合成医用高分子材料的制备与降解速率的调控 聚氧乙烯类聚氧乙烯类 聚乙二醇、聚氧化乙烯 聚烯烃类聚烯烃类 聚乙烯醇、聚维酮、乙烯一醋酸乙烯共聚物 聚丙烯酸类聚丙烯酸类 丙烯酸树脂、羧基乙烯一蔗糖或季戊四醇共聚物合合成成医医用用高高分分子子材材料料有机硅类有机硅类 二甲基硅氧烷、硅橡胶聚酯类等聚酯类等 聚乳酸、聚乙交酯一丙交酯沈建，生物医用高分子材料的研制及其基础研究，2004,12:16-20 目前，使用于人体植入产品的高分子合成材料包括聚酞胺、环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡胶和硅凝胶等。应用场合涉及组织粘合、手术缝线、眼科材料(人工玻璃体、人工角膜和人工晶状体等)、软组织植入物(人工心脏、人工肾、人工肝等)和人工管形器(人工器官、食道 谭英杰，梁玉蓉 生物医学高分子材料 ，山西化工，2005,11（4）：18 。 来源、化学结构和制备1、来源： 聚丙烯酸是由丙烯酸单体加成聚合生成的高分子，用氢氧化钠中和后得到聚丙烯酸钠。2、制备 丙烯酸单体易溶于水，在光、热或过氧化物等条件下迅速聚合并放出大量的热反应类型：聚合反应 反应温度：50100反应载体：水引发剂：过硫酸钾、过硫酸铵或过氧化氢 聚丙烯酸是硬而脆的透明片状固体或白色粉末，遇水易溶胀和软化，在空气中易潮解PPA的制备人工骨及人工关节合成 选用材料：聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、聚氟乙烯、聚氨酯泡沫、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯硅橡胶涂聚丙烯 透析膜是透析型人工肾的关键，必须有相当强度和对血液稳定性。用高分子材料（再生纤维素、醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、EVA、聚砜、聚碳酸酯等）制成的具有透析过滤作用的膜，以完成对血液中尿素、尿酸以及外来的有毒物质等的过滤和排泄，维持病人生命。 医用降解材料药物控释 基因治疗载体 医用缝合线正骨材料 组织工程材料 人体纤维纸 高分子材料生物降解对人体组织反应的影响取高分子材料生物降解对人体组织反应的影响取决于降解速度、产物的毒性、降解的持续期限等决于降解速度、产物的毒性、降解的持续期限等因素。因素。降解速度慢而降解产物毒性小，一般不会引起明显的组织反应。但若降解速度快而降解产物毒性大，可能导致严重的急性或慢性炎症反应。如有报道采用聚酯材料作为人工喉管修补材料出现慢性炎症的情况。医用高分子材料降解速率控制 降解可分为体外降解与体内降解两类。影响体外降解因素很多，如热、紫外线、辐 射、大气、微生物、水、电等。 从理论上讲，所有高分子材料都会老化、降解，只是时间长短不同而已。体内材料降解的主要影响因素是水与酶(包括PH影响)。 一、物理过程控制药物释放包括扩散作用：由药物分子在聚合物相内的扩散作用.渗透作用：溶剂对聚合物材料的渗透作用 扩散作用控制是最基本的释放机制，它有微胶囊和载体包容两种剂型. 药物由内核经聚合物膜扩散出来，其速率受到聚合物膜控制，动力学上符合Fickian扩散定律：J 药物的摩尔迁移；Dp药物在膜相中的扩散系数c 药物的浓度 z药物在膜相中所处的位置 二、化学过程控制化学过程控制有两种形式：可生物降解性聚合基质体系，其中药物溶解或分散于聚合物中；聚合物药物结合体系，药物分子以共价键连接在聚合物的主链或侧链上。 材料降解的基本形式 均相降解（本体解） 非均相降解（表面解） 本体降解通常有一个诱导期。在诱导期内，聚合物基质降解是逐渐的，几乎没有失重。当聚合物分子量达到某一临界值时，失重相对加快。溶蚀开始前的诱导时间强烈依赖着样品的初始分子量。 对于非均相降解机制，降解作用仅发生在聚合物基质的表面(表面溶蚀)，由外表逐渐向内部发展，只是已发生降解的部位药物才能扩散出来。 无论哪一种类型，药物的释放速率都与化学键的断裂难易程度有关，而高分子的水解与结构有关闫丽丽，高分子药用控释材料研究进展，上海生物医学工程，2000,21（3）44-45 敏感化学键的水解或酶解速率是释药的控制步骤，另外，水渗透进入载体内部以及已断裂的药 物扩散出来都会影响药物的释放速率。体液因素对于聚合物降解影响很大，因为人体不同组织，成分不同，同一种材料在人体内不同位置，降解快慢也不同。肠溶片、结肠定位给药系统等就是根据这一原理来设计的。三 自动调节控制 自动调节控制是药物释放体系根据体内由疾病引起的某些生理变化而作出相应的反应来调节药物释放速率。如： 糖尿病患者的血糖浓度经常变化，使用胰岛素治疗时，要求药物释放体系能随葡萄糖浓度增大而加快胰岛素的释放速率。 凤兆玄，戚国荣.医用高分子M.杭州:浙江大学出版社，1989. 自动调节体系是使聚合物膜的通透性与葡萄糖浓度相关联。这种体系由多孔膜包覆饱和胰岛素溶液组成，该膜由PHEMA水凝胶组成，其中还含有侧链氨基和固定化葡萄糖氧化酶。当葡萄糖扩散进入水凝胶相内，被酶催化氧化成葡萄糖酸，降低了膜内的pH值，导致氨基质子化，增加水凝胶的通透性，释放胰岛素的速率加快。自动调节控制或智能药物释放体系的独特功能已引起人们的极大兴趣。目前研究得较多的是pH敏感性、温度敏感性、离子强度敏感性聚合物及其释放性能。生物降解控缓释系统药物释放影响因素： 药物从生物降解控缓释系统中释放受许多因素影响，情况很复杂。主要的影响因素有 剂型、载体种类与性质、药载比、药物在介质中溶解度、药物与载体材料的相容性等。Thank YOU!