Abstract
摘要 生醫材料可廣泛地應用到各種醫療器材中，像是注射針筒、血袋、引流導管及植入物( implant )、人工臟器等。這些生醫材料不斷地被研究、改良中。目前最富挑戰性且最被科學界、醫學界關心研究的即為植入性，需直接與生物體接觸的植入物及人工臟器等生醫材料的發展。而在各種生醫高分子材料中，由於水膠的含水量高，被視為具有良好生體適用性的生物醫材，所以非常適合於生物醫學之需求與生體組織接觸的應用。 本研究將合成具有溫度敏感及生體適應性佳的水膠高分子，將來可應用於生醫領域，例如：仿人工胰臟( artificial pancreas )之基材。研究重點分為以下三部分： 第一部份為二成份共聚合水膠高分子之合成，利用具溫度敏感性的N-isopropylacrylamide( NIPAAm )單體及生體適應性佳的PEG系列之親水性共單體行傳統自由基共聚合反應，以得到不同比例之共聚合高分子水膠，並以核磁共振儀( Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer )、元素分析( Elemental analysis )、紅外線光譜儀( Infrared Spectrometer )及微差掃瞄熱卡計( Differential Scanning Calorimeter )對其結構作詳細分析。除此，再以加熱式分子紫外光/可見光光譜儀( UV-vis Spectrometer )求得其水膠高分子之相轉移溫度( Lower Critical Solution Temperature )。 第二部分為則是利用可逆加成-斷裂鏈轉移-Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Process ( RAFT )之活性自由基聚合的方式來改善水膠高分子之分子量分佈，以期得到較溫度專一性的水膠高分子。 第三部分為單體反應性比之實驗，吾人以Fineman-Ross method及Kelen-Tudos method求出單體之反應性比，進而探討此二成份系列共聚合體之排列結構對其溫度敏感性的影響。 綜合上述實驗結果，增加PEG系列親水性共聚單體之組成及分子量，可使二成份共聚水膠高分子之LCST值提昇。因此，我們可以合成出一系列溫度敏感性之兩成份共聚合水膠高分子，其相轉移溫度( LCST )可由共聚單體的組成及與分子量予以調控。 吾人以Fineman-Ross method及Kelen-Tudos method求出兩單體反應性比(r1及r2)之結果，得知其相乘積小於1與DSC所測得各組成之水膠高分子皆只有單一Tg及各組成之Tg皆介於兩單體均相聚合物Tg之間的結果相符合，則我們可更加確認此一系列二成份共聚水膠高分子為雜亂排列之高分子結構。 另外，我們可成功地合成出可逆加成-斷裂鏈轉移之活性自由基聚合技術所需之鏈轉移劑( RAFT agent )，並利用此技術合成NIPAAm之均相聚合物及兩成份共聚水膠高分子。由GPC測得之結果顯示，其PDI值可控制得比以傳統自由基聚合的更窄一些。因此，可得到更溫度專一性之共聚合水膠高分子。