Analiza mikrostruktury biodegradowalnych poliestrów otrzymywanych z glikolidu, laktydu i epsilon-kaprolaktonu metodą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego wysokiej rozdzielczości

• Autorzy: Kasperczyk J.

Warianty tytułu

EN

Microstructure analysis of biodegradable polyester chains obtained from glycolide, lactide and epsilon-caprolactone using high resolution NMR spectroscopy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego wysokiej rozdzielczości protonową 1H oraz węgla 13C zastosowano w analizie struktury biodegradowalnych łańcuchów poliestrów otrzymywanych z glikolidu, laktydu i epsilon-kaprolaktonu, polimerów obecnie szeroko stosowanych w medycynie. Laktyd, posiadający w swej cząsteczce dwa równocenne, asymetryczne atomy węgla stwarza możliwość uzyskania materiałów zarówno optycznie czynnych, jak i nieczynnych optycznie, w których możliwy jest różnorodny rozkład chiralnych atomów węgla w łańcuchu polilaktydu (poliaktyd izotaktyczny, syndioaktyczny, dysyndioaktyczny, ataktyczny "w przewadze izotaktyczny"). Wzbogacenie różnorodności możliwych struktur łańcuchów poliestrowych można uzyskać poprzez kopolimeralizację laktydu z glikolidem lub z epsilon-kaprolaktonem oraz kopolimeryzację glikolidu z epsilon-kaprolaktonem. Zastosowanie analiz porównawczej oraz statystycznej wzrostu łańcucha pozwoliły na obserwację blokowych i statystyczntch segmentów homo- i kopolimerów w widmach 1H i 13C NMR. Odpowiedni dobór inicjatorów i warunków polimeryzacji umożliwia modyfikację uzyskiwanych struktur poprzez sterowanie zachodzącymi reakcjami transestryfikacji. W celu ilościowego ujęcia transestryfikacji zaproponowano równania wykorzystujące intensywności odpowiednich linii rezonansowych widm NMR. Obliczone wartości współczynników transestryfikacji, randomizacji, średnich długości bloków syndio- i izoaktycznych w homopolimerach laktydu lub wartości średnich długości jednostek komonomerycznych w kopolimerach mogą być zastosowane do obserwacji zmian w strukturze łańcuchów poliestrowych. Struktura łańcuchów wpływa bowiem nie tylko na własności mechaniczne otrzymywanych materiałów, lecz również na ich zdolność do biodegradacji, a w przypadku stosowania w dozowaniu leków na szybkość ich uwalniania. W konsekwencji monitorowanie struktury pozwala zaprojektować materiał o odpowiednich parametrach fizykochemicznych, spełniających wymagania stawiane przez konkretne zastosowania medyczne.

EN

The 1H and 13C High Resolution NMR spectroscopy are useful tools in analysis of biodegradable, biocompatible polyesters widely used in medicine obtained by thre ring opening polymerization of lactide, glycolide and epsilon-caprolactone. Structure of polyesters chains affects on mechanical properties, biodegradation and term in drug delivery systems. In consequence, monitoring of the chain structure allows to design the material with suitable physical properties satisfying conditions determined by particular medical application. Due to the chirality of two carbon atoms in the lactide molecule it is possible to obtain optically active in inactive materials with various distribution of the chiral centers in macromolecular chains. The appropiate application of conditions in polymerization reaction such as temperature, solvents, type of initiators allow to mould the structure of growing polylactide chain (isotactic, 'predominantly isotatic', syndiotatic, disyndiotactic, atactic). The increase in number of various structures of polyesters chain may be obtained by copolymerization of combination of lactide enantiomers with glycolide or caprolactone. The employment of the statistical analysis of growing chains permit to observation in NMR spectra the ststistical or block segments in copolyester microstructure. Strictly behavior of the reaction conditions allows to modificate of obtained chain structure by influence on increase or decrease of transesterification reactions. In order to perform the quantitative characterization of the transesterification contribution equations on the basis of the intensity of NMR resonance lines were shown. Calculated values of the transesterification coefficients, degree of randomness and values of average lengths of syndiotactic or isotactic blocks in lactide homopolymers or average lengths of comonomer units in copolymers may be used to observation the changes in the microstructure of macromolecular chains. Structure of polyester chains affects not only on the mechanical properties of obtained materials, but on biodegradation and drug release, too. In consequence, monitoring of the chain structure by NMR spectroscopy allows to design the material with suitable physiocochemical properties satisfying the conditions determined by particular medical applications.

Słowa kluczowe

PL

poliestry; poliestry biodegradowalne; metoda spektroskopii; magnetyczny rezonans jądrowy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Chemia / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2001
• Tom: z. 145
• Strony: 5--86
• Opis fizyczny: bibliogr. 91 poz.

Twórcy

autor

Kasperczyk J.