Biodegradable shape-memory polymers are a class of smart polymer materials, which has been widely used in biomedical and pharmaceutical field. However, the poor relationship between molecular structure and shape-memory effect restrict the range of material's application. In this work, well-defined star-comb polyesters, the (3-armed, 4-armed, 6-armed, multi-armed) star-comb copolymers of poly(trimethylene carbonate)/polylactide with different sequence structures (block, gradient, random), were synthesized by anionic polymerization and living ring-opening polymerization with the star-shaped hydroxylated polybutadiene as macroinitiators; The influences of complex topology structure on the shape-memory property was studied systematically; The shape-memory property was improved and exactly controlled by chemical synthesis and structure design. Herein, a series of biomaterial with novel star-comb architecture was carried out, and the structure-activity relationship was well investigated. Thermoplastic shape-memory polyesters with high-performance and controllable customization would be achieved.
可生物降解形状记忆聚合物是一类新型智能高分子材料,兼具良好的可降解性和形状记忆性能,在生物医用领域具有广阔的应用前景。然而,由于热塑性生物材料的形状记忆性能不高,且影响形状记忆效应的分子内在因素不明确,严重影响了材料的高值化应用。本项目采用活性阴离子聚合及活性开环聚合的方法,设计合成具有新型拓扑结构的聚酯,即以结构丰富可控的星形多羟基液体聚丁二烯为大分子引发剂,高效可控合成一类(三臂、四臂、六臂、多臂)星形梳状高支化结构聚三亚甲基碳酸酯/聚乳酸(嵌段、梯度、无规)共聚物;系统揭示聚合物复杂拓扑结构对形状记忆性能的影响机理;通过化学合成及结构调控,提高和设计聚合物的形状记忆性能。本项目拟创制一类拓扑结构、序列结构精确可控的星形梳状高支化聚酯,探明构效关系,最终实现高性能热塑性形状记忆聚酯材料的可控定制。
可生物降解形状记忆聚合物是一类新型智能高分子材料,兼具良好的可降解性和形状记忆性能,在生物医用领域具有极为广阔的应用前景。然而,由于热塑性生物材料的形状记忆性能不高,且影响形状记忆效应的分子内在因素不明确,极大地限制了材料的高值化应用。本项目基于活性阴离子聚合及活性开环聚合方法,首次以星形多羟基大分子引发剂,创制了一类星形梳状高枝化聚酯,主要创新点包括:(1)发明了高性能星形梳状高枝化聚乳酸系列聚合物,重均分子量高达80万,药物释放和水解速率高于线形聚酯7倍,冲击强度高达891.0 J/m,断裂伸长率高达253.8%;(2)发明了高性能星形梳状高枝化聚己内酯系列聚合物,重均分子量可达70万,载药微球的体外释放率约为60%,是线形聚酯的10倍;(3)发明了高性能无定形星形梳状高枝化聚碳酸酯系列聚合物,重均分子量可达50万,星形梳状嵌段共聚物模量高达1300 MPa、梯度共聚物玻璃化转变温度范围34 ℃、无规共聚物断裂伸长率1797%,是线形聚碳酸酯11倍以上。本项目共计发表研究论文15篇,其中8篇为第一标注;已授权发明专利5项;项目负责人参加学术会议4次,其中邀请报告1次;获科研奖励4项;成果转化2项;培养已毕业研究生5人,其中博士研究生2人。
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数据更新时间:2023-05-31
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