輸尿管支架材料己內酯丙交脂共聚物的體外實驗研究

1、輸尿管支架材料己內酯/丙交脂共聚物的體外實驗研究【摘要】目的評價輸尿管支架生物降解材料己內酯/丙交酯共聚物(PL/PLA)(PLA)3070在體外的降解及臨床應用。方法PLA試樣24個，隨機分成3組，每組8個，分別浸于pH值為4、6、8的浸泡液中，將所有試管置于37恒溫水浴箱中，浸泡液每日更換1次，分別于2、4、6、8時各取出3種浸泡液中的各2個試樣。對試件進展質量、分子量的測量及掃描電鏡觀察。結果在pH值為8時其降解率最高，重量損失最為明顯，pH值為6時居中，pH值為4時降解率最小，重量損失相對于前兩者少。結論此種共聚物的降解為無規(guī)本體水解過程。可適度調節(jié)共聚物的比例和降低共聚物的分子量，以

2、到達臨床工作需要?！娟P鍵詞】體外降解；生物降解材料；己內酯/丙交脂共聚物；輸尿管支架在泌尿外科領域作為一種高分子降解性輸尿管支架材料體內外生物降解性質的研究國外報道較少，國內那么未見報道，理解材料的降解行為對材料的臨床應用具有極其重要的意義1。本文利用長春應用化學研究所醫(yī)用高分子材料中心制備的己內酯/丙交脂共聚物(PL/PLA，PLA)3070進展體外降解研究，以評價該材料的臨床應用價值。1材料與方法1.2方法PLA試樣24個，隨機分成3組，每組8個，分別浸于pH值為4、6、8的浸泡液中，將所有試管置于37恒溫水浴箱中，浸泡液每日更換1次，分別于2、4、6、8時各取出3種浸泡液中的各2個試樣。

3、失重率：用濾紙吸去試樣外表水分后，真空枯燥48h后，用精細光電分析天平稱殘重，計算失重率。試樣的原始重量為初重。失重率=100%初重-殘重/初重。重量損失情況：每組取試樣的算術平均值。分子量：凝膠浸透色譜儀測量材料的分子量。生物降解率=100%初始分子量-降解后分子量/初始分子量。2結果2.1質量變化PLA共聚物經過8的降解，均有失重情況。pH值是8時，重量損失最快；pH值是4時，重量損失較慢；pH值是6時，重量損失居中見圖1。2.2分子量變化PLA在前4生物降解率變化較為明顯P0.05。從圖2中可以看到試樣的降解率逐漸增大，試樣的分子量逐漸下降，隨著浸泡液pH值的增高，PLA降解程度逐漸加重

4、。圖1PLA在體外不同環(huán)境下降解后重量變化略圖2PLA在不同體外環(huán)境下生物降解率變化略2.3電鏡觀察PLA于pH值為8時降解情況明顯，pH值為6時居中，pH值為4時降解程度較校PLA試樣隨著時間的延長，構造出現疏松，有明顯的裂隙，孔洞加深，試樣外表可見孤立的球狀構造圖3。圖3體外PLA(pH值為4)略轉貼于論文聯(lián)盟.ll.3討論3.1材料構造對降解性質的影響PL均聚物的體外降解要有兩個過程，第一階段為無規(guī)水解過程，重量損失不明顯；第二階段為低聚物擴散分開PL本體，可觀察到明顯的重量損失。文獻報道，PL降解時間較長，約需時12年，PLA降解時間短于PL。PLA與PL的共聚物，不但具有良好的強度而

5、且具有可調控的生物降解周期。故筆者采用PL和PLA共聚物來縮短降解時間，以期到達臨床應用。作為一種輸尿管內置入材料，在體內尿液中完全降解掉，假設需時12年，不合適臨床工作需要；降解時間在數月內即較為適宜。作為輸尿管支架材料，對強度要求沒有骨科材料嚴格，兩種單體共聚后，強度、韌性適中。PL和PLA作為生物降解支架材料都具有良好的強度、生物降解性及可加工性能2。3.2浸泡液pH值對降解性質的影響通過本實驗可以看出，在體外模擬尿液環(huán)境下pH值為8時，共聚物降解最快，pH值為6時，降解率居中，pH值為4時，降解最為緩慢36,這是因為尿液中所含的NH+4的促進降解的作用。但即使pH值為8時，共聚物PLA

6、于4時生物降解率到達54.8%，電鏡下改變，有漸近的降解趨勢，但大體性狀無明顯變化。作為輸尿管支架材料的聚合物，應用于生物體內尿液中，尿液不同于血漿、組織液、肌肉等體內環(huán)境，其pH值對材料的降解性是影響因素之一7。筆者設計的體外模擬尿液環(huán)境，選擇pH值為4、6、8，即為更全面地理解此種材料在3種pH值條件下的降解規(guī)律，以便推測出在不同病人尿液環(huán)境中使用的降解規(guī)律。3.3失重率、降解率及電鏡下改變PLA在pH值=8體外實驗4時，生物降解率是54.80%，8時是64%，這說明04共聚物生物降解率上升最明顯，48后分子量下降趨緩。聚合物在實驗中，降解開場時分子量下降迅速，隨后趨于緩慢，這和脂肪族降解

7、規(guī)律是一致的。分子量的下降意味著高分子鏈斷的斷裂，即發(fā)生化學降解，而重量的損失那么是材料開場被吸收的標志8。在本實驗中，體外6時，PLA在pH值為8的降解液中，分子量已下降到42.75%，而重量損失僅是14.19%，重量的損失滯后于分子量的損失9，這說明共聚物的降解過程是屬于酯鍵斷裂的本體水解范圍。PLA降解速率快于PL，非晶區(qū)的組分首先降解，故而PLA降解性快于單純PL。文獻報道，PL降解時間約需12年，在本實驗中，體外實驗8PLA的生物降率已到達約50%左右。共聚物的體外失重率和生物降解率變化趨勢相近，說明聚合物的降解過程，主要是水解過程。電鏡下可見試樣外表出現增多的凹陷，逐漸變成小孔洞，

8、裂隙增寬、加深，密度降低，說明聚合物降解是一個酯鍵無規(guī)水解過程。共聚物的降解是從較快的組分開場的，而且結晶區(qū)降解速度慢于非結晶區(qū)降解速度，親水組分降解快于非親水組分，這說明將兩種或兩種以上具有不同降解速率的單體進展共聚后，通過調節(jié)共聚物的組成，可以到達調節(jié)共聚物生物降解速率的目的。3.4輸尿管支架材料的臨床應用用生物降解輸尿管支架替代目前臨床上常用的非降解性支架，置于輸尿管病變區(qū)，在保持輸尿管的完好性、保證尿流通過的同時還可以作為輸尿管再生支架，在可吸收支架管周圍將形成新的具有原來輸尿管形態(tài)和功能的輸尿管，到達修復和重建的目的，防止了后期手術取出，較傳統(tǒng)的輸尿管支架具有明顯的優(yōu)越性，日益受到人們的重視。本實驗即在于尋求一種降解性輸尿管支架，替代目前常用的非降解性輸尿管支架。PLA是臨床工作中有希望的輸尿管替代材料，但應理解共聚物降解時間不宜延長，而且可滿足臨床工作需要。對于泌尿外科輸尿管支架材料，形態(tài)的完好和重量的損失，應在4之內變化不大，而4之后變化較為明