馬小惠 于亞鷺 陳曉霞 黃志超

新疆醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830011

聚乳酸及其共聚物在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

馬小惠 于亞鷺 陳曉霞 黃志超

新疆醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830011

本文介紹了聚乳酸及其共聚物在醫(yī)用縫合線、藥物控制釋放、組織工程材料、骨科材料、眼科植入材料等生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，并對其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

聚乳酸;生物醫(yī)用材料;生物降解性;生物相容性

Abstract：This paper introduced some applications of PLA and its copolymers in biomedical field，such as：medical seam，drug delivery system，tissue engineering，bone fixing，ophthalmology implantation material，and also viewed the using further of PLA in the biomedical field．

Key words：Polylactides;Biomedical material;Biodegradability;Biocompatibility

聚乳酸是一種具有良好的生物相容性和可生物降解的聚合物，是美國食品藥品管理局 (FDA)認(rèn)可的一類生物降解材料，其最終降解產(chǎn)物是二氧化碳和水，中間產(chǎn)物乳酸也是體內(nèi)正常糖代謝產(chǎn)物，所以不會在重要器官聚集。它具有對人體無毒、無刺激、可控制生物降解、生物相容性較好，且原料易得等優(yōu)點(diǎn)，因此聚乳酸及其共聚物已經(jīng)成為一種備受關(guān)注的新興可生物降解的生物醫(yī)用高分子材料［1］。其在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要包括在縫合線、藥物控釋載體、骨科內(nèi)固定材料、組織工程支架等方面的應(yīng)用。

1 外科手術(shù)縫合線

聚乳酸及其共聚物最早在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用就是外科手術(shù)縫合線。通過熔融紡絲和溶液紡絲，高分子量PLA可制成既能滿足縫孔強(qiáng)度要求，又能隨傷口愈合而被機(jī)體緩慢分解吸收的外科手術(shù)縫合線，這種縫線適合人體深部組織的傷口縫合，不用拆線，無需第二次手術(shù)。但如何使聚合物的降解速率與傷口愈合時間更好地相匹配及如何在縫合線中摻入抗炎藥來抑制局部炎癥及異物排斥反應(yīng)等方面的研究還有待深入研究。

2 藥物控制釋放系統(tǒng)

控制釋放就是將藥物或其他生物活性物質(zhì)和基材結(jié)合在一起使藥物通過擴(kuò)散等方式在一定時間內(nèi)，以某一速率釋放到環(huán)境中。聚乳酸作為藥物載體時，隨著聚乳酸在體內(nèi)的降解，其結(jié)構(gòu)變得疏松，內(nèi)含藥物從中溶解，擴(kuò)散的阻力減小，藥物釋放速度加快。當(dāng)藥物釋放速度的加快剛好與含藥量的減少所引起的釋藥速度變慢一致時，就實(shí)現(xiàn)了藥物的長期衡量釋放。熊雷等［2］用PVP－b－PLA包裹納米Fe3O4，利用PLA的末端羥基可以進(jìn)行功能化，如接載藥物或靶向試劑等，通過PLA的降解，可以將藥物或靶向試劑進(jìn)行有效釋放。目前，聚乳酸及其共聚物已被應(yīng)用到許多藥物的控制釋放中，主要包括生物活性分子 (如生長素，牛血清白蛋白)、抗癌物 (如順氯氨鉑，阿霉素，博來霉素等)、抗生素 (如氯霉素，青霉素等)、麻醉劑、麻醉劑拮抗物、避孕藥以及其他藥物的釋放。

3 組織工程方面的應(yīng)用

組織工程的基本原理和方法是將體外培養(yǎng)的組織、細(xì)胞吸附擴(kuò)增于一種生物相容性良好并可被人體逐步降解吸收的生物材料上，形成細(xì)胞－生物材料復(fù)合物。聚乳酸作為組織工程支架材料，可為細(xì)胞提供一個生存的三維空間，有利于細(xì)胞獲得足夠的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行營養(yǎng)物交換，并且能排除廢物，使細(xì)胞能在預(yù)先設(shè)計(jì)的三維形狀支架上生長并逐漸長成組織和器官，與此同時，聚乳酸緩慢降解并最終消失。施云峰等［3］制備了改性殼聚糖與PLA的共聚物，經(jīng)測試表明，共聚物具有較好的親水性，有較PLA及殼聚糖更為優(yōu)良的性能，可作為組織工程支架材料。

4 骨折內(nèi)固定材料

PLA及其共聚物作為人體內(nèi)使用的高分子材料需求日益增加，用其制成的骨釘、骨固定板等已經(jīng)在各類骨折的治療中得到了廣泛應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)可以在骨折痊愈后不需要再進(jìn)行手術(shù)取出，從而大大減輕患者的痛苦。在一些臨床對照實(shí)驗(yàn)中，PLA及其共聚物與金屬材料在骨折的治療結(jié)果上并無差別，只要選擇合適，某些部位特別是關(guān)節(jié)周圍的骨折，PLA類材料是金屬材料最好的替代品。

5 基因治療載體

基因治療主要通過病毒載體、非病毒載體及基因槍直接注入三種途徑將目的基因?qū)虢M織細(xì)胞。生物降解聚乳酸微球具有自身穩(wěn)定性好、化學(xué)結(jié)構(gòu)和粒度大小可人為控制的優(yōu)越性，并可通過化學(xué)手段控制基因的釋放速度。DNA以物理形式包埋在微球中，可最大限度地保持原有的活性。PLGA微球包封DNA，可靶向作用于吞噬細(xì)胞，引起細(xì)胞壞死、凋亡，從而起到細(xì)胞免疫作用。趙耀明等［4］采用分散－溶媒擴(kuò)散法制備紅霉素－聚乳酸微球，其體外緩釋半衰期為28h，175h后累積釋藥百分率約為80%，注射微球混懸劑的兔肺組織中藥物含量為普通市售紅霉素注射劑的6倍，達(dá)到了肺靶向的目的。

6 眼科材料

視網(wǎng)膜脫離后需要在眼鞏膜表面植入填充物，使裂孔愈合。目前，這種填充物常用硅橡膠或硅膠海綿制成，由于這兩種物質(zhì)不是生物降解材料，常引起異物反應(yīng)，聚乳酸及其共聚物具有可生物降解性，是一種理想的填充材料。糖皮質(zhì)激素是治療白內(nèi)障術(shù)后炎癥反應(yīng)的常用藥物，用含地塞米松60ug與PLA制成直徑及厚度為1 mm的粒狀地塞米松－DSS，證實(shí)地塞米松－DSS比地塞米松滴眼液能更有效地減輕術(shù)后炎癥反應(yīng)，且無明顯的不良反應(yīng)，是安全有效的治療方法，目前此劑型已在眼科臨床上使用［5］。

7 疫苗佐劑

疫苗佐劑的作用是提高疫苗的效力，增強(qiáng)感染的免疫保護(hù)。PLA納米顆粒因其可生物降解且原料經(jīng)濟(jì)易得而成為一種新型疫苗佐劑。早在1990年世界衛(wèi)生組織開始著手開展早期兒童免疫時，實(shí)現(xiàn)依靠可生物降解PLGA微球的單劑量給藥方式就是其主要目標(biāo)之一。而破傷風(fēng)類毒素就被選為代表性抗原，并檢測PLGA微球用于人體的免疫安全及免疫行為。PLA/PLGA微球包封抗原，使抗原性得到保護(hù)，使口服免疫代替?zhèn)鹘y(tǒng)多次注射性免疫成為可能，在免疫學(xué)研究中發(fā)揮了重要的作用。

聚乳酸及其共聚物的研究與應(yīng)用是近年來生物醫(yī)學(xué)材料研究的重要方向，為生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了新的手段。隨著納米技術(shù)在高分子科學(xué)中的應(yīng)用及新型高分子納米粒子的合成，高分子聚合物在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用具有更加廣泛的發(fā)展前景。目前國內(nèi)外學(xué)者正從基礎(chǔ)和應(yīng)用兩方面廣泛展開對聚乳酸體系的研究開發(fā)，重點(diǎn)是生物降解性試驗(yàn)方法及評價標(biāo)準(zhǔn)、降解機(jī)理、合成加工和應(yīng)用技術(shù)等。隨著研究的不斷深入，隨著生物醫(yī)學(xué)和材料學(xué)的進(jìn)一步結(jié)合，聚乳酸及其共聚物在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究將會越來越廣泛和深入?？梢灶A(yù)見，聚乳酸類醫(yī)用高分子材料一旦工業(yè)化，在生物醫(yī)學(xué)方面將會有非常廣闊的應(yīng)用前景

［1］曹燕琳，尹靜波，顏世峰．生物可降解聚乳酸的改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展［J］．高分子通報，2006，19(10)：90－97．

［2］熊雷，姜宏偉，王迪珍．PVP－b－PLA修飾Fe3O4磁性納米粒子的制備與表征［J］．高分子學(xué)報，2008，(8)：791－796．

［3］施云峰，謝德明，周長忍．殼聚糖與丙交酯接枝共聚物的制備與表征［J］．材料科學(xué)與工程學(xué)報，2008，26(1)：114－117．

［4］趙耀明，汪朝陽，麥杭珍，等．聚乳酸的直接合成及其紅霉素肺靶向藥物微球的應(yīng)用［J］．高分子材料科學(xué)與工程．2003，19(5)：145－148．

［5］高潮，王志立，戴曉東．地塞米松緩釋劑在白內(nèi)障超聲乳化摘除人工晶狀體植入術(shù)中的臨床應(yīng)用［J］．臨床眼科雜志，2005，13(1)：35－37．

The Application of Polylactide Materials in Biomedical Field

MA Xiao－h(huán)ui，YU Ya－lu，CHEN Xiao－xia，HUANG Zhi－chao
College of Public Health，Xinjiang Medical University Urumqi 830011，China

R318.08

A

1007－8517(2011)05－0012－02

2011.01.27)