Elaboration of methodology of shape-memory polyestercarbonates by means of nuclear magnetic resonance spectroscopy

Dostęp do publikacji jest możliwy w Archiwum UJ

Całkowicie biodegradowalne i biokompatybilne alifatyczne poliestry oraz poliestrowęglany, zawierające w łańcuchu jednostki laktydowe, glikolidowe i węglanowe, mogą wykazywać pamięć kształtu indukowaną termicznie w okolicy temperatury ludzkiego ciała. Ich multifunkcjonalność sprawia, iż stanowią obiecujące źródło zastosowań jako nośniki w systemach kontrolowanego uwalniania leków oraz w chirurgii małoinwazyjnej (stenty, klamry samorozprężajace się), jako alternatywa dla implantów metalicznych. Właściwości polimerowych produktów medycznych zależą od mikrostruktury ich łańcucha, którą można sterować poprzez szereg czynników: dobór rodzaju i ilości komonomerów oraz inicjatora, a także modyfikując warunki prowadzonych reakcji. Uzyskiwane materiały polimerowe różnią się budową (blokowa, statystyczna) i czasem degradacji, co jest istotne w aspekcie uwalniania leków i implantów. Dokonanie pełnego opisu łańcucha polimerowego pozwala na przewidywanie oraz opracowywanie nowych systemów biomedycznych. Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego jest doskonałym narzędziem, które poprzez rejestrację widm 1H i 13C NMR pozwala na obserwację subtelnych struktur powstających podczas polimeryzacji oraz towarzyszących jej procesów transestryfikacyjnym. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań nad opracowaniem metodyki badania poliestrowęglanów opartych na L-laktydzie, glikolidzie i węglanie trimetylenu. Powstające sekwencje komonomeryczne przypisano odpowiednim liniom spektralnym pojawiającym się na widmach NMR. Sformułowano zależności pozwalające na wyznaczenie średnich długości bloków komonomerycznych, współczynników transestryfikacji oraz udziału długich i mieszanych sekwencji. Równania te z powodzeniem pozwalają na opis łańcucha terpolimerowego wykazującego zdolność pamięci kształtu, jak i niewykazującego tej cechy. Opracowaną metodykę badania mikrostruktury łańcucha poliestrowęglanowego wraz z oceną zmian mas cząsteczkowych, właściwości termicznych i chłonności oraz ubytku masy z powodzeniem wykorzystano w celu śledzenia postępu degradacji hydrolitycznej terpolimerów zawierających jednostki laktydowe, glikolidowe oraz węglanowe pochodzące od cyklicznego i/lub oligomerycznego TMC oraz kopolimerów L-laktydu z TMC. W toku badań stwierdzono, iż w zależności od składu komonomerycznego oraz warunków prowadzonej polimeryzacji z otwarciem pierścienia można sterować czasem degradacji materiału. W aspekcie potencjalnego wykorzystania poliestrowęglanów jak produktów biomedycznych ma to istotne znaczenie.