具有可控分子结构PVA-g-PPDO两亲性可生物降解共聚物的合成及其刺激响应的自组装

为了解决传统的基于温度或多刺激响应两亲性共聚物作为生物医用材料所具有的相对较差的生物相容性和生物降解性缺点，同时也为了避免合成这些共聚物所采用的聚合方法带来的催化剂金属离子残留问题，本项目通过CDI偶联方法制备基于PVA-g-PPDO的刺激响应两亲性可生物降解接枝共聚物，制备一种新型刺激响应的控制释放载体。即在CDI存在下将PVA与PPDO偶联制备具有可控结构PVA-g-PPDO共聚物，利用双亲聚合物组分间溶解性差别、PVA的羟基、PPDO特有的醚键结构及其功能化端基，通过非共价相互作用自组装成具有刺激响应的胶束、泡囊和凝胶-溶胶，通过产物结构的准确调控达到不同药物的刺激响应的控制释放需求。运用多种分析测试手段揭示共聚物结构与刺激响应性、生物降解性、自组装体系物化性质以及药物缓释行为的内在联系，为其在药物的刺激响应控制释放上的应用提供科学依据。因此,本项研究既具有科学意义,又具有应用前景。

以具有良好生物相容性、可生物降解性的聚对二氧环己酮（PPDO）为疏水链段，聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）等为亲水链段，采用相对容易、高效且可控的合成方法制备了一系列具有不同结构、组成和分子量的刺激响应两亲性共聚物。这类聚合物不具有传统的温度响应基团或链段，但通过对分子链结构和亲疏水平衡的精确控制可以实现温度响应类型和范围的有效调控，并提出了这种特殊温度响应随分子链结构变化的可能机理。通过共聚物亲疏水链段之间的溶解性差异以及PPDO链段的结晶性，在选择性溶剂中构筑获得了具有特殊形貌的纳米聚集体, 并对其形成的热力学和动力学过程进行了研究，提出了其形成机理；利用共聚物对环境刺激的响应性，实现了这些聚集体形貌的调控。此外，还尝试了在基于PPDO的两亲性共聚物分子结构中引入了芘单元，将芘特殊的荧光特性、π-π堆积作用等特殊性能与PPDO的结晶诱导自组装性能相结合，制备出了一类具有荧光探针作用和特殊自组装形貌的纳米聚集体，揭示了纳米聚集体荧光性能与结晶行为之间的相互影响和联系。本项目研究的这类基于PPDO的两亲性共聚物可望在生物医用功能材料领域如药物控释载体、化学或生物探针、微型功能器件等有着非常广阔的应用前景。. 本项目已完成既定的研究目标。目前已在Chem. Eur. J.、Macromolecules(免费封面论文)、J. Polym. Sci. Part A Polym. Chem.等化学和高分子学主流刊物上发表SCI收录论文7篇，另有3篇论文被接受待发表；申请中国发明专利两项，其中一项已获授权。研究过程中还进一步发现了一些具有科学研究价值的实验现象和结果。本研究工作作为其中的一部分，申报并获得了2012年度四川省科学技术进步(自然科学)一等奖。