生物降解聚氨酯的功能化研究和应用探索

聚氨酯是广范应用的高分子材料，近年出现了水基聚氨酯和生物降解聚氨酯，但在材料毒性和功能性方面尚不能满足生物医学应用的需要。本项目以可降解聚酯二醇为软段，饱和脂肪族异氰酸酯为偶联剂，官能化双羟基化合物为扩链剂，进行可生物降解聚氨酯的合成。通过在主链结构中引入羟基、氨基、羧基、叠氮、双键和三键，采用后续的化学键合及化学交联，实现聚氨酯材料的进一步功能化和智能化。针对目前生物降解聚氨酯实际应用中存在的问题，重点研究聚合时、聚合后和接触生物体后的交联；通过引入亲水基团或亲水链段，改善聚氨酯的亲水性，达到吸水、溶胀或水溶的效果；通过引入生物活性基元，改善聚氨酯的生物亲和性和生物反应性。在上述基础上，探索功能化生物降解聚氨酯在发泡、高强生物胶及口香糖胶等方面的可能应用。

《生物降解聚氨酯的功能化研究和应用探索》项目执行情况良好。三年的工作围绕着生物降解聚氨酯的功能化和应用探索进行了深入而细致的研究，制备侧链带有氨基、羟基、叠氮、三键、双键和肉桂双键的可生物降解聚氨酯并进行了应用探索，具体为：1)合成出侧链带有肉桂基团的BPU，利用双键紫外光交联的特性，制备出拉伸强度好和形变回复率高，形变回复率接近100%，材料可作为形状记忆内支架应用到肠吻合器、心脏血管支架等方面的应用；2)制备出带有光亲和分子（对叠氮苯甲酸）的BPU载体材料，在紫外光的激发下，生成的氮卡宾可以瞬间捕获蛋白分子，并保持蛋白质的生物活性，这一性质可在蛋白的分离纯化和蛋白质的快速实时检测中具有很好的应用潜力；3)以聚乳酸为软段，设计合成出侧链带有促进细胞粘附和增殖的短肽（RGD）的BPU，材料优异的细胞粘附性和促细胞增殖特性，使材料在人造血管、组织工程支架等方面具有极大的应用潜力；4）设计长链支化聚乳酸，长链支化聚乳酸具有优异的热学性能，可以提高聚乳酸的结晶速率，增强熔体强度，满足聚乳酸发泡的要求；5)以PEG为作为软段，设计合成出具有非免疫原性、体内循环时间长、侧链带有乳糖分子和Pt(IV)的水溶性主动靶向可生物降解聚氨酯纳米载药体系（STPU），该体系克服了两亲性药物/两亲性靶向混合胶束指向性不明和稳定性较差的缺陷，通过乳糖受体介导的内吞作用，可以快速的进入乳糖受体过表达的癌细胞（HepG2）和小鼠肝癌（H22）肿瘤细胞中，具有很强的抑制肿瘤生长的能力，试验中有效地提高了荷瘤小鼠的生存率；6)制备了带有1个或2个伯胺的大分子引发剂，即mPEG-NH2-mPEG和mPEG-（NH2）2-mPEG，该引发剂通过引发NCA和己内酯，合成备新型Y型和四臂的聚氨基酸或聚酯类双亲性嵌段共聚物。Y型和四臂聚谷氨酸载体可满足顺铂、奥沙利铂、紫杉醇、阿霉素等抗癌小分子的络合或键合的要求。Y型和四臂聚己内酯的两亲性聚合物可以自组装成胶束、囊泡等聚集体，满足水溶性或疏水性药物的包裹。截止目前，已经公开发表学术论文6篇，其中第一作者2篇，在投一篇，正在整理两篇学术论文；申请2项发明专利；获得关于《新型可生物降解材料在腹部外科的应用基础研究》吉林省科学技术进步二等奖一项。