可生物降解醫(yī)用高分子材料

生物醫(yī)用高分子材料是指用于人工器官、組織工程與再生醫(yī)學(xué)、體內(nèi)外診斷、藥物制劑及醫(yī)療器械等領(lǐng)域的一類高分子材料。按照材料的性質(zhì)，可分為非降解醫(yī)用高分子材料和可生物降解醫(yī)用高分子材料。其中，可生物降解醫(yī)用高分子材料在體內(nèi)環(huán)境中能夠因分子鏈發(fā)生特異性或非特異性斷裂而逐步降解，且降解產(chǎn)物可以被人體吸收或經(jīng)代謝過程排出體外。因此，這類材料在完成自身體內(nèi)使命后能自動消除，不會對人類健康造成二次傷害，近年來已經(jīng)成為一類備受關(guān)注的生物醫(yī)用材料。制備方法如圖為生物降解聚合支架的制備常用方法，主要包括增材制造（材料擠壓，桶光聚合，粘合劑噴射，粉末床熔合），非織造布（靜電紡絲，觸摸紡絲，熔噴，梳理），傳統(tǒng)聚合物加工（擠出，成型，相分離，致孔劑浸出）和刺激響應(yīng)結(jié)構(gòu)（4D打印和形狀記憶聚合物）。傳統(tǒng)的醫(yī)用可降解天然高分子材料制備方法主要包括天然高分子改造法、化學(xué)合成法及微生物發(fā)酵法等。但這些傳統(tǒng)方法均存在弊端，例如產(chǎn)量低，成本高，加工不易成型等問題，因而限制了這些制備方法的推廣和應(yīng)用。目前所熟知的化學(xué)可降解高分子材料可以使用化學(xué)法引入酯基、酰氨基或脲基制得。其中包括聚己內(nèi)酯（PCL）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和聚乳酸（PLA）等。聚己內(nèi)酯（PCL）聚己內(nèi)酯(PCL)因生物相容性好和體內(nèi)可降解等優(yōu)點,成為廣泛使用的組織工程支架材料,在外科醫(yī)療領(lǐng)域可作為低溫骨科夾板、放療板、樹脂繃帶、牙模、完全可降解塑料手術(shù)縫合線、可控釋藥物載體、細胞及組織培養(yǎng)基架等。由靜電紡絲技術(shù)制備的PCL納米纖維支架也備受矚目，通過靜電紡絲技術(shù),以聚己內(nèi)酯為基底材料,對其進行表面摻雜和改性,可以制備出基于聚己內(nèi)酯的復(fù)合納米纖維支架。ε-己內(nèi)酯單體在活潑氫引發(fā)體系、陽離子型催化劑、陰離子型催化劑、配位聚合型催化劑等催化下開環(huán)聚合而成的高分子有機聚合物，通過控制聚合條件，可以獲得不同的分子量。載藥PCL與改性PCL載藥PCL：PCL微球，一種可以自由流動的球形顆粒，粒徑為0.05~2.00mm，藥物可以包埋于其中；PCL納米微粒具有獨特的藥物釋放特性、溶解性及靶向給藥等性質(zhì)，一般用皮下注射；PCL載藥纖維一般是定向持續(xù)釋放藥物，不存在突釋效應(yīng)，這是改善非水溶性藥物溶解性最好的方法之一；PCL水凝膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有高親水性和優(yōu)良的生物相容性，其中的多孔結(jié)構(gòu)可以負載藥物，并且在藥物輸送過程中保持藥物持續(xù)釋放，使得局部可長時間保持較高濃度的活性藥物成分，水凝膠一般外用。聚己內(nèi)酯改性PCL在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有著較高的潛在應(yīng)用價值，是一種較理想的藥物載體和形狀記憶材料，但其自身的結(jié)晶度高、力學(xué)強度低，限制了其作為可降解塑料的廣泛應(yīng)用。PCL與天然高分子、合成高分子、無機粒子共混改性提其力學(xué)性能，擴大其應(yīng)用領(lǐng)域很重要。倫敦國王學(xué)院干細胞和再生醫(yī)學(xué)中心的研究團隊報道了一種新型骨修復(fù)繃帶，以生物可降解的聚己內(nèi)酯(PCL)作為繃帶基材，通過調(diào)控Wnt信號通路，實現(xiàn)人骨骼干細胞（hSSCs）長期（＞8周）存活能力。他們使用臨床認可的聚己內(nèi)酯(PCL)聚合物薄膜，經(jīng)過氧等離子體處理表面，然后用氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)孵育)。(O2/APTES