生物材料在疾病治疗和ȝ保健中发挥了重要的作用，按材料性质Q生物材料可分ؓ(f)惰性材料与可降解性材料两U，目前生物材料的发展呈现出由惰性向可降解?水解和酶降解)转变的趋势，q表明现在许多发挥(f)时治疗作?帮助Z修复或再生受损组l?的生物惰性器械将被可降解材料器械替代?br />
与惰性材料相比，可降解高分子材料是一U更为理想的ȝ器械材料Q惰性器械普遍存在长期相Ҏ(gu)差和需要二ơ手术的问题Q而可降解高分子材料器C存在q些~陷。最q?0q生物医学中出现了一些新的医疗技术，包括l织工程Q药物控释，再生dQ基因治疗和生物U米技术等Q这些新的医疗技术都需要可降解高分子材料作支撑Q它们也相应Cq了可降解高分子材料的发展?br />
可降解高分子材料在整个降解过E中都需要具有良好的相容性，主要包括以下几点Q?br />
植入Z后不引v持箋的炎症或毒性反?
合适的降解周期;
在降解过E中Q具有与ȝ或组l再生功能相对应的的力学性能;
降解产物是无毒的Q能够通过代谢或渗透排Z?
可加工性。媄(jing)响可降解高分子材料生物相Ҏ(gu)的因素很多Q材料本w的一些性能Q如植入物的形状与结构、亲水亲Ҏ(gu)、吸水率、表面能、分子量和降解机理等都需要考虑?br />
本文lD了目前几U常用可降解高分子材料的性能和降解特性，包括聚乙交酯、聚乳酸?乙交酯–丙交酯)p物、聚己内酯、聚二恶烷酮、聚基脂肪酔R、聚三亚甲基酸酯和聚}酯与聚醚氨酯{，同时lD了它们在ȝ器械中的应用Q包括植入物、组l工E支架、药物控释蝲体等?br />
聚乙交酯(PGA)
PGA是最早应用于临床d的合成可降解高分子材料，其具有很高的l晶?45%?5%)Q高l晶度它具有很大的拉Ҏ(gu)模量。PGA难溶于有机溶剂，ȝ化{变温?Tg)?5?0℃之_(d)熔点(Tm)高于200℃，可以通过挤出、注塑和模压{方式加工成型、。由于具有良好的成纤性，PGA最早被开发成可吸收的~合Uѝ?br />
1969q_(d)国FDA批准上市的第一Ƒ成可降解~合UDEXON®是由PGA制成。因为PGAh合适的降解性、优良的初始力学性能和生物活性，PGA无h布作为组l再生支架材料被q泛研究Q目前一U包含PGA无h布的支架材料正用于(f)床试验?br />
另外PGA脑膜替代品也在研究中，因ؓ(f)它具有帮助组l再生和在无~合U下闭合皮肤的能力。PGA的高l晶度它具有优良的力学性能Q在临床上用的可降解高分子材料中，自增强PGA是最的Q它的模量接q?2.5GPa。因好的初始力学性能QPGA也被开发ؓ(f)内固定系l?Biofix®)。PGA通过链段中酯键的随机断裂(水解作用)实现降解。在水解作用下，PGA??月内发生力学性能下降现象Q??2月内发生质量损失现象。在体内QPGA降解成甘氨酸Q甘氨酸可以通过液直接排出体外或代谢成二氧化碳和水。高降解速率、降解物呈酸性和难溶性限制了PGA在生物医学中的应用，不过q些~点可以通过与其它单体共聚克服?br />
聚^?PLA)
丙交?LA)是手性分子，存在两种立体异构体：(x)左旋LA(L–LA)和右旋LA(D–LA)Q它们的均聚物都是半l晶的。外消旋LA(DL–LA)则是L–LA和D–LA的合物Q其聚合物是无规的。聚L–LA(PLLA)的结晶度(0%?7%)由分子量和加工参数决定，其Tg?0?5℃，TmUؓ(f)175℃。因为它的亲水性比PGA差，所以它的降解速率比PGA低?br />
PLLAh高拉伸强度、低断裂伔R率和高拉伸弹性模?接近4.8GPa)Q是理想的医用承重材料，如骨固定器械。现在市Z的PLLA骨固定器械有BioScrew®QBio-Anchor®QMeniscalStinger®{。另外，PLLA也可制成高强度的手术~合Uѝ?971q_(d)PLLA手术~合U经国FDA批准上市Q它h比DEXON®更加优良的性能。PLLA也可用于其它一些医疗领域，如韧带修复与重徏、药物洗脱支架、靶向药物运输等?007q_(d)国FDA批准了一U可注射的PLLA制品(Sculptra®)Q用于治疗hcd疫缺L(fng)?HIV) 引v的面部脂肪损失或萎羃。PLLA的降解速率~慢Q高分子量的PLLA在体内完全降解需??.6a的时_(d)l晶度和孔隙度等因素可以影响它的降解速率?br />
在水解作用下QPLLA?个月内出现力学性能下降现象Q但要经q很长的旉后才?x)出现质量损q象。因此，Z获得更好的降解性能Q研I者将L–LA与GA或DL–LAp。Resomer®LR708便是一U由L–LA与DL–LA(质量?0?0)p得到的无规共聚物?nbsp;
PDLLA因ؓ(f)L–LA和D–LA的随机分布Ş成了无规p物，Tg?5?0℃之_(d)强度大幅下降Q这是由分子铄无规排列造成的。在水解作用下，PDLLA??个月内出现力学性能下降现象Q在12?6个月内出现质量损q象。与PLLA相比QPDLLAh低强度和高降解速率的特点，是药物运输蝲体和l织再生支架(低强?的理x料。PLA通过链段中酯键的随机断裂(水解作用)实现降解Q初U降解物ؓ(f)乳酸Q^ؓ(f)Z正常代谢的副产物Q通过柠檬酸@环，乳酸可进一步降解ؓ(f)二氧化碳和水?br />
p?PLGA)
研究发现QLA与GA的质量比?5/75~75/25ӞPLGA为无规共聚物QR.A.Miller{的研究表明QLA与GA的质量比?0/50的PLGAh最快的降解速度?br />
不同单体质量比的PLGA已经q泛应用于(f)床。商品名为Purasorb®PLG的PLGA便是一U半l晶p物，其中 LA与GA质量比ؓ(f)80/20;多股~合UVicryl®中L–LA与GA的质量比?0/90Q它的升U版VicrylRapid®也已l上市，l过辐照后的升版降解速度更快;
PANACRYL®是另一U商业化的PLGA~合Uѝ另外PLGA也应用于其它ȝ斚wQ如|丝 (VicrylMesh®)、植皮材料和脑膜替代品{，l织工程植皮便是使用了VicrylMesh®作ؓ(f)支架材料。PLGA中的酯键因水解作用断裂，光解速率受很多因素媄(jing)响，如：(x)LA与GA质量比、分子量、材料的形状和结构等。PLGAh易于加工和降解速率可控的特点，被美国FDA批准可应用于ZQ在可控药物/蛋白q输pȝ、组l工E支架等领域得到q泛研究。PLGAh促进l胞(yu)吔R和增D作用，该性质使它h潜在的组l工E应用，很多研究已经制备了微c–纳cPLGA三维支架。图1列出了不同方法得到的3UPLGAl构?br />
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c球和纳c纤l等多种形式存在Q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R蚀降解Q即表面和内部同旉解，所以它很难辑ֈ零释放的效果?br />
聚己内酯(PCL)
PCL是一U半l晶U性聚酯，q对便宜的单体ε-己内?ε-CL)直接通过开环聚合得到。PCL的可加工性好Q易溶于很多有机溶剂Q具有较低的Tm(55?0?和Tg(?0?。PCL的拉伸强度很?23MPa)Q断裂长率很高(700%)。另外，它还可与多种高分子共聚。PCL的降解周期ؓ(f)2?aQ常被作为长期药物控释蝲体，其中微米–纳cPCL药物q输载体正处于研IDc(din)?br />
PCL也被用于l织工程支架材料QH.Tseng{采?U不同的Ҏ(gu)增加PCL的亲水性，之后与聚乙二?PEG)共制成各向异性水凝胶U维支架Q该支架h良好的生物相Ҏ(gu)和可控性的l构Q是一U潜在的心脏瓣膜l织工程支架材料。ZhaoJing{制备了PCL?PEGp物的胶束状纳c粒子，该粒子可作ؓ(f)苦鬼D?抗癌药物)的运输蝲体，在体?37??qing)磷酸盐~冲?PBSQPH=7.4)中，96h可释?0%的药物，与Higuchi方程十分dQ因而含有PPP的PCL–P(yng)EGp物纳c__有望成为注制剂。因为PCL的降解速率很慢Qؓ(f)了获得较快的降解速率Q研I者已l开发了几类含有PCL的共聚物。将ε-CL与DL-LAp可获得更快的降解速率Q同Pε-CLq可与GAp制成手术~合U，它的度比PGA，单丝~合UMONACRYL®便是q样的一ƾ品?br />
另外由?CLQLAQGA和PEGl成的多嵌段p物可应用于药物控释系l，它主要作Z型生物zL分子的载体 (SynBiosys®)QB.J.Hong{发C一U制备PCL基小q扰RNA(siRNA)载体的方法，制备q程单便利，它对肿瘤l胞(yu)增殖有明昄抑制作用?br />
聚二恶烷?PDS)
虽然PLA和PGA可制成通用型可降解多丝~合U，但多丝缝合线在用中存在高的感染风险Q在IK组l时多丝~合U也存在较大的摩擦力Q故很多研究者在L适合制成单丝~合U的高分子材料。PDS便是一U适合制成单丝~合U的可降解高分子材料Q在20世纪80q代Q第一?PDS单丝~合UPDS®上市。另外，PDS固定螺钉(OrthosorbAbsorbablePins®)也被应用于骨U，它主要用于小骨及(qing)软骨的固定与修复。PDS是无色半l晶高分子，它可由p-二恶烷酮开环聚合得刎ͼTg为?0?℃?br />
作ؓ(f)聚酯的一员，它的降解也是通过链中酯键的随机断裂实现。高l晶度和亲水性PDSh适中的降解速率。在体内QPDS降解Z醛酸Q可通过液排出体外Q也可进一步降解ؓ(f)甘}酸，与GA降解产物一致。和PGA相比QPDS的拉伸弹性模?接近1.5GPa)很低。在水解作用下，PDS??内发生力学性能下降现象Q??2月内发生质量损失现象?br />
聚羟肪酸?PHA)
PHAcd降解高分子材料包括聚3-基丁酸?PHB)Q聚4-基丁酸?P4HB)QPHB与聚3-基戊酸酯的p?PHBV){，其中QPHB的应用最为广泛?920q_(d)研究者首ơ发现巨大芽孢杆菌可产生PHB。此后，研究发现其它几种菌株也可产生PHB?PHB是一U半l晶的全?立构)聚合物，熔点?60?80℃之间。PHB的降解属于表面R蚀降解Q异于常见的整体侵蚀降解。除了细菌制备的Ҏ(gu)Q研I者也开发出了化学合成的工艺QB.Panchal{通过开环聚合反应，由单体?丁内酯制备了PHBQ它与细菌制得的PHB是等同的?br />
3-基丁酸?HB)?-基戊酸(HA)的共聚物P(HB–HV)h与PHB怼的半l晶l构Q它的Tg??~20℃，随HV含量的不同，P(HB–HV)的Tm下降q度也不同。PHB和P(HB–HV)易溶于有机溶剂，Ҏ(gu)加工成各UŞ状和l构的制品，?P(HB–HV)易碎性减弱，它更适合用于生物材料。另外P(HB–HV)h压电(sh)的特性，q一Ҏ(gu)它可应用于骨U，因电(sh)刺激能促q骨愈合?br />
PHB作ؓ(f)药物q输载体时可辑ֈ零释放的效果，但它的降解周期较ѝؓ(f)了改善它的降解性能Q研I者常它与亲水性物质共聚，一般ؓ(f)PEG。A.V.Murueva{制备了PHApd微球作ؓ(f)药物q输载体Q微球蝲药量对微球大和ζ?sh)位都有影响Q蝲药后ζ?sh)位减小Q微球^均直径变大，制备的PHApd微球h优良的生物相Ҏ(gu)。PHAcd降解高分子材料具有抗感染斚w的潜在用途，研究表明PHA药物q输pȝ在感染部位能够提供和l持合适的抗生素溶度。PHA已经q泛应用于医疗器械、心血组l工E、神l导组l工E、骨l织工程、Y骨组l工E、药物运输蝲体和ȝ保健?br />
聚三亚甲基碳酔R(PTMC)
PTMC是一U脂肪族聚酯Ҏ(gu)体Q它的力学强度不高，通常作ؓ(f)软组l再生支架或药物q输载体。PTMC在体内外的降解速率差别很大Q其在磷酸盐~冲?pH=7.4)?a内不发生降解Q但其植入鼠背部皮下中Q很快就发生降解Q主要表Cؓ(f)PTMC的Ş状发生了变化Q但其分子量q没有发生改变，q表明PTMC在体内发生了表面侵蚀降解。不同分子量的PTMCh不同的降解速率Q高分子量PTMC的降解速率比低分子?PTMC的要快得多，q可能是因ؓ(f)低分子量PTMC亲水性好一些，亲水性的表面使脂肪分解酵素活性降低，降解速率减慢。ZengNi{制备了PTMC屏障薄膜Q用于口腔颌面外U手术中引导骨再生，与胶原蛋白薄膜相比，PTMC膜可诱导生成较多的骨l织?br />
JiangXinyi{ؓ(f)了提高药物对血脑屏障的IK和改善药物在神l胶质瘤l胞(yu)中的度Q制备了2-脱氧 -D-葡萄p改性的PEG–P(yng)TMCp物纳c__，该微_具有均匀分布的理惛_?71nm)、较高的包封率和适当的杉醇负蝲量，体外和体内试验表明该微粒h优良的血脑屏障穿透能力和寚w内肿瘤细?yu)的靶向作用?br />
PTMC的力学性能较差Q研I者多它与其它线性内酯共聚以改善它的力学性能Q不qPTMC?qing)其p物均h良好的降解性和生物相容性。R.A.Wach{制备了PLLA–三亚甲基碳酔R(TMC)p物与甲基U维?MC)混合多孔性导支Ӟ其中MC作ؓ(f)生物zL物?(如生长因?的蝲体。理化性能和毒性测试结果表明，该导非帔R合用于经导管再生Q该导管可用于损伤后外周经pȝ的再生?br />
GA和TMC的共聚物已经被开发ؓ(f)柔性缝合线(Maxon®)和骨U固定器?Acufex®)Q另外将GAQTMC和二氧杂环乙烷共聚可制得低刚性的p物，降解周期3?个月Q可用于制作~合U?BioSyn®)?br />
聚}?PUR)和聚醚}?PEU)
不可降解PUR和PEUh良好的生物相Ҏ(gu)和力学性能Q可用于制作长期d植入物，如心脏v搏器、h工血等。因不可降解PURh良好的生物学性能和多h的合成途径Q研I者开始尝试发展可降解PUR。PUR一般通过二异氰酸酯与二醇/二胺的羃聚反应制备，但是常见的二异氰酔RQ如4Q??二苯基甲烷二异氰酔R(MDI)、甲?2Q?-二异氰酸?TDI){毒性太大，故研I者开发其它脂肪族二异氰酸?[?Q?-丁烷二异氰酸?BDI)、六亚甲Z异氰酔R(HDI)、琥珀酰氯(LDI)、异?jng)尔酮二异氰酔R(IPDI)和赖氨酸三异氰酸酯等]来合成可降解PUR?br />
LDI与DL–LAQCL?qing)其它单体反应可制备降解PEUQ它的性能可以在很大范围内q行调节。在q些PEU 中，脂肪族聚酯构成YD，多肽构成段。J.Podporska-Carroll{利用相逆{技术制备了??氨酯)?PEUU)三维多孔支架Q将人骨肉瘤MG?3l胞(yu)接种到支架中培养4周，l果表明该支架具有支持细?yu)吸附，生长和增D的作用Q是一U潜在的松质骨替代品。J.R.Martin{制备了选择性降解的聚硫~酮氨酯(PTK–UR)l织工程支架Q它可被l胞(yu)产生的活性氧(ROS)选择性降解，从而实现组l生长和材料降解之间的协调，ROS 是调节细?yu)功能的关键介质Q特别是在炎症和l织愈合部位Q机体对植入物的自然反应便是产生炎症和ROS。另外研I者也制备了对PH敏感的PURQ它可以自组装Ş成胶束，有望成ؓ(f)多功能活性细?yu)内药物q输载体?br />
在组l工E中Q研I者正在开发PEU(Degrapol®)作ؓ(f)支架材料;在骨U中Q研I者开发出了一U可注射的双l分PUR(PolyNova®)Q它以液体的形态在兌镜下使用Q在原位中体温下聚合后提供合适的q接和支撑力Q展现出来的性能{同或优于常用的骨水泥，另外它还可以促进l胞(yu)_附和增D?
