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1、http://www.hxtb.org《化学通报》在线预览版聚磷腈改性及其生物医学应用*邓林蔡晴金日光(北京化工大学材料科学与工程学院可控化学反应教育部重点实验室北京100029)摘要聚磷腈是一种具有强大的侧基功能化特性的高分子,通过接入不同侧基的聚磷腈与其它聚合物共混共聚可以制备出具有不同性能的材料。本文介绍了目前关于国内外聚磷腈共混共聚的研究现状,并且对聚磷腈改性在生物医学领域的应用及进展作了简要的介绍。关键词聚磷腈改性生物材料StudyonModificationofPolyphosphazenesa
2、ndtheirApplicationasBiomaterialsDengLin,CaiQing*,JinRiguang(KeyLaboratoryofControllableChemicalReactions,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing,100029)AbstractPolyphosphazeneisintriguingpolymerwhichcanbeattachedwithvariedfunctionalsubstituentgroups.
3、Modificationofpolyphosphazenesandotherpolymersisawaytocombinetheattributesofbothsystemsandtogeneratenewcombinationsofproperties.Thispaperreviewedthemethodstoobtainmodifiedpolyphosphazenes,andalsoilluminatedtheirapplicationasbiomedicalmaterials.KeywordsPoly
4、phosphazenes,Modification,Biomaterials聚磷腈是由N、P原子通过单双键交替联接成主链的一系列高聚物,由于聚磷腈拥有无机主链,在侧链上[1]又有各种取代的有机基团,从而使它兼有有机和无机聚合物的性能,引入不同的侧链可以制备具有各种功能的聚磷腈高分子,它可以是亲水的或是亲油的,可以是导体、半导体或是绝缘体,还可以是耐腐蚀材料、耐溶剂和化学药品,也可以有生物活性等。到目前,在聚磷腈高分子领域中已经相继开发出了环状磷腈及其衍[2]生物、环线磷腈聚合物、环簇磷腈聚合物、线性磷腈聚合
5、物以及环磷腈为侧链的有机-无机聚合物。1聚磷腈的性质[3]聚磷腈具有良好的生物相容性、生物降解性、低毒性以及相对稳定的物理化学性质。在聚磷腈上接入不同结构的基团可有效地调节聚磷腈的水解性能、力学性能和表面性能在很宽的范围内变化,更重要的是聚磷腈具有生物活性,能在分子水平上激活基因,刺激相关细胞,产生响应,从而诱导组织和器官的形成,是细[4][5]胞和基因的活性化材料。这些使得它在控制药物释放、组织工程等领域成为极具吸引力的材料。因此,[6]聚磷腈在生物医用领域中的应用非常广泛。由于聚磷腈的特殊结构,可作为侧
6、基的物质很多,有无机物、有机物及有机金属。目前已有超过250种不同的侧基被应用到聚磷腈高分子上,其中有机基团可以通过醇氧基、[7]芳氧基或者胺的亲核取代接枝到聚二氯磷腈上。一些亲水性基团如氨基酸酯、葡萄糖、甘油、羟基酸酯、[8]咪唑等侧基取代有利于聚合物主链的水解；而一些疏水性基团如芳氧基、氟代烷氧基、四个碳以上的烷氧基等侧基取代则不利于聚合物主链的水解。前者常常经交联形成水凝胶释药基质；后者则可用于制备蓄积式,均混式埋植剂和微胞囊。在聚磷腈上同时接入亲水性和疏水性基团,可以通过改变两者的比例来达到[9~1
7、1]控制聚合物水解速度的目的。另外,在聚磷腈侧链上引入羟基、氨基、羧基等活泼基团,可以利用基团反邓林男,24岁,硕士生,现从事生物可降解材料合成研究。*联系人E-mail:caiqing@mail.buct.edu.cn国家自然科学基金(50473043)和北京化工大学青年教师自然科学研究基金资助项目(QN0405)应赋予聚合物更多的性能。虽然聚磷腈在药物控释领域中非常有吸引力,被广泛应用于前药(经结构修饰后使得药效潜伏化的药物)、微胞囊和埋植剂等方面。然而,由于聚磷睛中间体极不稳定,导致整个反应处于低产率
8、高成本状态,在很大程度上局限了该降解材料的发展,使其研究仅限于少数经济发达国家,而且聚磷睛的降解速度一般较慢,难以满足各种活性药物释放动力学的要求,所以有必要通过改性来克服聚磷腈的缺陷。2聚磷腈的改性2.1共混利用聚磷腈和其它聚合物共混,可以使不同聚合物的特性优化组合于一体,使材料性能获得明显改进,或赋予原聚合物所不具有的崭新性能。如将聚磷腈与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚苯乙烯(PS)共混可以提[12,13]
