CN112029122B - 一种可生物降解型薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可生物降解型薄膜及其制备方法，包括将聚乳酸‑乙醇酸共聚物溶液按照预定质量比加入到聚噁唑啉溶液中，搅拌均匀，得到共混溶液；将共混溶液置于真空度为0.05MPa～0.1MPa的真空条件下脱泡3h～7h，使得共混溶液中的气体溢出得到脱泡溶液；将脱泡溶液浇筑到模具中，室温干燥，脱泡溶液中的有机溶剂蒸发形成薄膜，然后从模具中取出薄膜；将薄膜浸入蒸馏水中，以使蒸馏水置换出薄膜中残存的有机溶剂，然后干燥得到生物降解型薄膜，聚乳酸‑乙醇酸共聚物溶液与聚噁唑啉溶液的预定质量比为19:1～1:3。本发明提供的制备方法工艺简单，制备得到的可生物降解型薄膜具有良好的亲水性、韧性以及降解性能，适合应用在血管材料中。

Description

一种可生物降解型薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于可降解高分子材料领域，具体涉及一种可生物降解型薄膜及其制备方法。
背景技术
随着医疗技术的不断发展，微创介入治疗逐渐成为治疗心脑血管疾病的有效手段。针对不同的血管病变和要求，研发性能优越的血管支架材料是现代组织工程材料发展的方向之一。高分子可降解材料因为具有可在人体内自行降解为二氧化碳和水等小分子，并随机体的正常代谢排出体外的特点，受到了广泛的关注，并逐渐应用于血管支架材料中。乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)作为高分子可降解材料中的一种，因其优异的性能受到了研究者的青睐。
乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)是一种由乳酸和乙醇酸共聚而成的聚合物，分子链段上乙交酯(GA)链节和丙交酯(LA)链节无规或者交替排列，分子结构设计的自由度大，通过调节GA和LA的共聚比例，可以设计出具有独特分子结构的PLGA，具备良好的生物相容性、适当的力学性能，可以满足不同的使用需要。但是目前合成PLGA的主要方法是通过乙醇酸与乳酸共聚的方法，其原料乙醇酸提纯成本高，价格昂贵且产量较低，难以满足目前需求。
中国发明专利(公开号：CN105622567A)发明公开了一种高产率乙交酯的制备方法，该方法是在常压下加热使乙醇酸融化，然后在1h～3h内将体系升温至180℃～200℃进行常压反应,并将形成的水蒸馏除去，随后在反应压力为1kPa～10kPa下进行减压反应，使反应物脱水缩聚生成乙醇酸低聚物；使乙醇酸低聚物完全熔融,在反应温度240℃～290℃，反应压力为10Pa～1kPa，解聚催化剂存在下，进行乙醇酸低聚物解聚反应，减压蒸馏，经冷却收集系统得到乙交酯粗产品；将得到的乙交酯粗产品进行重结晶,得到纯乙交酯产品。该方法虽然制备出了高纯度的乙交酯，但是却消耗了大量的乙醇酸，使其合成成本相应提高。
中国发明专利(公开号：CN108822514A)发明公开了一种完全生物降解聚乳酸基吹塑薄膜材料及其制备方法，该制备方法首先将PLA、PBSA、PBC和润滑剂、开口剂进行机械共混，然后将混好的原料加入到双螺杆挤出机料斗中，增塑剂由挤出机液体加料口由计量泵计量加入，同时开启固体进料和液体进料，熔融挤出造粒，得到PLA树脂料，最后将PLA树脂料经吹膜机吹塑成膜，得到聚乳酸基薄膜。该聚乳酸基吹塑薄膜具有较好的力学性能和优良透明性,具有完全生物降解优点，可替代PE、PP、PVC等制备薄膜和片材，但是亲水性能较差。
发明内容
本发明是为了解决聚乳酸基薄膜的亲水性能差的问题而进行的，目的在于提供一种可生物降解型薄膜及其制备方法。
本发明提供了一种可生物降解型薄膜的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
步骤一，将聚乳酸-乙醇酸共聚物溶液按照预定质量比加入到聚噁唑啉溶液中，搅拌均匀，得到共混溶液；
步骤二，将共混溶液置于真空度为0.05MPa～0.1MPa的真空条件下脱泡3h～7h，使得共混溶液中的气体溢出得到脱泡溶液；
步骤三，将脱泡溶液浇筑到模具中，室温干燥，脱泡溶液中的有机溶剂蒸发形成薄膜，然后从模具中取出薄膜；
步骤四，将薄膜浸入蒸馏水中，以使蒸馏水置换出薄膜中残存的有机溶剂，然后干燥得到生物降解型薄膜，
其中，聚乳酸-乙醇酸共聚物溶液与聚噁唑啉溶液的预定质量比为19:1～1:3。
在本发明提供的可生物降解型薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，聚乳酸-乙醇酸共聚物的制备方法包括以下子步骤：
步骤S1，将丙交酯和乙交酯按照1:1～9:1的质量比加入到容器中，再加入催化剂辛酸亚锡标准溶液，然后再加入引发剂1-4丁二醇，均匀混合后形成反应液；
步骤S2，在无水无氧条件下，将反应液升温至160℃～180℃，然后在该温度下使容器内的真空度从常压逐步减小至0.01MPa～0.05MPa，反应120min～140min，再使容器内的真空度逐步增加100Pa～50Pa，继续反应240min～260min后结束反应，自然冷却至室温得到聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品；
步骤S3，将聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品用有机溶剂溶解，然后用甲醇进行沉降离心，再将离心得到的固体干燥，得到聚乳酸-乙醇酸共聚物。
在本发明提供的可生物降解型薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，辛酸亚锡的用量为丙交酯质量的0.5％～1％。
在本发明提供的可生物降解型薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，1-4丁二醇的用量为丙交酯质量的0.1％～0.3％。
在本发明提供的可生物降解型薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，聚乳酸-乙醇酸共聚物溶液的质量分数为10％～30％。
在本发明提供的可生物降解型薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，聚噁唑啉溶液的质量分数为10％～30％。
在本发明提供的可生物降解型薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，共混溶液的质量分数为10％～30％。
本发明还提供了一种可生物降解型薄膜，具有这样的特征，由可生物降解型薄膜的制备方法制备得到。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种可生物降解型薄膜的制备方法，采用聚乳酸-乙醇酸共聚物溶液与聚噁唑啉溶液共混然后干燥得到到生物降解型薄膜，由于聚乳酸-乙醇酸共聚物具有良好的生物相容性、适当的力学性能，而聚噁唑啉具有良好的亲水性，同时聚噁唑啉能够增加聚乳酸-乙醇酸的韧性，所以聚乳酸-乙醇酸与聚噁唑啉形成的可生物降解型薄膜比聚乳酸-乙醇酸形成的薄膜具有更好的生物相容性、更好的亲水性、更好的韧性，更好的降解性且能够在降解过程中保持良好的韧性，因此能够更好地用于血管支架材料中。
另外，将脱泡溶液浇筑到模具中在室温下干燥，由于溶剂慢慢蒸发，使得形成的薄膜具有良好的微孔结构。
此外，蒸馏水置换出有机溶剂，使得有机溶剂几乎没有残留，应用在血管支架材料中有益人体健康。
另外，本发明提供的一种可生物降解型薄膜的制备方法，工艺简单，适合推广。
附图说明
图1是本发明的实施例1-5制备的PLGA的红外光谱图；
图2是本发明的实施例1-5制备的PLGA的X射线衍射(XRD)图；
图3是本发明的实施例1-5制备的PLGA的差示扫描量热图；
图4是本发明的实施例1-5制备的PLGA的GPC图；
图5是本发明的实施例10中的乙交酯的红外谱图；
图6是本发明的实施例10中的乙交酯的核磁氢谱图；
图7是本发明的实施例10中的乙交酯的差示扫描量热图；以及
图8是本发明的实施例10中的乙交酯的X射线衍射(XRD)图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明一种可生物降解型薄膜及其制备方法作具体阐述。
在本发明的实施例中，除实验室自制原料外，其余所需原料均通过一般商业途径购买。
本发明提供的可生物降解型薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚乳酸-乙醇酸共聚物溶液按照预定质量比加入到聚噁唑啉溶液中，搅拌均匀，得到共混溶液。
具体操作为：在烧杯中加入一定量的聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)，再加入二氯甲烷、丙酮、氯仿这三种溶剂中的其中任意一种，机械搅拌，用30℃～35℃的水浴加热，配置成质量分数为10％～30％的聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)溶液。再在另一个烧杯中加入一定量的聚噁唑啉(POZ)，二氯甲烷、丙酮、氯仿这三种溶剂中的其中任意一种，机械搅拌，用30℃～35℃的水浴加热，配置成质量分数为10％～30％的聚噁唑啉(POZ)溶液。用移液管将POZ溶液缓慢滴加到PLGA溶液中，PLGA溶液与POZ溶液的质量比为19：1～7：3，且边滴加边机械搅拌，直至形成均一稳定的溶液，得到质量分数在10％～30％的共混溶液(以PLGA和POZ的总质量计)。
步骤二，将共混溶液置于真空度为0.05MPa～0.1MPa的真空条件下脱泡3h～7h，使得共混溶液中的气体溢出得到脱泡溶液。
具体操作为：将共混溶液置于真空度为0.05MPa～0.1MPa的烘箱中干燥3h～7h，共混溶液中的气体完全溢出，得到脱泡溶液。
步骤三，将脱泡溶液浇筑到模具中，干燥，脱泡溶液中的有机溶剂蒸发形成薄膜，然后从模具中取出薄膜。
具体操作为：将脱泡溶液迅速浇铸于聚四氟乙烯模具中，放置于通风橱中干燥12h～24h。
步骤四，将薄膜浸入蒸馏水中，以使蒸馏水置换出薄膜中残存的有机溶剂，然后干燥得到生物降解型薄膜。
具体操作为：将制备的薄膜浸于蒸馏水中8h～24h，以水置换出树脂内部含有的有机溶剂，然后在常温下干燥24h，再置于20℃～30℃真空干燥箱中干燥18h～24h，得到可生物降解型薄膜。
其中，聚乳酸-乙醇酸共聚物溶液与聚噁唑啉溶液的预定质量比为19:1～1:3，聚噁唑啉的分子量为2万～50万。
本发明中的聚乳酸-乙醇酸共聚物由发明人在实验室自制，制备方法包括以下子步骤：
步骤S1，将丙交酯和乙交酯按照1:1～9:1的质量比加入到容器中，再加入催化剂辛酸亚锡标准溶液，然后再加入引发剂1-4丁二醇，均匀混合后形成反应液。
具体操作为：将丙交酯和乙交酯按照1:1～9:1的质量比加入到烧瓶中，加入提前配置好的催化剂辛酸亚锡的标准溶液(溶剂为石油醚，浓度是0.01mol/L)，催化剂辛酸亚锡的用量为丙交酯质量的0.5％～1％；再加入引发剂1-4丁二醇，其用量为丙交酯质量的0.1％～0.3％，充分混合均匀后形成反应液。
步骤S2，在无水无氧条件下，将反应液升温至160℃～180℃，然后在该温度下使容器内的真空度从常压逐步减小至0.01MPa～0.05MPa，反应120min～140min，再使容器内的真空度逐步增加至100Pa～50Pa，继续反应240min～260min后结束反应，自然冷却至室温得到聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品。
具体操作为：用氮气置换出反应体系中的水分和氧气，使反应体系处于无水无氧的环境，然后将反应液的温度升高到160℃～180℃。再阶梯式递进抽真空，60min真空度从常压抽到0.01MPa～0.05MPa，并维持该压力反应120min～140min。然后继续缓慢渐进式提高真空度，一直将真空度提高到50Pa～100Pa，此时反应温度可适当提高到180℃～190℃，继续反应240min～260min，结束反应，自然冷却至室温得到聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品。
步骤S3，将聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品用有机溶剂溶解，然后用甲醇进行沉降离心，再将离心得到的固体干燥，得到聚乳酸-乙醇酸共聚物。
具体操作为：将聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品用二氯甲烷、丙酮、氯仿这三种溶剂中的其中任意一种溶解，之后再用溶剂体积量十倍的甲醇进行沉降，放入离心机离心，所得到的产物在真空干燥箱中常温干燥72小时，得到聚乳酸-乙醇酸共聚物。
本发明中的乙交酯由发明人在实验室自制，制备方法如下：
步骤S1-1，将适量的乙醇酸甲酯加入到烧瓶中，另加入乙醇酸甲酯的质量的0.5％～1.0％的催化剂辛酸亚锡，搅拌，持续地通入氮气，将温度升高到150℃～180℃开始反应，此过程中反应中产生的小分子产物甲醇不断被蒸馏出。继续反应一小时，然后升高温度至200℃～210℃，直至甲醇完全蒸出，烧瓶内壁有黄褐色固体生成，停止搅拌。该黄褐色固体即为乙醇酸甲酯低聚物。
步骤S1-2，称取乙醇酸甲酯低聚物放入到另外的烧瓶中，加热到240℃～260℃，抽真空，保持反应体系内的真空度，保持在1.0kPa～1.5kPa，烧瓶底出现淡黄色的晶体，此为乙交酯粗制品。
步骤S1-3，将乙交酯粗制品取出，用蒸馏水充分洗净，放在布氏漏斗上抽滤10min左右，然后装入到接有回流冷凝装置的另外的烧瓶内，加入提前配好的溶剂(乙酸乙酯与石油醚体积比5:1)，重结晶三次，可得到纯度大于90％的乙交酯。
其中，本发明所用的乙醇酸甲酯为煤化工制乙二醇生产工艺中的中间产物乙醇酸甲酯。
<实施例1>
本实施例制备聚乳酸-乙醇酸共聚物P5050，具体操作为：
步骤S1，丙交酯、乙交酯、辛酸亚锡的标准溶液、1-4丁二醇的用量分别为：5g、5g、12.3mL、0.007g。
步骤S2，用氮气置换出反应体系中的水分和氧气，使反应体系处于无水无氧的环境，然后将反应液的温度升高到160℃。再阶梯式递进抽真空，60min从常压抽到0.01MPa，维持该真空度反应120min。然后继续缓慢渐进式提高真空度，一直将真空度提高到100Pa，此时反应温度可适当提高到180℃，继续反应240min，结束反应，自然冷却至室温得到聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品。
步骤S3，将聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品用二氯甲烷溶解，之后再用二氯甲烷体积量十倍的甲醇进行沉降，放入离心机离心，所得到的产物在真空干燥箱中常温干燥72小时，得到呈薄膜状的聚乳酸-乙醇酸共聚物，将其记为P5050。
<实施例2>
本实施例制备聚乳酸-乙醇酸共聚物P6535，具体操作为：
步骤S1，丙交酯、乙交酯、辛酸亚锡的标准溶液、1-4丁二醇的用量分别为：6.5g、3.5g、12.3mL、0.007g。
步骤S2，用氮气置换出反应体系中的水分和氧气，使反应体系处于无水无氧的环境，然后将反应液的温度升高到160℃。再阶梯式递进抽真空，60min从常压抽到0.02MPa，维持该压力反应130min。然后继续缓慢渐进式提高真空度，一直将真空度提高到100Pa，此时反应温度可适当提高到180℃，继续反应260min，结束反应，自然冷却至室温得到聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品。
步骤S3，将聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品用丙酮溶解，之后再用二氯甲烷体积量十倍的甲醇进行沉降，放入离心机离心，所得到的产物在真空干燥箱中常温干燥72小时，得到呈薄膜状的聚乳酸-乙醇酸共聚物，将其记为P6535。
<实施例3>
本实施例制备聚乳酸-乙醇酸共聚物P7525，具体操作为：
步骤S1，丙交酯、乙交酯、辛酸亚锡的标准溶液、1-4丁二醇的用量分别为：7.5g、2.5g、12.3mL、0.0067g。
步骤S2、步骤S3与实施例1相同，最后得到呈薄膜状的聚乳酸-乙醇酸共聚物，将其记为P7525。
<实施例4>
本实施例制备聚乳酸-乙醇酸共聚物P8515，具体操作为：
步骤S1，丙交酯、乙交酯、辛酸亚锡的标准溶液、1-4丁二醇的用量分别为：8.5g、1.5g、12.3mL、0.0065g。
步骤S2、步骤S3与实施例2相同，最后得到呈薄膜状的聚乳酸-乙醇酸共聚物，将其记为P8515。
<实施例5>
本实施例制备聚乳酸-乙醇酸共聚物P9010，具体操作为：
步骤S1，丙交酯、乙交酯、辛酸亚锡的标准溶液、1-4丁二醇的用量分别为：9.0g、1.0g、12.3mL、0.0064g。
步骤S2、步骤S3与实施例1相同，最后得到呈薄膜状的聚乳酸-乙醇酸共聚物，将其记为P9010。
<实施例6>
本实施例用实施例1制备得到的聚乳酸-乙醇酸共聚物P5050与分子量为2万的聚噁唑啉(POZ)共混制备可生物降解型薄膜P5050E5，具体操作为：
步骤一，用2g P5050、18g二氯甲烷配置成质量分数为10％的PLGA溶液。再用2gPOZ、18g二氯甲烷配置成质量分数为10％的POZ溶液。用移液管将POZ溶液缓慢滴加到PLGA溶液中，PLGA溶液与POZ溶液的质量比为95：5，得到质量分数在10％的共混溶液(以PLGA和POZ的总质量计)。
步骤二，将共混溶液置于真空度为0.05MPa的烘箱中干燥3h，共混溶液中的气体完全溢出，得到脱泡溶液。
步骤三，将脱泡溶液迅速浇铸于聚四氟乙烯模具中，放置于通风橱中干燥12h。
步骤四，将制备的薄膜浸于蒸馏水中8h，以水置换出树脂内部含有的二氯甲烷，然后在常温下干燥24h，再置于30℃真空干燥箱中干燥18h，得到可生物降解型薄膜，记为P5050E5。
<实施例7>
本实施例用聚乳酸-乙醇酸共聚物P5050与聚噁唑啉(POZ)共混制备可生物降解型薄膜P5050E10，其中，P5050由实施例1制备得到，POZ与实施例6所用POZ相同，具体操作为：
步骤一，用2g P5050、18g二氯甲烷配置成质量分数为10％的PLGA溶液。再用2gPOZ、18g二氯甲烷配置成质量分数为10％的POZ溶液。用移液管将POZ溶液缓慢滴加到PLGA溶液中，PLGA溶液与POZ溶液的质量比为90：10，得到质量分数在10％的共混溶液(以PLGA和POZ的总质量计)。
步骤二，将共混溶液置于真空度为0.1MPa的烘箱中干燥4h，共混溶液中的气体完全溢出，得到脱泡溶液。
步骤三，将脱泡溶液迅速浇铸于聚四氟乙烯模具中，放置于通风橱中干燥12h。
步骤四，将制备的薄膜浸于蒸馏水中8h，以水置换出树脂内部含有的二氯甲烷，然后在常温下干燥24h，再置于25℃真空干燥箱中干燥24h，得到可生物降解型薄膜，记为P5050E10。
<实施例8>
本实施例聚乳酸-乙醇酸共聚物P7525与聚噁唑啉(POZ)共混制备可生物降解型薄膜P7525E5，其中，P7525由实施例3制备得到，POZ与实施例6所用相同，具体操作为：
步骤一，用2g 7525、18g二氯甲烷配置成质量分数为10％的PLGA溶液。再用2gPOZ、18g二氯甲烷配置成质量分数为10％的POZ溶液。用移液管将POZ溶液缓慢滴加到PLGA溶液中，PLGA溶液与POZ溶液的质量比为95：5，得到质量分数在10％的共混溶液(以PLGA和POZ的总质量计)。
步骤二，将共混溶液置于真空度为0.1MPa的烘箱中干燥3h，共混溶液中的气体完全溢出，得到脱泡溶液。
步骤三，将脱泡溶液迅速浇铸于聚四氟乙烯模具中，放置于通风橱中干燥12h。
步骤四，将制备的薄膜浸于蒸馏水中8h，以水置换出树脂内部含有的二氯甲烷，然后在常温下干燥24h，再置于25℃真空干燥箱中干燥24h，得到可生物降解型薄膜，记为P7525E5。
<实施例9>
本实施例对实施例6-8制备的可生物降解型薄膜进行降解实验。
将所制备的可生物降解型薄膜浸泡在37℃生理盐水中，以周为周期进行测量。放入的第一天记为0周，共放入2周，检测时用普通镊子取出即可。
<实施例10>
本实施例描述单体乙交酯的合成，具体操作为：
步骤S1-1，将70g的乙醇酸甲酯加入到250mL的三口烧瓶中，另加入0.35g催化剂辛酸亚锡，搅拌并且加热，将温度升高到160℃，通入氮气，此时蒸馏头处温度计显示蒸馏头的温度达到甲醇的沸点，有甲醇被蒸馏出。保持蒸馏头的温度达到甲醇的沸点，60min后升高温度到200℃，直至甲醇完全蒸出，烧瓶内壁有黄褐色固体生成，停止搅拌。该黄褐色固体即为乙醇酸甲酯低聚物。
步骤S1-2，将步骤S1-1得到的乙醇酸甲酯低聚物放入到另外的烧瓶中，加热到240℃，抽真空，保持反应体系内的真空度保持在11.5kPa以下，烧瓶底出现淡黄色的晶体，此为乙交酯粗制品。
步骤S1-3，将步骤S1-2制备的乙交酯粗制品取出，用蒸馏水充分洗净，放在布氏漏斗上抽滤10min左右，然后装入到接有回流冷凝装置的另外的烧瓶内，加入提前配好的溶剂(乙酸乙酯与石油醚体积比5:1)，重结晶三次，得到纯度大于90％的乙交酯，27.97g，产率为62％(以乙醇酸甲酯计)。
实施例的作用与效果
以下结合对上述各实施例的性能试验结果来说明本发明的各实施例的作用与效果。
一、对实施例1-5制备的PLGA进行检测
1.红外检测
图1是本发明的实施例1-5制备的PLGA的红外光谱图，其中横坐标为波数，纵坐标为透射率。
从图1可知，对于实施例1-5中五个不同共聚比例的PLGA，其红外光谱的吸收峰的波数和强度都几乎一模一样，可以确定这五个样品均为同一种化合物。由图中信息可以看出，在2990cm-1位置的吸收峰应该是饱和C-H键的伸缩振动吸收峰，2360cm-1处的吸收峰考虑是空气中CO2的影响，并不会影响PLGA的分子结构分析。处于1750cm-1的吸收峰应该是强酯键中羰基C＝O的伸缩振动吸收峰，处于1450cm-1附近的吸收峰应该是共聚物中亚甲基和次甲基的弯曲振动吸收峰，处于1180cm-1和1080cm-1的吸收峰是酯键C-O-C的伸缩振动吸收峰。综合以上的信息，可以确定测试样品为共聚物PLGA。
2.X射线衍射(XRD)检测
图2是本发明的实施例1-5制备的PLGA的X射线衍射(XRD)图，其中横坐标表示X射线衍射(XRD)的衍射角，纵坐标表示峰的强度。
如图2所示，在实施例1-5设置的投料共聚比例下，乙交酯的含量在50％以下的PLGA，全部的样品均是弥散峰，没有结晶峰出现，说明PLGA5050、PLGA6535、PLGA7525、PLGA8515、PLGA9010均是无定型共聚物。
3.差示扫描量热(DSC)检测
图3是本发明的实施例1-5制备的PLGA的差示扫描量热图，其中横坐标表示温度，纵坐标表示热流率。
如图3所示，实施例1-5中所有比例的PLGA的DSC谱图都没有出现熔融峰和结晶峰，这充分说明了PLGA在温度升高的过程中并没有结晶行为发生，均属于无定型聚合物。
4.共聚组成检测
经核磁共振氢谱检测，用峰面积积分法得到实施例1-5中的不同共聚比例PLGA的共聚组成，结果见表1。
表1不同共聚比例PLGA的共聚组成
样品名称 单体投料比(LA:GA) 共聚组成比(LA:GA)
PLGA5050 50:50 49.5:50.5
PLGA6535 65:35 62.3:37.7
PLGA7525 75:25 72.7:27.3
PLGA8515 85:15 84.3:15.7
PLGA9010 90:10 84.0:16.0
如表1所示，核磁共振质子吸收峰的积分面积反映了该链段在整个分子链中所占有的比例，从峰面积积分也可以计算出实际产物中各个重复单元的摩尔比例。在各个核磁共振质谱当中标注各个吸收峰的积分面积，并将其总结于表1中。从表中数据可以看出，五个不同投料比合成的产物PLGA中，实际的LA和GA所占有的比例均与投料比不同，GA的摩尔比例稍高于投料比。我们以PLGA75:25的数据举例说明：合成实验中的投料比为LA:GA＝75:25，而得到的产物中GA所占的摩尔比例为27.3。导致这种变化的主要原因是GA的竞聚率远远高于LA，而且LA的反应活性要低于GA。
5.分子量和分子量分布的检测：使用日本岛津公司的GPC-20A型凝胶色谱仪测定聚氨酯的分子量和分子量分布，溶剂为四氢呋喃，标样为单分散聚苯乙烯，检测结果见图4和表2。
图4是本发明的实施例1-5制备的PLGA的GPC图，其中横坐标表示保留体积。
由图4可以看出，实施例1-5制备的五个不同共聚比例的PLGA的GPC的流出曲线均只有一个峰，而GPC的流出曲线只呈现一个峰是判断聚合物是共聚物还是两种均聚物混合物的重要标准，从这一点可以判断样品均为PLGA共聚物，并没有其他杂质，排除包含PLA和PGA的均聚物存在的可能性。
以单分散聚苯乙烯为标样，根据图4中保留体积计算得到实施例1-5制备的不同共聚比例PLGA相对分子质量，结果见表2。
表2不同共聚比例PLGA相对分子质量
Figure BDA0002084121080000171
Figure BDA0002084121080000181
从表2中的信息可以发现，五种不同共聚比例的PLGA的数均分子量都在19000以上，已经能够达到医用缝合线的使用标准。随着其中一种反应单体LA的含量从50％上涨至85％，共聚物的数均分子量逐渐增大，但是当LA的含量上涨到了90％的时候，数均分子量出现了较大幅度的下滑，分析这其中的缘由，主要是因为LA和GA共聚反应时，空间位阻不同导致LA和GA具有不同的特点。在单体的摩尔量相等的情况下，排除两种单体的竞聚率和反应活性的差异，由于LA比GA多两个甲基，LA对于相对分子质量的增长更大；与此同时，由于丙交酯的分子链上多出了两个甲基，导致其空间位阻变大，缩聚反应进行更加困难。在LA的投料占比小于一个阈值时，侧基的空间位阻效应的影响不足以影响分子间的酯化缩聚反应，相对分子质量增长明显。但是当LA的投料占比达到一定阈值之后，侧基的空间位阻效应的影响变得显著，导致聚合反应进行的较困难，相对分子增长也就不明显。
由此可得，通过调整共聚物的投料比，可以一定程度地增大相对分子质量，但是过犹不及，LA的占比如果太多，反而会起到相反的作用；而且，LA的占比增多，聚合物的降解速度也会变慢，共聚物力学性能也会改变。
6.亲水性能的检测：采用OCAH200性高频光学接触角测试仪，检测实施例6-8制备的可生物降解型薄膜的不同降解阶段的水接触角。
用水平调节仪调节样品保持水平，然后用微量注射器在样品上滴1μL去离子水，测量水接触角，每个样品测试三次，取平均值，检测结果见表3。
表3实施例6-8中制备的薄膜在不同降解过程中接触角的平均值
0周 1周 2周
P5050 72.1° 40.2° 36.7°
P5050E5 64.7° 36.4° 33.6°
P5050E10 58.7° 32.9° 31.7°
P7525 74.0° 47.5° 39.8°
P7525E5 67.3° 39.6° 35.3°
由表3中数据可知，0周，即降解过程尚未开始时，接触角的平均值表明的是POZ与PLGA共混制备的薄膜的亲水性，接触角越小，亲水性越好，而P5050E10＜P5050E5＜P5050，P7525E5＜P7525，说明与PLGA薄膜相比，POZ与PLGA共混制备的薄膜的亲水性更好。
同样地，在1周和两周时，即降解过程中，P5050E10＜P5050E5＜P5050，P7525E5＜P7525，说明在降解过程中POZ与PLGA共混制备的薄膜的亲水性仍然保持有良好的亲水性。
综合表3的数据可知，接触角的平均值P5050E10＜P5050E5＜P5050，P7525E5＜P7525，这说明POZ与PLGA共混制备的薄膜的亲水性能更好，POZ可以改善PLGA的亲水性。
7.机械性能的检测：使用上海伦捷的电子拉力试验机测定实施例6-8中制备的薄膜在不同降解过程中的拉伸强度和断裂伸长率，结果见表4。
表4实施例6-8中制备的薄膜在不同降解过程中的断裂伸长率(％)
Figure BDA0002084121080000191
Figure BDA0002084121080000201
由表3中数据可知，0周，即降解过程尚未开始时，断裂伸长率P5050E10>P5050E5>P5050，P7525E5>P7525，说明PLGA与POZ共混薄膜的韧性要优于PLGA薄膜的韧性。
同样地，在1周和两周时，即降解过程中，P5050E10>P5050E5>P5050，P7525E5>P7525，说明在降解过程中，PLGA与POZ共混薄膜的韧性仍然优于PLGA薄膜的韧性。
综合表4中数据可知，P5050E5的断裂伸长率总体上大于P5050，P5050E10的断裂伸长率也大于前面二者，说明PLGA与POZ共混薄膜的韧性要优于PLGA薄膜，因此POZ具有使PLGA增韧的效果。
8.乙交酯的红外检测
对实施例10制备得到的乙交酯进行红外检测，检测结果见图5。
图5是本发明的实施例10中的乙交酯的红外谱图，其中横坐标为波数，纵坐标为透射率。
由图5可知，羰基C＝O的吸收峰的波数位于1761cm-1，与直链羰基1750cm-1的吸收峰相比，发生了明显的偏移，但是却在五元环内酯的羰基吸收峰1750cm-1-1780cm-1的波数范围内，所以可以判断样品为环状化合物；波数1289cm-1和1210cm-1均为酯键(C-O-C)的反对称伸缩振动峰；1037cm-1为酯键(C-O-C)的对称伸缩振动峰；794cm-1是环内C-H单键的面外变形振动峰，由于乙交酯是特殊的六元环结构，其环内C-H单键的面外变形振动峰的吸收与环己烷C-H单键的吸收峰类似。从以上分析再结合现有技术可知，实施例10制备的产物为乙交酯。
9.乙交酯的核磁氢谱检测
对实施例10制备得到的乙交酯进行核磁氢谱检测，检测结果见图6。
图6是本发明的实施例10中的乙交酯的核磁氢谱图。
从图6可知，在δ＝5.06ppm处是一个单峰，表明样品的分子结构中只有一种氢原子，也就是乙交酯的亚甲基的氢原子的共振吸收峰。通过和图5的信息比对，进一步确定产物为乙交酯。
10.乙交酯的差示扫描量热(DSC)检测
对实施例10制备的乙交酯进行差示扫描量热(DSC)检测，检测结果见图7。
图7是本发明的实施例10中的乙交酯的差示扫描量热图，其中横坐标表示温度，纵坐标表示热流率。
从图7可知，乙交酯的熔点大约在80.5℃。由Van’t Hoff定律To—Tm＝(X2×R×To2)/(ΔHf)求出乙交酯的纯度为95％。
11.乙交酯的X射线衍射(XRD)检测
图8是本发明的实施例10制备的乙交酯的X射线衍射(XRD)图，其中横坐标表示X射线衍射(XRD)的衍射角，纵坐标表示峰的强度。
由图8可知，乙交酯(GA)在18.52°、20.74°、26.58°、29.36°、31.92°和37.74°均有较强的特征衍射峰，而且峰形尖锐，可以判断出是一种高度结晶性的化合物。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可生物降解型薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将聚乳酸-乙醇酸共聚物溶液按照预定质量比加入到聚噁唑啉溶液中，搅拌均匀，得到共混溶液；
步骤二，将所述共混溶液置于真空度为0.05MPa～0.1MPa的真空条件下脱泡3h～7h，使得所述共混溶液中的气体溢出得到脱泡溶液；
步骤三，将所述脱泡溶液浇筑到模具中，室温干燥，所述脱泡溶液中的有机溶剂蒸发形成薄膜，然后从所述模具中取出所述薄膜；
步骤四，将所述薄膜浸入蒸馏水中，以使所述蒸馏水置换出所述薄膜中残存的所述有机溶剂，然后干燥得到生物降解型薄膜，
其中，所述聚乳酸-乙醇酸共聚物溶液与所述聚噁唑啉溶液的所述预定质量比为19:1～1:3。
2.根据权利要求1所述的可生物降解型薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述聚乳酸-乙醇酸共聚物的制备方法包括以下子步骤：
步骤S1，将丙交酯和乙交酯按照1:1～9:1的质量比加入到容器中，再加入催化剂辛酸亚锡标准溶液，然后再加入引发剂1-4丁二醇，均匀混合后形成反应液；
步骤S2，无水无氧条件下，将所述反应液升温至160℃～180℃，然后在该温度下使所述容器内的真空度从常压逐步减小至0.01MPa～0.05MPa，反应120min～140min，再使所述容器内的真空度逐步增加至100Pa～50Pa，继续反应240min～260min后结束反应，自然冷却至室温得到所述聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品；
步骤S3，将所述聚乳酸-乙醇酸共聚物粗品用所述有机溶剂溶解，然后用甲醇进行沉降离心，再将离心得到的固体干燥，得到所述聚乳酸-乙醇酸共聚物。
3.根据权利要求2所述的可生物降解型薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述辛酸亚锡的用量为所述丙交酯质量的0.5％～1％。
4.根据权利要求2所述的可生物降解型薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述1-4丁二醇的用量为所述丙交酯质量的0.1％～0.3％。
5.根据权利要求1所述的可生物降解型薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述聚乳酸-乙醇酸共聚物溶液的质量分数为10％～30％。
6.根据权利要求1所述的可生物降解型薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述聚噁唑啉溶液的质量分数为10％～30％。
7.根据权利要求1所述的可生物降解型薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述共混溶液的质量分数为10％～30％。
8.一种可生物降解型薄膜，其特征在于，由权利要求1～7任一项所述的可生物降解型薄膜的制备方法制备得到。
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