聚乳酸及其共聚物的应用及研究进展

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1、聚乳酸及其共聚物的应用及研究进展随着医学的发展，在现代医学治疗中经常需要一些暂时性的材料，尤其是在外科领域，如可吸收缝线、软组织植入、骨折内固定材料、人工血管、止血剂、外科粘合剂以及药物缓释系统，这就要求植入的材料在创伤愈合或药物释放过程中可生物降解。所以近年来，可生物降解高分子材料正日益广泛的应用于医学领域。作为药物缓释系统的载体材料，在药物释放完后不需要再经手术取出，可以减轻用药者的痛苦和麻烦。因此生物降解高分子材料是很多需长期服用的药物的理想载体。作为体内短期植入物，也可很大程度的减轻患者的痛苦。对于医学临床应用于生物组织中的生物材料往往有如下要求：首先要确保材

2、料和降解产物无毒性、不致癌、不致畸、不引起人体细胞的突变和组织反应；其次要与人体组织有较好的相容性，不能引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；此外，还要具有化学稳定性，抗体液、血液及酶的体内生物老化作用[1]；适当的物理机械性能及可成型性；具有要求的降解速度等[2]。在过去的（近）20年中，发现的符合上述要求的可生物降解高分子材料有很多，如聚乳酸、丙交酯-乙交酯共聚物、聚羟基乙酸、聚羟基丁酸酯等。这些高分子降解物大多都含有可水解的化学键。而PLA是聚酯类可生物降解高分子聚合物中的一种，因其具有突出的生物相容性，具有与天然组织相适应的物理力学性能，和其在化学和生物性能上

3、的多功能性而引人注意[3]。1聚乳酸(polylacticacid，PLA)概述PLA的结构式为：PLA是继聚乙醇酸之后第二类经FDA批准可用于人体的生物降解材料。其不仅具有优良的机械强度、化学稳定性，还具有良好的生物相容性和生物降解性。近年来，国内外对其在生物医学方面的应用作了大量的研究。其已在手术缝合线、骨修复材料、药物控制缓释系统以及组织工程支架（如人工骨、人造皮肤）方面有着较广泛的应用。PLA还可制成纤维或包装材料用以替代聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等，从而解决废塑料公害问题[4]。PLA是一类重要的可降解脂肪族聚酯，其原料——乳酸可由玉米、土豆和蔗渣等发酵生产

4、，其降解的最终产物是二氧化碳和水，不会对环境造成污染。其中，聚L-乳酸(PLLA)具有优良力学性能、加工性能、生物降解性能和生物相容性，目前在生物医学工程领域有着广泛的应用，在涂料、塑料和纺织等领域也有着巨大的潜在市场。而聚内消旋乳酸（PDLLA）为无定形聚合物，其降解比具有相当结晶度的PLLA快，在体内不易蓄积，对实验研究和临床应用也是很理想的材料[5]。1.1PLA的特点1.1.1降解特性13PLA材料在体内的降解为简单本体水解，可以认为PLA的降解是通过酯键的水解起主导作用，酶不参与或在降解中不起主导作用。PLA降解表现为两个阶段，开始降解较快，随后趋向平缓，P

5、LA体内外降解基本一致。在引入亲水链节的共聚物后，共聚物的降解行为会有所改变，其降解速度可通过改变其组成来调节。在一定范围内，共聚物的含量越高，其降解速度越快，降解寿命越短。共聚物的分子量越大，其降解越慢，时间越长，释药速度与降解速度一致[6]。PLA分子式为-[OCH(CH3)CO]-，主要由乳酸聚合或丙交酯开环聚合制备。低分子量的PLA主要用作材料改性的添加剂；高分子量（百万分子量以上）的PLA强度大，可用作起支撑作用的材料；只有PLA的分子量在1万到几十万时，才较适合作药物的载体[7]。1.1.2可塑性和可溶性[8]PLA能溶于有机溶媒，能在一般条件下进行制剂操

6、作，它的热塑性也很好。如将它与药物一起加热压成薄膜，植入体内能缓慢释放药物。1.1.3光学活性乳酸聚合物产生的光学异构体各有其不同的特点，其中DL型产物能形成更好的包衣膜；L型则是半晶体，强度高，在体内降解甚慢。1.1.4控释作用聚合物的降解速率直接影响着药物在体内的释出速率。这可根据聚合物本身的平均分子量、结晶度以及共聚物中单体配比的不同来加以控制，还可以进一步通过制剂加工工艺条件的变化来进行调节。1.2PLA的优点PLA的最大优点是它在诸如体液的水性环境中能靠酯键的简单水解而进行降解。PLA及其共聚物因具有无毒无菌、良好的生物相容性、生物可降解性及组织可吸收性，应

7、用研究范围主要集中在生物医学工程领域，如药物控制释放体系、骨折内固定物、组织修复、细胞培养和医用手术缝合线等[9]。通过调节分子量、结构和组成等手段可改善PLA的力学性能和降解速度，以满足不同的临床要求，并且它的最终降解产物是H2O和CO2，参与人体的新陈代谢，中间产物乳酸也是体内正常糖代谢产物，所以不会在重要器官聚集[10]。1.3PLA的不足PLA是亲油性的，表面疏水性强，严重的影响了其与细胞的亲和性，导致细胞在大量分化时受阻。其降解物积累在体内成酸性，PLA单靠分子量及分布来调节降解速度，降解周期也难于控制。而且PLA硬度大，限制了它在治疗周围