生物降解材料及药物控制释放材料12材化 胡晓东

生物降解材料

生物降解或生物分解，是由微生物把某些物质 以化学分解成自然元素。通常在关系到生态环境， 废物管理，生物医药，自然环境(生物修复)。 可生物降解的物质，一般是有机物质，如植物 和动物，或相似的人工物质。有些微生物具有一 种自然的微生物代谢能力，能降解和改造巨大的 化合物Page 2

生物降解材料 天然可降解高分子材料 天然高分子材料具有良好的降 解性、透气性、安全性、经济 性 纤维素可降解材料

木质素可降解材料甲壳素可降解材料 淀粉可降解材料

蛋白质

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生物降解 天然高分子可降解材料发展 前景 天然高分子可降解材料的发 展任重而 道远。目前天然高 分子可降解材料的开发与应用存在的 主要问题是: ( 1 ) 产品 价格高; ( 2 ) 产品性能和用途的限制; ( 3 ) 使用性能与传统材 料相比还不尽人意。但我们相信随着石油资源的日益枯 竭、 环保意识的不断增强和环保法规的进一步完善, 天然高分子

可降解材料市场仍将迅速增长, 尤其是在塑料薄膜、包装材料、医用材料等领域的应用, 具有很广阔的前景。

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生物降解 合成可降解性高分子 近年来 , 生物可降解合成高分子材料在医药领域得到广泛的应用 。用 于手术或伤口闭合的各种缝合线 ,手术植入及骨科固定装臵 ,血管或泌 尿系统用的移植固定膜 ,引导组织再生材料 , 用于人体组织或器官损 伤修复 、替代的活细胞支架以及药物控制释放的载体材料 , 包括各 种用于装载药物的埋植棒 、 微球 、 凝胶和膜 。合成高分子与天然 高分子材料相比有更多的优势 , 没有抗原性 、 物理化学性能可以预 测且可以重复制备 ,通过分子设计 ,可以在材料上引入特殊的功能基 团 , 实现靶向给药 。

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生物降解 常用合成可降解高分子

聚乳酸 ( PLA) 由乳酸环状二酯 ( 丙交酯) 开环聚合而成 。因为乳酸 分子中有一个不对称碳原子 , 存在两种旋光异构体 ,D-型和 L-型 , L型存在于自然界中 。因此聚乳酸有四种形态 ,即PLLA、 PDLA、 P DLLA 和 meso-PLA。通常合成的聚乳酸是一种由 D-和 L- 型异构体 组成的外消旋的混合物 , 具有较低的结晶度和熔点 , 降解速率较快 。 因为聚乳酸的降解是单纯的酯键的水解 , 所以结晶度高的 L-P LA、 D-PLA 要比非晶态的 (D , L) -PLA 难于水解[3 ]。PLA 的熔点约 170 ℃。

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生物降解

聚乙醇酸 ( PG A) 是一种线型烷基聚酯 ,由乙交酯开环聚合而成 。 乙 交酯由乙醇酸脱水制备 。PGA 结晶度较高 , 可达到 50 %。 熔点高 , 不溶于普通的有机溶剂 ,但

是可以溶解于高氟代有机溶剂如六氟异丙 醇等 。PG A 的降解比 P LA快 , 由于 P LA 的甲基侧链使其疏水性较 强 。PG A 是至今获得的亲水性最强的合成聚酯高分子 。单纯的 PG A 机械强度较差 ,而且脆性大 ,难于加工 。因此人们常常将这两种单 体复合共聚 ,以改善材料的机械性能和降解性能

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生物降解 生物降解高分子的降解机理 生物降解是指复合大分子或细胞在体内通过溶解 、 简单水解或酶降 解转化为较小分子量的中间产物或者小分子最终产物的过程 。在这 个转化过程当中 , 生物降解高分子被裂解成碎片 ,碎片进一步转化或 代谢成小分子 ,被排出生物体 。 聚合物的降解基于其在高分子链上的 断裂位臵 , 可归纳为三种类型 ① 水溶性高分子通过交联转化为不溶性高分子 , 降解时其交联键或分子 骨架被水解破坏 , 高分子重新变为水溶性分子 ,例如由甲醛或戊二醛 交联制备的白蛋白及明胶微球的降解 ; ② 非水溶性的高分子通过水解 、 离子化或质子化而转变成水溶性分子 ;

③ 疏水性高分子通过分子骨架断裂转变为水溶性小分子 。

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生物降解 绝大部分合成的可生物降解高分子材料的生物降解都属于 Ⅲ 型降解 。 影响高分子材料降解的主要因素有 : ① 单体的组成 、结构和化学性质 ,即化学键的稳定性

② 物理性质 , 如亲水性 、结晶度 ,可以通过单体的化学组成和加工条件 控制③ 聚合物的分子量 ;

④ 聚合物器件的几何因素 , 如大小 、形状 、 表面积⑤ 添加剂及环境因素 ,如 p H 条件 、离子强度

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药物控制释放材料四.磁性药物控制释放体系 将药物与铁粉微粒包埋在聚合物载体内, 在外磁场的作用下控制药物 释放。已有报道的两种磁体系都是以 EV A 为载体。

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引用文献 吉林工学院学报 第 22 卷 第 3 期 文章编号: 1006 -2939 ( 2001) 03-0038-03 《高分子材料在药物 控制释放方面的应用》 杨亚楠, 尹静波, 刘芳 化工新型材料 第39卷 第5期 《天然高分子可降解材料的研究与发展》 何乐、陈复生、刘伯业、 孙倩

材料科学与工程学报 第22卷 第4期 文章编号 : 1004- 2 793X ( 2004) 04 2 0623 -2 -04 《药用合成 可降解高分子材料研究》谢德明1^ Diaz E (editor). Microbial Biodegradation: Genomics and Molecular Biology 1st. Caister Academic Press. 2008. ISBN 1-904455-17-4. 化学推进剂与高分子材料 第 3 卷第 1 期 《生物降解高分子材料在医药领域中的应用》陈志祥、张 政委、田华、高林

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