可降解高分子材料在医疗器械中的应用

医药卫生 医护论坛 2016年1月 第5期·179·ꢀ

可降解高分子材料在医疗器械中的应用

李 亚 李 亭

河北瑞诺医疗器械股份有限公司，河北 石家庄 050035

摘要：在医疗器械中常用的可降解高分子材料主要有聚氨酯、聚三亚甲基碳酸酯、聚羟基脂肪酸酯、聚二恶烷酮、聚己内酯、（乙交酯ꢀ丙交酯）共聚物、聚乳酸、聚乙交酯等。对可降解高分子材料在医疗器械中的应用进行了综述。 关键词：医疗器械；可降解高分子材料；临床医学 中图分类号：R318.08 文献标识码：A 文章编号：1671-5608（2016）5-0179-01

在医疗保健和临床质量中都广泛的应用了生物材料，可分为可降解性材料和惰性材料。比较理想的医疗器械材料是可降解高分子材料，上世纪60年代开始在临床中普遍地用人工合成的可降解高分子材料。可降解高分子材料也可以支撑基因治疗、再生医学、药物控释、组织工程等新的医疗技术。本文对当前医疗器械中应用比较广泛的可降解高分子材料进行了分析。 1 PLA（聚乳酸） 作为一种手性分子，丙交酯具有两种立体异构体：右旋 LA、左旋LA，其均聚物均为半结晶体。外消旋 LA主要是D–LA、L–LA的混合物。加工参数和分子量决定了聚L–LA（PLLA）的结晶度。聚 L–LA的亲水性低于PGA，具有更低的降解速率。聚 L–LA是一种较好的医用承重材料，具有高拉伸弹性模量、低断裂伸长率和高拉伸强度，因此常用于制作医用骨固定器械和高强度手术缝合线。PLLA制作的手术缝合线的性能优良，其在靶向药物运输、药物洗脱支架、韧带修复与重建以及HIV引起的面部脂肪萎缩或损失的治疗。 PLLA具有较慢的降解速率，在人体内高分子量的PLLA的降解时间为2~5.6天，其降解速率还会受到孔隙度和结晶度的影响。研究者通过将DL–LA或GA与–LA共聚来提高其降解性能[1]

。 2 PGA（聚乙交酯）

PGA是在临床中应用的较早的可降解高分子材料，具有

高结晶度和大拉伸弹性模量的特点，结晶度为45%～55%。其

具有良好的成纤性，最早在可吸收缝合线中使用。由于PGA

的生活活性和力学性能较好，而且降解性合适，也被用于制

作PGA无纺布。PGA 硬脑膜替代品具有无缝合线下闭合皮肤、

帮助组织再生的能力，当前还在研究PGA 硬脑膜替代品。

正是由于PGA 的力学性能良好，自增强 PGA是硬度最

高的可降解分子材料，因此被用于内固定系统。在水解的作

用下，PGA会在体内降解为甘氨酸，并被排出体外。PGA在

生物医学中的应用受到了其难溶性、降解产物呈酸性、高降

解速率的影响。

3 PCL（聚己内酯）

作为一种半结晶线性聚酯，PCL具有良好的可加工性，

拉伸度较高，能溶于多种有机溶剂，能够与多种高分子共聚。

在组织工程支架材料中开始运用PCL，对其亲水性进行增加

之后，将其与聚乙二醇混制之后，能够制成具有较好的可控

性和生物相容性的各向异性水凝胶纤维支架，能够被用于制

作心脏瓣膜组织工程支架。研究者用PCL–PEG 共聚物制备

的胶束状纳米粒子还能用于运输苦鬼臼脂素。由于PCL具有

较慢的降解速率，研究者通过开发含有 PCL 的共聚物来提

高其降解速率，DL-LA和ε-CL共聚之后能够加快降解速率，

再将GA和ε-CL共聚能够用于制作手术缝合线[2]

。

4 PLGA（共聚物） 与PLGA相比，GA与LA的共聚物的降解速度更快。PurasorbPLG为半结晶共聚物，已经在临床中得到了广泛的使用。Vicryl Rapid具有更快的降解速度，用于制作多股缝合线。同时在临床中也经常运用PLGA，例如硬脑膜替代品、植皮材料、网丝等。在水解的作用下，PLGA 中的酯会发生断裂，影响到PLGA的降解速率。PLGA在组织工程支架、可

ꢀ

控药物/蛋白运输系统中均得到了积极的应用。在很多潜在组织工程中也开始应用PLGA，这是由于其对细胞的增殖和吸附有促进作用。靶向释放、药物载体也是PLGA在临床医疗中的一个重要应用方向，其能以纳米纤维、纳米球、微囊、微球等形式存在，通过调节PLGA的性能能够对药物释放的

参数进行有效的控制[3]

。 5 PHA（聚羟基脂肪酸酯）

当前在医疗器械中使用的PHA 类可降解高分子材料较多，应用最广泛的是PHB，其熔点为160~180摄氏度，为半结晶全同（立构）聚合物。PHB不仅能够通过细菌制备，也能通过化学合成。PHB具有易溶于水性，能够被加工成不同结构和形状的制品，比较适合在生物材料中应用。而且其具有良好的压电性，能够在骨科中得到运用，并作为药物的运输载体使用。在抗感染方面，PHB也具有较好的用途。当前在医疗保健、药物运输载体、软骨组织工程、骨组织工程、神经导管组织工程、心血管组织工程、医疗器械等领域都在广泛的应用PHB。

6 PDS（聚二恶烷酮） 使用PGA和PLA制作的通用型可降解多丝缝合线在对组织进行穿透时会产生较大的摩擦力，而且感染的风险较高，

而PDS能够制作单丝缝合线。同时在骨科中也在积极应用PDS

固定螺钉，用于修复软骨和小骨。PDS 具有合适的降解速率、亲水性和高结晶度，能够在人体内降解为乙酸并随尿液排出。其具有较低的拉伸弹性模量。 7 PTMC（聚三亚甲基碳酸酯） PTMC一般作为药物运输载体和软组织再生支架使用，这是由于其具有较低的力学强度，体内和体外具有较大的降解速率差。PTMC在体内会出现表面侵蚀降解的情况，而且低分子量的PTMC的降解速率较慢，高分子量的PTMC的降解速率较快。低分子量的PTMC具有更好的亲水性，从而具有更慢的降解速率。当前已经有研究者制备了能够在口腔颌面外科手术中使用的PTMC 屏障薄膜，用于对骨再生进行引导，能够对生成较多的骨组织进行诱导。研究者还制备了PEG–PTMC共聚物纳米微粒，用于对药物在神经胶质瘤细胞中浓度进行改善，并对药物对血脑屏障对穿透效果进行提高。PTMC具有较差的力学性能，但其具有很好的生物相容性和降解性，能够用于制作混合多孔性导管支架。在骨科固定器械和柔性缝合线中也开始应用GA和TMC的共聚物。 8 结语 可降解高分子材料在医疗器械中的广泛使用能够进一步拓展医疗器械的应用领域，充分运用可降解高分子材料的力学性能、降解速率和生物相容性方面的优势，在药物控释载体、组织工程支架中进行应用。 参考文献 [1]罗红，侯晓辉，康永.聚氨酯弹性体研究应用[J].天津化工，2011（01）：28. [2]陈喻东.生物可降解高分子材料的开发利用[J].科技风，2010（01）：184. [3]齐杉杉，医用高分子材料的分类[J].中国组织工程研究与临床康复，2011（47）：307.