生物医用高分子知识点总结

载体材料要求（1）一定机械强度，加工性能（2）生物相容性与生物降解性（3）根据使用要求，其它一些特殊性能，例如pH响应性、靶向性等载体材料分类根据材料的来源：天然与合成高分子材料根据材料的降解性能：降解与非生物降解高分子材料根据材料在水中的溶解性：疏水与水溶性高分子材料根据材料对外界信号响应性：刺激响应与惰性材料根据材料化学结构分类（以疏水性生物降解材料为例）（1）聚酯：PLGA、PCL、聚碳酸酯等（2）聚酸酐（3）聚氨基酸（4）聚膦腈（5）聚磷酸脂典型非生物降解疏水性高分子：聚氨酯典型疏水性生物降解材料－1.聚酯聚(丙交酯-材料，这主要归co-乙交酯)(PLGA)是一类应用最早、最为广泛的合成疏水性生物生物降解聚酯的合成开环聚合（以聚乳酸PLA的合成为例）分子量可从几千到几百万广泛可调采用手性单体聚合可得到旋光性聚合物，具有很高的机械强度，可作为骨替代材料其它生物降解聚酯如聚已内酯、聚(三甲基碳酸酯)等均采用类似的合成路线缩合聚合：合成可生物降解塑料的方法，但目前还仅能得到低分子量的产物生物降解聚酯研究进展：

PEG-b-PLA合成PEG-b-PLA的性质：温敏性避免网状内皮系统的吞噬持续释放药物典型疏水性生物降解材料－2.聚酸酐类开环聚合仅适用于环己二酸酐的聚合，其它环状酸酐例如琥珀酸酐、戊二酸酐由于环较稳定，还不能通过开环聚合得到聚酸酐。所得聚已二酸酐分子量较低，一般在5,000以下。熔融缩聚

1.除热不稳定、易成环二酸单体外，其它所有二酸

均可通过这种方法聚合

2.聚酸酐分子量与二酸结构以及聚合条件有关，单

体柔性越大、真空度越高，聚合物分子量越大脱三甲基氯硅烷法溶液缩聚

1.适用于热不稳定二酸单体

2.聚酸酐分子量在几千左右微波聚合合成聚酸酐优点1）无需真空2）反应时间短3）预聚－缩合一步完成聚(酰亚胺-酸酐)提高常规聚酸酐力学强度，有可能用作骨替代材料主链型高分子前体药物：水杨酸光交联聚酸酐单体与预聚物观察不到荧光主链中仅当亚甲基数为2的聚酸酐可发荧光苯环上取代基团对荧光激发与发射波长有影响荧光强度基本随聚合物分子量增大线性增强与其它二酸单体共聚，荧光波长会发生偏移，其中脂肪族二酸发生蓝移，而芳香二酸发生红移共聚物序列结构对荧光性质影响不大疏水性生物降解高分子材料的两种降解方式：本体降解表面降解降解方式的决定因素聚合物基质的水化速度（Vhydro)与聚合物分子链的降解速度（Vdeg）聚合物酸催化与酸抑制机理聚酯与聚酸酐的比较典型水溶性聚合物－两种药物控释方式高分子前体药物：药物通过水不稳定共价键连接到水溶性聚合物侧基或疏水性生物降解高分子的主链上，通过共价键的降解释放出药物药物通过物理混合作用，包埋在水凝胶中，通过聚合物降解、溶胀作用释放出药物。聚氨基酸类

水溶性生物降解高分子聚氨基酸类合成方法NCA法开环聚合：合成聚氨基酸的普适方法熔融缩聚：合成聚天冬氨酸及其衍生物聚苹果酸天然生物大分子蛋白质类:明胶、胶原等多糖类:纤维素、壳聚糖、海藻酸、右旋糖酐、透明质酸等化学交联离子交联立体复合物包合物交联蛋白质相互作用交联疏水－亲水共聚物:结合两者优点PLA-b-PEG多糖/聚酯接枝共聚物各种刺激响应高分子材料温度敏感pH响应光响应磁响应温度敏感疏水相互作用：温度升高，疏水相互作用加强2.氢键相互作用：温度升高，氢键受到破坏PAA/Poly(acrylamide)pH与电场响应光响应概念：根据机体需要，通过把药物包埋或共价键合到高分子载体上，控制其释放速度或地点。研究对象：载体材料药物制剂形式释放控制（平缓释放、脉冲释放以及释放地点的控制）释放机理注射剂药物/水溶性高分子共轭体在体液环境中药物通过与水溶性高分子之间连接键的水解而释放高分子胶束药物或者通过共价键合到胶束内核疏水性链段侧基上，或者通过疏水相互作用/静电相互作用复合在高分子胶束内部可注射凝胶药物与聚合物溶液直接注射入皮下或肌肉组织中，聚合物因接触到人体体液或体温环境而凝胶化高分子胶束1984年，Rinsdorf首次提出将高分子胶束应用于药物控制释放Kataoka与Kabanov提出复合物胶束的概念拓宽了高分子胶束的应用范围疏水性小分子药物：

聚天东氨酸苄酯-b-聚乙二醇

(PBASP-b-PEG）高分子胶束的特殊应用脑部给药：pluronic胶束能通过血脑屏障，从而增加静脉给药时脑内药物浓度超声波响应释药:用于化疗药物肿瘤部位局部给药降低肿瘤组织对化疗药物的抗药性可注射凝胶控释微球概念：粒径在100nm~1mm的球形粒子，药物可以包埋在微球内部或吸附在其表面，载体材料可以是交联的水溶性聚合物或者疏水性生物降解材料。微球结构：基质型胶囊型控释微球制备方法乳液聚合悬浮聚合/分散聚合/界面聚合凝聚-相分离法乳液－溶剂挥发法O/W乳液－溶剂挥发法W/O/W乳液－溶剂挥发法聚电解质复合物层层自组装法聚电解质复合物层层自组装法控释微球的特殊应用化学栓塞作用粘膜给药被动靶向制剂免疫佐剂脑部给药化学栓塞作用:使用特定粒径的微球将病灶周围血管阻塞，切断其营养供应；同时包埋于微球中的药物可以在病灶局部缓慢释放出来，从而实现栓塞与药物治疗的双重作用。粘膜给药：生物粘附高分子微球例如聚酸酐微球对胃肠道、鼻腔等表面的粘膜组织有很强的粘附作用，同时还可直接经粘膜组织吸收进入体循环，从而增加药物特别是一些大分子药物如蛋白质、基因等的生物利用度。免疫佐剂：PLGA微球可以增加一些蛋白抗原的免疫反应，从而有希望代替目前常用的免疫佐剂如福氏佐剂在免疫接种方面得到应用；抗原的释放行为以及微球的粒径均影响其免疫反应。脑部给药：部分表面改性的聚合物微球静脉给药后可以通过血脑屏障，从而增加药物在脑中浓度，提高其疗效。药物释放的控制载体材料的种类以及制剂结构等均影响药物的释放行为，因此实现特定药物的释放动力学或定位释放可通过材料化学结构的分子设计与制剂的结构设计。药物释放动力学的控制理想的药物释放动力学脉冲释放智能脉冲释放程序脉冲释放平稳释放智能式脉冲释放系统光、磁、超声波响应温度响应pH、电场响应化学物质响应：葡萄糖、特定抗体或抗原pH响应性释药系统pH响应性药物控释载体的研究源于上世纪80年代初期。其主要应用有：在发炎、感染、恶性肿瘤等组织的周围，pH呈酸性（6.0左右），pH响应性控释载体可使药物有选择地在病灶部位释放。口服给药：由于胃和肠道的pH值分别呈酸性和中性，利用pH响应性控释载体可使药物在胃中不释放而在肠道释放程序脉冲释药系统微芯片型程序式脉冲释放系统平稳释放在微球制备过程中，多肽蛋白质药物富集于微球表面，导致严重的暴释。通过加入各种添加剂，使多肽蛋白质均匀分布于微球内部，从而抑制其暴释药物释放地点的控制主动靶向肝组织靶向结肠靶向被动靶向局部给药皮透粘膜给药被动靶向微球、纳米微粒以及脂质体等：利用其尺寸及表面等物理化学性质实现对特定组织的选择性分布磁性微球：利用外加磁场将磁性微球导入到病灶组织附近高分子胶束：利用超声波对胶束的特殊作用，使药物富集于肿瘤组织部位局部给药脑部给药：聚酸酐/卡氮芥圆片用于治疗神经胶质瘤粘膜给药：肠粘膜、鼻腔皮透肝组织靶向肝组织主动靶向胆酸口服肝靶向半乳糖肝靶向甘露糖肝靶向结肠主动靶向单糖-受体多点作用pH敏感型偶氮交联水凝胶PLGA的结构、合成方法聚（丙交酯-co-乙交酯）开环聚合（以聚乳酸PLA的合成为例）分子量可从几千到几百万广泛可调采用手性单体聚合可得到旋光性聚合物，具有很高的机械强度，可作为骨替代材料其它生物降解聚酯如聚已内酯、聚(三甲基碳酸酯)等均采用类似的合成路线PEG-b-PLA的合成方法与性质，并理解其结构与性质的关系温敏性：在低温下，PEG-b-PLA/水体系为可流动的溶液；当温度高于一定数值时，通过PLA疏水链段的疏水相互作用，体系变为水凝胶。临界温度与嵌段共聚物组成有关，PLA链段含量越高，临界温度越低。可用于药物的原位包埋以及可注射型药物控释体系。熔融缩聚合成聚酸酐，为什么不直接用二酸脱水聚合，而使用二酸与乙酸的混合酸酐脱除乙酸酐制备？二酸直接脱水困难，脱乙酸酐相对活性较高；且形成的酸酐极性变小，降低熔融温度。P(SA:CPP)的化学结构了解常用聚酸酐性能特点，并理解其结构与性能的关系为什么PLGA为本体降解方式，而聚酸酐为表面降解？因为PLGA的水化速度大于其降解速度，基质内外聚合物分子基本同时开始降解；降解出来的酸加速了降解效应。而聚酸酐的水化速度小于降解速度，基质外聚合物分子首先发生降解，且降解的酸抑制了降解效应。水溶性聚合物如何用于药物控制释放？高分子前体药物：药物通过水不稳定共价键连接到水溶性聚合物侧基或疏水性生物降解高分子的主链上，通过共价键的降解释放出药物水凝胶：药物通过物理混合作用，包埋在水凝胶中，通过聚合物降解、溶胀作用释放出药物。水凝胶的制备方法化学交联光交联离子交联立体复合物交联包合物交联蛋白质相互作用交联简述几种温敏材料的温敏原理？疏水相互作用：温度升高，疏水相互作用加强氢键相互作用：温度升高，氢键受到破坏简述高分子微球的制备方法及其应用？概念：粒径在100nm~1mm的球形粒子，药物可以包埋在微球内部或吸附在其表面，载体材料可以是交联的水溶性聚合物或者疏水性生物降解材料。微球结构：基质型胶囊型乳液聚合悬浮聚合/分散聚合/界面聚合凝聚-相分离法乳液－溶剂挥发法O/W乳液－溶剂挥发法W/O/W乳液－溶剂挥发法聚电解质复合物层层自组装法 应用：化学栓塞作用粘膜给药被动靶向制剂免疫佐剂脑部给药简述几种葡萄糖响应的胰岛素智能释药系统的原理并画出示意图？1利用伴刀豆球蛋白对葡萄糖与糖基化胰岛素的竞争吸附作用2利用葡萄糖经其氧化酶作用后产生葡萄