氨基酸衍生物的生物医用复合材料，特别涉及一种兼具可降解性能和良好生物相容性的聚谷氨酸苄酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚氨基酸是一类具有低毒、生物相容性好、容易被机体吸收、代谢等优点的生物降解高分子，因此在医学领域如药物控释、组织工程等方面得到广泛的应用。与其它的氨基酸相比，聚谷氨酸苄酯具有易加工、易功能化和低免疫原性等特点，成为近年来研究较多的一种聚氨基酸。但由于其亲水性差、降解速度慢等缺点，限制了其应用，因此研究其新型改性生物医用复合材料有着具有较大的临床应用价值。

较高分子量的聚谷氨酸苄酯的制备一般采用L-谷氨酸苄酯-酸酐(Bz-L-Glu-NCA)的开环聚合法来制备。酸酐的开环聚合一般可采用伯胺，烷氧基阴离子以及叔胺做引发剂制备其对应的聚氨基酸，这些产物不含有功能基团，不能为下一步的应用提供可以利用的功能性基团。为在聚谷氨酸苄酯中引入新的功能基团——烯丙基，以简化聚谷氨酸苄酯的改性路线和提高产物的相对产率，因此本研究在NCA法合成的基础上，采用二烯丙基胺为引发剂，制备出含有功能基团——烯丙基的聚谷氨酸苄酯，即端烯丙基聚谷氨酸苄酯(A-PBLG)。

聚乙二醇(PEG)具有无毒、无免疫原性、血液相容性好的特点，在体内可溶于组织液，能被机体迅速排出体外而不产生任何毒副作用，因而被广泛应用在药学和生物医用材料中。当PEG和其它材料复合时，它的许多优良性质也会随之转移到复合材料中，赋予材料新的特性和功能，如亲水性、柔性和抗凝血性等。聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(DMA-PEG)是端基为甲基丙烯酸酯基的聚乙二醇，是一种可交联的低聚体，可以通过热聚合或光聚合的方法来交联。

磷酰胆碱是组成细胞膜的基本单元，在外层细胞膜中占重要的地位，它直接影响生物体细胞如何与外界发生作用。磷酰胆碱基因包含季铵盐和磷(酰)酸根而同时带有正负两种电荷，因而具有很强的结合水的能力。这种性质使富含磷酰胆碱基团的材料表面不易吸附及沉积蛋白质、脂质体等生物体成分，表现出良好的生物相容性，在生物医学方面具有广阔的应用前景。因此将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胆碱(MPC)引入A-PBLG，来改善聚谷氨酸苄酯的降解速度和亲水性并提高A-PBLG的细胞相容性和血液相容性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种兼具可降解性能和良好生物相容性的聚谷氨酸苄酯复合材料。

本发明另一目的在于提供上述聚谷氨酸苄酯的生物可降解复合材料的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

含聚谷氨酸苄酯的生物可降解复合材料的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：

(1)γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐的合成

a.将L-谷氨酸、苯甲醇和氢溴酸溶液混合，加热至60～80℃；待反应液变澄清后，降至室温，然后将混合液倒入体积比为1∶5～8的吡啶和乙醇混合液中，得到白色沉淀，沉淀在2～4℃放置过夜；过滤，分别用乙醇、乙醚洗涤得粗产物，粗产物用乙醇重结晶，干燥得白色结晶产物，即L-谷氨酸-γ-苄酯；所述L-谷氨酸、苯甲醇和氢溴酸的重量比为1∶4～6∶2～5；所述氢溴酸水溶液的重量百分比浓度为30～45％；

b.将L-谷氨酸苄酯溶于四氢呋喃，温度升至40～55℃，然后加入二(三氯甲基)碳酸酯；所述L-谷氨酸苄酯与二(三氯甲基)碳酸酯的重量比为1∶0.8～1.5：所述L-谷氨酸苄酯与四氢呋喃的重量比为1∶5～15；待反应混合液变澄清后停止加热，充氮气；然后将反应液浓缩，倒入过量的无水石油醚中，得絮状晶体，过滤沉淀，用石油醚洗涤、干燥得粗产物；将粗产物用四氢呋喃和环己烷重结晶得到白色针状晶体，得γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐；

(2)端烯丙基-聚谷氨酸苄酯的合成：将氮气充入密封反应容器，加入干燥的γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐，抽真空，充氮气，然后加入二氯甲烷，所述γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐与二氯甲烷的重量比为1∶3～8；γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐溶解后，加入二烯丙基胺作为引发剂，所述γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐与二烯丙基胺的摩尔比为10～400∶1；密封条件下室温反应48～96小时；将反应液在搅拌下倒入过量的无水乙醚中得到白色沉淀；过滤沉淀，用乙醚洗涤、干燥得白色纤维状疏松固体，即端烯丙基-聚谷氨酸苄酯；