崔心想，王艷賀，韓立彬，孫奇浩，宋曉峰

(長春工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，吉林長春 130012)

隨著石油資源的日益消耗和低碳環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，生物資源的利用和開發(fā)引起了人們的廣泛關(guān)注。飽和族脂肪族聚酯[1]，尤其聚乳酸(PLA)是研究最成熟的生物可降解聚合物，主要應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和生態(tài)環(huán)境等相關(guān)領(lǐng)域，但是由于其較低的熱學(xué)和力學(xué)性能而限制了應(yīng)用范圍。

近年來，研究壽命可控、生物相容、生物可降解、物理力學(xué)性能優(yōu)良的聚合物去服務(wù)于醫(yī)療和環(huán)保等領(lǐng)域成為當(dāng)前科學(xué)界的目標(biāo)之一。脂肪族聚酰胺具有良好的熱學(xué)和力學(xué)性能，由于其在體內(nèi)降解非常緩慢，通常被認(rèn)為是不可生物降解的材料。聚酯酰胺(PEA)是指分子主鏈上含有酯鍵和酰胺鍵的聚合物。PEA 可以將聚酯的生物相容性和生物可降解性與聚酰胺的熱學(xué)和力學(xué)性能相結(jié)合[2]，并可通過調(diào)節(jié)酯鍵／酰胺鍵比達(dá)到靈活調(diào)節(jié)材料性能的目的。同時(shí)，含有α–氨基酸的PEA 提高了聚合物材料的生物學(xué)性能[3]，如有助于更好的細(xì)胞聚合物相互作用，允許引入懸垂的活性基團(tuán)，并改善聚合物材料的熱塑性、降解性，容易被生物有機(jī)體新陳代謝或者排出體外。生物可降解PEA 已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[4]。因此，將PEA 與PLA 復(fù)合成靜電紡絲納米纖維膜應(yīng)用于生物組織工程支架及藥物釋放領(lǐng)域成為一個(gè)熱門的研究方向。

目前，PEA 合成途徑主要有：合成含有肽鏈結(jié)構(gòu)的共聚物擴(kuò)鏈連接[5]，合成氨基酸二異氰酸酯再共聚，由氨基酸–N–羧基內(nèi)酸酐(氨基酸NCAs)開環(huán)聚合[6]，嗎啉二酮開環(huán)聚合[7]，內(nèi)酰胺和內(nèi)酯的開環(huán)共聚[8]，二醇、二酸、二胺和氨基酸熔融反應(yīng)[9]，二酰胺二醇和二氯化物或二酯縮聚反應(yīng)，二酯二胺鹽與活化的二羧酸[10]或酰氯的反應(yīng)[11]。陶友華[12]提出了利用氨基酸的成環(huán)形成內(nèi)酰胺單體，再通過內(nèi)酰胺開環(huán)聚合制備聚氨基酸的新方法。A. C. Fonseca 等[13]通過基于α–氨基酸的二胺和基于L–乳酸的二酰氯之間的界面聚合來制備PEA。Feng Y 等[14]介紹了嗎啉 –2，5– 二酮衍生物的合成及其開環(huán)聚合PEA 的方法。

已經(jīng)有很多文獻(xiàn)探討了PEA 的合成及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，但是通過乙二醇溶液聚合制備雙端羥基大分子單體，經(jīng)六亞甲基二異氰酸酯將合成端羥基的大分子單體擴(kuò)鏈連接起來比較少見。因此，筆者使用六亞甲基二異氰酸酯將合成的端羥基大分子單體擴(kuò)鏈連接合成新型PEA——主鏈中含有L–丙氨酸、乙二醇、己內(nèi)酯的生物可降解聚合物[P–(CL–EA–CL)]，并將其與 PLA 共混電紡成膜，以期獲得生物相容性、降解性及力學(xué)和熱性能良好的復(fù)合納米纖維膜。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 原材料

左旋PLA (PLLA)：數(shù)均分子量70 000，海正生物材料有限公司；

乙二醇、ε– 己內(nèi)酯 (CL)、甲苯：分析純，Aladdin 公司，使用前用CaH2進(jìn)行減壓蒸餾除水；

辛酸亞錫[Sn(Oct)2]：Aladdin 公司，使用脫水甲苯制備0.1 g／mL 的溶液；

L– 丙氨酸、對(duì)甲苯磺酸一水合物(TsOH·H2O)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、二月桂酸二丁錫(DBTL)：麥克林生化科技有限公司。

1．2 儀器及設(shè)備

傅里葉變換紅外光譜(FTIR)儀：Nicolet iS10型，美國賽莫飛世爾有限公司；

核磁共振波譜儀 (NMR)：Avance Ⅲ型，400 MHz，瑞士 Bruker 公司；

差示掃描量熱(DSC)儀：DSC Q20 型，美國TA公司；

掃描電子顯微鏡 (SEM)：JSM–7610F 型，日本Jeol 公司；

接觸角測(cè)試儀：HARKE–SPCA 型，北京哈科試驗(yàn)儀器廠；

萬能拉力機(jī)：YHS–229WG 型，上海益環(huán)儀器科技有限公司。

1．3 P–(CL–EA–CL)合成

第一步，首先合成L–丙氨酸–乙二醇–L–丙氨酸(EA)單體。在250 mL 三口燒瓶中依次加入攪 拌 子、0.01 mol 乙 二 醇 (0.556 4 mL)、0.02 mol L– 丙 氨 酸 (1.781 8 g)、0.02 mol TsOH ·H2O(3.804 2 g)、100 mL 甲苯。將三口燒瓶放入油浴鍋中在130℃下回流反應(yīng)24 h，對(duì)反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)行石油醚–異丙醇–石油醚沉淀純化處理，放入冰箱中冷卻過夜；最后將沉淀產(chǎn)物抽濾出來，在真空烘箱中干燥12 h 后得到EA 產(chǎn)物。

第二步，合成 CL–EA–CL 大分子單體?？刂艵A 與CL 的物質(zhì)的量比即接枝比為1 ∶4，在100 mL 的磨口反應(yīng)管中依次加入攪拌子、0.001 8 mol 的EA(1 g)，然后將磨口反應(yīng)管密封，反復(fù)抽真空充氮?dú)馊?，將瓶中充滿氮?dú)?。使用注射器依次向磨口反?yīng)管中加入0.007 2 mol 己內(nèi)酯 (0.813 5 ml)、1 mL Sn(Oct)2和 20 mL 純 化 好的甲苯。將加好藥品的磨口反應(yīng)管放入油浴鍋中，在120℃下反應(yīng)24 h。對(duì)反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)行石油醚沉淀處理，放入冰箱中冷卻過夜；最后將沉淀產(chǎn)物抽濾出來，在真空烘箱中干燥12 h 后得到CL–EA–CL–1 產(chǎn)物。控制 EA 與 CL 的物質(zhì)的量比為1 ∶ 6 和 1 ∶ 8，使用同樣方法合成 CL–EA–CL–2，CL–EA–CL–3 產(chǎn)物。

第三步，擴(kuò)鏈 CL–EA–CL 單體合成 PEA。在100 mL 的磨口反應(yīng)管中依次加入攪拌子、1 g的 CL–EA–CL–1，然后將磨口反應(yīng)管密封，反復(fù)抽真空充氮?dú)馊?，將瓶中充滿氮?dú)狻Ｊ褂米⑸淦饕来蜗蚰タ诜磻?yīng)管中加入0.159 4 mL HDI，0.299 2 mL DBTL 和20 mL 純化好的甲苯[15]。將加好藥品的磨口反應(yīng)管放入油浴鍋中，在95℃下反應(yīng)12 h。對(duì)反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)行石油醚沉淀處理，放入冰箱中冷卻過夜；最后將沉淀產(chǎn)物抽濾出來，在真空烘箱中干燥 12 h 后得到 P–(CL–EA–CL)–1 產(chǎn)物。使用同樣方法合成 P–(CL–EA–CL)–2，P–(CL–EA–CL)–3 產(chǎn)物。

EA，CL–EA–CL，P–(CL–EA–CL)的合成路線見圖1。

圖 1 EA，CL–EA–CL，P–(CL–EA–CL)的合成路線

1．4 復(fù)合納米纖維膜制備

將計(jì)算量的 P–(CL–EA–CL)–1，PLLA 分別加入0.5 mL 二甲基甲酰胺和5 mL 氯仿中配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的聚合物溶液，P–(CL–EA–CL)添加比例分別是10%，30%和50%。再向溶液中放入1%的芐基三乙基氯化銨來提高溶液的導(dǎo)電性。溶液攪拌過夜后靜置1～2 h，直至沒有氣泡后將混合溶液倒入5 mL 的注射器中進(jìn)行靜電紡絲。紡絲條件：0.9 mm 的平頭不銹鋼針頭，針頭和鋁箔接收板之間的距離為15 cm，電壓為7 kV，注射速度為6 μL／min。將靜電紡絲纖維膜放入真空干燥箱中30℃真空干燥24 h。采用同樣方法制備出P–(CL–EA–CL)–2，P–(CL–EA–CL)–3 添加比例是 30% 的靜電紡絲纖維膜。不同纖維膜基體配方見表1。

表1 不同纖維膜基體配方 %

1．5 性能測(cè)試與表征

FTIR 分析：將樣品與溴化鉀粉末混合研磨壓片，在常溫下選用的波長范圍為400～4 000 cm–1。

核磁共振質(zhì)譜(1H NMR)分析：室溫下以氘代二甲基亞砜(d-DMSO)為溶劑，使用四甲基硅烷作為內(nèi)標(biāo)對(duì)比物。

DSC 分析：在 N2保護(hù)下以 10℃／min 的升降溫速率在0～200℃的范圍內(nèi)加熱和冷卻，樣品質(zhì)量5～10 mg。

微觀形貌分析：采用SEM 放大5 000 倍來觀察，在測(cè)試之前進(jìn)行表面噴金處理。

接觸角測(cè)試：將纖維膜裁成矩形，通過接觸角測(cè)試儀測(cè)定接觸角，每個(gè)樣品測(cè)試5 個(gè)平行樣。

拉伸性能測(cè)試：在室溫下使用萬能拉力機(jī)對(duì)共混纖維膜進(jìn)行拉力測(cè)試。樣品裁剪成10 mm×40 mm 的長方形樣條，拉伸速率5 mm／min，每個(gè)樣品膜測(cè)試5 次取平均值。

降解測(cè)試：將共混纖維膜放入帶蓋的50 mL 0.1 M 的NaOH 玻璃瓶內(nèi)，密封后固定在恒溫振蕩箱內(nèi)振蕩降解，控制降解溫度為37℃，選擇不同的時(shí)間間隔取出樣品，使用蒸餾水徹底清洗后干燥稱重。每個(gè)共混膜同時(shí)設(shè)計(jì)5 組平行測(cè)試。同時(shí)采用0.1 M 的H2SO4溶液代替NaOH 溶液同步進(jìn)行降解測(cè)試，純的PLLA 纖維膜被用來作為對(duì)比樣。

細(xì)胞毒性測(cè)試：將纖維膜切好放入24 孔的培養(yǎng)皿中進(jìn)行培養(yǎng)，取細(xì)胞培養(yǎng)液放在一個(gè)單獨(dú)的培養(yǎng)皿中進(jìn)行陰性對(duì)照。通過MTT 法檢測(cè)小鼠體內(nèi)細(xì)胞在纖維膜中的活力，并使用酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量。增殖存活率(RGR)=檢測(cè)的吸光度／對(duì)照樣吸光度 ×100%。根據(jù) ISO 10993–5，當(dāng)RGR＞75%時(shí)就證明材料不存在潛在的細(xì)胞毒性。

2 結(jié)果和討論

2．1 結(jié)構(gòu)分析

EA，CL–EA–CL 和 P–(CL–EA–CL) 的 紅 外譜圖見圖2。EA 中酯基—C=O 的吸收峰出現(xiàn)在1 750 cm–1處。CL–EA–CL 中 —C=O 的 吸 收 峰向左偏移出現(xiàn)在 1 724 cm–1處，1 190 cm–1處是酯基上 C—O 的伸縮振動(dòng)峰，2 945 cm–1處是亞甲基上C—H 的伸縮振動(dòng)峰，同時(shí)出現(xiàn)了己內(nèi)酯鏈末端羥基的特征峰3 437 cm–1和五個(gè)相連的亞甲基C—H 的伸縮振動(dòng)峰732 cm–1，說明接枝產(chǎn)物成功合成。P–(CL–EA–CL)中—C=O 的吸收峰出現(xiàn)在1 725 cm–1處，1 623 cm–1處為新出現(xiàn)的酯酰胺特征峰。紅外譜圖證明了由HDI 擴(kuò)鏈的P–(CL–EA–CL)產(chǎn)物成功合成。

圖 2 EA，CL–EA–CL，P–(CL–EA–CL)的紅外譜圖

EA，CL–EA–CL 和 P–(CL–EA–CL)的核磁共振譜圖見圖3。由圖3a 可看出，EA 的譜圖中，在δ=2.29(a)處出現(xiàn)的是與苯環(huán)相連的甲基峰(C—CH3)，在δ=7.13(b)和δ=7.48(c)處是苯環(huán)上的亞甲基峰(—CH2)。在δ=1.39(d)處出現(xiàn)了丙氨酸側(cè)鏈上的甲基峰，δ=4.12(e)處為丙氨酸上與酯基和氨基相連的次甲基峰(—CH)，δ=4.39(f)處為乙二醇上的亞甲基峰。由圖 3b 可以看出，CL–EA–CL 的譜圖中，在PCL 鏈中的亞甲基峰出現(xiàn)在δ=1.29(h)和δ=1.53(i)處，在δ=2.19(j)和δ=3.98(g)處出現(xiàn)的分別是與酰胺鍵和酯鍵相連的亞甲基峰。由圖3c 可看出，P–(CL–EA–CL)的譜圖中，在 HDI 鏈中的亞甲基峰出現(xiàn)在δ=1.27(m)和δ=1.50(l)處，在δ=2.78(k)處出現(xiàn)的是與酯酰胺鍵相連的亞甲基峰。核磁譜圖清晰說明了EA 的合成及其成功接枝上CL，并在HDI 的作用下進(jìn)行均聚擴(kuò)鏈成 P–(CL–EA–CL)。

圖 3 EA，CL–EA–CL，P–(CL–EA–CL)的核磁譜圖

2．2 熱力學(xué)行為

圖4 給出了純PLLA 纖維膜與不同共混比PLLA／P–(CL–EA–CL)–1 纖維膜 的 第二 次 升溫DSC 曲線，相應(yīng)熱力學(xué)數(shù)據(jù)見表2，其中Tg為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；Tc為結(jié)晶溫度；Tm為熔融溫度；ΔHm為熔融晗；Xc為結(jié)晶度。

圖4 純PLLA 纖維膜與不同共混比纖維膜第二次升溫DSC 曲線

表2 純PLLA 纖維膜與不同共混比纖維膜的DSC 數(shù)據(jù)

從表2 可以看出，與純PLLA 纖維膜相比較，PLLA／P–(CL–EA–CL)–1 共混纖維膜的Tg有所降低，表明其與PLLA 間有良好的界面粘結(jié)和相容性。

當(dāng) P–(CL–EA–CL)–1 比例從 0% 增加到 50%，共混膜中PLLA 的Tc從102.94℃降到95.31℃。這是由于 P–(CL–EA–CL)–1 的加入使得共混纖維膜中PLLA 由單一向的均質(zhì)成核變成兩相之間的異質(zhì)成核，使得Xc有所降低和共混膜中的聚集態(tài)發(fā)生變化所致。

與純 PLLA 纖維膜相比較，PLLA／P–(CL–EA–CL)–1 共混纖維膜的Xc有所降低。隨著 P–(CL–EA–CL)–1 比例增加，Xc先增加后減小。當(dāng)少量的P–(CL–EA–CL)–1 混 入 時(shí)，PLLA 的Xc從 28% 下降到19%，這說明PLLA 的結(jié)晶過程受到P–(CL–EA–CL)–1 的影響。少量的 P–(CL–EA–CL)–1 阻止了PLLA 分子鏈的整齊折疊和重新排列，從而導(dǎo)致了 PLLA 的Xc降低。適量 P–(CL–EA–CL)–1 的加入使得其與PLLA 相互滲透與纏結(jié)形成界面，促進(jìn)PLLA 的異質(zhì)結(jié)晶從而使得共混膜的結(jié)晶度略有提高。隨著 P–(CL–EA–CL)–1 比例的增加，其在共混膜中趨向于相互聚集形成類晶體限制PLLA 分子量的運(yùn)動(dòng)排列，導(dǎo)致共混膜結(jié)晶度降低。

圖5 給出了純PLLA 與不同接枝比PLLA／P–(CL–EA–CL)纖維膜的第二次升溫 DSC 曲線，相應(yīng)熱力學(xué)數(shù)據(jù)見表3。

圖5 純PLLA 纖維膜與不同接枝比共混膜第二次升溫DSC 曲線

表3 純PLLA 纖維膜與不同接枝比纖維膜的DSC 數(shù)據(jù)

從表3 可以看出，與純PLLA 纖維膜相比較，PLLA／P–(CL–EA–CL)共混纖維膜的Tg有所降低，表明其與PLLA 之間有良好的界面粘結(jié)和相容性。當(dāng)接枝比例為 1 ∶ 6 時(shí)，PLLA／P–(CL–EA–CL)–2共混纖維膜的Tg最小，表明 P–(CL–EA–CL)–2 與PLLA 的相容性最好。這是由于適量的CL 鏈段使得其與PLLA 分子鏈段之間更好的界面接觸和粘結(jié)。

與純PLLA 纖維膜相比較，共混纖維膜的Tc有所降低。當(dāng)接枝比例從1 ∶4 增加到1 ∶8 時(shí)，共混膜中PLLA 的Tc先增加后減小。這是由于P–(CL–EA–CL)中 CL 鏈段的長短影響其與 PLLA的界面接觸和粘結(jié)。較短或較長的CL 鏈段會(huì)造成P–(CL–EA–CL)與 PLLA 接觸粘結(jié)較差和更容易自聚使得聚集態(tài)發(fā)生變化所致。

與純PLLA 纖維膜相比較，共混纖維膜的Xc有所降低，PLLA 的Xc從28%下降到20%，這說明PLLA 的結(jié)晶過程受到 P–(CL–EA–CL)的影響。這是由于P–(CL–EA–CL)的加入使得其在共混膜中趨向于相互聚集形成類晶體限制PLLA 分子鏈的整齊折疊和重新排列，導(dǎo)致共混膜結(jié)晶度降低。共混膜Xc保持一致且不會(huì)隨著接枝比例的增加而改變，這說明P–(CL–EA–CL)中CL 鏈段的長短對(duì)共混膜的Xc影響較小。

2．3 纖維膜形態(tài)

圖6 是純PLLA 及其共混纖維的SEM 照片。由圖6 可看出，純PLLA 纖維膜表面光滑，粗細(xì)比較均勻。共混纖維的直徑略小于純PLLA 纖維的直徑，且表面粗糙程度和粗細(xì)不均。隨著P–(CL–EA–CL)–1 的含量增加，共混纖維的表面較為粗糙且粗細(xì)分布不均。對(duì)比圖6d～圖6f 可以發(fā)現(xiàn)，P–(CL–EA–CL)添加量為30%時(shí)，不同接枝比條件下共混纖維的表面均較為光滑且粗細(xì)比較均勻，整體形態(tài)較好，適合應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤其是組織工程上。

圖6 純PLLA 及共混纖維膜的SEM 照片

2．4 浸潤性

圖7 示出不同共混比時(shí)纖維膜的水接觸角。從圖7 可以看出，純PLLA 纖維膜的水接觸角最大，為 138.2°，且隨著 P–(CL–EA–CL)–1 含量的增加，共混纖維膜的接觸角有較大幅度的減小。P–(CL–EA–CL)–1 少量添加時(shí)共混纖維膜的親水性有略微改善。當(dāng) P–(CL–EA–CL)–1 的添加量達(dá)到 30%，50%時(shí)，共混纖維膜的親水性得到大幅度的提高，且不會(huì)隨著添加量的增加而改變。這是因?yàn)镻–(CL–EA–CL)–1 具有親水性，同時(shí)主鏈中的酰胺鍵也會(huì)為共混纖維膜內(nèi)部帶來氫鍵的作用[16]。

圖7 不同共混比時(shí)纖維膜的水接觸角

圖8 是不同接枝比時(shí)纖維膜的水接觸角。從圖8 可以看出，PLLA／P–(CL–EA–CL)–1 共混纖維膜的接觸角最小，為76.3°，隨著接枝CL 比例的增加，共混纖維膜的水接觸角略有增加，親水性小幅降低，這是由于CL 鏈為疏水性造成的。

圖8 不同接枝比時(shí)纖維膜的水接觸角

2．5 力學(xué)性能

圖9 示出不同共混比時(shí)纖維膜的拉伸性能。由圖 9 可看出，隨著 P–(CL–EA–CL)–1 含量的增加，拉伸強(qiáng)度先逐漸增大隨后急劇減小，當(dāng)含量為30%時(shí)達(dá)到最大值11.43 MPa，含量為50%時(shí)迅速降低到 6.27 MPa。斷裂伸長率隨著 P–(CL–EA–CL)–1含量的增加先基本不變而后急劇降低。

圖9 不同共混比時(shí)纖維膜的拉伸性能

當(dāng) P–(CL–EA–CL)–1 含量較低時(shí)，其可在共混體系中良好地分散，可與純PLLA 形成良好的界面粘附并為共混纖維膜帶來拉伸強(qiáng)度的提升。當(dāng)含量進(jìn)一步增加時(shí)，P–(CL–EA–CL)–1 分散相會(huì)發(fā)生聚集而產(chǎn)生大的顆粒，導(dǎo)致其與PLLA 基質(zhì)發(fā)生相分離，使得拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率急劇下降。

圖10 示出不同接枝比時(shí)纖維膜的拉伸性能。由圖10 可看出，隨著接枝比的增加，拉伸強(qiáng)度先增大后減小，當(dāng)接枝比為1 ∶4 時(shí)達(dá)到最大值11.43 MPa，接枝比為1 ∶6 時(shí)迅速降低到6.9 MPa。

圖10 不同接枝比時(shí)纖維膜的拉伸性能

斷裂伸長率隨著接枝比的增加略有提高。當(dāng)接枝比例增加時(shí)，P–(CL–EA–CL)中 CL 鏈段更長且更具柔韌性，使得共混纖維膜受到外力時(shí)更好地轉(zhuǎn)移到 P–(CL–EA–CL)上，斷裂伸長率略有改善。與此同時(shí)，較長的CL 鏈段也使得共混纖維膜的拉伸強(qiáng)度有所降低。從圖中可以看出，當(dāng)接枝比為1 ∶4 時(shí)，共混纖維膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率較高。

圖 11 給 出 了純 PLLA 和 PLLA／P–(CL–EA–CL)–1(3#)共混膜的應(yīng)力–應(yīng)變曲線。從圖11 可以看出，與純PLLA 纖維膜相比，PLLA／P–(CL–EA–CL)–1 纖維具有更好的拉伸強(qiáng)度(從9.32 MPa提高到11.43 MPa)，且在拉伸過程中形成均勻的細(xì)頸和穩(wěn)定的應(yīng)變硬化呈現(xiàn)出韌性斷裂。這表明P–(CL–EA–CL)–1 對(duì)共混膜具有良好的增強(qiáng)效果。從組織工程的角度來看，這種材料可以有效改善共混纖維膜的力學(xué)性能，符合組織工程支架的應(yīng)用條件。

圖11 純PLLA 和共混膜的應(yīng)力–應(yīng)變曲線

2．6 降解行為

圖 12 給 出 了 純 PLLA 膜 與 PLLA／P–(CL–EA–CL)–1(3#)共混膜在 H2SO4溶液和 NaOH 溶液中的失重曲線。純 PLLA 膜與PLLA／P–(CL–EA–CL)–1 共混膜在不同酸堿度溶液中的降解速率和降解率是不同的，但失重曲線的趨勢(shì)和失重率大致相同[17]。共混膜在H2SO4溶液(圖12a)中降解7 d后，最終的失重率均在10%左右。這表明酸性環(huán)境對(duì)其降解的影響很小。然而共混膜在NaOH 溶液中降解速率較快，在72 h 和84 h 左右均表現(xiàn)出完全降解。這表明共混膜對(duì)堿性環(huán)境較敏感，并不是耐堿性的材料。P–(CL–EA–CL)–1 的加入略微延緩PLLA 在堿性中的降解速率。這是因?yàn)樗铣傻腜–(CL–EA–CL)–1 具有親水性和高化學(xué)穩(wěn)定性。因此共混膜在生物組織工程領(lǐng)域更具使用價(jià)值。

圖12 純PLLA 膜與共混膜的失重曲線

2．7 細(xì)胞毒性

表 4 列出了純 PLLA 纖維膜和 PLLA／P–(CL–EA–CL)–1(3#)共混纖維膜的RGR結(jié)果。純 PLLA纖 維 膜 的RGR是 93.46%，PLLA／P–(CL–EA–CL)–1 共混纖維膜的RGR是 85.73%，兩種纖維膜都表現(xiàn)為一級(jí)毒性。證明了 P–(CL–EA–CL)–1 聚酯酰胺具有良好的生物相容性，可以作為生物醫(yī)藥組織工程的候選者。

表4 纖維膜的細(xì)胞毒性

3 結(jié)論

通過溶液聚合方法首先合成EA 單體，然后通過EA 單體兩端的氨基引發(fā)CL 開環(huán)聚合成CL–EA–CL 大分子單體，最后在 HDI 為擴(kuò)鏈劑、DBTL 為催化劑下擴(kuò)鏈成 P–(CL–EA–CL)產(chǎn)物。通過紅外、核磁表征證明了產(chǎn)物的成功合成。將P–(CL–EA–CL)與 PLLA 共混電紡成膜，并對(duì)纖維膜進(jìn)行DSC、接觸角、SEM、力學(xué)性能、降解行為及細(xì)胞毒性表征。通過比較發(fā)現(xiàn)相比純PLLA 纖維膜，P–(CL–EA–CL)–1 含量為 30% 的共混纖維膜的表面較為光滑且粗細(xì)比較均勻，整體形態(tài)較好、親水性得到大幅度提高(76.3°)、力學(xué)性能有所增強(qiáng)，拉伸強(qiáng)度為11.43 MPa 且細(xì)胞毒性表現(xiàn)為一級(jí)毒性，具有良好的生物相容性。從組織工程的角度來看，這種材料具有較好的纖維形貌、力學(xué)性能、親水性和生物相容性，符合組織工程支架的應(yīng)用條件。