中文摘要：

虽然脂肪族聚酯已成为大多数生物学应用的首选材料，但其本体降解和酸性降解产物积累的特性，已逐渐引起人们对其植入体内长期生物相容性的担心。高分子共混是改善聚酯特性的主要方法，采用降解产物为具有pH缓冲能力的氨基酸酯取代聚膦腈与之共混是解决上述问题的良好选择之一。但聚膦腈和聚酯之间的相容性只能在一定条件下（组成、比例、共混溶剂等）实现，因此将两者单纯的采用溶液共混并不能很好地实现上述目标。本申请提出，通过在聚膦腈侧基中和聚酯端基上引入可聚合的不饱和双键，选择二者的良性共溶剂，在溶液状态下引发交联，制备具有IPN结构的聚酯/聚膦腈杂化材料，有望在比较宽的聚合物组成和两者混合比例范围内，获得具有均匀结构的复合材料。该杂化材料的成功制备，不仅可使两种高分子材料的优势互补，克服各自的不足，还可进一步利用聚膦腈侧基结构可修饰性强的优势，引入特定功能化侧基，调节材料亲疏水性和提高细胞亲和性，用于组织工程。

结论摘要：

本课题利用生物可降解氨基酸酯取代聚膦腈降解产物具pH缓冲能力，针对广泛临床使用脂肪族聚酯因本体降解存在酸性降解产物易积累引起局部无菌性炎症的不足，将两者进行复合研究。重点解决的科学问题是如何保证两组分相容，避免严重相分离发生，获得一类新组织工程支架材料。本研究按计划完成了上述目标，获得成果简述如下1）聚膦腈/聚酯共混体系研究合成了甘氨酸乙酯单取代及其与丙氨酸乙酯共取代聚膦腈（PAGP），及羟基乙酸和羟基丙酸共聚物（PLGA），研究了多种溶剂下的共混相容性，发现采用氯仿时相分离程度最小；在一定条件下（环境湿度、膜厚、基材），可得到表面呈蜂巢拓扑学结构、磷元素富集的PGAP/PLGA共混膜；环境湿度和溶液浓度对共混膜的表面粗造度、组成和亲疏水性有显著影响，使它们吸附蛋白的能力不同。与平面聚膦腈膜相比，利用聚膦腈和聚酯的相分离，在高湿度下制备的聚膦腈/聚酯共混体系，表面粗糙度提高和磷元素富集对MC3T3-E1成骨细胞的黏附、增殖和分化具有明显促进作用。2）聚膦腈侧基功能化研究尝试在聚膦腈侧基引入不饱和双键、羟基、羧基或氨基等基团，探索优化了各种亲核取代或侧基功能化反应，以保证P-Cl全取代避免后期交联发生，以减少聚膦腈主链断链副反应发生，所得功能化聚膦腈用于与聚酯的交联研究。3）聚膦腈/聚酯交联体系研究采用氯仿为共溶剂，将带有不饱和双键侧基聚膦腈与脂肪族聚酯进行溶液共混，在溶液状态下光照引发交联、再干燥得到的复合材料，其相分离得到显著抑制，复合膜或三维多孔支架，力学性能显著提高。相分离改善程度仍与两类聚合物组成密切相关，羟基乙酸含量高PLGA5050与带甘氨酸乙酯侧基聚膦腈，相容性最好。4）提高聚膦腈细胞亲和性研究因含磷特性，聚膦腈可显著促进成骨分化，但相对细胞亲和性不足，用生物粘附分子多巴胺氧化聚合进行表面改性，不仅可有效提高细胞粘附和增殖，成骨分化研究显示，聚多巴胺本身对成骨分化即有明显促进作用。因此多巴胺改性聚膦腈可同时具有高细胞亲和性和高成骨相容性。5）聚膦腈/明胶交联体系研究延续前一结题基金，完善聚膦腈/明胶大分子交联水凝胶研究，合成了巯基化明胶及HEMA取代聚膦腈，通过温和的Michael加成反应，获得聚膦腈/明胶可注射水凝胶。本研究进一步拓展了聚膦腈生物材料的改性方法，聚膦腈复合材料，随着细胞亲和性和力学性能的提高，是一类有前景的骨再生修复材料。