生物可降解高分子材料在医学领域的应用

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1、生物可降解高分子材料在医学领域的应用生物可降解高分子材料在医学领域的应用引言因疾病、手术或老化造成组织、器官的缺损以及功能障碍是人类健康面临的重要危害之一。虽然通过个体检器官的移植、外科再造来修复组织、器官的缺损也曾拯救或延长了少数人的生命，但仍存在不少问题。现有的医学技术，在修复和治疗人体各种组织和器官方面，临床上大致有三种方法可应用：即自体组织移植、异体组织移植和应用人工合成代替品。但这些方法由于种种问题还不能完全满足临床需要。如自体组织移植又造成修复移植部位损伤；在异体组织移植中会产生免疫排斥反应，而某些组织的供体如肾脏、肝

2、脏由于来源困难，数量不多，供不应求；人工合成代替品近年来虽然应用较为广泛，但植入后分别还会引起异物反应、继发感染等。这些都迫使科学家们寻求新的、更为理想的组织替代物[1]。生物可降解高分子材料与生物体（天然高分子）有着极其相似的化学结构、在生物环境下的降解与吸收为现代医学带来了革命性的进展[2]。组织工程学是利用工程学和生命科学的原理和方法研究生物有机体的组织器官或其功能替代物的新兴交叉学科。它集生物工程、生命科学、材料科学与工程及临床医学于一体，目的是修复和再生受损组织或器官，帮助病人恢复受损组织的功能，提高生活质量。材料科学的

3、发展是组织工程的必要条件，也是组织工程学研究的一个重点内容。组织工程载体——生物可降解高分子材料作为组织工程的平台或三维支架，不仅提供细胞生长的框架，使之形成特定的组织或是器官形状，而且生物可降解高分子材料还作为细胞外基质成分之一，起着细胞间信号传导和相互作用的媒介功能，是组织细胞生长所必需的生物活性剂[3]。关键词生物可降解高分子材料受损组织或器官修复组织工程学生物可降解高分子材料-6-生物可降解高分子材料在医学领域的应用生物可降解高分子材料是在酶的作用下可降解的一种绿色生态高分子材料，这些材料在植入人体并经过一段时间后，能逐渐

4、被分解或破坏。组织工程所用的生物相容性材料，根据来源，可分为天然聚合物和合成聚合物两类。1．天然生物降解高分子材料天然生物降解材料是指来源于动植物或是人体内天然存在的科生物降解的大分子。天然生物降解高分子材料是人类最早使用的医用材料，具有良好的生物相容性且降解产物无毒。典型的生物降解材料有甲壳素、壳聚糖、纤维蛋白、胶原蛋白和纤维素衍生物等。2．合成类可降解高分子材料天然降解材料虽然具有某些优良性能，但仍存在一些不足，如力学强度较差，性能随批次不同而有差异。合成类可降解高分子材料的微结构、机械性能、形态以及材料的降解时间等都能预先设

5、计和调控，最后降解完全，可以避免异物反应所引起的不良反应。通过控制条件，其生产重复性好，可以根据需要大批量生产，因此是组织工程材料中研究最多、应用最广的支架材料。目前应用较多的组织工程支架材料包括聚乳酸、聚羟基乙酸、聚己内酯、聚羟基丁酸酯、聚酸酐及其共聚物等。组织工程学的原理及研究内容应用组织工程学原理研制人造生物器官，其基本方法是将体外培养的高浓度组织细胞扩增后吸附于一种生物相容性良好，并可被人体逐步讲解吸收的细胞外基质（ECM）上。该材料可为细胞提供生存的三维空间，有利于细胞获得足够的营养物质，进行新陈代谢，使细胞按预制形态的

6、三维支架生长；然后将这种复合体植入机体所需部位。种植的细胞在生物支架讲解吸收过程中，继续增生繁殖，形成了新的具有原来特殊功能和形态的相应组织和器官，从而可达到修复组织外形和功能重建的目的。三维多孔可降解支架材料的制备技术及发展-6-生物可降解高分子材料在医学领域的应用植入物的设计应主要考虑载体材料的空间构型，如孔的尺寸、孔之间的联通性、材料内部的表面积等。开孔材料表面应比普通的材料表面更有利于细胞伪足的攀附，增加细胞层与基底材料之间的物理作用力。基底材料上的开孔有利于水分、无机盐以及其他营养物质和细胞代谢产物的运输和交换，从而更有

7、利于细胞的正常生长和生理代谢。目前，应用在组织工程中的主要结构形式有纤维支架和多孔泡沫两种。1．纤维网状结构纤维网是由纤维构成的无纺布或由纤维编制成的孔径可变的三维支架。由PGA或PLGA纤维构成的支架表面积大，有利于细胞粘附和营养的输入，因此它适用于一些细胞移植和组织再生。但纤维网组成的支架结构稳定性不好，需要进行一定的加工。2．多孔泡沫网状结构制备多孔高分子支架可以采用多种方法，其中包括盐析法与层叠技术相结合、气体发泡技术制备、熔融成型技术制备、相分离法等。多孔泡沫三维支架可通过控制生产条件实现均一化生产，性能较为稳定。应用领

8、域生物医用高分子材料是以医用为目的，用于和活体组织接触，具有诊断、治疗或替换机体中组织、器官或增进其功能的无生命高分子材料，即biomedicalpolymericmaterials。1．骨、软骨组织工程骨组织工程是当前组织工程研究的热点，也是组织