高分子生物醫(yī)藥材料

高分子生物醫(yī)藥材料一、生物醫(yī)學(xué)高分子材料的概念生物體是有機(jī)高分子存在的最基本形式，有機(jī)高分子是生命的基礎(chǔ)。動(dòng)物體與植物體組成最重要的物質(zhì)——蛋白質(zhì)、肌肉、纖維素、淀粉、生物酶和果膠等都是高分子化合物。因此，可以說(shuō)，生物界是天然高分子的巨大產(chǎn)地。高分子化合物在生物界的普遍存在，決定了它們?cè)卺t(yī)學(xué)領(lǐng)域中的特殊地位。此外，在各種材料中，高分子材料的結(jié)構(gòu)，化學(xué)組成和理化性質(zhì)與生物體最為接近，因此最有可能用作醫(yī)用材料。第一節(jié)概述第2頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天生物醫(yī)學(xué)高分子材料（Biomedica1Polymer）也稱醫(yī)用高分子材料，指的是用于制造能增強(qiáng)或取代生物組織、臟器和體外器官功能的代用品，以及藥物劑型和醫(yī)療器械的聚合物材料。第3頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天金屬，無(wú)機(jī)和合成高分子材料的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)第4頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天高分子材料的飛速發(fā)展為醫(yī)用材料提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。如今塑料、合成橡膠、合成纖維三大合成材料及其復(fù)合物在人體上的應(yīng)用，已覆蓋了體內(nèi)體外，包括血液系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、皮膚、感覺(jué)器官、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、以及神經(jīng)系統(tǒng)中的末梢神經(jīng)等各領(lǐng)域。第5頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、生物醫(yī)學(xué)高分子材料的種類

1.按來(lái)源分類

（1）

天然醫(yī)用高分子材料

如膠原、明膠、絲蛋白、角質(zhì)蛋白、纖維素、粘多糖、甲殼素及其衍生物等。（2）

人工合成醫(yī)用高分子材料

如聚氨酯、硅橡膠、聚酯等。（3）

天然生物組織與器官

包括：①取自患者自體的組織②取自其他人的同種異體組織③來(lái)自其他動(dòng)物的異種同類組織。

第6頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

合成高分子生物醫(yī)學(xué)材料

有四種聚合物是專門為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的：聚乙交酯（PGA）聚（丙交酯）（PLA）

聚乙交酯-丙交酯（PGLA）

聚-對(duì)-二氧雜環(huán)已酮（PDS）

第7頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

有幾種已工業(yè)化生產(chǎn)的聚合物，雖不是專門為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用而生產(chǎn)，但通過(guò)用專門的技術(shù)進(jìn)行加工后也可以制成供生物醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用的纖維、細(xì)絲、微孔材料和管狀材料。聚四氟乙烯（用做微孔織物和薄膜）

聚丙烯（用做微孔薄膜和中空纖維膜

)聚丙烯腈（用做中空纖維膜）

聚酰胺纖維

第8頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.按材料與活體組織的相互作用關(guān)系分類

生物惰性（bioinert）高分子材料

在體內(nèi)不降解、不變性、不會(huì)引起長(zhǎng)期組織反應(yīng)的高分子材料，適合長(zhǎng)期植入體內(nèi)。

生物活性（bioaciive）高分子材料指植入生物體內(nèi)能與周圍組織發(fā)生相互作用，促進(jìn)肌體組織、細(xì)胞等生長(zhǎng)的材料。

生物吸收（bioabsorbable）高分子材料

這類材料又稱生物降解高分子材料。這類材料在體內(nèi)逐漸降解，其降解產(chǎn)物能被肌體吸收代謝，或通過(guò)排泄系統(tǒng)排出體外，對(duì)人體健康沒(méi)有影響。如用聚乳酸制成的體內(nèi)手術(shù)縫合線、體內(nèi)粘合劑等。第9頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.按生物醫(yī)學(xué)用途分類

手術(shù)治療用高分子材料縫合線，黏膠劑，止血?jiǎng)?，各種導(dǎo)管，引流管，一次性輸血輸液器材藥用及藥物傳遞用高分子材料靶向性高分子載體（肝靶向性，腫瘤靶向性），高分子藥物（干擾素，降膽敏），高分子控制釋放載體（膠囊，水凝膠，脂質(zhì)體）人造器官或組織人造皮膚，血管，骨，關(guān)節(jié)，腸道，心臟，腎等第10頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.按降解性能分類非生物降解：聚氨酯、聚橡膠、聚乙烯、聚丙烯酸酯應(yīng)用：韌帶、皮膚、血管、人工器臟等特點(diǎn)：大多數(shù)不具生物活性，與組織不易牢固結(jié)合，易導(dǎo)致毒性、過(guò)敏性等反應(yīng)。生物降解：聚乳酸、聚酯、聚酸酐、改性的天然多糖和蛋白質(zhì)等應(yīng)用：暫時(shí)執(zhí)行替代組織和器官的功能，或作為藥物緩釋系統(tǒng)和送達(dá)載體、縫合線、創(chuàng)傷輔料特點(diǎn)：易降解，降解產(chǎn)物經(jīng)代謝排出體外，對(duì)組織生長(zhǎng)無(wú)影響。第11頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天它們之間的關(guān)系可表示為：三、對(duì)醫(yī)用高分子材料的基本要求

第12頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(一）

對(duì)醫(yī)用高分子材料本身性能的要求1.耐生物老化性。對(duì)于長(zhǎng)期植入的醫(yī)用高分子材料，生物穩(wěn)定性要好，但對(duì)于暫時(shí)植入的醫(yī)用高分子材料，則要求能夠在確定時(shí)間內(nèi)降解為無(wú)毒的單體或片斷，通過(guò)吸收、代謝過(guò)程排出體外。2.物理和力學(xué)穩(wěn)定性。針對(duì)不同的用途，在使用期內(nèi)醫(yī)用高分子材料的強(qiáng)度、彈性、尺寸穩(wěn)定性、耐磨性應(yīng)適當(dāng)。對(duì)于某些用途，還要求具有界面穩(wěn)定性。3.易于加工成型。4.材料易得，價(jià)格適當(dāng)。5.便于消毒滅菌。第13頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）對(duì)醫(yī)用高分子材料的人體效應(yīng)的要求--生物相容性生物相容性是描述生物醫(yī)用材料與生物體相互作用情況的概念。如果說(shuō)某種材料的生物相容性好，是指這種材料能夠與肌體相互適應(yīng)，即材料對(duì)肌體沒(méi)有顯著或嚴(yán)重的不良反應(yīng)，肌體也不引起材料性能的改變。生物相容性包括血液相容性、組織相容性和生物降解吸收性。第14頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．

血液相容性

指材料與血液接觸時(shí)，不發(fā)生溶血或凝血。具有抗血栓性能的材料的表面結(jié)構(gòu)有以下特征。

(1)帶負(fù)電荷表面

（2）具親水性或疏水性均衡的表面

（3）具微相分離結(jié)構(gòu)表面

（4）具接枝或涂覆抗凝血物質(zhì)表面天然的抗凝血物質(zhì)有尿激酶、肝素、前列腺素等。

(5)偽內(nèi)膜形成表面

第15頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天高分子材料的凝血作用（1）血栓的形成通常，當(dāng)人體的表皮受到損傷時(shí)，流出的血液會(huì)自動(dòng)凝固，稱為血栓。實(shí)際上，血液在受到下列因素影響時(shí)，都可能發(fā)生血栓：①血管壁特性與狀態(tài)發(fā)生變化；②血液的性質(zhì)發(fā)生變化；③血液的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。第16頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天血栓形成過(guò)程示意圖

第17頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天血液相容性高分子材料的制?。?）使材料表面帶上負(fù)電荷的基團(tuán)例如將芝加哥酸（1－氨基－8－萘酚－2,4－二磺酸萘）（見(jiàn)下式）引入聚合物表面后，可減少血小板在聚合物表面上的粘附量，抗疑血性提高。第18頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）高分子材料的表面接枝改性采用化學(xué)法（如偶聯(lián)法、臭氧化法等）和物理法（等離子體法、高能輻射法、紫外光法等）將具有抗凝血性的天然和化學(xué)合成的化合物，如肝素、聚氧化乙烯接枝到高分子材料表面上。研究表明，血小板不能粘附于用聚氧化乙烯處理過(guò)的玻璃上。第19頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

添加聚氧化乙烯（分子量為6000）于凝血酶溶液中，可防止凝血酶對(duì)玻璃的吸附。因此，在血液相容性高分子材料的研究中，聚氧化乙烯是十分重要的抗凝血材料。通過(guò)接枝改性調(diào)節(jié)高分子材料表面分子結(jié)構(gòu)中的親水基團(tuán)與疏水基團(tuán)的比例，使其達(dá)到一個(gè)最佳值，也是改善材料血液相容性的有效方法。

第20頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）制備具有微相分離結(jié)構(gòu)的材料研究發(fā)現(xiàn)，具有微相分離結(jié)構(gòu)的高分子材料對(duì)血液相容性有十分重要的作用，而它們基本上是嵌段共聚物和接枝共聚物。其中研究得較多的是聚氨酯嵌段共聚物，即由軟段和硬段組成的多嵌段共聚物，其中軟段一般為聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷等，形成連續(xù)相；硬段包含脲基和氨基甲酸酯基，形成分散相。在這類嵌段共聚物血液相容性的研究中發(fā)現(xiàn)，軟段聚醚對(duì)材料的抗凝血性的貢獻(xiàn)較大，而其分子量對(duì)血液相容性和血漿蛋白質(zhì)的吸附均有顯著影響。同樣，具有微相分離結(jié)構(gòu)的接枝共聚物、親水/疏水型嵌段共聚物等都有一定的抗凝血性。第21頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（4）高分子材料的肝素化肝素是一種硫酸多糖類物質(zhì)（見(jiàn)下式），是最早被認(rèn)識(shí)的天然抗凝血產(chǎn)物之一。第22頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

肝素的作用機(jī)理是催化和增強(qiáng)抗凝血酶與凝血酶的結(jié)合而防止凝血。將肝素通過(guò)接枝方法固定在高分子材料表面上以提高其抗凝血性，是使材料的抗凝血性改變的重要途徑。在高分子材料結(jié)構(gòu)中引入肝素后，在使用過(guò)程中，肝素慢慢地釋放，能明顯提高抗血栓性。第23頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（5）材料表面?zhèn)蝺?nèi)膜化人們發(fā)現(xiàn)，大部分高分子材料的表面容易沉漬血纖蛋白而凝血。如果有意將某些高分子的表面制成纖維林立狀態(tài)，當(dāng)血液流過(guò)這種粗糙的表面時(shí)，迅速形成穩(wěn)定的凝固血栓膜，但不擴(kuò)展成血栓，然后誘導(dǎo)出血管內(nèi)皮細(xì)胞。這樣就相當(dāng)于在材料表面上覆蓋了一層光滑的生物層—偽內(nèi)膜。這種偽內(nèi)膜與人體心臟和血管一樣，具有光滑的表面，從而達(dá)到永久性的抗血栓。第24頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.組織相容性

指材料與血液以外的生物組織接觸時(shí)，材料本身的性能滿足使用要求而對(duì)生物體無(wú)刺激性、不使組織和細(xì)胞發(fā)生炎癥、壞死和功能下降，并能按照需要進(jìn)行增殖和代謝。具體來(lái)說(shuō)，要求材料置于一般組織表面、器官空間組織內(nèi)等處后，活體組織不發(fā)生排斥反應(yīng)，材料自身也不因與活體組織、體液中多成分長(zhǎng)期接觸發(fā)生性質(zhì)劣化，功能下降。第25頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

組織相容性是指材料與人體組織，如骨骼、牙齒、內(nèi)部器官、肌肉、肌腱、皮膚等的相互適應(yīng)性。

高分子材料植入對(duì)組織反應(yīng)的影響：高分子材料植入人體后，對(duì)組織反應(yīng)的影響因素包括材料本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（如微相結(jié)構(gòu)、親水性、疏水性、電荷等）、材料中可滲出的化學(xué)成分（如殘留單體、雜質(zhì)、低聚物、添加劑等）、降解或代謝產(chǎn)物等。此外，植入材料的幾何形狀也可能引起組織反應(yīng)。

第26頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）材料中滲出的化學(xué)成分對(duì)生物反應(yīng)的影響材料中逐漸滲出的各種化學(xué)成分（如添加劑、雜質(zhì)、單體、低聚物以及降解產(chǎn)物等）會(huì)導(dǎo)致不同類型的組織反應(yīng)，例如炎癥反應(yīng)。組織反應(yīng)的嚴(yán)重程度與滲出物的毒性、濃度、總量、滲出速率和持續(xù)期限等密切相關(guān)。一般而言，滲出物毒性越大、滲出量越多，則引起的炎癥反應(yīng)越強(qiáng)。第27頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

例如，聚氨酯和聚氯乙烯中可能存在的殘余單體有較強(qiáng)的毒性，滲出后會(huì)引起人體嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。而硅橡膠、聚丙烯、聚四氟乙烯等高分子的毒性滲出物通常較少，植入人體后表現(xiàn)的炎癥反應(yīng)較輕。如果滲出物的持續(xù)滲出時(shí)間較長(zhǎng)，則可能發(fā)展成慢性炎癥反應(yīng)。如某些被人體分解吸收較慢的生物吸收性高分子材料容易引起慢性無(wú)菌性炎癥。第28頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）高分子材料的生物降解對(duì)生物反應(yīng)的影響高分子材料生物降解對(duì)人體組織反應(yīng)的影響取決于降解速度、產(chǎn)物的毒性、降解的持續(xù)期限等因素。降解速度慢而降解產(chǎn)物毒性小，一般不會(huì)引起明顯的組織反應(yīng)。但若降解速度快而降解產(chǎn)物毒性大，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的急性或慢性炎癥反應(yīng)。如有報(bào)道采用聚酯材料作為人工喉管修補(bǔ)材料出現(xiàn)慢性炎癥的情況。第29頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）材料物理形態(tài)等因素對(duì)組織反應(yīng)的影響高分子材料的物理形態(tài)如大小、形狀、孔度、表面平滑度等因素也會(huì)影響組織反應(yīng)。另外，試驗(yàn)動(dòng)物的種屬差異、材料植入生物體的位置等生物學(xué)因素以及植入技術(shù)等人為因素也是不容忽視的。曾對(duì)不同形狀的材料植入小白鼠體內(nèi)出現(xiàn)腫瘤的情況進(jìn)行過(guò)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)植入材料為大體積薄片時(shí)，出現(xiàn)腫瘤的可能性比在薄片上穿大孔時(shí)高出一倍左右。而海綿狀、纖維狀和粉末狀材料幾乎不會(huì)引起腫瘤.

一般來(lái)說(shuō)，植入體內(nèi)材料的體積大、粗糙、不均勻的表面會(huì)加劇其周圍組織的反應(yīng)。植入材料與生物組織之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也會(huì)引發(fā)較嚴(yán)重的組織反應(yīng)。第30頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天高分子材料在體內(nèi)的表面鈣化觀察發(fā)現(xiàn)，高分子材料在植入人體內(nèi)后，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試用后，會(huì)出現(xiàn)鈣化合物在材料表面沉積的現(xiàn)象，即鈣化現(xiàn)象。鈣化現(xiàn)象往往是導(dǎo)致高分子材料在人體內(nèi)應(yīng)用失效的原因之一。試驗(yàn)結(jié)果證明，鈣化現(xiàn)象不僅是膠原生物材料的特征，一些高分子水溶膠，如聚甲基丙烯酸羥乙酯在大鼠、倉(cāng)鼠、荷蘭豬的皮下也發(fā)現(xiàn)有鈣化現(xiàn)象。一般而言，材料植入時(shí)，被植個(gè)體越年青，材料表面越可能發(fā)生鈣化。多孔材料的鈣化情況比無(wú)孔材料要嚴(yán)重。第31頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天3．生物降解吸收性

指材料在活體環(huán)境中可發(fā)生速度能控制的降解，并能被活體在一定時(shí)間內(nèi)自行吸收代謝或排泄。

按照在生物體內(nèi)降解方式可分為水解型和酶解型兩種。

第32頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天作為—種需在體內(nèi)長(zhǎng)期存留的高分子材料，耐生物老化性是十分重要的。高分子材料在生物體內(nèi)與血液、體液接觸后的物理、化學(xué)性能的下降稱為“體內(nèi)老化”，受下列因素影響：

(1)體液引起的聚合物降解、交聯(lián)或相變；

(2)游離基引起的氧化降解；

(3)酶所引起的分解作用。上述因素對(duì)聚合物的作用，還與聚合物本身的活性有關(guān)。第33頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天由于高分子材料接觸生物體的部位不同，其耐生物老化性的要求有很大差異，并不是作任何用途的高分子材料都要有很好的耐老化性。相反，在某些場(chǎng)合當(dāng)高分子材料發(fā)揮了相應(yīng)的效用以后，反倒希望它有生物降解性，能盡快的被機(jī)體組織分解吸收或排出。在這種情況下，對(duì)材料的唯一要求是在降解過(guò)程中不產(chǎn)生有害于機(jī)體的副產(chǎn)物。如醫(yī)用縫合線、醫(yī)用粘合劑、控釋藥物載體、人工血紅蛋白的膠囊、人工皮膚及人工神經(jīng)等都需應(yīng)用這一類可生物降解的高分子材料。第34頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天從化學(xué)反應(yīng)的角度看，聚合物降解有如下三種可能：

(1)疏水聚合物主鏈上的不穩(wěn)定鍵被水解變成低分子量的水溶性分子；

(2)非水溶性的聚合物通過(guò)側(cè)鏈基團(tuán)的水解、離子化或質(zhì)子化，變成水溶性聚合物；

(3)交聯(lián)聚合物被水解掉不穩(wěn)定的交聯(lián)鏈，而變成可溶于水的線型分子。第35頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）具備效果顯示功能

具有顯示其醫(yī)用效果的功能，即生物功能性。

1.可檢查、診斷疾病

2．可輔助治療疾病如注射器、縫合線和手套等手術(shù)用品材料

3.可分別滿足各臟器對(duì)維持或延長(zhǎng)生命功能的性能要求

4.具備支持活體、保護(hù)軟組織、腦和內(nèi)臟的功能等。

5.具備可改變藥物吸收途徑，控制藥物釋放速度、部位，并滿足疾病治療要求的功能。第36頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）對(duì)醫(yī)用高分子材料生產(chǎn)與加工的要求要防止在醫(yī)用高分子材料生產(chǎn)、加工工程中引入對(duì)人體有害的物質(zhì)。1.嚴(yán)格控制用于合成醫(yī)用高分子材料的原料的純度，不能代入有害雜質(zhì)，重金屬含量不能超標(biāo)。2.醫(yī)用高分子材料的加工助劑必須是符合醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)。3.對(duì)于體內(nèi)應(yīng)用的醫(yī)用高分子材料，生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)當(dāng)具有適宜的潔凈級(jí)別。第37頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)天然生物降解性高分子生物醫(yī)用材料在體內(nèi)一段時(shí)間可以發(fā)揮功能，一段時(shí)間后開(kāi)始降解并失去原有的功能，其降解產(chǎn)物經(jīng)新陳代謝后被吸收或排出體外。原料來(lái)源豐富，便宜易得；易加工成型；具有適宜的物理力學(xué)性能；不引起異體免疫反應(yīng)。第38頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天天然多糖類材料：纖維素、甲殼素、淀粉、木質(zhì)素、海藻酸天然蛋白類材料：膠原、纖維蛋白第39頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）甲殼素類纖維

1．甲殼素的存在甲殼質(zhì)又名幾丁質(zhì)、甲殼素、殼多糖，廣泛存在于節(jié)足動(dòng)物（蜘蛛類、甲殼類）的翅膀或外殼及真菌和藻類的細(xì)胞壁中。在自然界中，甲殼質(zhì)的年生物合成量約100億噸，是地球上除纖維素以外的第二大有機(jī)資源，是人類可充分利用的巨大自然資源寶庫(kù)。

第40頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第41頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.甲殼質(zhì)及殼聚糖的生物活性

1)

抗菌、殺菌作用殼聚糖及其衍生物可抑制細(xì)菌、霉菌生長(zhǎng)。殼聚糖具有抑制細(xì)菌、霉菌生長(zhǎng)的活性，是抗菌譜較廣的天然抗菌物質(zhì)，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌及白色念珠菌均有明顯抑制效果。第42頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天2)

抗腫瘤作用殼聚糖具有直接抑制腫瘤細(xì)胞的作用，并可通過(guò)活化免疫系統(tǒng)顯示抗癌活性。殼聚糖及其衍生物還可以作為優(yōu)良的抗腫瘤藥物的靶向載體，KamiyamaK實(shí)驗(yàn)證明水溶性殼聚糖衍生物能夠增加藥物對(duì)病灶區(qū)血管壁的通透性，有利于藥物向腫瘤組織的滲透，從而將藥物選擇性的分布于癌變部位，降低對(duì)正常組織的毒副作用，同時(shí)還能夠延緩藥物在體內(nèi)的降解速度，提高藥物的療效，成為抗腫瘤藥物研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。第43頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天3)

促進(jìn)組織修復(fù)及止血作用

作為止血?jiǎng)┯写龠M(jìn)傷口愈合、抑制傷口愈合纖維增生、并促進(jìn)組織生長(zhǎng)的功能，對(duì)燒、燙傷有獨(dú)特療效。4)

增強(qiáng)免疫力殼聚糖能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬作用和水解酶的活性，刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子，啟動(dòng)免疫系統(tǒng)，且不增加抗體的產(chǎn)生。第44頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天5）抗氧化、降脂、降膽固醇和防治動(dòng)脈粥樣硬化

甲殼素和殼聚糖具有還原端基，屬于抗氧化劑，因此殼聚糖及其衍生物的防治動(dòng)脈粥樣硬化作用受到了重視。第45頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

3.甲殼質(zhì)及殼聚糖的制備以蝦蟹殼為原料，通過(guò)以下步驟制備：①原料預(yù)處理將蝦蟹殼的肉質(zhì)、污物盡可能剔除，后用水洗凈，注意蝦蟹殼一定要新鮮的，腐敗的應(yīng)去掉。②浸酸取洗凈的新鮮蝦蟹殼，加HCI溶液浸泡，除去其中CaCO3、Ca3（PO4）2等礦物質(zhì)成分。③堿煮將浸酸后的軟殼浸泡于NaOH溶液中煮沸1h左右，目的是使蛋白質(zhì)被堿液溶解，油脂皂化溶于堿水中，同時(shí)色素也遭到破壞。第46頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天④氧化脫色將堿煮后的蝦蟹殼浸于清水中，滴入KMnO4酸性溶液，以氧化原料中的色素和一些未被堿除去的雜質(zhì)。⑤還原將氧化后的原料浸泡清水中，并滴入草酸溶液，直至蟹蝦殼的褐色完全褪盡，色澤呈純白為止。濾干后干燥，得到甲殼質(zhì)。⑥脫乙酰基將甲殼質(zhì)浸泡于NaOH溶液中可達(dá)到脫乙酰目的。脫乙酰基后濾干后干燥，即得殼聚糖。

第47頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.甲殼素的化學(xué)改性?；ǜ纳屏巳芙庑?、膜表面濕潤(rùn)性和凝血性）羧基化（可吸附堿土金屬離子，增強(qiáng)了保水性，膜透氣性，能夠抑菌、殺菌）酯化（具有抗凝血、抗癌作用）醚化（改善水溶性，保水性）N-烷基化（改善水溶性）水解（具有抗癌作用，對(duì)中樞神經(jīng)有鎮(zhèn)靜作用）第48頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天5．甲殼質(zhì)、殼聚糖及其衍生物的應(yīng)用----生產(chǎn)藥物的原料殼聚糖及其水解的殼聚寡糖、氨基葡萄糖等已用作生產(chǎn)藥物的中間體、載體或輔料。-----藥用輔料甲殼質(zhì)及其衍生物作為新型的藥用輔料已收載于《藥劑輔料大全》及《藥用輔料應(yīng)用技術(shù)》，它們可用作制劑的填充劑、分散劑、粘結(jié)劑、崩解劑、包衣劑、制粒劑、穩(wěn)定劑、植入劑的載體、控釋制劑的賦形劑和控釋膜材料、微囊和微球的囊材、抗癌藥物的復(fù)合物、片劑的稀釋劑等。第49頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天------人工皮膚（醫(yī)用敷料）用甲殼質(zhì)和殼聚糖制作的外用撒粉、藥膏及填充物已廣泛用于外科敷料的生產(chǎn)。用甲殼質(zhì)、殼聚糖等原料制成的人工皮膚（醫(yī)用敷料）用于整形內(nèi)科、皮膚科，作為被覆保護(hù)材料。------手術(shù)縫合線用甲殼質(zhì)材料制成的外科手術(shù)縫合線，具有柔軟、易打結(jié)、易吸收無(wú)炎癥反應(yīng)等特點(diǎn)，加速愈合。------

抗凝劑外科手術(shù)中已采用殼聚糖作止血材料，它比常規(guī)止血?jiǎng)┑闹寡Ч?，且操作?jiǎn)便，不易感染。第50頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天------人工器官用甲殼質(zhì)及衍生物的中空纖維膜制成的人工腎可以經(jīng)受高溫消毒，而且有較大的機(jī)械強(qiáng)度。在對(duì)血液透析時(shí)，克服了長(zhǎng)期使用醋酸纖維和銅氨纖維膜制成的人工腎對(duì)中、低分子有毒物質(zhì)透過(guò)率低的缺點(diǎn)。------骨修復(fù)材料甲殼質(zhì)可制成骨缺損支架材料，骨細(xì)胞可在其支架上爬行替代，生長(zhǎng)良好。由殼聚糖配以適當(dāng)?shù)臒o(wú)機(jī)鹽制造的“骨釘”，在骨外科手術(shù)中用于取代鋼板以固定骨骼。第51頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第52頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天甲殼質(zhì)縫線第53頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第54頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天傷口包扎材料——護(hù)創(chuàng)膜第55頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第56頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第57頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）纖維素

D-吡喃式葡萄糖第58頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天改性產(chǎn)物：硝酸纖維素醋酸纖維素甲基纖維素乙基纖維素羧甲基纖維素羥乙基纖維素第59頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天固體分散技術(shù)應(yīng)用于黏膜給藥系統(tǒng)的羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素等，制成固相分散體系，可以制成懸浮給藥系統(tǒng)，先黏附在胃黏膜上，當(dāng)黏膜脫落時(shí)，在胃內(nèi)部形成水凝膠，從而延長(zhǎng)藥劑在胃部的停留時(shí)間。第60頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第61頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天利用纖維素衍生物的溶脹性實(shí)現(xiàn)藥物的釋放羥丙基纖維素、羧甲基纖維素等可以制備水凝膠給藥系統(tǒng)纖維素在醫(yī)學(xué)上最重要的用途是制造各種醫(yī)用膜：血仿膜第62頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）膠原

膠原是是動(dòng)物體內(nèi)富含豐富的蛋白質(zhì)，它主要存在于動(dòng)物的結(jié)締組織和硬骨料組織。

不同組織中的膠原，其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)都有差異，一般按膠原的所在組織稱之為皮膠原、骨膠原、齒膠原等。

第63頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠原膠原是人體組織中最基本的蛋白質(zhì)類物質(zhì)，至今已經(jīng)鑒別出13種膠原，其中I～I(xiàn)II、V和XI型膠原為成纖維膠原。I型膠原在動(dòng)物體內(nèi)含量最多，已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)用材料和生化試劑。牛和豬的肌腱、生皮、骨骼是生產(chǎn)膠原的主要原料。由各種物種和肌體組織制備的膠原差異很小。第64頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天最基本的膠原結(jié)構(gòu)為由三條肽鏈組成的三股螺旋繩狀結(jié)構(gòu)，直徑為1～1.5nm，長(zhǎng)約3000nm，每條肽鏈都具有左手螺旋二級(jí)結(jié)構(gòu)。膠原分子的兩端存在兩個(gè)小的短鏈肽，稱為端肽，不參與三股螺旋繩狀結(jié)構(gòu)。端肽是免疫原性識(shí)別點(diǎn)，可通過(guò)酶解將其除去。除去端肽的膠原稱為不全膠原，可用作生物醫(yī)學(xué)材料。第65頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

膠原可以用于制造組織工程支架材料（人造皮膚、骨組織損傷修復(fù)神經(jīng)組織損傷修復(fù)等）、藥物釋放載體材料等。膠原在應(yīng)用時(shí)必須交聯(lián)，以控制其物理性質(zhì)和生物可吸收性。

戊二醛和環(huán)氧化合物是常用的交聯(lián)劑。殘留的戊二醛會(huì)引起生理毒性反應(yīng)，因此必須注意使交聯(lián)反應(yīng)完全。膠原交聯(lián)以后，酶降解速度顯著下降。第66頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第67頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

明膠

明膠是經(jīng)高溫加熱變性的膠原，是膠原部分水解產(chǎn)物，通常由動(dòng)物的骨骼或皮膚經(jīng)過(guò)蒸煮、過(guò)濾、蒸發(fā)干燥后獲得。明膠在冷水中溶脹而不溶解，但可溶于熱水中形成粘稠溶液，冷卻后凍成凝膠狀態(tài)。純化的醫(yī)用級(jí)明膠比膠原成本低，在機(jī)械強(qiáng)度要求較低時(shí)可以替代膠原用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。第68頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

明膠可以制成多種醫(yī)用制品，如膜、管等。由于明膠溶于熱水，在60～80℃水浴中可以制備濃度為5％～20％的溶液，如果要得到25％～35％的濃溶液，則需要加熱至90～100℃。為了使制品具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能，可加入甘油或山梨糖醇作為增塑劑。用戊二醛和環(huán)氧化合物作交聯(lián)劑可以延長(zhǎng)降解吸收時(shí)間。第69頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)合成可降解高分子材料

雖然天然可降解高分子材料具有良好的生物相容性和生物活性，但畢竟來(lái)源有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)快速發(fā)展的現(xiàn)代醫(yī)療事業(yè)的需求。因此，人工合成的生物降解高分子材料有了快速發(fā)展的空間。

合成可降解高分子材料多數(shù)屬于能夠在溫和生理?xiàng)l件下發(fā)生水解的生物吸收性高分子，降解過(guò)程一般不需要酶的參與。

第70頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）聚羥基乙酸（PGA）和聚乳酸（PLA）PGA體內(nèi)降解為羥基乙酸PLA體內(nèi)降解為乳酸共聚物PLGA可通過(guò)調(diào)節(jié)兩者比例來(lái)調(diào)控其降解時(shí)間和機(jī)械強(qiáng)度第71頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.PGA和PLA的制備及性質(zhì)PGA是由它的二聚物開(kāi)環(huán)聚合得到。PGA具有規(guī)整的分子結(jié)構(gòu)和高度結(jié)晶性，其熔點(diǎn)高，機(jī)械性能好，在有機(jī)溶劑中難溶。PLA制備：①通過(guò)乳酸的二聚物在催化劑存在下開(kāi)環(huán)聚合而制得；②通過(guò)乳酸在溶劑存在下直接脫水縮合。P-L-LA；P-D-LA；P-D,L-LAP-L-LA具有良好的力學(xué)性能，且降解吸收時(shí)間很長(zhǎng)，一般為3年，適用于制作內(nèi)植骨固定裝置；P-D,L-LA降解和吸收的速度較快，一般為3-6月，常用于藥物緩釋系統(tǒng)和軟組織修復(fù)材料。第72頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

由乙交酯或丙交酯開(kāi)環(huán)聚合得到的聚酯PGA或PLA的反應(yīng)式如下式所示。第73頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

由乙交酯或丙交酯開(kāi)環(huán)聚合得到的PGA或PLA也稱為聚乙交酯或聚丙交酯。由兩種交酯共聚得到的聚酯，叫聚乙丙交酯PLGA。

PLGA的組成（GA、PLA摩爾比）在25:75～75:25之間時(shí)，共聚產(chǎn)物為無(wú)定形玻璃態(tài)高分子，性能接近于PLA，玻璃轉(zhuǎn)化溫度在50～60℃。組成為90:10