CN102532502A - 生物功能化可降解聚酯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物功能化可降解聚酯及其制备方法，所述生物功能化可降解聚酯具有如式（i）所示的结构通式：

其中，r₁，r₂和r₃为氢原子、烷基、1,2,3-三氮唑五元环化天然生物活性分子中的一种以上；a为天然生物活性分子，x和y为0或大于0的整数；n为5--200；所述的可降解聚酯由含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯与含叠氮基或炔基的天然生物活性分子通过“点击化学”反应制备得到。本发明利用“点击化学”制备的生物功能化可降解聚酯具有更优异的分子修饰、生物相容性，将在组织工程支架材料、血液相容性材料和缓控释药物载体等方面有广阔的应用前景。

Description

生物功能化可降解聚酯及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种医用高分子材料及其制备方法，尤其是基于“点击化学”合成生物功能化可降解聚酯及其制备方法。

背景技术

现有的生物可降解聚酯材料，如聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸（PGA）、聚ε-己内酯（PCL）及其共聚物，具有一定的生物可降解性，降解产物无毒副作用并且具有良好的力学和加工性能，已成为生物医学领域最重要的生物材料之一，被广泛应用于组织工程支架材料、缓控释药物载体、骨组织修复材料等领域；然而，现有的生物可降解聚酯因表面缺乏可与细胞、蛋白产生特异性相互作用的功能化基团，同时具有较强的疏水性，导致其生物相容性并不理想。

围绕生物可降解聚酯的生物相容性不够理想这一关键问题，学术界普遍认为应对其表面进行必要的生物学修饰；但生物可降解聚酯的分子骨架中缺乏可反应性位点，难以对其进行改性修饰尤其是从分子水平进行修饰。

近年来，不少研究报道了通过将交酯单体与功能性单体或聚合物共聚、或直接对生物可降解聚酯进行后聚合改性，从而将羟基、羧基、氨基、烯基等反应性基团引入生物可降解聚酯。如langer等（Barrera D A, Zylstra E, Lansbury P T, Langer R. Copolymerization and degradation of poly(lactic acid-co-lysine), Macromolecules, 1996, 28: 425-432.）采用含有不同氨基酸的吗啉二酮单体与丙交酯或己内酯共聚，并利用氨基酸具有的多个反应性基团来固定生物活性短肽RGD，有效促进了材料的细胞亲和性；又如Parrish等（Parrish B, Emrick T. Aliphatic polyesters with pendant cyclopentene groups: controlled synthesis and conversion to polyester-graft-PEG copolymers, Macromolecules, 2004, 37(16): 5863-5865）设计合成了侧链含有环状烯烃的生物可降解聚酯，进一步将烯烃转化为二醇，再利用羟基与端羧基聚乙二醇偶联，从而制备了两亲性接枝共聚物，有效提高了材料的细胞相容性。

通过上述途径虽然可以在共聚物的分子中引入活性位点，并利用引进的活性位点，针对性地对聚合物作进一步的改性修饰，以赋予材料更为优异的生物相容性和生物活性。但上述方法均存在如下的不足，如采用单体与功能单体共聚，往往涉及多步化学反应，并且，由于两种单体活性之间的差异，共聚物的分子量和力学性能往往不够理想。通过后聚合方法改性思路虽然简单，但必需考虑后聚合过程中应尽可能避免生物可降解聚酯的降解。除此之外，上述途径均没有从真正意义上在生物可降解聚酯的分子骨架中引入反应性位点，因此，无法灵活地对生物可降解聚酯的分子骨架进行生物活性分子的高密度修饰和调控。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中生物可降解聚酯的生物相容性不够理想、而又难以对其进行高密度生物学修饰这一关键问题，通过设计材料的合成路线和运用“点击化学”技术，在温和的实验条件下制备一类生物功能化可降解聚酯。

本发明的技术方案如下：

一种生物功能化可降解聚酯，具有如式（I）所示的结构通式：

                          

其中，R₁，R₂和R₃选择氢原子、烷基、1,2,3-三氮唑五元环化天然生物活性分子（结构式为）中的一种以上；A为天然生物活性分子，x和y为0或大于0的整数；n为5~200。

所述的生物功能化可降解聚酯，由含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯与含叠氮基或炔基的天然生物活性分子通过“点击化学”反应制备得到。

所述的含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯包含了一种或以上的重复单元，结构通式如（II）所示：

其中，R₁，R₂，R₃和R₄选择氢原子、烷基、炔基、叠氮基中的一种以上，且R₁、R₂、R₃和R₄中至少有一个是炔基或叠氮基；x和y为0或大于0的整数；n为5~200。

所述的天然生物活性分子指的是胆固醇、糖类、磷脂、短肽中的一种以上。

所述的“点击化学”反应为1,3-双偶极Huisgen环加成反应，反应条件为：在Cu (I)催化下或者无催化剂存在下，于0-130℃反应，炔基与叠氮基反应生成1,2,3-三氮唑五元环化合物，采用的反应介质为水、二甲基亚砜或四氢呋喃。

所述的含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯由一种或以上的交酯衍生物单体均聚或共聚制备得到，单体的结构通式如（III）所示：

其中，R₁、R₂、R₃和R₄选择氢原子、烷基、炔基或叠氮基中的一种以上，且R₁、R₂、R₃和R₄中至少有一个是炔基或叠氮基。

所述的交酯衍生物单体由下述方法制备得到：

（1）在有机溶剂中按3：1 ~ 1：3的摩尔比加入醛和炔基或叠氮基衍生物，在-80～300℃搅拌6~48h后，加入催化剂，于-80～200℃持续搅拌12-48h，待反应完成后，反应体系用溶剂萃取、洗涤，无水硫酸镁干燥，乙酸乙酯/正己烷作为展开剂进行薄层色谱分离，显色法显示反应完全后，通过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏除去溶剂，即得到所需反应产物；

（2）在有机溶剂中按3：1 ~ 1：3的摩尔比加入步骤（1）所得产物和卤代酰卤，于-80～300℃搅拌6～48h，用砂芯漏斗过滤，旋转蒸发除去有机溶剂，再依次用溶剂萃取、分层，减压蒸馏除去溶剂，即得到炔基化或叠氮化的交酯衍生物单体。

由交酯衍生物单体均聚或共聚制备含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯的过程为：将交酯衍生物单体与其它单体（如乙交酯、丙交酯或己内酯等）按10：0 ~ 0：10的摩尔比投料，在催化剂作用下，分别通过本体封管聚合、微波辅助聚合或超临界二氧化碳流体中聚合；产物经溶解-沉淀或超临界二氧化碳萃取纯化，真空干燥得到含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯。

制备炔基化交酯衍生物单体所选用的醛基取代物为乙醛酸乙酯、乙醛酸丁酯、乙醛酸戊酯、4-戊炔醛或5-叠氮-戊醛，炔基衍生物为溴丙炔、溴丁炔、溴己炔、氯丙炔或氯丁炔，叠氮基衍生物为叠氮化氯甲烷、叠氮化溴甲烷、叠氮化氯丙烷或叠氮化溴丙烷。

制备交酯衍生物单体所选用催化剂为：锂、钠、钾、镁、锌、格氏试剂。

制备交酯衍生物单体所选用的卤代酰卤为：溴乙酰溴、溴乙酰氯、2-溴丙酰氯、2-溴丙酰溴、2-溴己酰氯、4-甲基-2-溴戊酰氯、2-氯丙酰溴、2-氯丙酰氯、2-溴己酰溴或3-甲基-2-溴丁酰溴。

交酯衍生物单体所选用的有机溶剂为：三氯甲烷、乙醚、甲苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或二甲基乙酰胺。

制备含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯所选用的催化剂为：三氧化磷、氧化锌、三氧化二锑、五氧化二磷、辛酸亚锡、乳酸锡、辛酸锡或4-二甲基氨基吡啶等。

制备含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯采用的本体封管聚合条件：反应温度为20~150℃，反应时间为6~72h，催化剂用量为交酯单体总用量的0.5~10wt%。

制备含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯采用的微波辅助聚合条件：反应温度为40~130℃，反应时间为5min~1h，催化剂用量为交酯单体总用量的0.5~10wt%。

所述一种含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯的制备，超临界二氧化碳流体中聚合选用的条件：反应温度为30~130℃，反应釜内压力为10~50Mpa，反应时间为6~72h，催化剂用量为交酯单体总用量的0.5~10wt%。

所述糖包括：半乳糖、葡萄糖、壳寡糖（如壳二糖、壳三糖、壳四糖、壳五糖、壳六糖）等。

所述磷脂包括：甘油磷酸胆碱、脑磷脂或鞘磷脂等。

所述短肽包括：精氨酸(R)-甘氨酸(G)-天冬氨酸(D)(RGD)、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-甘氨酸（RGDG）、甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(GRGDS)等。

所述各种含叠氮基或炔基的天然生物活性分子的制备，是通过各种天然生物活性分子中的特定反应性基团（如羟基、羧基、氨基）与叠氮基衍生物（如叠氮化钠、叠氮化溴丙烷、叠氮化氯丙烷）或炔基衍生物（如溴丙炔、溴己炔、氯丙炔）反应得到。

本发明的理论依据如下：近年来，选择性的化学反应越来越受到重视。“点击化学”又称“click化学”，是由Sharpless首先提出来，常用的反应类型是通过Cu(Ⅰ)催化，炔基与叠氮基反应生成单一的反式三氮唑分子，属于1,3-双偶极Huisgen环加成反应（Kolb H C , Finn M G, Sharpless K B. Click chemistry: diverse chemical function from a few good reactions, Angewandate Chemie, International Edition, 2001, 40:2004-2021）。由于具有反应条件温和、快速、有效、高产率和高选择性等特点，“点击化学”近年成为材料科学家手中强有力的研究工具，并逐渐被应用到生物可降解聚酯材料的改性修饰等方面。如Krouit等（Krouit M, Bras J, Belgacem M N. Cellulose surface grafting with polycaprolactone by heterogeneous click-chemistry, European Polymer Journal, 2008: 4074-4081）利用“点击化学”，通过炔基功能化纤维素与端叠氮基的聚己内酯发生化学反应制备了纤维素-聚己内酯接枝共聚物。董常明等以单端炔基化扇形结构的聚己内酯与单或双端叠氮基化线形结构的聚乙二醇通过“点击化学”制备了一种非线性结构的聚己内酯-block-聚乙二醇共聚物，为制备非线型结构的可降解双亲性生物医用高分子提供了一种简单而有效的途径（董常明，华崇，杨阳。非线性结构聚己内酯-嵌段-聚乙二醇的合成方法，中国专利，申请号：200810041208.2）。以上研究仅仅是在生物可降解聚酯的端基引入炔基或叠氮基团，引入的可反应性基团数量有限，这对进一步利用这些反应位点来提高材料的生物相容性的可设计空间较小。因此，若能在生物可降解聚酯的分子骨架中高密度、可调控地引入炔基或叠氮反应性基团，并灵活地利用“点击化学”这一先进技术对可降解聚酯进行各种生物学修饰，这必将是提高可降解聚酯生物相容性最为有效的一条途径。

基于对材料生物相容性的要求，依据细胞和分子生物学的整体仿生设计原理，材料表面应载有仿细胞膜结构的某种结构或功能基团、某些短肽甚至是天然多糖，可望更好地促进材料表面的特异性细胞粘附并诱导细胞的分化。如近年来的研究表明，用含磷酰胆碱基团的聚合物涂敷或接枝修饰生物材料，可在材料表面形成类似于细胞膜结构的自组装层，修饰后的材料则会被细胞认为是自体，而获得优良的生物相容性（Goto Y, Matsuno R, Konno T, Takai M, Ishihara K. Polymer nanoparticles covered with phosphorylcholine groups and immobilized with antibody for high-affinity separation of proteins, Biomacromolecules, 2008, 9(3): 828-833）。胆固醇是细胞膜中另一重要的组成成分，采用胆固醇修饰生物材料，同样可赋予材料良好的细胞亲和性，促进细胞的附着和增殖（Yu G h，Ji J，Shen J c. Synthesis and characterization of cholesterol-poly(ethylene glycol)- poly(D,L-lactic acid) copolymers for promoting osteoblast attachment and proliferation，journal of materials science, materials in medicine, 2006, 17: 899-909）。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

（1）采用合理的技术路线设计合成含炔基或叠氮基的交酯衍生物，通过交酯衍生物开环均聚或与其它交酯单体共聚合成一类侧链高密度炔基或叠氮化的生物可降解聚酯。从单体进行修饰，不仅可在生物可降解聚酯分子中高密度引入特定的炔基或叠氮基，同时，炔基或叠氮基的分布密度可以通过改变单体组成进行调控，从而有利于下一步对材料进行可控的生物学修饰。

（2）充分利用了“点击化学”对不同原材料的高度适用性，在可降解聚酯侧链上通过“一步平行接枝法”灵活固定多种细胞膜的天然组成成分（胆固醇、低分子多糖和磷酰胆碱）与短肽等，仿生制备一类具有特殊生物学功能的可降解聚酯。

（3）在整个材料设计过程中，反应条件温和，操作可行。

（4）由于1,3-双偶极Huisgen环加成反应具有高度的专一性和反应条件温和，本发明中无需对糖类、短肽等天然生物分子上的其它基团进行保护。

（5）由于本发明涉及的生物功能化可降解聚酯生物学性能的高度可修饰和可调控性，从而赋予聚酯材料优异的生物相容性，可望在组织工程支架材料、血液相容性材料、缓控释药物载体等方面得到广泛的应用。

附图说明：

图1为炔基化交酯衍生物单体的红外谱图。 

图2为炔基化生物可降解聚酯的红外谱图。

图3为炔基化生物可降解聚酯的氢核磁谱图。

图4为骨髓间充质干细胞在生物可降解聚酯纤维（a）和侧链壳六糖修饰的生物功能化可降解共聚酯纤维上的增殖情况（b）。

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。

实施例1：

步骤（1）：在甲苯溶剂中按摩尔比1：1：0.8 加入乙醛酸乙酯、溴丁炔和镁，在25℃下搅拌反应32h，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层依序用二氯甲烷、乙酸乙酯、稀盐酸溶液洗涤萃取，有机层用无水硫酸镁干燥后，直至用乙酸乙酯/正己烷=60/40（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，碘气显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到淡黄色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在乙醚中按摩尔比1.1：1.0：0.8加入步骤(1)所得淡黄色产物、2-溴丙酰氯和三乙胺，于40℃搅拌8h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，乙酸乙酯萃取、分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种炔基化乙交酯衍生物晶体。

如图1所示，1756cm^-1处为酯羰基的特征红外吸收峰，3289cm^-1和2123 cm^-1处则为炔基的特征红外吸收峰，结果表明，步骤（1）和（2）合成了炔基化的交酯衍生物单体。

步骤（3）：称取12g步骤（2）所得炔基化乙交酯衍生物晶体，加入单体用量0.5wt%的辛酸亚锡，在微波辅助下聚合，其中：设定反应温度为100℃，微波功率为30W，反应时间为20min；固体粗产物用三氯甲烷溶解，无水乙醇沉淀，然后于45℃真空干燥24h，得到一种侧链炔基化的生物可降解聚酯（产率：93.5%，数均分子量：1.08*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链炔基化生物可降解聚酯（10.8g，1.0mmol）和叠氮化胆固醇（6.2g，15.0mmol）置于100ml三口烧瓶，加入60ml的四氢呋喃使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜(CuBr，35.8mg，0.25mmol)与五甲基二乙烯基三胺(PMEDTA, 40μL, 0.25mmol) ，50℃下反应 24h。反应后聚合体系用大量乙醚沉淀，并用10ml冷甲醇（约0℃）溶剂萃取法提纯，以去除未反应的叠氮化胆固醇。将产物于40℃下真空干燥48h，得到胆固醇修饰的生物功能化可降解聚酯（产率为87.8%，数均分子量：1.37*10⁴）。

步骤（5）：采用溶液浇铸法制备聚乳酸和胆固醇修饰的生物功能化可降解聚酯膜材料。将复苏3T3成纤维细胞经0.25％胰蛋白酶消化传至第三代，配制成2.5×10⁵个/mL细胞悬液接种于96孔塑料培养板内，将培养皿置于含5%（v/v）二氧化碳气体的37℃的培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用磷酸盐缓冲液洗涤两次，每组分别加入100μL含50%浸提液的新鲜培养液，放入上述培养环境中分别培养2d、4d和6d。采用MTT法测定不同时间两种膜材料浸提液的吸光度值，结果表明，胆固醇修饰的生物功能化可降解聚酯膜浸提液中培养的细胞数量和活性明显优于相应的聚乳酸。 

实施例2：

步骤（1）：在三氯甲烷中按摩尔比1.1：1.1：0.8 加入乙醛酸丁酯、溴丙炔和钠，在25℃搅拌反应18h后，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层用甲苯萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=70/30（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，碘气显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到淡黄色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在二甲基甲酰胺中按摩尔比1.1：1.2：1.1加入步骤(1)所得淡黄色产物、溴乙酰氯和吡啶，于40℃搅拌8h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，减压蒸馏除去有机溶剂，用甲苯萃取，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种炔基化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取6g步骤（2）所得炔基化乙交酯衍生物晶体和9克丙交酯，加入单体总用量的0.5wt%的4-二甲基氨基吡啶，在微波辅助下聚合，其中：设定反应温度为40℃，微波功率为50W，反应时间为35min；固体粗产物用三氯甲烷溶解，无水乙醇沉淀，然后于45℃真空干燥24h，得到一种侧链炔基化的生物可降解共聚酯（产率：94.3%，数均分子量：3.17*10⁴）。

如图2所示，1757cm^-1处为酯羰基的特征红外吸收峰，3290cm^-1和2120 cm^-1处则为炔基的特征红外吸收峰；图3中化学位移在1.4和1.6分别为末端和链段中乳酰单元上的甲基的质子共振峰，4.4 和 5.2分别为末端和链段中乳酰单元上的次甲基的质子共振峰，而化学位移在2.5左右的质子吸收峰则为炔基端基的质子吸收峰。结合图2和3说明，步骤（1）、（2）和（3）成功合成了侧链含炔基的生物可降解共聚酯。

步骤（4）：分别称取侧链炔基化生物可降解共聚酯（7.9g，0.25 mmol）和叠氮化胆固醇（1.64g，4mmol）置于100ml三口烧瓶，加入50ml的四氢呋喃使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜（CuBr，57.3mg，0.40mmol）与五甲基二乙烯基三胺(PMEDTA, 40μL, 0.25mmol)，35℃下反应 24h。反应后聚合体系用大量乙醚沉淀，并用10ml冷甲醇（约0℃）溶剂萃取法提纯，以去除未反应的叠氮化胆固醇。将产物于40℃下真空干燥48h，得到胆固醇修饰的生物功能化可降解共聚酯（产率为88.5%，数均分子量：3.59*10⁴）。

步骤（5）：采用超临界二氧化碳致孔技术构建聚乳酸和胆固醇修饰的生物功能化可降解共聚酯多孔支架。将成骨细胞经0.25％胰蛋白酶消化传至第三代，配制成1.5×10⁵个/mL细胞悬液接种于24孔塑料培养板内，将培养皿置于含5%（v/v）二氧化碳气体的37℃的培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用磷酸盐缓冲液洗涤两次，每组分别加入100μL含50%浸提液的新鲜培养液，放入上述培养环境中分别培养1d、3d、5d和7d；采用2.5%的戊二醛固定细胞，不同浓度的乙醇脱水。通过扫描电镜观察不同材料上的细胞数量和形态。结果表明，细胞在胆固醇修饰的生物功能化可降解共聚酯多孔支架上的数量、粘附和形态均明显优于相应的聚乳酸多孔支架。

实施例3：

步骤（1）：在三氯甲烷中按摩尔比1：1.2：1.1加入乙醛酸乙酯、叠氮化氯丙烷和格氏试剂，在25℃下搅拌反应24h，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层用乙醚萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=50/50（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，1,4-二硝基苯肼显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到浅棕色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在二甲基甲酰胺中按摩尔比1.0：1.3：1.5加入(1)所得浅棕色产物、2-溴乙酰氯和碳酸氢钠，于20℃搅拌36h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，前后用烯盐酸、蒸馏水洗涤，用甲苯萃取分层，取有机层，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种叠氮化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取3 g步骤（2）所得叠氮化乙交酯衍生物晶体和9克己内酯，加入单体总用量的1.0wt%的辛酸亚锡，采用本体封管方法聚合，其中：设定反应温度为100℃，反应时间为24h；固体粗产物用三氯甲烷溶解，无水甲醇沉淀，然后于40℃真空干燥36h，得到一种侧链叠氮化的生物可降解共聚酯（产率：93.6%，数均分子量：2.98*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链叠氮化生物可降解共聚酯（2.98g，0.1 mmol）和炔基化壳六糖（1.5g，1.5 mmol）置于50ml三口烧瓶，加入30ml 的二甲基亚砜使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜(CuBr，21.6 mg，0.15mmol)与五甲基二乙烯基三胺(PMEDTA, 30μL, 0.15mmol)，25℃下反应36h。反应后聚合体系通过旋转蒸发除去溶剂，然后用适量2%的冰乙酸萃取提纯，以完全除去过量的炔基化壳六糖。将产物于35℃真空干燥48h，得到壳六糖修饰的生物功能化可降解共聚酯（产率为86.3%，数均分子量：4.57*10⁴）。

步骤（5）：采用静电纺丝技术构建聚乳酸和壳六糖修饰的生物功能化可降解共聚酯纳米纤维膜。将骨髓间充质干细胞经0.25％胰蛋白酶消化传至第三代，配制成5.0×10⁴个/mL细胞悬液接种于24孔塑料培养板内，将培养皿置于含5%（v/v）二氧化碳气体的37℃的培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用磷酸盐缓冲液洗涤两次，每组分别加入100μL含50%浸提液的新鲜培养液，放入上述培养环境中分别培养1d、3d、5d和7d。采用2.5%的戊二醛固定细胞，不同浓度的乙醇脱水。通过扫描电镜观察不同材料上的细胞数量和形态。结果表明，骨髓间充质干细胞在壳六糖修饰的生物功能化可降解共聚酯纳米纤维膜上粘附数量多，胞体较大，胞核居中，细胞形态较为一致，明显优于相应的聚乳酸纳米纤维膜。

如图4（a）所示，骨髓间充质干细胞在聚乳酸纤维膜上培养7d，材料上粘附的细胞数量较少，而且，细胞在纤维膜上不能很好地的贴附、铺展；相反，图4（b）显示，骨髓间充质干细胞在侧链壳六糖修饰的生物功能化可降解聚酯纤维膜上培养7d，增殖分化良好，细胞开始在纤维膜上贴附生长，细胞形态呈长梭形，胞体较大，胞核居中，部分细胞已经相互生长连成一片。结果表明，制备的侧链壳六糖修饰的生物可降解共聚酯纤维膜具有优异的细胞相容性，且明显优于目前应用广泛的聚乳酸材料。

实施例4：

步骤（1）：在无水甲醇中按摩尔比1.0：1.3：1.5加入乙醛酸、溴丙炔和格氏试剂，在30℃下搅拌反应20h，待反应完后用砂芯漏斗过滤，有机层用乙醚萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=50/50（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，碘气显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到浅黄色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在乙醚中按摩尔比1：1.5：1加入步骤(1)所得浅黄色产物、2-溴丙酰氯和吡啶，于50℃搅拌8h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，旋转蒸发除去有机溶剂，用甲苯萃取，然后除去有机溶剂，即得到一种炔基化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取3g步骤（2）所得炔基化乙交酯衍生物晶体和9克乙交酯，加入单体总用量的1.2wt%的4-二甲基氨基吡啶，在微波辅助下聚合，其中：设定反应温度为45℃，微波功率为40W，反应时间为30min；固体粗产物用三氯甲烷溶解，无水乙醇沉淀，然后于45℃真空干燥24h，得到一种侧链炔基化的生物可降解共聚酯（产率：94.7%，数均分子量：3.92*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链炔基化生物可降解聚酯（3.92g，0.1 mmol）和叠氮化半乳糖（0.31g，1.5 mmol）置于50ml三口烧瓶，加入30ml 的二甲基亚砜使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜(CuBr，21.6 mg，0.15mmol)与抗坏血酸(44mg, 0.25mmol) ，30℃下反应24h。反应后聚合体系通过旋转蒸发除去溶剂，然后用蒸馏水洗涤产物数次。将产物于35℃真空干燥48h，从而得到半乳糖修饰的生物功能化可降解共聚酯（产率为89.2%，数均分子量：4.27*10⁴）。

步骤（5）：采用溶液浇铸法构建了聚乳酸和半乳糖修饰的生物功能化可降解共聚酯纳米纤维膜。将复苏3T3成纤维细胞经0.25％胰蛋白酶消化传至第二代，配制成2.5×10⁴个/mL细胞悬液接种于48孔塑料培养板内，将培养皿置于含5%（v/v）二氧化碳气体的37℃的培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用磷酸盐缓冲液洗涤两次，每组分别加入100μL含50%浸提液的新鲜培养液，放入上述培养环境中分别培养2d、4d和7d；采用2.5%的戊二醛固定细胞，不同浓度的乙醇脱水。通过扫描电镜观察不同材料上的细胞数量和形态。结果表明，细胞在半乳糖修饰的生物功能化可降解共聚酯膜上的数量、粘附和形态均明显优于相应的聚乳酸膜材料。

实施例5：

步骤（1）：在乙醚/二氯甲烷中按摩尔比1.1：1.0：1.3 加入乙醛酸丁酯、叠氮化溴丙烷和镁，在25℃下搅拌反应24h，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层用乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=70/30（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，1,4-二硝基苯肼显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到浅棕色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在二甲基乙酰胺中按摩尔比1.0：1.3：2加入(1)所得浅棕色产物、2-溴己酰氯和三乙胺，于0℃搅拌36h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，前后用烯盐酸、蒸馏水洗涤，用甲苯萃取分层，取有机层，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种叠氮化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取3 g步骤（2）所得叠氮化乙交酯衍生物晶体和6克丙交酯，加入单体总用量的1.0wt%的辛酸亚锡，采用超临界二氧化碳流体中聚合，其中：设定反应温度为70℃，反应时间为48h，反应釜内压力为30Mpa；聚合结束后，未反应的单体和催化剂通过超临界二氧化碳流体萃取技术去除，从而得到一种侧链叠氮化的生物可降解共聚酯（产率：86.3%，数均分子量：2.07*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链叠氮化生物可降解共聚酯（4.14 g，0.2mmol）和炔基化甘油磷酰胆碱 (0.69g，2.2mmol) 置于50ml三口烧瓶，加入25 ml 的四氢呋喃使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜(CuBr，28.7mg，0.20mmol)与五甲基二乙烯基三胺(PMEDTA，35μL, 0.20mmol)，35℃反应 24h。反应结束后将聚合体系倒入大量乙醚中沉淀。将产物于45℃真空干燥24h，即得到甘油磷酰胆碱修饰的生物可降解共聚酯（产率为82.5%，数均分子量：3.49*10⁴）。

步骤（5）：将聚乳酸和甘油磷酰胆碱修饰的生物可降解共聚酯材料均匀、光滑地旋涂于表面皿中心，考察两种膜材料的动态凝血性能，具体操作如下：将放置有材料的表面皿置于37℃恒温水浴，向试验材料加入0.2mlACD全血和0.025mlCaCl₂水溶液（0.2mol/L），混合均匀，于不同时间取样。用100ml蒸馏水流注于血液表面，收集流注液。用分光光度计在540nm处测流注液的吸光度，得到所有剩余的游离血红蛋白的吸光度（OD）。以含0.2mL全血的50mL蒸馏水作为对照，其相对吸光度作为100，据此算出试样的相对吸光度(BCI)。结果显示，甘油磷酰胆碱修饰的生物可降解共聚酯的BCI值在不同时间均高于相应的聚乳酸，表明它的抗凝血性能明显优于聚乳酸，是一类良好的血液相容性材料。

实施例6：

步骤（1）：在四氢呋喃中按摩尔比1：1.1：1.5 加入乙醛酸乙酯、氯丁炔和锂，在25℃下搅拌反应48h，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层用乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=70/30（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，1,4-二硝基苯肼显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到浅黄色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在乙醚中按摩尔比1.0：1.1：1.5加入(1)所得浅黄色产物、2-溴乙酰溴和氢氧化钠，于25℃搅拌36h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，前后用烯盐酸、蒸馏水洗涤，用甲苯萃取分层，取有机层，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种炔基化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取4g步骤（2）所得炔基化乙交酯衍生物晶体和9克丙交酯，加入单体总用量的0.8wt%的4-二甲基氨基吡啶，采用超临界二氧化碳流体中聚合，其中：设定反应温度为50℃，反应时间为48h，反应釜内压力为35Mpa；；聚合结束后，未反应的单体和催化剂通过超临界二氧化碳流体萃取技术去除，从而得到一种侧链炔基化的生物可降解共聚酯（产率：89.6%，数均分子量：2.39*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链炔基化生物可降解共聚酯（4.78g，0.20 mmol）、叠氮化胆固醇（0.41g，1.0mmol）和叠氮化甘油磷酰胆碱 (0.30g，1.0mmol) 置于100ml三口烧瓶，加入60 ml 的四氢呋喃使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜(CuBr，28.7mg，0.20mmol)与抗坏血酸(44mg, 0.25mmol) ，25℃反应 36h。反应结束后将聚合体系倒入大量乙醚中沉淀。将产物于40℃真空干燥24h，将产物于45℃真空干燥24h，即得到胆固醇和甘油磷酰胆碱共同修饰的生物功能化可降解共聚酯。（产率：81.3%，数均分子量：2.91*10⁴）。

步骤（5）：将聚乳酸、胆固醇和甘油磷酰胆碱共同修饰的生物功能化可降解共聚酯材料均匀、光滑地旋涂于表面皿中心，考察两种膜材料的动态凝血性能，具体操作如下：将放置有材料的表面皿置于37℃恒温水浴，向试验材料加入0.2mlACD全血和0.025mlCaCl₂水溶液（0.2mol/L），混合均匀，于不同时间取样。用100ml蒸馏水流注于血液表面，收集流注液。用分光光度计在540nm处测流注液的吸光度，得到所有剩余的游离血红蛋白的吸光度（OD）。以含0.2mL全血的50mL蒸馏水作为对照，其相对吸光度作为100，据此算出试样的相对吸光度(BCI)。结果显示，胆固醇和甘油磷酰胆碱共同修饰的生物功能化可降解共聚酯的BCI值在不同时间均高于相应的聚乳酸，表明它的抗凝血性能明显优于聚乳酸，是一类良好的血液相容性材料。

实施例7：

步骤（1）：在乙醚/二氯甲烷中按摩尔比1.2：1.0：1.3 加入乙醛酸丁酯、叠氮化溴丙烷和镁，在25℃下搅拌反应24h，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层用乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=70/30（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，1,4-二硝基苯肼显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到浅棕色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在二甲基乙酰胺中按摩尔比1.0：1.3：2加入(1)所得浅棕色产物、2-溴己酰氯和三乙胺，于0℃搅拌36h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，前后用烯盐酸、蒸馏水洗涤，用甲苯萃取分层，取有机层，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种叠氮化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取3 g步骤（2）所得叠氮化乙交酯衍生物晶体和9克丙交酯，加入单体总用量的1.5wt%的辛酸亚锡，在微波辅助下聚合，其中：设定反应温度为90℃，微波功率为60W，反应时间为20min；固体粗产物用三氯甲烷溶解，无水乙醇沉淀，然后于45℃真空干燥24h，得到一种侧链叠氮化的生物可降解共聚酯（产率：92.8%，数均分子量：3.05*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链叠氮化生物可降解共聚酯（4.58g，0.15 mmol）、炔基化胆固醇（0.40g，1.0mmol）和炔基化壳四糖 (1.20g，1.5mmol) 置于50ml三口烧瓶，加入30 ml 的二甲基亚砜使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜(CuBr，28.7mg，0.20mmol)与抗坏血酸(44mg, 0.25mmol) ，30℃反应 24h。反应后聚合体系通过旋转蒸发除去溶剂，然后分别用适量2%的冰乙酸和乙醚萃取提纯，以完全除去过量的炔基化壳四糖和炔基化胆固醇。将产物于40℃真空干燥24h，即得到胆固醇和壳四糖共同修饰的生物功能化可降解共聚酯。（产率：83.9%，数均分子量：4.01*10⁴）。

步骤（5）：采用相分离法构建聚乳酸、胆固醇和壳四糖共同修饰的生物功能化可降解共聚酯多孔支架。将软骨细胞经0.25％胰蛋白酶消化传至第三代，配制成5.0×10⁴个/mL细胞悬液接种于48孔塑料培养板内，将培养皿置于含5%（v/v）二氧化碳气体的37℃的培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用磷酸盐缓冲液洗涤两次，每组分别加入100μL含50%浸提液的新鲜培养液，放入上述培养环境中分别培养1d、3d、5d和7d；采用2.5%的戊二醛固定细胞，不同浓度的乙醇脱水。通过扫描电镜观察不同材料上的细胞数量和形态。结果表明，软骨细胞在胆固醇和壳四糖共同修饰的生物功能化可降解共聚酯多孔支架上粘附数量多，细胞形态多为多角形或星形，核仁变大变多，表明这类功能化聚酯的细胞相容性明显优于相应的聚乳酸多孔支架。

实施例8：

步骤（1）：在乙醚/二氯甲烷中按摩尔比1.1：1.0：1.3 加入乙醛酸丁酯、叠氮化溴丙烷和镁，在25℃下搅拌反应24h，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层用乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=70/30（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，1,4-二硝基苯肼显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到浅棕色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在二甲基乙酰胺中按摩尔比1.0：1.3：2加入(1)所得浅棕色产物、2-溴己酰氯和三乙胺，于0℃搅拌36h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，前后用烯盐酸、蒸馏水洗涤，用甲苯萃取分层，取有机层，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种叠氮化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取6 g步骤（2）所得叠氮化乙交酯衍生物晶体和9克丙交酯，加入单体总用量的1.5wt%的4-二甲基氨基吡啶，采用超临界二氧化碳流体中聚合，其中：设定反应温度为50℃，反应时间为36h，反应釜内压力为30Mpa；聚合结束后，未反应的单体和催化剂通过超临界二氧化碳流体萃取技术去除，从而得到一种侧链叠氮化的生物可降解共聚酯（产率：88.5%，数均分子量：2.17*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链叠氮化生物可降解共聚酯（4.34 g，0.20mmol）、炔基化甘油磷酰胆碱 (0.38g，1.2mmol) 和炔基化壳六糖（(1.0g，1.0mmol)）置于100ml三口烧瓶，加入50 ml 的二甲基亚砜使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜(CuBr，28.7mg，0.20mmol) 与抗坏血酸(44mg, 0.25mmol)，35℃反应 24h。反应后聚合体系通过旋转蒸发除去溶剂，然后分别用适量2%的冰乙酸和乙醚萃取提纯，以完全除去过量的炔基化壳六糖和炔基化甘油磷酰胆碱。将产物于45℃真空干燥24h，即得到甘油磷酰胆碱和壳六糖共同修饰的生物可降解共聚酯（产率为89.3%，数均分子量：3.05*10⁴）。

步骤（5）：采用超临界二氧化碳致孔技术构建聚乳酸、甘油磷酰胆碱和壳六糖共同修饰的生物功能化可降解聚酯多孔支架。将复苏3T3成纤维细胞经0.25％胰蛋白酶消化传至第四代，配制成5.0×10⁴个/mL细胞悬液接种于48孔塑料培养板内，将培养皿置于含5%（v/v）二氧化碳气体的37℃的培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用磷酸盐缓冲液洗涤两次，每组分别加入100μL含50%浸提液的新鲜培养液，放入上述培养环境中分别培养2d、4d和6d。采用MTT法测定不同时间两种膜材料浸提液的吸光度值，结果表明甘油磷酰胆碱和壳六糖共同修饰的生物功能化可降解聚酯多孔支架浸提液中培养的细胞数量和活性明显优于相应的聚乳酸。

实施例9：

步骤（1）：在三氯甲烷中按摩尔比1.0：1.2：1.1 加入5-叠氮-戊醛、叠氮化溴丙烷和钠，在30℃搅拌反应24h后，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层用甲苯萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=60/40（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，碘气显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到淡黄色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在乙醚中按摩尔比1.1：1.2：1.1加入步骤(1)所得淡黄色产物、溴乙酰溴和吡啶，于45℃搅拌10h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，减压蒸馏除去有机溶剂，用甲苯萃取，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种双叠氮化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取3g步骤（2）所得炔基化乙交酯衍生物晶体和9克丙交酯，加入单体总用量的1.0wt%的辛酸亚锡，采用本体封管方法聚合，其中：设定反应温度为100℃，反应时间为24h；固体粗产物用三氯甲烷溶解，无水甲醇沉淀，然后于45℃真空干燥24h，得到一种侧链叠氮化的生物可降解共聚酯（产率：92.7%，数均分子量：2.39*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链叠氮化生物可降解共聚酯（4.78 g，0.20 mmol）和炔基化甘油磷酰胆碱（0.95g，3mmol）置于50ml三口烧瓶，加入30ml的四氢呋喃使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜（CuBr，57.3mg，0.40mmol）与五甲基二乙烯基三胺(PMEDTA, 40μL, 0.25mmol)，45℃下反应20h。反应后聚合体系用大量乙醚沉淀，并用10ml冷乙醚（约0℃）溶剂萃取法提纯，以去除未反应的炔基化甘油磷酰胆碱。将产物于40℃下真空干燥36h，得到一种甘油磷酰胆碱修饰的生物功能化可降解共聚酯（产率为86.3%，数均分子量：2.85*10⁴）。

步骤（5）：采用静电纺丝技术构建聚乳酸和甘油磷酰胆碱修饰的生物功能化可降解共聚酯纳米纤维膜。将复苏3T3成纤维细胞经0.25％胰蛋白酶消化传至第三代，配制成1.0×10⁵个/mL细胞悬液接种于96孔塑料培养板内，将培养皿置于含5%（v/v）二氧化碳气体的37℃的培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用磷酸盐缓冲液洗涤两次，每组分别加入100μL含50%浸提液的新鲜培养液，放入上述培养环境中分别培养1d、3d、5d和7d；采用2.5%的戊二醛固定细胞，不同浓度的乙醇脱水。通过扫描电镜观察不同材料上的细胞数量和形态。结果表明，成纤维细胞在甘油磷酰胆碱修饰的生物功能化可降解共聚酯纳米纤维膜上粘附数量较多，细胞形态多呈长梭形，且胞体饱满，表明这类甘油磷酰胆碱修饰的聚酯材料具有良好的细胞相容性。

实施例10：

步骤（1）：在甲苯中按摩尔比1：1.3：1.2加入乙醛酸乙酯、叠氮化氯丙烷和格氏试剂，在25℃下搅拌反应24h，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层用乙醚萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=70/30（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，1,4-二硝基苯肼显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到浅棕色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在二甲基甲酰胺中按摩尔比1.0：1.3：1.5加入(1)所得浅棕色产物、2-溴乙酰氯和碳酸氢钠，于20℃搅拌36h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，前后用烯盐酸、蒸馏水洗涤，用甲苯萃取分层，取有机层，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种叠氮化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取3 g步骤（2）所得叠氮化乙交酯衍生物晶体和9克丙交酯，加入单体总用量的0.5wt%的4-二甲基氨基吡啶，采用本体封管方法聚合，其中：设定反应温度为50℃，反应时间为24h；固体粗产物用三氯甲烷溶解，无水甲醇沉淀，然后于40℃真空干燥36h，得到一种侧链叠氮化的生物可降解共聚酯（产率：91.8%，数均分子量：3.18*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链叠氮化生物可降解共聚酯（6.36 g，0.20mmol）、炔基化胆固醇（0.40g，1.0mmol）、炔基化壳四糖（0.80g，1.0mmol）和炔基化甘油磷酰胆碱（0.32g，1mmol）置于100ml三口烧瓶，加入60ml 的二甲基亚砜使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜(CuBr，21.6 mg，0.15mmol)与抗坏血酸(44mg, 0.25mmol) ，30℃下反应24h。反应后聚合体系通过旋转蒸发除去溶剂，然后分别用适量2%的冰乙酸和乙醚萃取提纯，以去除未反应的原料。将产物于35℃真空干燥48h，从而通过“一步平行接枝法”得到胆固醇、壳四糖和甘油磷酰胆碱共同修饰的生物功能化可降解共聚酯（产率为87.5%，数均分子量：3.74*10⁴）。

步骤（5）：采用超临界二氧化碳致孔技术构建聚乳酸、胆固醇和壳四糖以及甘油磷酰胆碱共同修饰的生物功能化可降解聚酯多孔支架。将复苏3T3成纤维细胞经0.25％胰蛋白酶消化传至第四代，配制成5.0×10⁴个/mL细胞悬液接种于48孔塑料培养板内，将培养皿置于含5%（v/v）二氧化碳气体的37℃的培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用磷酸盐缓冲液洗涤两次，每组分别加入100μL含50%浸提液的新鲜培养液，放入上述培养环境中分别培养1d、3d、5d和7d；采用2.5%的戊二醛固定细胞，不同浓度的乙醇脱水。通过扫描电镜观察不同材料上的细胞数量和形态。结果表明，成纤维细胞在胆固醇、壳四糖和甘油磷酰胆碱共同修饰的生物功能化可降解共聚酯多孔支架上粘附数量较多，细胞形态多呈长梭形，且胞体饱满，表明采用三种天然生物分子共同修饰聚酯可赋予其良好的细胞相容性。

实施例11：

步骤（1）：在乙醚/二氯甲烷中按摩尔比1.1：1.0：1.3 加入乙醛酸丁酯、叠氮化溴丙烷和镁，在25℃下搅拌反应24h，待反应完成后用砂芯漏斗过滤，有机层用乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，直至用乙酸乙酯/正己烷=70/30（v/v）作为展开剂进行薄层色谱分离，1,4-二硝基苯肼显色法显示反应完全为止，通过硅胶色谱柱分离，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到浅棕色液体。

步骤（2）：待步骤（1）反应完成后，在二甲基乙酰胺中按摩尔比1.0：1.3：2加入(1)所得浅棕色产物、2-溴己酰氯和三乙胺，于0℃搅拌36h，待反应完成后，用砂芯漏斗过滤，前后用烯盐酸、蒸馏水洗涤，用甲苯萃取分层，取有机层，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去有机溶剂，即得到一种叠氮化乙交酯衍生物晶体。

步骤（3）：称取6g步骤（2）所得叠氮化乙交酯衍生物晶体，加入单体总用量的1.0wt%的4-二甲基氨基吡啶，采用超临界二氧化碳流体中聚合，其中：设定反应温度为50℃，反应时间为48h，反应釜内压力为25Mpa；聚合结束后，未反应的单体和催化剂通过超临界二氧化碳流体萃取技术去除，从而得到一种侧链叠氮化的生物可降解聚酯（产率：90.1%，数均分子量：2.57*10⁴）。

步骤（4）：分别称取侧链叠氮化生物可降解聚酯（5.14 g，0.20 mmol）、炔基化胆固醇（0.60g，1.5mmol）、炔基化壳四糖（0.48g，1.5 mmol）和炔基化甘油磷酰胆碱（0.38g，1.2mmol）置于100ml三口烧瓶，加入60ml 的二甲基亚砜使原料完全溶解，在氮气保护下加入溴化亚铜(CuBr，21.6 mg，0.15mmol)与抗坏血酸(44mg, 0.25mmol) ，30℃下反应24h。反应后聚合体系通过旋转蒸发除去溶剂，然后分别用适量2%的冰乙酸和乙醚萃取提纯，以去除未反应的原料。将产物于35℃真空干燥48h，从而通过“一步平行接枝法”得到胆固醇、壳四糖和甘油磷酰胆碱共同修饰的生物功能化可降解共聚酯（产率为84.2%，数均分子量：2.98*10⁴）。

步骤（5）：采用静电纺丝技术构建聚乳酸和胆固醇、壳四糖和甘油磷酰胆碱共同修饰的生物功能化可降解共聚酯纳米纤维膜。将骨髓间充质干细胞经0.25％胰蛋白酶消化传至第三代，配制成1.0×10⁵个/mL细胞悬液接种于96孔塑料培养板内，将培养皿置于含5%（v/v）二氧化碳气体的37℃的培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用磷酸盐缓冲液洗涤两次，每组分别加入100μL含50%浸提液的新鲜培养液，放入上述培养环境中分别培养1d、3d、5d、7d和14d。采用2.5%的戊二醛固定细胞，不同浓度的乙醇脱水。通过扫描电镜观察不同材料上的细胞数量和形态。结果表明，骨髓间充质干细胞在胆固醇、壳四糖和甘油磷酰胆碱共同修饰的生物功能化可降解共聚酯纳米纤维膜上粘附的细胞数量明显多于相应的聚乳酸纳米纤维，且细胞的胞体较大，胞核居中，表明这类三种天然生物分子共同修饰的聚酯材料具有优异的细胞相容性。 

Claims (10)

1.一种生物功能化可降解聚酯，其特征在于具有如式（I）所示的结构通式：

                          

其中，R₁，R₂和R₃选择氢原子、烷基、1,2,3-三氮唑五元环化天然生物活性分子（结构式为

）中的一种以上；A为天然生物活性分子，x和y为0或大于0的整数；n为5~200。

2.权利要求1所述的生物功能化可降解聚酯的制备方法，其特征在于由含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯与含叠氮基或炔基的天然生物活性分子通过“点击化学”反应制备得到。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯包含了一种或以上的重复单元，结构通式如（II）所示：

其中，R₁，R₂，R₃和R₄选择氢原子、烷基、炔基、叠氮基中的一种以上，且R₁、R₂、R₃和R₄中至少有一个是炔基或叠氮基；x和y为0或大于0的整数；n为5~200；

所述的天然生物活性分子指的是胆固醇、糖类、磷脂、短肽中的一种以上；

所述的“点击化学”反应为1,3-双偶极Huisgen环加成反应，反应条件为：在Cu (I)催化下或者无催化剂存在下，于0-130℃反应，炔基与叠氮基反应生成1,2,3-三氮唑五元环化合物，采用的反应介质为水、二甲基亚砜或四氢呋喃等。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯由一种或以上的交酯衍生物单体均聚或共聚制备得到，单体的结构通式如（III）所示：

其中，R₁、R₂、R₃和R₄选择氢原子、烷基、炔基或叠氮基中的一种以上，且R₁、R₂、R₃和R₄中至少有一个是炔基或叠氮基。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的交酯衍生物单体由下述方法制备得到：

（1）在有机溶剂中按3：1 ~ 1：3的摩尔比加入醛和炔基或叠氮基衍生物，在-80～300℃搅拌6~48h后，加入催化剂，于-80～200℃再持续搅拌12-48h，待反应完成后，反应体系用溶剂萃取、洗涤，无水硫酸镁干燥，乙酸乙酯/正己烷作为展开剂进行薄层色谱分离，显色法显示反应完全后，通过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏除去溶剂，即得到所需反应产物；

（2）在有机溶剂中按3：1 ~ 1：3的摩尔比加入步骤（1）所得产物和卤代酰卤，于-80～300℃搅拌6～48h，用砂芯漏斗过滤，旋转蒸发除去有机溶剂，再依次用溶剂萃取、分层，减压蒸馏除去溶剂，即得到炔基化或叠氮化的交酯衍生物单体。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述由交酯衍生物单体均聚或共聚制备含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯的过程为：将交酯衍生物单体与其它单体乙交酯、丙交酯或己内酯按10：0 ~ 0：10的摩尔比投料，在催化剂作用下，分别通过本体封管聚合、微波辅助聚合或超临界二氧化碳流体中聚合；产物经溶解-沉淀或超临界二氧化碳萃取纯化，真空干燥得到含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于制备炔基化交酯衍生物单体所选用的醛基取代物为乙醛酸乙酯、乙醛酸丁酯、乙醛酸戊酯、4-戊炔醛或5-叠氮-戊醛，炔基衍生物为溴丙炔、溴丁炔、溴己炔、氯丙炔或氯丁炔，叠氮基衍生物为叠氮化氯甲烷、叠氮化溴甲烷、叠氮化氯丙烷或叠氮化溴丙烷。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于制备交酯衍生物单体所选用催化剂为：锂、钠、钾、镁、锌、格氏试剂；

制备交酯衍生物单体所选用的卤代酰卤为：溴乙酰溴、溴乙酰氯、2-溴丙酰氯、2-溴丙酰溴、2-溴己酰氯、4-甲基-2-溴戊酰氯、2-氯丙酰溴、2-氯丙酰氯、2-溴己酰溴或3-甲基-2-溴丁酰溴；

交酯衍生物单体所选用的有机溶剂为：三氯甲烷、乙醚、甲苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或二甲基乙酰胺。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于制备含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯所选用的催化剂为：三氧化磷、氧化锌、三氧化二锑、五氧化二磷、辛酸亚锡、乳酸锡、辛酸锡或4-二甲基氨基吡啶；

制备含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯采用的本体封管聚合条件：反应温度为20~150℃，反应时间为6~72h，催化剂用量为交酯单体总用量的0.5~10wt%；

制备含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯采用的微波辅助聚合条件：反应温度为40~130℃，反应时间为5min~1h，催化剂用量为交酯单体总用量的0.5~10wt%；

所述一种含炔基或叠氮基的生物可降解聚酯的制备，超临界二氧化碳流体中聚合选用的条件：反应温度为30~130℃，反应釜内压力为10~50Mpa，反应时间为6~72h，催化剂用量为交酯单体总用量的0.5~10wt%；

所述糖包括：半乳糖、葡萄糖、壳寡糖（如壳二糖、壳三糖、壳四糖、壳五糖、壳六糖）等；

所述磷脂包括：甘油磷酸胆碱、脑磷脂或鞘磷脂等；

所述短肽包括：精氨酸(R)-甘氨酸(G)-天冬氨酸(D)(RGD)、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-甘氨酸（RGDG）、甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(GRGDS)等。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述含叠氮基或炔基的天然生物活性分子的制备，是通过各种天然生物活性分子中的特定反应性基团（如羟基、羧基、氨基）与叠氮基衍生物叠氮化钠、叠氮化溴丙烷、叠氮化氯丙烷或炔基衍生物溴丙炔、溴己炔、氯丙炔反应得到。

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