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基于α-氨基酸制備新型形狀記憶聚合物

來(lái)源: X-MOL 2017-07-12 14:38:48

形狀記憶聚合物（SMPs）因其形狀能夠在外界刺激誘導(dǎo)下發(fā)生調(diào)整，成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的理想應(yīng)用材料，在自緊縫合線、醫(yī)療器械可伸展部件、可形變支架以及智能載藥體系等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。與形狀記憶合金相比，SMPs具有生物相容性好、可生物降解、成本低、材料性質(zhì)可調(diào)控度大以及器件應(yīng)變度大等優(yōu)勢(shì)。通常，人們研究和應(yīng)用的SMPs多為具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的雙重形狀記憶材料，首先賦予材料一個(gè)臨時(shí)的形狀，將其應(yīng)用到指定場(chǎng)合后，再通過(guò)施加熱、光等外界刺激，使其恢復(fù)初始形狀。基于優(yōu)異的生物相容性和可降解性，多元聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等熱響應(yīng)性SMPs已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

α-氨基酸基聚酯脲（PEUs）是近來(lái)開(kāi)發(fā)的一種生物醫(yī)用材料，具有優(yōu)異生物可降解性和抗菌性，降解產(chǎn)物無(wú)毒，并且在降解過(guò)程中不會(huì)引發(fā)生物體內(nèi)炎癥。該類(lèi)材料具有較寬的機(jī)械性能調(diào)節(jié)范圍，可在血管、骨骼等各種軟硬器官組織中廣泛應(yīng)用，是目前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近日，美國(guó)阿克倫大學(xué)（The University of Akron）Matthew L. Becker教授研究團(tuán)隊(duì)基于不同的α 氨基酸和線性二元醇開(kāi)發(fā)了一系列具有熱響應(yīng)性的三重-形狀記憶聚酯脲。

該類(lèi)PEUs材料通過(guò)界面聚合反應(yīng)制備，步驟簡(jiǎn)便，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。此外，研究團(tuán)隊(duì)未采用傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)的方式來(lái)增加體系的機(jī)械性能和穩(wěn)定性，而是基于聚合物結(jié)構(gòu)中的氫鍵形成物理交聯(lián)點(diǎn)來(lái)賦予材料優(yōu)異的機(jī)械性能和形狀記憶性。

研究團(tuán)隊(duì)采用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA）等測(cè)試手段對(duì)聚合物的熱性能進(jìn)行了系統(tǒng)的表征。研究表明該類(lèi)PEUs具有較寬的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度（Tg = 21-73 ℃）和模量（0.5-2.5 GPa）調(diào)節(jié)范圍，Tg和模量隨著二元醇鏈長(zhǎng)的降低而呈增加趨勢(shì)。通過(guò)調(diào)節(jié)聚合物鏈結(jié)構(gòu)，可以制備一系列具有生理溫度刺激響應(yīng)性的SMPs。同時(shí)，動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）測(cè)試表明該類(lèi)PEUs具有優(yōu)異的熱可逆形狀記憶行為。

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