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可降解高分子材料在医疗器械中的应用

2016-09-19 09:47
汉水狂客
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  聚乳酸(PLA)

  丙交酯(LA)是手性分子,存在两种立体异构体:左旋LA(L–LA)和右旋LA(D–LA),它们的均聚物都是半结晶的。外消旋LA(DL–LA)则是L–LA和D–LA的混合物,其聚合物是无规的。

  聚L–LA(PLLA)的结晶度(0%~37%)由分子量和加工参数决定,其Tg为60~65℃,Tm约为175℃。因为它的亲水性比PGA差,所以它的降解速率比PGA低。

  PLLA具有高拉伸强度、低断裂伸长率和高拉伸弹性模量(接近4.8GPa),是理想的医用承重材料,如骨固定器械。现在市场上的PLLA骨固定器械有BioScrew®,Bio-Anchor®,MeniscalStinger®等。

  另外,PLLA也可制成高强度的手术缝合线。1971年,PLLA手术缝合线经美国FDA批准上市,它具有比DEXON®更加优良的性能。PLLA也可用于其它一些医疗领域,如韧带修复与重建、药物洗脱支架、靶向药物运输等。

  2007年,美国FDA批准了一种可注射的PLLA制品(Sculptra®),用于治疗人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的面部脂肪损失或萎缩。PLLA的降解速率缓慢,高分子量的PLLA在体内完全降解需要2~5.6a的时间,结晶度和孔隙度等因素可以影响它的降解速率。

  在水解作用下,PLLA在6个月内出现力学性能下降现象,但要经过很长的时间后才会出现质量损失现象。因此,为了获得更好的降解性能,研究者将L–LA与GA或DL–LA共聚。

  Resomer®LR708便是一种由L–LA与DL–LA(质量比70∶30)共聚得到的无规共聚物。PDLLA因为L–LA和D–LA的随机分布形成了无规共聚物,Tg在55~60℃之间,强度大幅下降,这是由分子链的无规排列造成的。

  在水解作用下,PDLLA在1~2个月内出现力学性能下降现象,在12~16个月内出现质量损失现象。与PLLA相比,PDLLA具有低强度和高降解速率的特点,是药物运输载体和组织再生支架(低强度)的理想材料。

  PLA通过链段中酯键的随机断裂(水解作用)实现降解,初级降解产物为乳酸,乳酸为人体正常代谢的副产物,通过柠檬酸循环,乳酸可进一步降解为二氧化碳和水。

  共聚物(PLGA)

  研究发现,LA与GA的质量比在25/75~75/25时,PLGA为无规共聚物,R.A.Miller等的研究表明,LA与GA的质量比为50/50的PLGA具有最快的降解速度。

  不同单体质量比的PLGA已经广泛应用于临床。商品名为Purasorb®PLG的PLGA便是一种半结晶共聚物,其中LA与GA质量比为80/20;多股缝合线Vicryl®中L–LA与GA的质量比为10/90,它的升级版VicrylRapid®也已经上市,经过辐照后的升级版降解速度更快;

  PANACRYL®是另一种商业化的PLGA缝合线。另外PLGA也应用于其它医疗方面,如网丝(VicrylMesh®)、植皮材料和硬脑膜替代品等,组织工程植皮便是使用了VicrylMesh®作为支架材料。

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