可生物降解医用高分子材料

生物医用高分子材料是指用于人工器官、组织工程与再生医学、体内外诊断、药物制剂及医疗器械等领域的一类高分子材料。按照材料的性质，可分为非降解医用高分子材料和可生物降解医用高分子材料。其中，可生物降解医用高分子材料在体内环境中能够因分子链发生特异性或非特异性断裂而逐步降解，且降解产物可以被人体吸收或经代谢过程排出体外。因此，这类材料在完成自身体内使命后能自动消除，不会对人类健康造成二次伤害，近年来已经成为一类备受关注的生物医用材料。制备方法如图为生物降解聚合支架的制备常用方法，主要包括增材制造（材料挤压，桶光聚合，粘合剂喷射，粉末床熔合），非织造布（静电纺丝，触摸纺丝，熔喷，梳理），传统聚合物加工（挤出，成型，相分离，致孔剂浸出）和刺激响应结构（4D打印和形状记忆聚合物）。传统的医用可降解天然高分子材料制备方法主要包括天然高分子改造法、化学合成法及微生物发酵法等。但这些传统方法均存在弊端，例如产量低，成本高，加工不易成型等问题，因而限制了这些制备方法的推广和应用。目前所熟知的化学可降解高分子材料可以使用化学法引入酯基、酰氨基或脲基制得。其中包括聚己内酯（PCL）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和聚乳酸（PLA）等。聚己内酯（PCL）聚己内酯(PCL)因生物相容性好和体内可降解等优点,成为广泛使用的组织工程支架材料,在外科医疗领域可作为低温骨科夹板、放疗板、树脂绷带、牙模、完全可降解塑料手术缝合线、可控释药物载体、细胞及组织培养基架等。由静电纺丝技术制备的PCL纳米纤维支架也备受瞩目，通过静电纺丝技术,以聚己内酯为基底材料,对其进行表面掺杂和改性,可以制备出基于聚己内酯的复合纳米纤维支架。ε-己内酯单体在活泼氢引发体系、阳离子型催化剂、阴离子型催化剂、配位聚合型催化剂等催化下开环聚合而成的高分子有机聚合物，通过控制聚合条件，可以获得不同的分子量。载药PCL与改性PCL载药PCL：PCL微球，一种可以自由流动的球形颗粒，粒径为0.05~2.00mm，药物可以包埋于其中；PCL纳米微粒具有独特的药物释放特性、溶解性及靶向给药等性质，一般用皮下注射；PCL载药纤维一般是定向持续释放药物，不存在突释效应，这是改善非水溶性药物溶解性最好的方法之一；PCL水凝胶的交联网络具有高亲水性和优良的生物相容性，其中的多孔结构可以负载药物，并且在药物输送过程中保持药物持续释放，使得局部可长时间保持较高浓度的活性药物成分，水凝胶一般外用。聚己内酯改性PCL在生物医药领域有着较高的潜在应用价值，是一种较理想的药物载体和形状记忆材料，但其自身的结晶度高、力学强度低，限制了其作为可降解塑料的广泛应用。PCL与天然高分子、合成高分子、无机粒子共混改性提其力学性能，扩大其应用领域很重要。伦敦国王学院干细胞和再生医学中心的研究团队报道了一种新型骨修复绷带，以生物可降解的聚己内酯(PCL)作为绷带基材，通过调控Wnt信号通路，实现人骨骼干细胞（hSSCs）长期（＞8周）存活能力。他们使用临床认可的聚己内酯(PCL)聚合物薄膜，经过氧等离子体处理表面，然后用氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)孵育)。(O2/APTES