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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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  PLGA中的酯键因水解作用断裂,其降解速率受很多因素影响,如:LA与GA质量比、分子量、材料的形状和结构等。PLGA具有易于加工和降解速率可控的特点,被美国FDA批准可应用于人体,在可控药物/蛋白运输系统、组织工程支架等领域得到广泛研究。

  PLGA具有促进细胞吸附和增殖作用,该性质使它具有潜在的组织工程应用,很多研究已经制备了微米–纳米级PLGA三维支架。图1列出了不同方法得到的3种PLGA结构。

  PLGA另外的一个重要应用是药物载体和靶向释放,PLGA能够以微球、微囊、纳米球和纳米纤维等多种形式存在,药物的释放参数可以通过调节PLGA的性能加以控制。因PLGA是整体侵蚀降解,即表面和内部同时降解,所以它很难达到零级释放的效果。

  聚己内酯(PCL)

  PCL是一种半结晶线性聚酯,由相对便宜的单体ε-己内酯(ε-CL)直接通过开环聚合得到。PCL的可加工性好,易溶于很多有机溶剂,具有较低的Tm(55~60℃)和Tg(–60℃)。

  PCL的拉伸强度很低(23MPa),断裂伸长率很高(700%)。另外,它还可与多种高分子共聚。PCL的降解周期为2~3a,常被作为长期药物控释载体,其中微米–纳米级PCL药物运输载体正处于研究阶段。

  PCL也被用于组织工程支架材料,H.Tseng等采用3种不同的方法增加PCL的亲水性,之后与聚乙二醇(PEG)共混制成各向异性水凝胶纤维支架,该支架具有良好的生物相容性和可控性的结构,是一种潜在的心脏瓣膜组织工程支架材料。

  ZhaoJing等制备了PCL–PEG共聚物的胶束状纳米粒子,该粒子可作为苦鬼臼脂素(抗癌药物)的运输载体,在体外(37℃)及磷酸盐缓冲液(PBS,PH=7.4)中,96h可释放70%的药物,与Higuchi方程十分吻合,因而含有PPP的PCL–PEG共聚物纳米微粒有望成为注射制剂。

  因为PCL的降解速率很慢,为了获得较快的降解速率,研究者已经开发了几类含有PCL的共聚物。将ε-CL与DL-LA共聚可获得更快的降解速率,同样,ε-CL还可与GA共聚制成手术缝合线,它的硬度比PGA小,单丝缝合线MONACRYL?便是这样的一款产品。

  另外由ε-CL,LA,GA和PEG组成的多嵌段共聚物可应用于药物控释系统,它主要作为中小型生物活性分子的载体(SynBiosys®),B.J.Hong等发现了一种制备PCL基小干扰RNA(siRNA)载体的方法,制备过程简单便利,它对肿瘤细胞增殖有明显的抑制作用。

  聚二恶烷酮(PDS)

  虽然PLA和PGA可制成通用型可降解多丝缝合线,但多丝缝合线在使用中存在高的感染风险,在穿透组织时多丝缝合线也存在较大的摩擦力,故很多研究者在寻找适合制成单丝缝合线的高分子材料。

  PDS便是一种适合制成单丝缝合线的可降解高分子材料,在20世纪80年代,第一款PDS单丝缝合线PDS®上市。

  另外,PDS固定螺钉(OrthosorbAbsorbablePins®)也被应用于骨科,它主要用于小骨及软骨的固定与修复。

  PDS是无色半结晶高分子,它可由p-二恶烷酮开环聚合得到,Tg为–10~0℃。

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