脂肪族聚酯类生物材料亲水性改性的研究进展

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1、脂肪族聚酯类生物材料亲水性改性的研究进展作者：王传栋，王晶，王勤，刘阳【摘要】主要综述了丙交酯、乙交酯或ε-己内酯与亲水性的聚乙二醇、氨基酸、N-乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇等亲水性物质进行嵌段或接枝共聚合反应，制备具有亲水性、温敏性或PH敏感性的共聚物。为缓控释药物、组织工程和体内植入器械提供组织相容性好、保持蛋白药物活性、无毒的生物医用材料。【关键词】聚乳酸;聚乳酸羟基乙酸;聚己内酯;脂肪族聚酯;亲水性;改性;共聚合;聚乙二醇;氨基酸;N-乙烯基吡咯烷酮;聚乙烯醇　　Abstract：Tomodifyhydroph

2、ilicityofAliphaticpolyesterbiomaterials,thecopolymerizationsoflactide,glycolideorε-caprolactonewithPolyethyleneglycol，aminoacids，N-vinylpyrrolidoneorpolyvinylalcoholarereviewed,andthehydrophilic,thermosensitiveorPH-sensitivecopolymersareprepared.Thecopolymersh

3、avethecharacteresticsofgoodtissuecompatibility,retainedproteindrugactiveandnontoxicity.Thesebiomedicalmaterialsaresuitablefordelayedreleasesystem,tissueengineeringandimplantdeviceinvivo.25　　Keywords：Polylacticacid;Poly(lactide-co-glycolide);Polycaprolactone;Al

4、iphaticpolyester;Hydrophilicity;Modification;Copolymerization;Polyethyleneglycol;Aminoacid;N-ethelenpyrolidone;Polyvinylalcohol　　1引言　　脂肪族聚酯类生物可降解材料，如聚乳酸、聚羟基乙酸、聚ε-己内酯及其共聚物是目前国内外的研究热点之一，这类材料具有良好生物相容性、无毒性及体内的生物可降解性，已成为医疗领域重要的生物材料之一，尤其是在组织工程、缓控释制剂、医疗器械等方面得到广泛应用，如缝

5、线、骨固定材料(骨钉、骨接板)、骨修复材料、缓控释药物的赋形剂(微球、药棒、凝胶、膜片剂)、组织工程细胞生长支架材料等。作为脂肪族聚酯类生物可降解材料，由于其结构上的疏水性，使其与细胞、组织的亲和性变低，不利于种子细胞在支架中的生长;作为蛋白类药物的释放控制基质，由于在制备微球过程中需要加热和采用有机溶剂，容易引起蛋白药物的失活或变性，因此，在医学上的应用受到一定的限制。针对脂肪族聚酯类材料的疏水性问题，国内外的学者，对其进行了大量的亲水性研究工作，在聚酯主链上接入亲水性基团，或在亲水性材料上接入聚酯类链等，现分述

6、如下。25　　2聚乙二醇的共聚合改性　　脂肪族类聚酯材料常用的共聚合改性分为嵌段共聚和接枝共聚，疏水性链段，如聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚丙交酯乙交酯(PLGA)和聚ε-己内酯(PCL)，称为A链段;亲水性链段，如聚乙二醇(PEG)、聚氧乙烯(PEO)、单甲氧基封端的聚乙二醇(MPEG)和环氧封端的聚乙二醇(EPEG)，称为B链段。嵌段共聚物分为ABA和BAB结构;接枝共聚物为A-g-B。　　聚乳酸类材料的共聚合改性，聚合过程对水分比较敏感，所用的原料及器皿都要进行干燥处理，并且用惰性气体氮气或

7、氩气保护。　　温敏型共聚物中亲水性基团PEG、MPEG和EPEG，其分子量一般在2000以下。共聚物中链节的亲水性PEG>GA>CL>LGA>LA。　　2.1A-B-A型共聚物　　PLA-PEO-PLA和PLGA-PEO-PLGA(LA/GA=1)共聚物[1]采用三异丙基氧铝作催化剂,左旋丙交酯(L-LA)、乙交酯(GA)和PEO(分子量6000或1025000)进行共聚合反应制备。从平衡吸水率看出，PLA和PLGA在100min内的吸水率6%～7%，对PLA-PEO-PLA和PLGA-PE

8、O-PLGA共聚物，随着PEO链节比例的增加，其吸水率由70%增加到200%。　　温敏型PLGA-PEG-PLGA共聚物ReGel○R[2]以辛酸亚锡作催化剂，聚乙二醇PEG1000，丙交酯(D,L-LA)和GA[D,L-LA/GA=3/1(mol)]共聚合反应制备。用PEG1450，D,L-LA/GA摩尔比4:1合成ReGel○R-2。ReGel○R的低临