Фазовое разделение и селективная деструкция в смесях полимеров для формирования пористых структур тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

004600778

У

ЗОРИНА Надежда Анатольевна

ФАЗОВОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ И СЕЛЕКТИВНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ В СМЕСЯХ ПОЛИМЕРОВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРИСТЫХ СТРУКТУР

Специальность 02.00.06 - Высокомолекулярные соединения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

1 5 АПР 237а

Санкт-Петербург 2010

004600778

Работа выполнена на кафедре химии высокомолекулярных соединений химического факультета Санкт-Петербургского Государственного Университета

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Билибин Александр Юрьевич

Официальные оппоненты:

Доктор химических наук, профессор Власов Геннадий Петрович

Кандидат физико-математических наук, с.н.с.

Евлампиева Наталья Петровна

Ведущая организация:

Саратовский Государственный Университет им. Н.Г. Чернышевского

Защита состоится «20» мая 2010 г. в 15 часов на заседании совета Д 212.232.28 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199904, г. Санкт-Петербург, Средний пр., В.О., д. 41/43, Большая химическая аудитория.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. A.M. Горького Санкт-Петербургского государственного университета (199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9).

Автореферат разослан « » апреля 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

/ А.Ф. Хлебников /

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Формирование пористых полимерных материалов было и остается актуальной проблемой науки и технологии высокомолекулярных соединений. Трехмерные пористые полимерные тела находят применение в качестве тепло- и звукоизолирующих, демпфирующих материалов, элементов облегченных конструкций; в быту, медицине и химической технологии - в качестве адсорбентов, впитывающих материалов, хроматографических сорбентов и носителей. Двумерные пористые полимерные тела незаменимы в технологии фильтрования. Активно развивающаяся в течение последних 20 лет тканевая инженерия поставила новые задачи в области разработки полимерных пористых материалов. Основной задачей тканевой инженерии является выращивание живых тканей in vitro с целью их дальнейшей имплантации в организм. Формирование интегрированной ткани в процессе пролиферации культуры клеток может происходить только в структурированной среде, фиксирующей клетки на поверхности или в объеме. Такой средой, в частности, может быть либо полимерный гидрогель, либо гетерогенный пористый материал (губка), пропитанной питательным раствором - скаффолд. Скаффолды, изготавливаемые из биосовместимых, биодеградируемых полимеров, широко исследуются в качестве сред для культивирования клеток. Существующие промышленные технологии формирования пористых материалов не в полной мере могут обеспечить формирование скаффолдов требуемой морфологии (размер, форма и общий объем пор, их распределение по размеру, протекаемость системы пор), что потребовало разработки новых методов и подходов к созданию пористых полимерных материалов, с учетом особенностей физико-химических свойств полимеров, применяемых в тканевой инженерии и биологии.

Целью данного исследования являлась разработка метода формирования пористого полимерного материала с использованием процессов фазового разделения в системе, содержащей 'как минимум два полимера, с последующей селективной деструкцией одного из полимеров.

Поставленная цель достигалась решением следующих задач:

1. Выбор модельной пары несовместимых в растворе полимеров, один из которых является основой для пористого материала, а второй - быстро деградирующим порообразующим компонентом.

2. Синтез полимера, способного к очень быстрой химической деструкции в определенных условиях и выбор оптимальных условий его деструкции.

3. Исследование условий фазового разделения выбранных полимеров.

4. Получение гетерогенных смесей выбранных полимеров и формирование пористого материала путем селективной деструкции порообразующего компонента.

Научная новизна. На момент постановки задачи фазовое разделение и селективная деструкция в смесях полимеров в литературе не рассматривалось в качестве движущей силы при формировании пористых материалов. Авторами работы это предложено впервые. Впоследствии в мире появились работы, построенные на сходных принципах — фазового разделения двух полимеров, подтверждающие актуальность и правомерность предлагаемого подхода. Однако в целом, концепция использования фазового разделения двух полимеров в растворе

для формирования структурированной гетерогенной смеси и последующей селективной химической деструкции одного из компонентов с образованием пористого полимерного тела была впервые сформулирована в данной работе.

Практическая значимость разработанных подходов состоит в возможности их использования для формирования пористых полимерных тел с взаимосвязанной системой пор и общей пористостью до 90% путем совмещения матричного полимера с порообразователем как в растворе, так и в расплаве, а при соответствующем подборе порообразователя (исключении токсичных продуктов деградации) - использования полученных пористых материалов для культивирования клеток.

Положения, выносимые на защиту:

• Формирование структурированной гетерогенной смеси в результате фазового разделения в растворе двух несовместимых полимеров в общем растворителе.

• Дизайн химических структур и синтез полимеров, имеющих высокие скорости деструкции и несовместимых с полилактидом в растворе.

• Получение фазовых диаграмм смесей двух полимеров в общем растворителе.

• Использование селективной деструкции одного из полимеров для формирования пористой структуры из гетерогенной смеси двух полимеров.

Достоверность_результатов подтверждается многократной

воспроизводимостью проведенных в работе экспериментов, использованием независимых аналитических методов.

Личный вклад автора состоит в непосредственном получении экспериментальных данных, вошедших в текст диссертации, а также в активном участии в разработке методологии исследования и обсуждении и интерпретации полученных результатов.

Апробация работы. Содержание работы докладывалось на международных и российских симпозиумах и конференциях:

1. Зорин И.М., Зорина (Овчаренко) Н.А., Батюто Я.В., Билибин А.Ю. Формирование пористых структур биосовместимых полимеров методом фазового разделения двух полимеров в общем растворителе // III Всероссийская Каргинская конференция «Полимеры 2004», Москва, январь 2004, с. 273.

2. Зорин И.М., Зорина Н.А., Козыр О.М., Билибин А.Ю. Формирование трехмерных пористых структур методом фазового разделения полимеров с различными скоростями деградации // 3-я научная сессия Учебно-Научного Центра Химии СПбГУ, октябрь 2004, тезисы доклада с. 342.

3. Zorin I., Kozyr О., Zorina N., Bilibin A. Polylactide and polyoxalates blends. Porous structure formation during differential dégradation of immiscible polymers // European Polymer Congress, Moscow, June 2005, Abstract 3479.

4. Зорина H.A., Зорин И.М., Билибин А.Ю. Метод формирования пористых структур путем фазового разделения в смеси двух полимеров //

Международная конференция по химии «Основные тенденции развития химии в начале XXI века», С-Петербург, апрель 2009.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи, тезисы 4 докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 110 страницах, содержит 30 рисунков, 14 таблиц и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы, содержащего 121 источник.

Материалы и методы. Полученные образцы полимеров были исследованы методами ЯМР-спектроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), гельпроникающей хроматографии (ГПХ), вискозиметрии, а также методом БЭТ.

Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цели, задачи и концепция работы.

Литературный обзор содержит базовые сведения о роли полимерных материалов в тканевой инженерии, методах формирования пористых полимерных материалов, ориентированных преимущественно на работу с биосовместимыми, биодеградируемыми полимерами для дальнейшего применения в биологии. Кроме этого, часть литературного обзора посвящена вопросам фазового разделения в смесях и совместных растворах полимеров, а также вопросам химической деструкции полимеров.

Обсуждение результатов состоит из трех разделов.

Первый раздел посвящен выбору и синтезу объектов исследования.

В качестве основного матрицеобразущего полимера был выбран полилактид (ПЛА) - типичный представитель биосовместимых полигидроксиалканоатов, широко применяемый в тканевой инженерии. ПЛА был получен полимеризацией с раскрытием цикла, протекающей по ионному механизму, из циклического димера молочной кислоты — лактида. В качестве катализаторов использовались лактат цинка и 2-этилгексаноат олова; был получен набор полимеров с молекулярными массами от 20000 до 650000.

В качестве модели быстродеградирущего (порообразующего) компонента было предложено использовать полиэфиры щавелевой кислоты, имеющие очень высокие скорости щелочного гидролиза.

Основное содержание работы

—С—С—О

о о

о

О СНз

п

п

Полиоксалаты были получены по оптимизированной литературной методике методом акцепторной поликонденсации в растворе. Для точного дозирования оксалил хлорида применяли метод поликонденсационного титрования (медленное прибавление заведомого избытка хлорангидрида). Ароматические полиоксалаты (на основе резорцина, бисфенола А и фенолфталеина (ПФФО)) характеризуются очень высокой склонностью к деградации, поэтому только применение свежеперегнанных и тщательно высушенных растворителей на всех стадиях работы с полимером позволило получить образцы с характеристической вязкостью до 0,65 дл/г. (Предложенные ранее в литературе методики позволяли получать образцы с характеристической вязкостью не более 0,12 дл/г.)

В то же время алифатические (на основе 1,4-бутандиола (ПТМО), 1,6-гександиола (ПГМО), 1,10-декандиола (ПДМО) и 2,5-диметил-2,5-гександиола (П(Ме)ГМО)) полиоксалаты с высокими значениями характеристической вязкости (до 0.9 дл/г) могут быть синтезированы без применения специальных приемов и дополнительной очистки коммерческих реагентов и растворителей.

Для ароматических полиэфиров щавелевой кислоты характерны довольно высокие температуры плавления и ограниченная растворимость в обычных растворителях. Исследование ароматических полиоксалатов также осложняется их невысокой стойкостью по отношению к гидролизу. Напротив, алифатические полиоксалаты обладают сравнительно высокой растворимостью, достаточно стабильны при хранении, их синтез легко воспроизводится. Температуры плавления этих полимеров лежат в диапазоне ниже 100°С, что делает их привлекательными с точки зрения использования в смесях с ПЛА в расплаве. ПФФО обладает наилучшей растворимостью среди ароматических полиоксалатов, кроме того, продукт щелочного гидролиза этого полимера (хиноидная форма Насоли фенолфталеина) имеет интенсивную окраску, что делает удобным визуальный и фотометрический мониторинг гидролиза ПФФО. Поэтому все дальнейшие работы проводили с использованием именно ПФФО, а также ПГМО - наиболее типичного представителя алифатических полиоксалатов. Синтезированный для сравнения полиэфир янтарной кислоты - полифенолфталеин сукциннат проявил недостаточную для целей работы скорость деградации в щелочных условиях, а ориентированный на кислотный гидролиз П(Ме)ГМО оказался совместимым с ПЛА во всем диапазоне концентраций.

Второй раздел посвящен исследованию фазового разделения в смесях и совместных растворах выбранных пар полимеров.

Тесты на совместимость полиоксалатов с ПЛА и полистиролом (ПС, модельным полимером) в растворе на качественном уровне проводили путем совместного растворения полимеров в равных соотношениях в хлороформе (суммарная концентрация около 10 мае. %). Образование эмульсии свидетельствовало о несовместимости полимеров в растворе. Все протестированные полимеры, кроме П(Ме)ГМО - полиоксалата с разветвленной цепью проявили способность к фазовому разделению с ПЛА или ПС в растворе. Были построены фазовые диаграммы, описывающие количественные характеристики фазового разделения в трехкомпонентных системах. Экспериментальные данные для построения фазовых диаграмм были получены методом турбидиметрического титрования.

Фазовые диаграммы смесей ПЛА-ПФФО-хлороформ и ПЛА-ПГМО-хлороформ приведены на рис. 1 и 2, для смеси ПС-ПФФО-хлороформ на рис.3.

На диаграммах ясно прослеживается зависимость положения бинодали от молекулярной массы полимеров (в случае ПФФО-ПЛА и ПФФО-ПС). Также заметно, что фазовое разделение ПЛА в растворе с ароматическими полиэфирами наступает при меньших концентрациях, чем в случае алифатического полиэфира (ПГМО).

О 0.05 0.10 0 )5

ПЛА, мас.%

Рисунок 1. Фазовая диаграмма для смеси ПЛА-ПФФО-хлороформ, ПЛА-20 ООО (0,3 дл/г)-1, 100 000 (0,7дл/г)- 2, 150 ООО (0,84 дл/г) - 3, ПФФО 0,35 дл/г (9-10 тысяч)

Рисунок 2. Фазовая диаграмма для смеси ПЛА-ПГМО-хлороформ

ПС- мае.%

Рисунок 3. Фазовая диаграмма для смеси ПС-ПФФО-хлороформ, ПС 0,69 дл/г, ПФФО 0,12 дл/г -I, и 0,65 дп/г - 2.

Фазовое разделение полимеров ПЛА - ПГМО в расплаве было исследовано методом ДСК. На рис. 4 приведены термограммы для каждого из компонентов смеси ПЛА и ПГМО в отдельности, а на рис. 5 - термограмма смеси ПГМО - ПЛА в соотношении 80:20 мае. %.

Рисунок 4. Термограмма ДСК для образца 'ПЛА (слева) и образца ПГМО (справа)

Как и ожидалось, для чистого ПЛА наблюдается лишь переход, соответствующий расстекловыванию аморфного поли-Е),Ь-лактида (50°С), для ПГМО - пик, отвечающий за плавление кристаллитов полимера (80°С). На термограмме смеси четко фиксируется эндотермический пик при (80°С), соответствующий плавлению кристаллитов ПГМО, что свидетельствует о присутствии в смеси отдельной фазы ПГМО. В связи с небольшим содержанием в смеси второго компонента ПЛА (20 мае. %) переход, относящийся к стеклованию данного компонента в смеси, на термограмме смеси практически не заметен.

-10-

-5-

0-

4

Т,°С

-15

40

80

120

160

Рисунок 5. Термограмма ДСК для смеси ПГМО-ПЛА в массовом соотношении 80:20.

1 - первое нагревание, 2 - первое охлаждение, 3 - повторное нагревание, 4 - повторное охлаждение

Третий раздел посвящен исследованию химической деструкции порообразующего полимера в различных условиях.

Деструкцию полученных полимеров в щелочных средах исследовали путем погружения стандартизованных образцов полимеров (пленок толщиной 30 мкм или прессованных дисков диаметром 18 мм и толщиной 4 мм) в буферные растворы различного состава.

Ход гидролиза полимеров контролировали по уменьшению массы образцов, убыли характеристической вязкости (в случае ПГМО) и по выходу продуктов деградации (в случае ПФФО, фотометрическое определение фенолфталеина).

Среди использованных в настоящей работе буферных рабочих растворов карбонатные растворы наименее агрессивны по отношению к ПЛА, сравнительно быстро деградирующему в щелочных условиях. Поэтому основное внимание было сосредоточено именно на растворах, содержащих карбонат натрия. Добавление 1520% этилового спирта способствует лучшей смачиваемости поверхности образцов, а также существенно повышает растворимость фенолфталеина, что является важным фактором при протекании гидролиза ПФФО. (Содержание спирта 20% -предельное для 0.5 М раствора карбоната натрия при 20°С).

ПФФО быстро деградирует при рН > 10, при этом значении рН наблюдается практически полный переход фенолфталеина в его натриевую соль (хиноидная форма), имеющую значительно большую растворимость в воде по сравнению с самим фенолфталеином, что приводит к существенному ускорению гидролиза (рис.6-7).

О 20 40 «1 »>

Время, ч

Рисунок 6. Гидролиз прессованных дисков ПФФО в карбонатных растворах. 1 - 0.5 М ШгСОз с содержанием этилового спирта 20%, 2 - 0.5 М ШгСОз, 3 - 0.1 МЫагСОз, 4 -1.0 М КагСОз

время, часы

Рисунок 7. Гидролиз прессованных дисков ПФФО при различных рН: 1 - рН = 8,7 - 0.5 М А'аНСОз, 2-рН =10.0 - 0.25 МЫаНСОз + 0.25 МА'а2С03, 3-рН = 11.5 - 0.5 МКа2С03, 4 ~рН = 11.8- 0.5МКа2СОз с содержанием этилового спирта 15%.

Деструкцию ПГМО, кроме прессованных дисков (рис. 8) тестировали также на пленках (рис. 9), полученных поливом из раствора.

\Лэсса.% .....« « .

Время.ч

Рисунок 8. Гидролиз прессованного диска ПГМО при различных рН. Зависимость остаточной массы от времени. 1: рН = 8.7- 0.5 M NaHCOj, 2: рН = 10.0 - 0.25 M NaHCOi + 0.25 M Na2C03, 3: рН =11.5- 0.5 M Na2C03, 4: pH =11.8 - 0.5M Na2C03 с содержанием этилового спирта 15%.

Иасса.0/

Л

и \\

\ V

\

4\3

Время.ч

Рисунок 9. Гидролиз пленки ПГМО при различных рН. Зависимость остаточной массы от времени. 1: рН = 8.7 - 0.5 МЫаНСОз, 2: рН = 10.0 - 0.25 МЫаНС03 + 0.25 МЫа2С03, 3: рН = 11.5 - 0.5 М N02003, 4: рН = 11.8 - 0.5М Яа2С03 с содержанием этилового спирта 15%.

Характеристики скорости деструкции полимеров суммированы в табл. 1.

Таблица 1. Характеристики скорости деструкции полимеров.

рн Образец

Пленка ПЛА Пленка ПГМО Таблетка ПГМО Таблетка ПФФО

Скорость гидролиза, мг/(ч-см2) 8,8 0,001 0,027 3,4

9,9 0,011 0,059 5,5

11,6 0,26 0,71 11

11,8 + спирт <0,01 0,68 1,84 20

Получение гетерогенных смесей. Для приготовления гетерогенных систем в качестве матрицеобразующего полимера использовали ПЛА, а также ПС (в качестве модели). Необходимость введения модельной системы была обусловлена фактом гидролиза самого ПЛА в выбранных нами условиях. Для исключения влияния этого фактора на конечную структуру трехмерной пористой структуры скаффолда нами был выбран полимер, инертный в условиях отмывки порообразователя и при этом не совместимый с порообразующим полимером.

ПЛА или ПС смешивали с ПФФО в растворе в общем растворителе (хлороформе). При этом происходило формирование эмульсии, в которой дисперсионной средой является раствор более высокомолекулярного образца (ПЛА или ПС), а дисперсной фазой - раствор более низкомолекулярного образца

(ПФФО). Были получены подобные смеси с содержанием ПФФО вплоть до 90 мае. %.

Выдерживание эмульсии в течение определенного времени было использовано для регулирования размеров капель эмульсии. По истечении этого времени полученную эмульсию выливали в петролейный эфир (осадитель для обоих полимеров). При постановке работы предполагалось, что таким образом структура эмульсии фиксируется, так что формируется система сферических включений порогена, по размеру коррелирующих с размером капель эмульсии. На практике фиксация структуры эмульсии оказалась тесно связана с характером осаждения полимеров из раствора. Смеси ПФФО с ПС давали рассыпающийся осадок, не сохраняющий морфологию эмульсии, однако смеси ПФФО с ПЛА, образующие при осаждении пластичную, постепенно твердеющую массу в значительной степени сохраняли структуру эмульсии, и в результате были получены образцы ПЛА со сферическими порами. ПГМО и другие алифатические полиоксалаты при осаждении из раствора выпадают в виде волокон, причем из полученной осаждением массы полимера не удается сформировать прочные таблетки методом холодного прессования. Из полученных данных можно сделать предположение, что пара ПЛА-ПГМО может быть использована для формирования гетерогенных смесей из расплава.

Деградационное вымывание (выщелачивание) ПФФО из гетерогенных смесей проводили в тех же условиях, что и гидролиз ПФФО. В случае деградации ПФФО в матрице ПЛА или ПС лимитирующей стадией является диффузия рабочего раствора внутрь матрицы и диффузия продуктов реакции. Следствие диффузионных ограничений - увеличение времени вымывания фенолфталеина на порядок: с 30 ч. для чистого ПФФО до 300-350 ч. для смеси ПФФО—ПЛА (80:20).

Состав гетерогенных смесей имеет решающее значение для формирования пористых структур. При высоком содержании ПФФО свыше 90 мас.%, утрачивается непрерывность матрицы вмещающего полимера, происходит разрушение образца при отмывании ПФФО. Низкое содержание порообразующего полимера (60 мас.% и менее) не обеспечивает непрерывность его фазы, так что в образце присутствуют изолированные области ПФФО, которые не извлекаются при гидролизе (рис. 10).

Рисунок 10. Динамика удаления порогена из смесей ПФФО-ПЛА различного состава.

При этом не наблюдается полного выхода фенолфталеина даже при очень длительном гидролизе, что было показано также при анализе полученных образцов на остаточное содержание ФФ в матрице, методами ЯМР спектроскопии и фотометрии. Следовательно, оптимальный состав смеси полимеров содержит 80 мас.% порогена (ПФФО). Именно для такого состава наблюдается практически полное извлечение фенолфталеина без критического разрушения матрицы.

Отметим, что при использовании ПЛА процесс отмывки ПФФО сопровождается существенной деструкцией вмещающего полимера. Полного разрушения образца не происходит, однако ПЛА теряет до 50% массы. Поэтому эксперименты по отмывке ПФФО проводили также на образцах ПС, инертных в щелочных средах (рис. 11).

ПФФО/ПЛА мас.%

• 50/50 ■ 80/20

* 90/10

1100

время, часы

время, часы

Рисунок 11. Динамика удапения порогена из смесей ПФФО-ПС различного состава.

Остаточное содержание ПФФО (фенолфталеина) в матрице ПЛА и ПС определяли по спектрам ПМР (полное растворение образца в СЭСЬ) или фотометрически (полное растворение образца в ацетоне и осаждение в водно-щелочной раствор). Результаты приведены в табл. 2, характеристики полученных образцов ПЛА - в табл. 3.

Таблица 2. Остаточное содержание ПФФО в матрице ПЛА.

Исходный состав смеси, масс.% Остаточное содержание ПФФО, мол. %

по данным ПМР по данным фотометрии

50:50 1.2 -

70:30 1.6 1.4-1.6

80:20 0—1.0 0.5-1.5

90:10 0.5 -

Таблица 3. Характеристики полученных образцов ПЛА

Исходный состав смеси, масс. % 50/50 70/30 80/20 90/10

Время гидролиза, часы 980 950 305 235

Размер образцов, мм 15,0; 13,5; 13,0 12.0

№ Ь) 4,0 3.0 3,0 2,0

Пористость 80% 85% 90% 90%

Пористые структуры и их морфология. В результате отмывания ПФФО из матрицы ПЛА или ПС были получены пористые образцы дискообразной формы. Для образцов ПС размеры оставались практически неизменными (18x4 мм), размер образцов ПЛА в результате собственной деградации составлял в среднем 12x3 мм. Пористость образцов оценивали исходя из средней плотности полимеров, массы и геометрических размеров.

Взаимосвязанность (непрерывность) системы пор при выщелачивании является прямым следствием полного извлечения порогена из матрицы.

Образцы ПЛА имели выраженную сферическую пористость с крупными порами диаметром в ряде случаев до 1 мм; поры размером 30-50 мкм, и наиболее мелкие 1-5 мкм. Образцы ПС характеризовались порами с менее четко выраженной формой, размером 50-100 мкм и 1-5 мкм (крупная пористость до 1 мм отсутствует).

на рис. 12 и 13.

Рисунок 12. Оптическая микрофотография пористого образца ПЛА (общий вид).

Рисунок 13. Электронные микрофотографии (масштабная линейка 100 мкм ) пористых образцов ПЛА (слева) и ПС(справа).

Выводы.

1. Предложен новый метод формирования пористых полимерных тел, основанный на фазовом разделении в смеси двух полимеров и последующей селективной деструкцией одного из них.

2. Разработаны химические структуры и синтезированы полимеры (полиэфиры щавелевой кислоты), подвергающиеся быстрой химической деструкции; подобраны оптимальные условия осуществления их деструкции.

3. Исследована совместимость полилактида и полистирола с полиэфирами щавелевой кислоты в растворе. Построены фазовые диаграммы смесей двух полимеров в общем растворителе, установлены концентрационные пределы фазового разделения в зависимости от химической структуры и молекулярной массы компонентов.

4. Методом фазового разделения в смеси двух полимеров и последующим удалением одного из них путем селективной деструкции получены образцы пористых полимерных материалов.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Zorin I., *Ovcharenko N., Batuto Y., Bilibin A. Porous structure formation via phase separation of two polymers. Blends of aromatic polyoxalates and poly(lactic acid)// e-Polymers. 2003. № 015. URL: http://www.e-polymers.org.

2. Зорин И.М., *Зорина (Овчаренко) H.A., Батюто Я.В., Билибин А.Ю. Формирование пористых структур биосовместимых полимеров методом фазового разделения двух полимеров в общем растворителе // III Всероссийская Каргинская конференция «Полимеры 2004», Москва, январь 2004, с. 273.

3. Зорин И.М., Зорина H.A., Козыр О.М., Билибин А.Ю. Формирование трехмерных пористых структур методом фазового разделения полимеров с различными скоростями деградации // 3-я научная сессия Учебно-Научного Центра Химии СПбГУ, октябрь 2004, тезисы доклада с. 342.

4. Zorin I., Kozyr О., Zorina N., Bilibin A. Polylactide and polyoxalates blends. Porous structure formation during differential degradation of immiscible polymers // European Polymer Congress, Moscow, June 2005, Abstract 3479.

5. Зорина H.A., Зорин И.М., Билибин А.Ю. Метод формирования пористых структур путем фазового разделения в смеси двух полимеров // Международная конференция по химии «Основные тенденции развития химии в начале XXI века», С-Петербург, апрель 2009.

6. Зорин И.М., Зорина H.A., Билибин А.Ю. «Фазовое разделение двух полимеров и селективная деградация как метод формирования пористых структур» // Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2010, Т. 2, № 2, С. 235-245.

* В 2004 г Овчаренко Н. А. сменила фамилию, в настоящее время - Зорина Н. А.

Подписано к печати 05.04.10. Формат 60 х84 1/16 . Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Печать цифровая. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 4679. Отпечатано в Отделе оперативной полиграфии Химического факультета СП6ГУ 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр., 26 Тел.: (812) 428-40-43,428-69-19

1. Введение.

2. Литературный обзор.

2.1. Методы формирования пористых полимерных материалов.

2.2. Фаговое разделение и совместимость полимеров.

2.3. Полимеры, способные к быстрой химической деструкции.

3. Обсуждение результатов.

3.1. Обоснование выбора объектов исследования.

3.2. Синтез полимеров.

3.2.1. Матричный полимер. Полилактид (ПЛА).

3.2.2. Порообразующий полимер.

3.2.3. Выбор ароматического полиоксалата.

3.3. Совместимость полимеров.

3.4. Деградационные свойства индивидуальных полимеров.

3.5. Приготовление гетерогенных смесей.

3.6. Пористые структуры и их морфология.

Полимерные материалы, обладающие трехмерной пористой структурой, в настоящее время получили широкое распространение в науке и технике. Как результат растет интерес к разработке новых методов формирования пористых структур с заданными характеристиками. Одно из новых направлений использования таких материалов сформировалось в связи с развитием тканевой инженерии, основной задачей которой является выращивание биологических тканей in vitro с различными целями, среди которых наиболее часто рассматривается возможность решения проблемы трансплантации органов и тканей. Однако не следует забывать и о более утилитарных задачах биотехнологии. Органы и ткани животных и растений широко используются, во-первых, как пища, и, во-вторых, как материалы различного назначения. При этом все большее число людей рассматривают такое положение вещей, как этически неприемлемое. Однако полностью (и даже частично) отказаться от натурального мяса, натуральной кожи и натуральной древесины человечество еще не готово. Культивирование идентичных натуральным тканей вне живых организмов • методами тканевой инженерии может рассматриваться как один из путей решения и этой проблемы [1].

Основные идеи тканевой инженерии были сформулированы Лангером, Ваканти и другими авторами в 1990 г [2-6].

Формирование интегрированной ткани в процессе пролиферации культуры клеток может происходить только в структурированной среде, фиксирующей клетки на поверхности или в объеме [7]. Такой средой, в частности, может быть либо полимерный гидрогель, либо гетерогенный пористый материал (губка), пропитанный питательным раствором. Такие губки, иначе называемые скаффолдами (англ. scaffold — "строительные леса"), изготавливаемые из биосовместимых полимеров, широко исследуются в качестве сред для культивирования клеток [8].

К полимеру, применяемому для изготовления скаффолда, и к морфологии пористой структуры предъявляется ряд требований:

• способность полимера разрушаться по мере формирования интегрированной ткани и ее прорастания в объеме скаффорлда, не выделяя при этом токсичных для клеток продуктов;

• "биофильность" полимера (то есть комплекс свойств полимерного материала, обеспечивающих оптимальные условия прикрепления к поверхности и пролиферации клеток);

• определенная механическая прочность; высокая пористость; размер пор, подходящий для размещения клеток;

• взаимосвязанность и протекаемось системы пор.

Совокупность этих требований существенно ограничивает круг используемых полимеров и методов формирования материалов и изделий. Существующие промышленные технологии формирования пористых материалов не в полной мере могут обеспечить формирование скаффолдов требуемой морфологии (размер, форма и общий объем пор, их распределение по размеру, протекаемость системы пор). Это потребовало разработки новых методов и подходов к созданию пористых полимерных материалов, с учетом особенностей физико-химических свойств полимеров, применяемых в тканевой инженерии.

В настоящей работе предлагается новый метод формирования пористых структур, основанный на фазовом разделении полимеров с сильно различающимися в определенных условиях скоростями деградации и последующем удалении порообразующего полимера из полученной гетерогенной смеси [9].

Основные идеи предлагаемого метода таковы.

• Используют два полимера — матричный (биофильный) полимер и полимер-порообразователь.

• Полимерный поробразователь в определенных условиях разлагается (деградирует) существенно быстрее биофильного полимера.

• Эти полимеры термодинамически несовместимы и при растворении в общем растворителе формируют эмульсию, в которой дисперсной фазой выступает раствор, обогащенный порообразователем, или двухфазно-непрерывную (биконтинуальную) систему.

• Структура эмульсии фиксируется быстрым осаждением из раствора.

• Порообразователь селективно извлекается из системы путем его деструкции

• Аналогичные соображения применимы и для бинарных гетерогенных расплавов.

Использование смесей полимеров сопряжено с некоторыми трудностями. В частности, удаление полимерных порообразователей путем их селективного растворения сопровождается набуханием, что может приводить к разрушению матрицы, тем самым ограничивая максимально возможное количество порообразователя, вводимого в систему. Поэтому применение селективно деградирующих полимеров представляется в данном случае предпочтительным. В литературе известно несколько примеров формирования пористых структур с использованием смесей полимеров [10-11]. Сравнительно новые публикации [12-14], появившиеся практически в одно время с нашей первой работой [9], свидетельствуют о работоспособности и продуктивности предлагаемого пути формирования пористых структур.

Цель данной работы состояла в том, чтобы на максимально простой модельной системе наглядным образом продемонстрировать работоспособность предлагаемого подхода.

Поставленная цель достигалась решением следующих задач:

1. Выбор модельной пары несовместимых в растворе полимеров, один из которых является основой для пористого материала, а второй — быстро деградирующим порообразующим компонентом.

2. Синтез полимера, способного к очень быстрой химической деструкции в определенных условиях и выбор оптимальных условий его деструкции.

3. Исследование условий фазового разделения выбранных полимеров.

4. Получение гетерогенных смесей выбранных полимеров и формирование пористого материала путем селективной деструкции порообразующего компонента.

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

6. выводы.

1. Предложен новый метод формирования пористых полимерных тел, основанный на фазовом разделении в смеси двух полимеров и последующей селективной деструкцией одного из них.

2. Разработаны химические структуры и синтезированы полимеры (полиэфиры щавелевой кислоты), подвергающиеся быстрой химической деструкции; подобраны оптимальные условия осуществления их деструкции.

3. Исследована совместимость полилактида и полистирола с полиэфирами щавелевой кислоты в растворе. Построены фазовые диаграммы смесей двух полимеров в общем растворителе, установлены концентрационные пределы фазового разделения в зависимости от химической структуры и молекулярной массы компонентов.

4. Методом фазового разделения в смеси двух полимеров и последующим удалением одного из них путем селективной деструкции получены образцы пористых полимерных материалов.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, нами был разработан подход к формированию пористых полимерных тел, в основе которого лежит способность смесей полимеров претерпевать фазовое разделение в растворе и расплаве, а также способность полимеров подвергаться селективной химической деструкции.

Для реализации этого подхода были синтезированы полимеры, обладающие высокими скоростями деструкции в щелочных средах, а именно ароматические и алифатические полиэфиры щавелевой кислоты. Исследована их совместимость с матричными полимерами — ПЛА и ПС (модельным недеградирующим полимером) и приготовлены гетерогенные смеси различного состава. Селективным удалением порообразующего полимера из полученных смесей путем его деструкции получены и охарактеризованы пористые образцы ПЛА и ПС. Оптимальным содержанием порообразователя в смеси полимеров признано 80 масс%. Было показано, что морфология пористой структуры определяется условиями смешения полимеров (раствор или расплав), взаимной растворимостью полимеров, а в случае приготовления смеси в растворе — также и характером осаждения полимеров из раствора. Выделяющийся из раствора в высокоэластическом состоянии ПЛА в значительной степени сохраняет структуру гетерогенного раствора (эмульсии), это приводит к формированию сферо-циллиндрической пористости, чего не удается достичь при осаждении полимеров в стеклообразном или аморфно-кристаллическом состоянии.

Работоспособность подхода была показана нами в модельных условиях, дальнейшие исследования в этом направлении, в частности, выбор полимерного порообразователя, доступного, нетоксичного и способного к

87 быстрой селективной деструкции, могут привести к созданию новых пористых полимерных материалов для тканевой инженерии. Более подробные исследования условий фазового разделения, морфологии смесей и механизма их фиксации (осаждение, замораживание, лиофильная сушка) позволят осуществлять формирование пористых структур заданной морфологии.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

5.1.Подготовка реагентов и растворителей.

1,6-гександиол перегоняли в вакууме, Т.кип. 131-132°С (10 мм.рт.ст.) (Л.д.: 250°С, 132°С (9 мм.рт.ст.) [121])

Ацетон о.с.ч. фирмы «Реактив» перегоняли над прокаленными молекулярными ситами, Т.кип. 55.5-56°С

Бензол встряхивали с концентрированной серной кислотой, промывали водой и перегоняли над натрием, Т.кип. 80°С

Изопропиловый спирт (ИПС) абсолютированный ГОСТ 9805-84 фирмы «Реактив» использовали без предварительной очистки

3,6-диметил-1,4-диоксан-2,5-дион (лактид, димер молочной кислоты) фирмы «Acros Organics» двукратно перекристализовывали из бензола и сушили в вакууме над парафином. Тпл = 98°С

Молочную кислоту 80% фирмы «Реактив» (моногидрат) использовали без предварительной очистки

Натрий углекислый (хч) фирмы «Реактив» использовали без предварительной очистки

Натрий углекислый кислый (хч) фирмы «Реактив» использовали без предварительной очистки.

Оксалил хлорид фирмы «Lancaster» использовали без предварительной очистки.

Петролейный эфир 40-70°С фирмы «Реактив» использовали без предварительной очистки.

Пиридин перегоняли и хранили над КОН, Т.кип. 115-116°С (Лит. д.: 115.2°С [121]).

Фенолфталеин фирмы «Реактив» использовали без предварительной очистки.

Хлороформ промывали водой, высушивали над хлористым кальцием и перегоняли над пятиокисью фосфора, Т. кип. 61.1-61.4°С (Л.д.: 61.1°С [121]).

Хлористый метилен (ч) фирмы «Реактив» использовали без предварительной очистки

Этилацетат перегоняли над пятиокисью фосфора. Т. кип. 77°С (Лит. д.: 77.06°С [121]).

5.2.Методы исследования

Характеристическую вязкость измеряли в вискозиметре Уббелоде при 25°С в хлороформе при концентрациях 1.0 — 0.5 г/дл с шагом 0.1 г/дл.

Спектры ядерного магнитного резонанса сняты на ЯМР спектрометре DPX 300 фирмы «Вгикег» в CDC13 на ядрах 'Н на частоте 300МГц и на

1 'Х ядрах С на частоте 100МГц.

Фотометрический анализ растворов проводили на спектрофотометре СФ-46 или фотоколориметре КФК-3-01 в 1 см кюветах на длине волны 555нм.

Термограммы ДСК были сняты на калориметре "Metier DSC-20" при скорости нагревания 10 град/мин. рН приготовленных карбонатных буферных растворов измеряли на рН метре рН-410 с комбинированным электродом.

Электронные микрофотографии получали на сканирующем микроскопе "Jeol S" при ускоряющем напряжении 15 кВ.

Для макрофотосъемки использовали цифровую камеру "Canon PowerShot А60" в сочетании с 10-кратной измерительной лупой (цена деления 0.1 мм).

Удельную поверхность образцов измеряли на СОРБТОМЕТРе «Sorbi N.4.1»

Гель-проникающую хроматографию проводили на Жидкостном гель-хроматографе Shimadzu LC20 на колонке TSKgel G5000HHR, калибровка по полистирольным стандартам.

5.3. Синтез промежуточных продуктов и полимеров Синтез лактида.

В колбу помещали 300мл 80% молочной кислоты и несколько капель концентрированной серной кислоты, смесь нагревали в течении 6-8 дней практически до полного удаления воды. Систему подключали к вакууму водоструйного насоса и проводили пиролиз образовавшегося олигомера при температуре 250-280°С в присутствии 100-200 мг ацетата цинка. Продукт циклодимеризации собирали в охлаждаемый водой приемник. Полученный лактид перекристаллизовали дважды из этилацетата и затем из бензола. Выход лактида после трехкратной перекристаллизации составил 20 %.

Синтез полилактида (ПЛА)

В ампулу для полимеризации помещали 10 г DL-лактида, тщательно перемешанного с 10 мг лактата цинка (соотношение мономер инициатор 0,05 мае. %), ампулу запаивали в вакууме водоструйного насоса и помещали в печь с температурой 160±5°С на 4 суток (96 часов). Полученный продукт растворяли в хлористом метилене, отфильтровали и из полученного раствора отливали пленки, которые высушивали и хранили в эксикаторе над парафином и хлористым кальцием. Тст = 50-52°С (ДСК) И=0.84 дл/г. nMP(CDCl3 ) (ррм): 5.18 (1Н) СН, 1.59 (ЗН) СН3. ЯМР13С (CDCl3 ) (ррм): 169.7 (СО), 69.4 (СН), 17.1 (СН3) Элементный анализ С3Н402: Вычислено С=50.02%, №=5,56%

Найдено С=50.01%, Н=5,67% Синтез полиоксалатов на основе ароматических диолов Синтез полифенолфталеиноксалата ПФФО

В колбу, снабженную механической или магнитной мешалкой, помещали 4.77 г (15 ммоль) фенолфталеина, 2.5 г пиридина и 20 мл свежеперегнанного хлороформа. При перемешивании прибавляли по каплям в течение 1 ч раствор 1.35 мл (16 ммоль) оксалилхлорида в 10 мл свежеперегнанного хлороформа, после чего реакционную смесь выливали в 150 мл сухого свежеперегнанного ацетона. Полученный полимер переосаждали из хлороформа в сухой ацетон, промывали петролейным эфиром и высушивали в вакуум-эксикаторе над парафином и хлористым кальцием.

Выход реакции 95%. г|] = 0.65 дл/г. nMP(CDCl3 ) (ррм): 7.96 (1Н), 7.75 (0.97Н), 7.6 (1.В5Н), 7.4 (3.85Н), 7.25 (3.99Н).

ЯМР,3С(СВС13) (ррм): 169.7, 155.5, 151.5, 150.5, 139.7, 135.1, 130.4, 129.1, 126.8, 125.7, 124.5, 121.6, 115.9, 90.6, 65.0.

Элементный анализ С22Н12О6: Вычислено С=70.97%, Н=3,25%

Найдено С=70,55%, Н=3,20%

Синтез полиоксалатое на основе алифатических диолов

Синтез полигексаметшен оксалата (ПГМО).

В колбу, снабженную магнитной или механической мешалкой, помещали 2.36 г (20 ммоль) 1,6-гександиола, 3.23 г пиридина и 20 мл хлороформа. При перемешивании прибавляли по каплям в течение 1-1,5 ч раствор 2.5 мл (30 ммоль) оксалилхлорида в 15 мл хлороформа, после чего реакционную смесь выливали в 150 мл ИПС. Полимер переосаждали из хлоформа в ИПС, промывали петролейным эфиром и высушивали в вакуум-эксикаторе над парафином и хлористым кальцием.

Выход реакции 95%.

Тпл= 78-79 °С ti]=0,55-0,65 дл/г.

ЯМР (CDCI3) (ррм): 4.3 (2Н) СН2, 1,4-1,8 (2Н) СН2.

Элементный анализ С8Н1204: Вычислено С=55.81%, Н=7,02%

Найдено С=55.91 %, Н=7,18%

5.4.Анализ объектов исследования

Приготовление образцов (таблеток, пленок).

Навески полимеров 0.9 — 1.0 г или смеси полимеров прессовали на ручном механическом прессе в таблетки стандартного размера диаметром 18 и толщиной 4 мм.

Пленки ПЛА, поли(гексаметилен оксалата) (ПГМО) и их смесей получали методом полива на фторопластовые подложки (80x135 мм) раствора 500 мг полимера в 15 мл хлористого метилена.

Приготовление буферных растворов

1. 0.1 М водный раствор Na2C03 рН=11.4

2. 0.5 М водный раствор Na2C03 рН=11.4

3. 1.0 М водный раствор Na2C03 рН=11.6

4. 0.5 М водный раствор Na2C03 с 15 % содержанием спирта рН=11,6

5. Боратный буферный раствор (0.5 моль/л) рН=12

6. 0.05 М водный раствор NaOH с 20% содержанием спирта рН=12.8

7. 0.25 М Na2C03 + 0.25 М NaHC03 рН=9.9

1. Mironov V., Trusk Т., Kasyanov V., Little, S. Biofabrication: a 21st century manufacturing paradigm // Biofabrication. 2009. V. 1, № 022001. P. 1-16.

2. Vacanti J., Ingber D., Cima L., Langer, R. Hepatocyte tissue engineering using constructs of synthetic polymer networks and cultured cells // J. of Hepatic, Pancreatic and Biliary Surgery. 1990. P. 185-188.

3. Cima L., Vacanti J., Vacanti C., Langer R. Tissue Engineering by Cell Transplantation Using Degradable Polymer Substrate // J. Biomech. Eng. 1991. V. 113. P. 143-151.

4. Cima L., Langer R., Vacanti J. Polymers for tissue and Organ culture // J. Bioactive and Compatible Poly. 1991. V. 6. P. 232-239.

5. Mooney D.J., Johnson L., Langer R., Vacanti J. Principles of tissue engineering and reconstruction using polymer-cell constructs // Tissue-Inducing Biomat. 1992. V. 252. P. 345-352.

6. Langer R., Vacanti J.P. Tissue engineering // Science. 1993. V. 260. № 5110. P. 920-926.

7. Chung H.J., Park T.G. Surface engineered and drug releasing prefabricated scaffolds for tissue engineering // Adv. Drug Delivery Revs. 2007. V. 59. P. 249-262.

8. Seal B.L., Otero T.C., Panitch A. Polymeric biomaterials for tissue and organ regeneration // Mater. Sci. Eng. 2001. V. 34. № 4-5. P. 147-230.

9. Zorin I., Ovcharenko N., Batuto Y., Bilibin A. Degradation properties of aromatic polyoxalates and their mixtures with poly(lactic acid) // e-Polymers. 2003. № 015. URL: http://www.e-polymers.org.

10. Ma P.X., Choi J. W. Biodegradable polymer scaffolds with well-defined interconnected spherical pore network // Tissue Eng. 2001. V. 7. № l.P. 23-33.

11. Cai Q., Yang J. A novel porous cells scaffold made of polylactide-dextran blend by combining phase-separation and particle-leaching techniques // Biomaterials. 2002. V. 23. P. 4483-4492.

12. Koyama N., Doi Y. Miscibility, Thermal Properties, and Enzymatic Degradability of Binary Blends of Poly (R)-3-hydroxybutyric acid. with Poly(s-caprolactone-co-lactide) //Macromolecules. 1996. V. 29. P. 5843.

13. Wang Y.C., Lin M.Ch., Wang D.M., Hsieh Hs.J. Fabrication of a novel porous PGA-chitosan hybrid matrix for tissue engineering // Biomaterials. 2003. V. 24. P. 1047-1057.

14. Sarazin P., Roy X., Favis B.D. Controlled preparation and properties of porous poly(l-lactide) obtained from a co-continuous blend of two biodegradable polymers // Biomaterials. 2004. V. 25. P. 5965-5978.

15. Химическая энциклопедия. Под ред. Кнунянца И.Л. / Л., 1990, Т. 3. С. 901-904.

16. Энциклопедия полимеров. Под ред. Кабанова В.А. / М.: Сов. Энциклопедия. 1972-1977.

17. Klempner D., Sendijarevic V. (ed.) Handbook of Polymeric Foams and Foam Technology. Munich, Hanser Publishers, 2-nd ed. 2000.

18. Штильман М.И. Полимеры медико-биологического назначения. М.: ИКЦ «Академкнига». 2006.

19. Kang S.W., Son S.M., Lee L.S., Lee E.S. Regeneration of whole meniscus using meniscal cells and polymer scaffolds in a rabbit total meniscectomy model // J. Biomed. Mater. Res. A. 2006. V. 78. P. 659-671.

20. Kothapalli C.R., Shaw M.T., Wei M. Biodegradable HA-PLA 3-D porous scaffolds: Effect of nano-sized filler content on scaffold properties//Acta Biomaterialia. 2005. V. 1. P. 653-662.

21. Wu H., Wan Y., Cao X., Wu Q. Proliferation of chondrocytes on porous poly(DL-lactide)/chitosan scaffolds // Acta Biomaterialia. 2008. V. 4. P. 76-87.

22. Hou Q., Grijpma D.W., Feijen J. Preparation of Porous Poly(e-caprolactone) Sutures // Macromol. Rapid Commun. 2002. V. 23. P. 247.

23. Kim M.S., Ahn H.H., Khang G., Lee H.B. An in vivo study of the host tissue response to subcutaneous implantation of PLGA- and/or porcine small intestinal submucosa-based scaffolds // Biomaterials. 2007. V. 28. P. 5137-5143.

24. Lickorish D., Guan L., Davies J.E. A three-phase, fully resorbable, polyester/calcium phosphate scaffold for bone tissue engineering: Evolution of scaffold design // Biomaterials. 2007. V. 8. № 8. P. 14951502.

25. Zhang R.Y., Ma P.X. Synthetic nano-fibrillar extracellular matrices with predesigned macroporous architectures // J. Biomed. Mater. Res. 2000. V. 52. № 2. P. 430-438.

26. Murphy W.L., Dennis R.G., Kileny J.L., Mooney D.J. Salt fusion: An approach to improve pore interconnectivity within tissue engineering scaffolds // Tissue Eng. 2002. V. 8. № 1. p. 43-52.

27. Hou Q., Grijpma D.W., Feijen J. Porous polymeric structures for tissue engineering prepared by a coagulation, compression moulding and salt leaching technique // Biomaterials. 2003. V. 24. № 11. P. 1937-1947.

28. Chen G., Ushida Т., Tateishi T. Scaffold Design for Tissue Engineering // Macromol. Biosci. 2002. V. 2. № 2. P. 67-77.

29. Schugens C., Marquet V., Jerome R., Teyssie Ph. Biodegradable and macroporous polylactide imants forcell transplantation: 1. Preparation of macroporous polylactide supports by solid-liquid phase separation // Polymer. 1996. V. 37. № 6. P. 1027-1038.

30. Whang K., Thomas C.H., Healy K.E. A novel method to fabricate bioabsorbable scaffolds // Polymer. 1995. V. 36. № 4. P. 837-842.

31. Liao X., Nawaby A.V., Whitfield P. Layered Open Pore Poly(L-lactic acid) Nanomorphology // Biomacromolecules. 2006. V. 7. № 11. P. 2937-2941.

32. Tsivintzelis I., Pavlidou E., Panayiotou C. Porous scaffolds prepared by phase inversion using supercritical C02 as antisolvent. I. Poly(l-lactic acid) // J. of Supercritical Fluids. 2007. V. 40. P. 317-322.

33. Lima L.-T., Aurasb R., Rubino M. Processing technologies for poly(lactic acid) // Progress in Polymer Science. 2008. V. 33. P. 820-852.

34. Dayal P., Liu J., Kumar S., Kyu Th. Experimental and Theoretical Investigations of Porous Structure Formation in Electrospun Fibers // Macromolecules. 2007. V. 40. № 21. P. 7689-7694.

35. Lee Y.H., Lee J. H., Kim Ch., Lee D.S. Electrospun dual-porosity structure and biodegradation morphology of Montmorillonite reinforced PLLA nanocomposite scaffolds // Biomaterials. 2005. V. 26. P. 3165-3172.

36. Ma P.X., Choi J.W. Biodegradable Polymer Scaffolds with Well-Defined Interconnected Spherical Pore Network // Tissue Eng. 2001. V. 7.№ l.P. 23.

37. Chen V.J., Ma P. X. Nano-fibrous poly(l-lactic acid) scaffolds with interconnected spherical macropores // Biomaterials. 2004. V. 25. P. 2065-2073.

38. Liu X., Ma P.X. Polymeric Scaffolds for Bone Tissue Engineering (Review) //Annals ofBiomed. Eng. 2004. V. 32. № 3. P. 477-486.

39. Rowlands A.S., Lim S.A., Martin D., Cooper-White J.J. Polyurethane/poly(lactic-co-glycolic) acid composite scaffolds fabricated by thermally induced phase separation // Biomaterials. 2007. V. 28. № 12. P. 2109-2121.

40. Yang F., Qu X., Cui W., Bei J. Manufacturing and morphology structure of polylactide-type microtubules orientation-structured scaffolds // Biomaterials. 2006. V. 27. № 28. P. 4923-4933.

41. Kil'deeva N.R., Vikhoreva G.A., Mironov A.V., Romashova, A.N. Preparation of Biodegradable Porous Films for Use as Wound Coverings //Applied Biochemistry and Microbiology. 2006. V. 42. P. 631-635.

42. Kil'deeva N.R., Gal'braikh L.S., Vikhoreva G.A. Fabrication of Materials for Medical Applications from Solutions of Biocompatible Polymers // Fibre Chemistry. 2005. V. 37. № 6. P. 437-440.

43. Kim J.-K., Taki K., Ohshima M. Preparation of a Unique Microporous Structure via Two Step Phase Separation in the Course of Drying a Ternary Polymer Solution // Langmuir. 2007. V. 23. P. 12397-12405.

44. Koyama N., Doi Y. Miscibility, Thermal Properties, and Enzymatic Degradability of Binary Blends of Poly(R)-3-hydroxybutyric acid. with Poly(s-caprolactone-co-lactide) // Macromolecules. 1996. V. 29. P. 58435851.

45. Yuan Z., Favis B. D. Macroporous poly(l-lactide) of controlled pore size derived from the annealing of co-continuous polystyrene/poly(l-lactide) blends // Biomaterials. 2004. V. 25. P. 2161-2170.

46. Билибин А.Ю., Зорин И.М. Деструкция полимеров, ее роль в природе и современных медицинских технологиях // Успехи химии. 2006. Т. 75 №2. С. 1-15.

47. Sokolsky-Papkov М., Agashi К., Shakesheff К., Domb A.J. Polymer carriers for drug delivery in tissue engineering // Advanced Drug Delivery Reviews. 2007. V. 59. P. 187-206.

48. Тагер А.А. Физикохимия полимеров 3-е изд. M.: Химия, 1978.

49. Де Жен П. Идеи скейлинга в физике полимеров, под ред. акад. И.М. Лифщица. М.: Издательство Мир. 1982.

50. Пол Д., Бакнелл К. Полимерные смеси. В 2-х томах. Под ред. В.Н. Кулезнева. Санкт-петербург: Издательство Нот. 2009.

51. Krump Н., Luyt A.S., Molefi J.A. Changes in free surface energy as an indicator of polymer blend miscibility // Materials Letters. 2005. V. 59. P. 517-519.

52. Koningsveld R., Kleintjens L.A., Schoffeleers H.M. Thermodynamic aspects of polymer compatibility // Pure Appl. Chem. 1974. V. 39. № 1-2. P. 1-32.

53. Zhang G., Zhang J., Wang S., Shen D. Miscibility and Phase Structure of Binary Blends of Polylactide and Poly(methyl methacrylate) // J. Polymer Sci. Part B: Polymer Phys. 2003. V. 41. P. 23-30.

54. Lee S.-S., Jeong H. M, Jho J. Y., Ahn Т. O. Miscibility of poly(ethylene terephthalate)/poly(estercarbonate) blend // Polymer. 2000. V.41.P. 1773-1782.

55. Woo E.M., Jang F. Phase structure and miscibility in blend of poly(4-methyl styrene) with poly(cyclohexyl methacrylate) // Polymer. 1999. V. 40. P. 3803-3808.

56. Cimmino S., Iodice P., Matruscelli E., Silvestre C. Poly(3-D(-) hydroxybutyrate)/atactic poly(methylmethacrylate) blends: morphology, miscibility and crystallization relationships // Thermodinamica Acta. 1998. V. 321. P. 89-98.

57. Jang F.H., Woo E.M. Composition dependence of phase instability and cloud point in solution blended mixtures of polystyrene with poly(cyclohexyl methacrylate) // Polymer. 1999. V. 40. P. 2231-2237.

58. Gopferich A. Mechanisms of Polymer degradation and erosion // Biomaterials. 1996. V. 17. P. 103-114.

59. Lenz R.W. Biodegradable polymers. // Biopolymers I. Berlin -Heidelberg: Springer. 1993. P. 1-40.

60. Shah A.A., Hasan F., Hameed A., Ahmed S. Biological degradation of plastics: A comprehensive review // Biotechnology Advances. 2008. V. 26. P. 246-265.

61. Li S.M., Garreau H., Vert M. Structure-property relationships in the case of degradation of massive aliphatic poly-(-a-hydroxy acids) in aqueous media Parti // J. Materials Science: Materials in Medicine. 1990. V. l.P. 123-130.

62. Li S.M., Garreau H., Vert M. Structure-property relationships in the case of degradation of massive aliphatic poly-(-a-hydroxy acids) in aqueous media Part2 // J. Materials Science: Materials in Medicine. 1990. V. l.P. 131-139.

63. Ramchandani M., Pankaskie M., Robinson D. The influence of manufacturing procedure on the degradation of poly(lactide-co-glycolide) 85:15 and 50:50 implants // J. Controlled Release. 1997. V. 43. P. 161-173.

64. Tsuji H., Muramatsu H. Blends of aliphatic polyesters: V Non-enzymatic hydrolysis blends from hydrophobic poly(L-lactide) and hydrophilic poly(vinyl alcohol) // Polymer Degradation and Stability. 2001. V. 71. P. 403-413.

65. Penco M., Marcioni S., Ferruti P. Degradation behavior of block copolymers containing poly(lactic-glycolic acid) and poly(ethylene glycol) segments // Biomaterials. 1996. V. 17. № 16. P. 1583-1590.

66. Helder J., Dijkstra P.J., Feijen J. In vitro degradation of glycine/DL-lactic acid copolymers // J. Biomedical Materials Rersearch. 1990. V. 24. P. 1005-1020.

67. Zhu K.J., Lei Y. Preparation, Characterization and Biodegradation Characteristics of Poly(adipic anhydride-co-D,L-lactide) // Polymer International. 1997. V. 43. P. 210-216.

68. Burkersroda F., Schedl L. Why degradable polymers undergo surface or bulk erosion // Biomaterials. 2002. V. 23. P. 4221-4231.

69. Grizzi I., Garreau H. Hydrolytic Degradation of devices based on poly(DL-lactic acid) size dependence // Biomaterials. 1995. V. 16. № 4. P. 305-311.

70. Vert M., Schwach G., Engel R. Something new in the field of PLA/GA bioresorbable polymers? // J. Controlled Release. 1998. V. 53. P. 85-92.

71. Schwach G., Coudane J., Engel R., Vert M. Influence of polymerization conditions on the hydrolytic degradation of poly(DL-lactide) polymerized in the presence of stannous octoate or zinc-metal // Biomaterials. 2002. V. 23. P. 993-1002.

72. Tsuji H., Miyauchi S. Enzymatic Hydrolysis of Poly(lactide)s: Effects of Molecular Weight, L-Lactide Content, and Enantiomeric and Diastereomeric Polymer Blending // Biomacromolecules. 2001. V. 2. P. 597-604.

73. Днепровский A.C., Темникова Т.И. Теоритические основы органической химии. 2-е издание переработанное. JL: Химия. 1991.

74. Kane S., Kilian L. Novel Methacrylate Copolymers: Photosensitive Adhesive and Hydrogels // CASS ' 20th Anniversary Joint Conference. 2002.

75. Piraner O.N., Tenkovtsev A.V., Bilibin A.Y. Thermotropic polyesters, 8, comparison of two methods of synthesis of regular liquid-crystalline multiblock copolymers // Die Makromolekulare Chemie. 1992. V. 193. №3. P. 681-686.

76. Ильин B.B. Синтез полиоксиэтиленовых блоксополимеров и исследование их агрегатообразования: Автореферат дис: канд. химич. наук., СПб., 2007.

77. Ovchinikova Т., Zhuravleva I., Bush L., Il'in N. Ticsaund mechanism of glycolide and ethylenoxalate polymerization. Characteristics of the copolymers formed and mechanism of the biodegradation // Macromol. Symp. 1999. V. 144. P. 303-311.

78. Swift G. Directions for Environmentally Biodegradable Polymer Research//Acc. Chem. Res. 1993. V. 26. P. 105-110.

79. Фомин B.A., Гузеев B.B. Биоразлагаемые полимеры, состояние и перспективы использования // Пластические массы. 2001. Т. 2. С. 42-46.

80. Моро У. Микролитография. Т. 1. М: Мир. 1990.

81. Jagur-Grodzinski J. Biomedical application of functional polymers // Reactive & Functional Polymers. 1999. V. 39. P. 99-138.

82. Park Y.J., Nam K.H. Porous poly(L-lactide) membranes for guided tissue regeneration and controlled drug delivery: Membrane fabrication and characterization // J. Controlled Release. 1997. V. 43. № 2-3. P. 151160.

83. Kricheldorf H.R., Kreiser-Saunders I., Damrau D.-O. Resorbable initiators for polymerizations of lactones // Macromol. Symp. 1999. V. 144. P. 269-276.

84. Schwach G., Coudane J., Engel R., Vert M. Ring opening polymerization of D,L-lactide in the presence of zinc metal and zinc lactate // Polym. Int. 1998. V. 46. № 3. P. 177-182.

85. Chang B.H., Bae Y.Ch. Polymer-polymer miscibility: generalized double lattice model // Polymer. 2004. V. 45. № 23. P. 8067-8074.

86. Zuideveld M., Gottschalk C., Kropfinger H. Miscibility and properties of linear poly(L-lactide)/branched poly(L-lactide) copolyester blends // Polymer. 2006. V. 47. № 11. P. 3740.

87. Tsuji H., Ikada Y. Properties and morphology of poly(L-lactide). II. Hydrolysis in alkaline solution // J. Polym. Sci. Part A. Polym. Chem. 1998. V. 36. № l.p. 59-66.

88. Савинов B.M., Соколов Л.Б., Федоров А.А. Влияние кислотности диолов на гидролитическую устойчивость полиэфиров щавелевой кислоты //Высокомолек. соед. 1964. Т. 6. № 7. С. 1335-1339.

89. Shalaby W., Jamiolkowski D. Synthetic absorbable surgical devices of poly(alkylene oxalates): пат. 05/910042 США. 1980.

90. Manufacture of polyamide foams: пат. 1320163 Великобритания. Опубл. 1973-06-13.

91. Gupta A.P., Kumar V. New emerging trends in synthetic biodegradable polymers Polylactide: A critique // Eur. Polym. J. 2007. V. 43. № 10. P. 4053-4074.

92. Kim S.H., Kim Y.H. Direct Condensation Polymerization of Lactic acid // Macromol. Symp. 1999. V. 144. P. 277-287.

93. Chamberlain M.B., Cheng M., Moore D. R., Coates G.W. Polymerization of Lactide with Zinc and Magnesium a-Diiminate Complexes: Stereocontrol and Mechanism // J. Am. Chem. Soc. 2001. V. 123. P. 3229-3238.

94. Reddy C.S.K., Ghai R., Kalia V.C. Polyhydroxyalkanoates: an overview//Bioresource Technology. 2003. V. 87. № 2. P. 137-146.

95. Khanna S., Srivastava A.K. Recent advances in microbial polyhydroxyalkanoates // Process Biochemistry. 2005. V. 40. № 2. P. 607-619.

96. J6rome C., Lecomte Ph. Recent advances in the synthesis of aliphatic polyesters by ring-opening polymerization // Advanced Drug Delivery Reviews. 2008. V. 60. P. 1056-1076.

97. Schwach G., Coudane J., Engel R., Vert M. Zn lactate as initiator of DL-lactide ring opening polymerization and comparison with Sn octoate //PolymerBulletin. 1996. V. 37. P. 771-776.

98. Kricheldorf H.R., Damrau D.-O. Polylactones, 42. Zn L-lactate-catalyzed polymerizations of 1,4-dioxan-2-one // Macromolecular Chemistry and Physics. 1998. V. 199. № 6. P. 1089-1097.

99. Савинов В.М., Соколов Л.Б. Синтез высокомолекулярных эфиров щавелевой кислоты//Пласт, массы. 1963. Т. 11. С. 65-67.

100. Eareckson W.M. Interfacial polycondensation X. Polyphenyl esters // J. Polym. Sci. 1959. V. 40. P. 399-406.

101. Shalaby W., Damiolkowski D. Synthetic absorbable surgical devices of poly(alkylene oxalates): пат. 5806048 США. 1979.

102. Коршак B.B. Неравновесная поликонденсация. М.: Наука. 1972.

103. Коршак В.В. Общие методы синтеза высокомолекулярных соединений. М.: Изд-во АН СССР М 1953.

104. Morgan P.W. Linear condensation polymers from phenolphtaleine and related compounds // J. Polym. Sci. A. 1964. V. 2. P. 437-459.

105. Тагер A.A. Физико-химия полимеров 4-е изд-е. М.: Научный мир. 2007.

106. Коренман И.М. Фотометрический анализ, методы определения органических соединений. Под ред. акад. АН УССР Бабко А.К. М.: Химия. 1970.

107. Xiang Z., Sarazin P., Favis B.D. Controlling Burst and Final Drug Release Times from Porous Polylactide Devices Derived from Co-continuous Polymer Blends // Biomacromolecules. 2009. V. 10. № 8. P. 2053-2066.

108. Gupta A.P., Kumar V. New emerging trends in synthetic biodegradable polymers Polylactide: A critique // European Polymer Journal. 2007. V. 43. № 10. P. 4053-4074.

109. Mark J.E. (ed.) Polymer data handbook. Oxford: University Press. 1999.

110. Karageorgiou V., Kaplan D. Porosity of 3D biomaterial scaffolds and osteogenesis // Biomaterials. 2005. V. 26. P. 5474-5491.

111. Hu Y., Grainger D.W., Winn Sh.R., Hollinger J.O. Fabrication of poly(-hydroxy acid) foam scaffolds using multiple solvent systems // J. Biomed. Materials Research Part A. 2002. V. 59. № 3. P. 563-572.

112. Maspero F.A., Ruffieux K., Muller В., Wintermantel E. Resorbable defect analog PLGA previous termscaffoldsnext term using C02 as solvent: structural characterization // J. Biomed. Materials Research Part A. 2002. V. 62. № 1. P. 89-98.

113. Salehi P., Sarazin P., Favis B.D. Porous Devices Derived from Co-Continuous Polymer Blends as a Route for Controlled Drug Release // Biomacromolecules. 2008. V. 9. P. 1131-1138.

114. Li J., Favis B.D. Characterizing co-continuous high density polyethylene/polystyrene blends // Polymer. 2001. V. 42. P. 5047-5053.

115. Свойства органических соединений. Справочник под ред. А.А. Потехина Л.: Химия. 1984.110 t>