CN101628947B - 一种壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物及其制备方法和应用，该方法是以超临界二氧化碳流体为反应介质，脂肪酶为催化剂，使壳聚糖或其衍生物与丙交酯单体发生接枝共聚反应。本发明操作简便，产物易于分离，在制备和纯化共聚物的过程中不使用有机溶剂，对环境无污染，所得共聚物具有优异的生物相容性和良好的力学性能，可作为组织工程支架材料、自组装胶束药物载体与血液相容性材料等人体植入生物材料。

Description

一种壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物降解类医用材料，具体涉及一种壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物及其制备方法和应用。 
背景技术
聚乳酸具有良好的力学和成型加工性能、生物相容性以及生物可降解性，在生物医学领域得到了广泛的应用。然而，聚乳酸材料疏水，细胞亲和性较差，降解产物偏酸性，易引发无菌性炎症反应且不利于细胞的生长。 
壳聚糖是甲壳素的部分脱乙酰基产物，是一种来源极其丰富的天然多糖，具有无毒、无刺激性、良好的生物相容性和生物降解性，其分子中带有游离氨基，呈弱碱性，能有效调节人体的pH值；它本身还具有一定的生理活性，既可提高巨噬细胞的活性和吞噬能力，又能抑制不良细胞的生长；另外，壳聚糖还具有优异的组织相容性和细胞亲和性，能够促进某些特定组织细胞的增殖、分化，加速组织的形成。然而，壳聚糖由于分子间和分子内存在较强的氢键作用，使其熔融温度高于分解温度，且只能溶于少数几种稀酸溶液中，因此，壳聚糖的加工性能差，此外，壳聚糖的降解速度较慢且难以调节，从而限制了它的开发与应用。 
通过适当途径将聚乳酸与壳聚糖置于同一分子链中，可有效集成两者的优点，取长补短，制备综合性能优异的复合材料。壳聚糖结构中的C6-伯、C3-仲羟基及C2-氨基具有较高的反应活性，以它们为反应位点通过接枝共聚合反应在壳聚糖中引入聚乳酸侧链是使两种材料复合最为有效的途径，这既很好地保持了壳聚糖优异的生物活性，又由于聚乳酸的引入，必将使壳聚糖的结晶性能下降，改善其加工性能，并调节其降解速度；另外，壳聚糖的弱碱性可中和聚乳酸降解产物的弱酸性，减轻聚乳酸的炎症反应。 
目前，文献报道的有关壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备，就相态而言可分为均相聚合和非均相聚合，就聚合方法可分为：直接缩聚、溶液聚合、本体封管热聚合、分散聚合及微波辅助聚合等。 
均相聚合：(1)直接缩聚：将壳聚糖溶于乳酸水溶液，利用壳聚糖的羟基或氨基与乳酸单元反应，制备壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物(中国专利申请公开说明书CN101284883A，公开日2008年10月15日)。该合成方法简单，但共聚物的接枝率往往不高，且需要使用毒性较大的有机试剂。(2)溶液聚合：先通过壳聚糖的邻苯二甲酰化，既保护氨基又可以使壳聚糖溶于二甲基甲酰胺(DMF)，然后在DMF中利用-NCO封端的聚乳酸与壳聚糖反应，进一步脱去保护基团，最后得到壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物。(Preparation，characterizationand aggregation behavior of amphiphilic chitosan derivative havingpoly(L-lacticacid)side chains，G.Li，Y.L.Zhuang，Q.Mu，M.Z.Wang，Y.Fang.Carbohydrate Polymers，2008，72：60-66)。由于为均相反应体系，接枝共聚合反应较容易进行，但该方法工艺路线较复杂，且需要引入毒性较大的-NCO基团。 
非均相聚合：(1)本体封管热聚合：Fujioka等采用本体封管聚合方法，以甲壳素或壳聚糖的羟基或氨基为反应位点，引发丙交酯开环聚合制备接枝共聚物。(M.Fujioka，H.Okada，Y.Kusaka，S.Nishiyama，H.Noguchi，S.Ishii，Y.Yoshida，Enzymatic synthesis of chitin-and chitosan-graft-aliphatic polyesters，Macromol Rapid Commun.2004，25：1776-1780.)。甲壳素或壳聚糖在丙交酯的熔融体中分散不均匀，共聚物的接枝率低，且聚合温度较高，产物易变色。(2)分散聚合：以三乙基铝为催化剂，甲苯为分散液，利用甲壳素或壳聚糖分子中的羟基或氨基引发丙交酯开环聚合，制备甲壳素或壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物(中国专利申请公开说明书CN1371921A，公开日2002年10月2日)。由于甲壳素或壳聚糖悬浮于甲苯中，不能与丙交酯形成均相反应体系，共聚物的接枝率较低，不能溶解在聚乳酸的常用溶剂中。(3)偶合大分子法：利用端醛基化聚乳酸低聚物与壳聚糖偶合制备壳聚糖-聚乳酸共聚物，采用该方法可引入分子量确定的聚乳酸，但工艺路线较复杂(中国专利申请公开说明书CN1418904A，公开日2003年5月21日)。(4)微波辅助聚合：在微波辅助下，以辛酸亚锡为催化剂，利用壳聚糖或羟乙基壳聚糖的氨基或羟基引发丙交酯开环聚合制备壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物(何柱国.微波辅助下羟乙基壳聚糖/聚乳酸接枝共聚物的合成与生物相容性评价，暨南大学硕士学位论文，2009)。微波辅助以及壳聚糖的羟乙基化均有利于共聚合反应活性的提高，共聚物的接枝率增大，共聚物可溶于二甲基亚砜等有机溶剂中。 
采用上述方法制备壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物，尚存在以下不足：在共聚物的制备和纯化过程中使用有机溶剂和含重金属催化剂，它们的残余必将导致聚合物具有生物毒性，另外，共聚物的接枝率不高，且产物纯化过程繁琐等。 
超临界二氧化碳是指介于气态和液态二氧化碳之间的一种状态，其临界条件(Tc＝31.18℃，Pc＝7.38MPa)容易达到，具有溶解能力强、粘度低、扩散性高等一系列特性，有利于以它为介质的聚合反应速率和聚合物分子量的提高；另外，超临界二氧化碳还具有无毒、无残留、化学惰性、对生物活性物质性能保持良好、作为聚合的反应介质无需进行回收和后处理等优点，尤其是以超临界二氧化碳为反应介质制备生物材料，更显示出其独特的优越性。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不使用有机溶剂、反应条件温和、技术路线简单的壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法。 
本发明的目的还在于提供上述方法所得到的壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物。 
本发明的再一目的是提供上述壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物作为人体植入材料的应用。 
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法，是以超临界二氧化碳流体为反应介质，脂肪酶为催化剂，使壳聚糖或其衍生物与丙交酯单体发生接枝共聚反应。 
所述的接枝反应可借鉴公知的接枝反应条件，但更优选以下条件：所述壳聚糖或壳聚糖衍生物的单元糖环数与丙交酯单体的摩尔比为1∶0.1～40，催化剂用量为丙交酯单体用量的0.5～10wt％；所述反应的条件为：压力为15～50MPa，温度为60～100℃，反应时间为12～72h。 
更为优选地，在反应结束后，还包括一个利用超临界二氧化碳流体对产物萃取的过程，萃取过程则优选以下条件：压力为15～50MPa，温度为60～100℃，萃取时间2～6h。 
例如，如果反应在一个反应釜中进行，以下方法将是最为优选地：将原料和催化剂加入反应釜，密封，原料按壳聚糖或壳聚糖衍生物的单元糖环数与丙交酯单体的摩尔比为1∶0.1～40投料，催化剂用量为丙交酯用量的0.5～10wt％；通二氧化碳将反应釜内的空气除尽，然后关闭进出气阀门，升温；控制所述反应釜内压力为15～50MPa，反应温度为60～100℃，反应时间为12～72h；然后，通过超临界二氧化碳流体对上述产物进行萃取，萃取结束后打开所述反应釜取出壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物。 
上述方法中所采用的壳聚糖衍生物优选为羟乙基化壳聚糖或壳聚糖-聚乙二醇接枝共聚物。 
上述方法中所用的壳聚糖的重均分子量为1×104～1×106，脱乙酰化度为80～95％。 
上述方法中所采用的丙交酯优选为D，L-丙交酯或L-丙交酯。 
上述催化剂中脂肪酶为游离脂肪酶和固定化脂肪酶，包括：猪胰脂肪酶(PPL)、固定化诺维信脂肪酶(Novozyme435)、固定化假丝酵母脂肪酶(CCL)、铜绿假单胞菌脂肪酶(PA)或洋葱假单胞菌脂肪酶(PC)。 
上述方法所得共聚物具有优异的生物相容性和良好的力学性能，可作为组织工程支架材料、自组装胶束药物载体与血液相容性材料等人体植入生物材料。 
本发明与现有技术相比，其主要优点为： 
(1)在超临界二氧化碳流体中进行壳聚糖与丙交酯的接枝共聚合反应，操作简便，产物易于分离，在制备和纯化共聚物的过程中不使用有机溶剂，对环境无污染，所得共聚物具有优异的生物相容性； 
(2)共聚物的接枝率可以方便地根据壳聚糖与丙交酯的投料比来调节，因此，共聚物的性能如亲水性、降解速度可以灵活地通过改变原料投料比进行调控； 
(3)采用脂肪酶为催化剂，生物相容性好，无毒，所得材料更适合于临床应用。 
附图说明
图1为以超临界二氧化碳流体为反应介质，壳聚糖与丙交酯反应所得接枝共聚物的红外谱图。 
图2为以超临界二氧化碳流体为反应介质，羟乙基化壳聚糖与丙交酯反应所得接枝共聚物的红外谱图。 
图3为以超临界二氧化碳流体为反应介质，壳聚糖-聚乙二醇共聚物与丙交酯反应所得接枝共聚物的红外谱图。 
图4为以超临界二氧化碳流体为反应介质，壳聚糖与丙交酯反应所得接枝共聚物的氢核磁谱图。 
 图5为以超临界二氧化碳流体为反应介质，羟乙基化壳聚糖与丙交酯反应所得接枝共聚物的氢核磁谱图。 
图6为以超临界二氧化碳流体为反应介质，壳聚糖-聚乙二醇共聚物与丙交酯反应所得接枝共聚物的氢核磁谱图。 
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。 
实施例1： 
CCL催化作用下脱乙酰度90％的壳聚糖与丙交酯1∶10(此为壳聚糖的单元糖环数与丙交酯单体的摩尔比，以下同)的实施。 
将0.1118g壳聚糖、1.0000g丙交酯和0.0050g的CCL(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到90℃时，升高反应釜内的压力并控制在40MPa，开始记录反应时间，24h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为40MPa，温度为90℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约3h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为51.71％，共聚物的接枝率为414.25％。 
共聚物的红外和氢核磁谱图分别见附图1和4。图1中波数在3451cm-1附近的为-OH和-NH2的伸缩振动吸收峰、1649.88cm-1处为酰胺II带面内变形特征峰、896.87cm-1处为壳聚糖糖环的特征吸收峰，波数为1758cm-1处为聚乳酸链段中的酯羰基的特征伸缩振动吸收峰以及1093、1131和1186cm-1处出现了C-O-C的伸缩振动吸收峰。图4中，化学位移值为2.5处为溶剂二甲基亚砜的吸收峰；化学位移值在3.4左右出现的峰群为壳聚糖吡喃环上C1、C2、C3、C4、C5、C6上的质子共振峰，化学位移值为1.46和5.18处的吸收峰分别对应于聚乳酸链段上的甲基和次甲基质子的共振峰。 
上述结果表明，通过本发明方法成功制备得到了壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物。 
实施例2： 
PPL催化作用下脱乙酰度95％的壳聚糖与丙交酯1∶0.1的实施。 
将5.5910g壳聚糖、0.5000g丙交酯和0.0500g的PPL(置入袋中)加入反 应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到60℃时，升高反应釜内的压力并控制在25MPa，开始记录反应时间，72h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为25MPa，温度为60℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约2h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为97.24％，共聚物的接枝率为5.94％。 
实施例3： 
PPL催化作用下脱乙酰度90％的壳聚糖与丙交酯1∶1的实施。 
将1.1182g壳聚糖、1.000g丙交酯和0.0200g的PPL(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到80℃时，升高反应釜内的压力并控制在30MPa，开始记录反应时间，24h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为30MPa，温度为80℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约4h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为89.44％，共聚物的接枝率为69.42％。 
实施例4： 
Novozyme435催化作用下脱乙酰度85％的壳聚糖与丙交酯1∶40的实施。 
将0.0280g壳聚糖、1.0000g丙交酯和0.0050g的PPL(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到100℃时，升高反应釜内的压力并控制在50MPa，开始记录反应时间，12h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为50MPa，温度为100℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约6h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为17.49％，共聚物的接枝率为542.03％。 
实施例5： 
PA催化作用下脱乙酰度90％的壳聚糖与丙交酯1∶1的实施。 
将1.1182g壳聚糖、1.0000g丙交酯和0.0100g的PA(置入袋中)加入反 应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到70℃时，升高反应釜内的压力并控制在35MPa，开始记录反应时间，36h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为35MPa，温度为70℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约4h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为90.84％，共聚物的接枝率为72.08％。 
实施例6： 
CCL催化作用下羟乙基化壳聚糖与丙交酯1∶10(此为羟乙基壳聚糖的单元糖环数与丙交酯单体的摩尔比，以下同)的实施。 
将0.1124g羟乙基化壳聚糖、1.0000g丙交酯和0.0050g的CCL(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到80℃时，升高反应釜内的压力并控制在40MPa，开始记录反应时间，48h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为40MPa，温度为80℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约3h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为55.14％，共聚物的接枝率为445.67％。 
共聚物的氢核磁谱图见附图5，图中化学位移值在2.5左右的为溶剂二甲基亚砜的吸收峰；化学位移值在3.3左右出现的峰群为壳聚糖吡喃环上C1、C2、C3、C4、C5、C6上的质子共振峰，化学位移值为1.5和5.1处的吸收峰分别对应于聚乳酸链段上的甲基和次甲基质子的共振峰；由于壳聚糖的羟乙基化程度较低，因此，羟乙基基团上的质子吸收峰在谱图中不明显。 
实施例7： 
PC催化作用下羟乙基化壳聚糖与丙交酯1∶40的实施。 
将0.0281g羟乙基化壳聚糖、1.0000g丙交酯和0.0100g的PC(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到100℃时，升高反应釜内的压力并控制在50MPa，开始记录反应时间，12h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为50MPa，温度为100℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流 体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约6h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为19.36％，共聚物的接枝率为589.05％。 
共聚物的红外谱图见附图2，图中波数在3451cm-1附近的为-OH和-NH2的伸缩振动吸收峰、1649.88cm-1处为酰胺II带面内变形特征峰、896.87cm-1处为壳聚糖糖环的特征吸收峰，波数为1758cm-1处为聚乳酸链段中的酯羰基的特征伸缩振动吸收峰。 
实施例8： 
Novozyme435催化作用下羟乙基化壳聚糖与丙交酯1∶0.1的实施。 
将5.7900g羟乙基化壳聚糖、0.5000g丙交酯和0.01000g的Novozyme435(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到60℃时，升高反应釜内的压力并控制在30MPa，开始记录反应时间，72h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为30MPa，温度为60℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约3h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为98.15％，共聚物的接枝率为6.63％。 
实施例9： 
PPL催化作用下羟乙基化壳聚糖与丙交酯1∶1的实施。 
将1.1236g羟乙基化壳聚糖、1.000g丙交酯和0.1000g的PPL(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到100℃时，升高反应釜内的压力并控制在30MPa，开始记录反应时间，48h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为30MPa，温度为100℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约4h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为95.76％，共聚物的接枝率为80.99％。 
实施例10： 
CCL催化作用下壳聚糖-聚乙二醇接枝共聚物与丙交酯1∶5(此为壳聚糖-聚乙二醇接枝共聚物的单元糖环数与丙交酯单体的摩尔比，以下同)的实施。 
将0.0563g壳聚糖-聚乙二醇接枝共聚物、1.0000g丙交酯和0.0050g的CCL(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到100℃时，升高反应釜内的压力并控制在25MPa，开始记录反应时间，36h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为25MPa，温度为100℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约4h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为62.47％，共聚物的接枝率为172.08％。 
共聚物的红外和氢核磁谱图分别见附图3和6。图1中波数在3451cm-1附近的为-OH和-NH2的伸缩振动吸收峰、1649.88cm-1处为酰胺II带面内变形特征峰、896.87cm-1处为壳聚糖糖环的特征吸收峰，波数为1758cm-1处为聚乳酸链段中的酯羰基的特征伸缩振动吸收峰，而在1070cm-1附近有较强的醚键吸收峰。图6中，化学位移值为2.5处为溶剂二甲基亚砜的吸收峰；化学位移值在3.3左右出现的峰群为壳聚糖吡喃环上C1、C2、C3、C4、C5、C6上的质子共振峰，化学位移值为1.46和5.18处的吸收峰分别对应于聚乳酸链段上的甲基和次甲基质子的共振峰，而化学位移值在3.6左右的强吸收峰应为共聚物中聚乙二醇链段上的亚甲基的质子吸收峰。 
实施例11： 
Novozyme435催化作用下壳聚糖-聚乙二醇接枝共聚物与丙交酯1∶0.1的实施。 
将6.3802g壳聚糖-聚乙二醇接枝共聚物、0.5000g丙交酯和0.0500g的Novozyme435(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到60℃时，升高反应釜内的压力并控制在30MPa，开始记录反应时间，72h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为30MPa，温度为60℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约2h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为98.44％，共聚物的接枝率为6.15％。 
实施例12： 
PA催化作用下壳聚糖-聚乙二醇接枝共聚物与丙交酯1∶40的实施。 
将0.0319g壳聚糖-聚乙二醇接枝共聚物、1.000g丙交酯和0.0200g的PA(置入袋中)加入反应釜，密封，通二氧化碳约30min将反应釜内的空气除尽，然后关紧进出气阀门，开动电磁搅拌并加热，当温度达到80℃时，升高反应釜内的压力并控制在50MPa，开始记录反应时间，12h后反应结束；继续保持反应釜内的压力为50MPa，温度为80℃，打开进出气阀门，通过超临界二氧化碳流体萃取以除去少量未反应的单体(丙交酯)，直至放气阀出口没有白色粉末喷出，萃取时间约6h，降低反应釜的压力至大气压，然后打开反应釜取出接枝共聚物。所得共聚物的产率为21.71％，共聚物的接枝率为602.38％。 
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法，其特征在于：以超临界二氧化碳流体为反应介质，脂肪酶为催化剂，使壳聚糖或其衍生物与丙交酯单体发生接枝共聚反应；
所述壳聚糖或壳聚糖衍生物的单元糖环数与丙交酯单体的摩尔比为1∶0.1～40，催化剂用量为丙交酯单体用量的0.5～10wt％；
所述接枝共聚反应的条件为：压力为15～50MPa，温度为60～100℃，反应时间为12～72h；
所述壳聚糖衍生物为羟乙基化壳聚糖或壳聚糖-聚乙二醇接枝共聚物；
所述催化剂包括猪胰脂肪酶、固定化诺维信脂肪酶、固定化假丝酵母脂肪酶、铜绿假单胞菌脂肪酶或洋葱假单胞菌脂肪酶。
2.根据权利要求1所述壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法，其特征在于：还包括利用超临界二氧化碳流体对产物萃取的步骤。
3.根据权利要求2所述壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法，其特征在于：
所述萃取条件是：压力为15～50MPa，温度为60～100℃，萃取时间2～6h。
4.根据权利要求1-3中任一项所述壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的重均分子量为1×104～1×106，脱乙酰化度为80～95％。
5.根据权利要求1-3中任一项所述壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法，其特征在于：所述丙交酯单体为D，L-丙交酯或L-丙交酯。
6.一种壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物，其特征在于：是根据权利要求1-3中任一项所述壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法制备得到的。
7.权利要求6所述壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物作为人体植入材料的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101792580B (zh) * 2010-03-26 2012-06-27 暨南大学 改性壳聚糖纤维与聚乳酸复合材料及其制备方法
TWI476019B (en) * 2013-04-08 2015-03-11 Graft copolymer hydrogel and preparation method thereof
CN103816054B (zh) * 2014-02-25 2015-10-28 华南理工大学 一种负载β-胡萝卜素的壳聚糖基自组装纳米胶束溶液及其制备方法
CN105001425B (zh) * 2015-07-28 2017-11-28 大连大学 一种基于壳聚糖‑聚乳酸接枝共聚物的制备方法
CN105732965A (zh) * 2016-02-23 2016-07-06 山东华铂凯盛生物科技有限公司 一种基于非线性嵌段共聚物制备方法及其应用
CN106519290B (zh) * 2016-11-17 2019-03-29 四川大学 一种以超临界二氧化碳作为溶剂的纤维素接枝改性的方法
CN107441041B (zh) * 2017-07-11 2019-08-06 华南师范大学 一种包裹麦角甾苷mPEG-PLA纳米胶束复合物及其合成方法和应用
CN108484793B (zh) * 2018-03-09 2020-04-24 中国科学院过程工程研究所 一种菊粉-壳聚糖偶联物、药物组合物、其应用和其制备方法
CN109505031B (zh) * 2018-09-30 2021-04-02 四川大学 立构复合晶聚乳酸纳米纤维、抑菌性立构复合晶聚乳酸纳米纤维及其制备方法与应用
CN110180023B (zh) * 2019-06-17 2021-07-13 湖南工业大学 一种高强度生物质组织工程支架材料的制备方法
CN110527101B (zh) * 2019-08-27 2021-06-11 暨南大学 一种β-半乳糖改性一氧化氮缓释水凝胶及其制备方法和应用
CN111019099B (zh) * 2019-12-02 2021-12-21 华南理工大学 一种壳聚糖接枝聚乳酸共聚物及其制备方法与应用
CN112493317B (zh) * 2020-11-26 2021-11-30 拉格比(广东)健康科技有限公司 一种含有乳铁蛋白的组合物及其制备方法
CN114807252B (zh) * 2022-04-25 2024-04-12 大连大学 一种超临界二氧化碳中四臂星形聚乳酸的合成方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1388151A (zh) * 2002-07-11 2003-01-01 上海交通大学 壳聚糖接枝聚乳酸溶致液晶的制备方法
WO2005030845A1 (ja) * 2003-09-30 2005-04-07 Kosuke Uchiyama スクリュー式加工装置およびそれを用いた製品
CN101003632A (zh) * 2006-10-12 2007-07-25 上海交通大学 制备壳聚糖－接枝－聚乳酸的方法
WO2007086317A1 (ja) * 2006-01-27 2007-08-02 Daicel Chemical Industries, Ltd. 環状エステル変性グルカン誘導体の製造方法
CN101012486A (zh) * 2007-01-23 2007-08-08 陕西科技大学 一种淀粉与酚类共聚物型绿色皮革鞣剂的制备方法
CN101284883A (zh) * 2008-05-14 2008-10-15 西北大学 聚乳酸-壳聚糖接枝共聚物的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1388151A (zh) * 2002-07-11 2003-01-01 上海交通大学 壳聚糖接枝聚乳酸溶致液晶的制备方法
WO2005030845A1 (ja) * 2003-09-30 2005-04-07 Kosuke Uchiyama スクリュー式加工装置およびそれを用いた製品
WO2007086317A1 (ja) * 2006-01-27 2007-08-02 Daicel Chemical Industries, Ltd. 環状エステル変性グルカン誘導体の製造方法
CN101003632A (zh) * 2006-10-12 2007-07-25 上海交通大学 制备壳聚糖－接枝－聚乳酸的方法
CN101012486A (zh) * 2007-01-23 2007-08-08 陕西科技大学 一种淀粉与酚类共聚物型绿色皮革鞣剂的制备方法
CN101284883A (zh) * 2008-05-14 2008-10-15 西北大学 聚乳酸-壳聚糖接枝共聚物的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邓政兴等.生物材料制备新方法-超临界流体技术.《化学世界》.2004,(第2期),99-102. *

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