2、狀記憶聚胺基甲酸酯具有固定相與可逆相之兩相分離的結(jié)構(gòu),所以改變其軟-硬鏈節(jié)段含量的比例,可控制聚胺基甲酸酯之形狀記憶行為。本研究依微相分離之特性,合成出線性聚胺基甲酸酯,並利用傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜儀(FTIR)、微差熱掃描卡計(jì)(DSC)、微負(fù)荷萬能材料試驗(yàn)機(jī)與形體記憶測(cè)試法,分析其熱性質(zhì)及軟、硬鏈節(jié)段組成,及形狀記憶行為。本專題所選用之基材為具生物相容性與生物降解性佳之PLGA,因此所合成之形狀記憶聚氨酯於生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域上深具發(fā)展?jié)摿?。關(guān)鍵字:形狀記憶行為、聚胺酯、聚乳酸、聚甘醇酸前B近年來,隨著生醫(yī)材料與智慧型材料(如形狀記憶材料)研究的崛起,具生物相容與降解型材料之發(fā)展變的極為重要
3、,若將形體記憶聚胺酯應(yīng)用於人體中,想必具有非常大的市場(chǎng)與商業(yè)潛力,因此,如何以具生物相容與降解性之材料來合成可廣泛應(yīng)用於人體的形狀記憶聚胺酯,已成為極重要的課題。PLGA為生物相容與降解型材料之聚乳酸與聚甘醇酸的共聚合物,屬不定形材料(amoiphous),在生物體中可經(jīng)由水解形成lacticacid和glycolicacid,經(jīng)代謝形成二氧化碳及水分子而排出體外,將生物降解性材料應(yīng)用於人體中,可減少在人體中的負(fù)擔(dān)。本實(shí)驗(yàn)研究方向即利用此材料合成出一系列之形狀記憶聚胺酯,並利用聚胺酯的軟、硬鏈節(jié)段組成變化,深入探討形狀記憶聚胺酯的分子形態(tài)與形狀記憶效應(yīng)關(guān)係。形狀記憶現(xiàn)象發(fā)生機(jī)構(gòu)說明:1.
4、固定相及可逆相於加工前均在軟化狀態(tài)。2.選擇適當(dāng)溫度使得可逆相仍為軟化狀態(tài),而固定相因化學(xué)鍵結(jié)作用或冷卻固化,使其加工成形為形狀A(yù)o3.不施加應(yīng)力,再降溫使可逆相轉(zhuǎn)移至硬化狀態(tài),此時(shí)形狀仍為形狀A(yù)。4.升高至某一溫度,使可逆相軟化,但不致使固定相軟化,故仍保持在形狀A(yù)o5.施加應(yīng)力於該材料,而形變至形狀B。6.持續(xù)應(yīng)力的施加,使形狀保持在形狀B,同時(shí)降低溫度使可逆相由軟化狀態(tài)轉(zhuǎn)移到硬化狀態(tài),然後除去應(yīng)力,此時(shí)因固化的可逆相,其強(qiáng)度足以抵抗凍結(jié)相的彈性回復(fù)力,形狀得以保持在形變的形狀B。7.將溫度上升至得以軟化可逆相的硬化狀態(tài),阻礙固定相彈性回復(fù)之因素消失,而回復(fù)至形狀A(yù)。8?不施加應(yīng)力,
5、降低溫度使回復(fù)至3的狀態(tài)。溫度控制型的形狀記憶材料,分子型態(tài)的結(jié)構(gòu)可分為兩相,分別為固定相和可逆相,加熱處理至預(yù)先設(shè)計(jì)的溫度,然後將其做變形處理,待其冷卻後,變形體即可維持其新的形狀(可逆相);但若將此變形體再行升溫處理,可回複至原來的形狀(固定相),因此,分子型態(tài)的結(jié)構(gòu)、兩相的特性溫度與分子化學(xué)結(jié)構(gòu),決定了材料形狀記憶功能的發(fā)揮o形體記憶聚胺酯的合成是利用異氨酸酯的-NCO官能基與聚醇的-OH基,在氮?dú)庀逻M(jìn)行反應(yīng),產(chǎn)生聚胺酯所需特性官能基,並加入鏈延長(zhǎng)劑,使聚胺酯硬段結(jié)構(gòu)完整,達(dá)到所需之形狀記憶聚胺酯。研究目的基本上生醫(yī)材料係指天然來源或人工合成材料,其具有生物相容性而可被植入或結(jié)合入
6、活體系統(tǒng)中,用來取代或修補(bǔ)活體系統(tǒng)的一部分,或者直接與活體接觸而執(zhí)行其生命功能,因此目前生醫(yī)材料的概念可延伸包括藥物傳輸系統(tǒng)所用的材料,生物感應(yīng)器的材料,支持身體功能的體外醫(yī)療器材之材料。以生物降解性材料所製備之產(chǎn)品,為近年來學(xué)術(shù)界爭(zhēng)相研究的區(qū)塊,於是本研究利用具生物相容與生物降解性佳之材料(PLGA),製備具形狀記憶功能之聚胺基甲酸酯,並深入探討與合成其具有適當(dāng)強(qiáng)度,且適合於生物體中廣泛應(yīng)用之形狀記憶聚胺酯,期望未來能幫助臺(tái)灣在生醫(yī)材料的應(yīng)用與落實(shí)。研究方法1.預(yù)聚合物(prepolymer)之合成依莫耳比例秤取PLGA和異氧酸酯,將適量之PLGA放入四口反應(yīng)器內(nèi),氯仿為溶劑,通入氮?dú)?/p>
7、,以機(jī)械攪拌器攪拌,溫度固定50°C,秤取適量之異輒酸酯,緩慢滴入反應(yīng)器內(nèi),反應(yīng)適當(dāng)時(shí)間後,將反應(yīng)器內(nèi)溫度逐漸升至609,以進(jìn)行下一步驟的合成。2.線性(linear)PU之合成待上述之預(yù)聚合物達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)後,加入一倍溶劑,固定溫度60°C,持續(xù)攪拌。稱取適量之鏈延長(zhǎng)劑,緩慢滴入反應(yīng)器內(nèi),反應(yīng)2小時(shí)後,以TR測(cè)定NCO吸收峰(2270cm1),以確定反應(yīng)完全。3.灌模成型將合成好之PU膠體,置入609真空烘箱中以減壓方式除去少量溶劑約