生物医用高分子PPT文件格式下载.ppt

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生物相容性好，无毒副作用缺点：

力学性能较差，药物释放速度不可调控,合成高分子材料优点：

力学性能更好、更全面，药物释放速度可通过调节高分子载体材料的降解速度来控制，易于对载体进行修饰缺点：

需要选择生物相容性好且毒副作用小的载体，这类载体材料的选择范围较窄,7.4天然生物降解材料,1）I型胶原,来源：

哺乳动物体内结缔组织，构成人体约30%的蛋白质，共14种，I型最丰富且性能优良。

结构：

三股螺旋多肽，每一个链有1050个氨基酸，一级结构富有脯氨酸和羟脯氨酸，第三个总是甘氨酸，结构有序.,规整的螺旋结构-免疫原性较温和;

体外可形成较大的有序结构-强度良好的纤维;

物理或化学交联-提高强度且延长了降解时间；

可提供细胞生长、分化、增殖、代谢的一个结合位点,性能：

用途：

胶原分子可以作为组织修复的支架材料;

可作为药物控释载体,References（from）:

1）BryanJeun;

HyukjinLee;

SaurabhAggarwal;

HailinWang;

QiangLi;

SukyeonHwang.“ApplicationofCollageninDrugDelivery”2）“Recombinantcollagenandgelatinfordrugdelivery”JournalMetadataSearch:

Elsevier-AdvancedDrugDeliveryReviews,成纤维细胞在胶原上生长时，代谢和形态与其在体内生长极为相似.Yannas等人首先用胶原-硫酸软骨素多孔交联的支架成功制得人工皮肤，能治疗严重烧伤的病人。

作为眼药水的胶原保护层，可防止药物角膜前流失,举例：

由双糖重复单位聚合成高分子直链的杂多糖，一般包括一个醛酸部分（己糖醛酸）和一个胺基糖部分（N-乙酰氨基己糖）,主要成分为透明质酸。

2）氨基葡聚糖,来源：

植物中,易于进行化学修饰，无免疫原性，不产生炎症或免疫排斥反应，但强度和稳定性较差。

组织修复材料（尚有争论）医疗装置（较硬的骨架）,用途：

性能：

3）壳聚糖（chitosan）结构：

以-1，4键合的多糖，氨基带有正电荷,来源：

节足动物的甲壳和细菌细胞壁中，产量丰富，价格低廉,性能：

无免疫原性-很好的植入材料可进行化学修饰-强度不同的纤维材料可进行交联-凝胶材料利用带电性能可以调控物理和化学性质,用途：

药物释放包埋材料膜屏蔽材料接触镜细胞培养抗凝剂及血液抗凝剂,作为药物释放材料的文献报道：

ChandyT,RaoGH,WilsonRF,DasGS,“DevelopmentofPoly（lacticacid）/ChitosanCo-matrixMicrospheres:

ControlledReleaseofTaxol-HeparinforPreventingRestenosis”,DrugDelivery,2001,8

（2）,77-86RisbudMV,BhondeRR,“Polyacrylamide-ChitosanHydrogels:

inVitroBiocompatibilityandSustainedAntibioticReleaseStudies”,DrugDelivery,2000,7

（2）,69-75,4）聚羟基烷基酸酯（polyhydroxyalkanoates）来源：

由微生物制成，分子量由一万到十几万，研究最多的是聚-羟基丁酸酯（PHB）结构：

均聚物高度结晶性、脆、憎水性低毒、可在体内降解成D-3羟基丁酸（人体血液成分）可进行共聚改性,用途：

药物控释缝合线人工皮肤,举例：

聚羟基丁酸与30%羟基戊酸共聚，商品名为:

Biopol.材料由原来的高结晶度、脆、憎水，变为结晶度低、柔顺、易于加工的医用材料.,7.5.1羧甲基纤维素钠（Sodiumcarboxymethylcellulose,SCMC）来源:

纤维素的羟基羧甲基醚化的产物,7.5人工半合成高分子材料,结构:

性质:

阴离子型高分子电解质,溶于水成粘稠溶液,加热会成果冻.,用途:

常与明胶配合作复合囊材（1-5g/LSCMS和30g/L明胶按体积比2:

1混合）,用于口服肠道靶向药剂.,7.5.2邻苯二甲酸醋酸纤维素（Celluloseacetatephthalate,CAP）,结构：

来源:

纤维素部分羟基乙酸酯化,再用邻苯二甲酸酯化,性质:

强酸中不溶解，可溶于pH6的水溶液，分子中含有游离羧基，其相对含量决定其水溶液的pH值及能溶解CAP的溶液最低pH。

可单独作为囊材使用，用量一般在30g/L，也可以与明胶配合使用。

7.5.3甲基、乙基纤维素（MC、EC）,结构：

性质：

化学稳定性高，不溶于水、甘油和丙醇，可溶于乙醇，遇强酸易水解。

适用于多种药物的微囊化载体，但对强酸性药物不适合。

7.5.4羟丙甲纤维素（HPMC）：

结构：

稳定性高，能长期储存，有表面活性，能溶于冷水成为黏性胶体溶液,用途：

药物赋型剂和包衣微囊和微球及纳米粒的载体,7.6合成生物降解材料7.6.1聚羟基乙酸均聚物,合成方程式:

结构式:

特点:

结晶性高,40%-50%结晶度熔点高,225不溶于有机溶剂,只溶于六氟异丙醇强溶剂中,用途:

可做内植骨钉,如商品名为Biofix的产品.可做缝线,如商品名为Dexon的产品（3）因结晶度高,难溶性,均聚物不适合做药物控释载体,7.6.2聚乳酸均聚物,合成方程式:

PLA有两种光学异构体，可形成四种不同构型的聚合物：

D-PLA,L-PLA,DL-PLA（外消旋）,DL-PLA（内消旋）,半结晶聚合物，熔点：

185C，强度高，降解吸收时间长（33.5年），适用于承载装置，制作内植骨固定装置。

无定形聚合物，Tg约为65C，降解和吸收速度较快（36月），主要作药物控释载体和软组织修复材料。

L-PLA：

DL-PLA：

胰岛素的聚乳酸双层缓释片庆大霉素的聚乳酸圆柱体激素左炔诺酮的空心聚乳酸纤维剂等,7.6.3聚羟基乙酸和聚乳酸的改性,二嵌段共聚物：

PEG-PGA；

PEG-PLA三嵌段共聚物：

PGA-PEG-PGA；

PLA-PEG-PLA,亲水性和降解性可调控,1）亲水性共聚物：

多肽和蛋白质药物控制释放与血液接触的表面和组织粘合剂智能控释体系,如：

商品名为垂普啉（Tryplin）PLGA包载促黄体激素（LHRH）治疗乳腺癌和前列腺癌，1针/月，6-10针即可完全抑制癌的发展。

日本和美国年产值10亿美元,用途：

2）聚合物合金可提高产品的力学强度和硬度及抗弯强度,用途：

作内植骨固定装置如：

L-PLA与聚富马酸酯合金,3）自增强复合材料,如：

PGA纤维增强PGA板，抗弯强度可达到300MPa,7.6.4聚己内酯（PCL）,结构式：

高分子量的PCL制备方法同聚乳酸（开环聚合）,PCL半结晶态聚合物,结晶度约为45%超低玻璃化温度（Tg=-62C）和低熔点（Tm=57C）良好的药物通透性及热稳定性（分解温度=350C）,性质:

用途:

用于可溶蚀的扩散型控释放装置降解吸收时间长，用于长效抗生育制剂可制成微球、微胶囊、膜、纤维棒状及纳米粒子制剂可与PLA、PEG等共聚赋予材料特殊性能,冯新德院士首次合成PCL与DL-PLA的嵌段共聚物,当组分比为CL:

LA=60:

40时,达到稳态零级释放.,如:

7.6.5聚酸酐,如：

二羧酸乙酸酐,二酸酐预聚物,纯化,真空,1020万聚酸酐,结构式：

合成：

熔融缩聚,回流,性质：

高结晶度芳香族聚酸酐是高熔点和难溶解聚合物脂肪族聚酸酐熔点较低，能溶于大多数溶剂：

二氯甲烷、氯仿等脂肪族：

芳香族=1：

1时无定型态共聚后熔点降低且溶解性改善表面溶蚀降解机制（surfaceerodingdegradation）目前只有聚酸酐和聚原酸酯是表面熔蚀降解机制,举例：

用双-对羟基苯氧基丙烷和癸二酸反应生成的聚酸酐制成含有卡氮芥（BCNU）的微球，治疗致命性脑癌恶性胶质瘤，已获得美国FDA批准。

应用：

药物控释载体适用于大分子生物活性药物。

如：

蛋白、多肽和DNA药物,7.6.6聚磷腈,结构式：

合成方法：

水解后生成磷酸和铵盐调节不同侧链基团可得到性能不同的药物控释载体如：

侧链为温度响应或PH响应的智能型水凝胶药物体,用途：

可制备环境响应性药物释放装置,7.6.7氨基酸类聚合物,聚氨基酸假性聚氨基酸氨基酸-非氨基酸共聚物,氨基酸类聚合物分为三类：

聚氨基酸,优越性：

可降解生成简单的-氨基酸缺点：

成本高，除聚谷氨酸外，其他聚氨基酸难溶于水或常规有机溶剂。

如：

1968年Miganae等人合成了聚谷氨酸纤维（外科缝线）天然多肽序列聚氨基酸。

热-机械，电-机械和化学-机械之间的能量转换功能和逆相转变。

肌肉骨骼的修复装置，眼科装置，机械或电感应式药物控释装置。

美国Urry公司合成的颉-脯-甘-颉-甘（VPGVG）为重复结构单元的氨基酸，成膜交联后有如下性能：

假性聚氨基酸,用非酰胺键选择性地取代传统的酰胺键生成类似聚氨基酸的聚合物，如：

羧酸酯键、碳酸酯键、脲键等。

定义：

优势：

可明显改善其物理、化学和生物学性能保留了传统聚氨基酸的无毒和生物相容性合成时不需要昂贵的N-羧酸酐，成本大大降低,表2-3新型假性聚氨基酸,氨基酸与非氨基酸共聚物,如：

PEG-聚天门冬氨酸（由不溶水溶性胶囊）PEG-聚赖氨酸（不在脏器中积蓄）,优势：

改善溶解性、力学性能、亲水性；

更具有可修饰性,7.7水溶性高分子,典型的PEG：

可同其它聚合物共混、共聚等来改善聚合物材料的亲水性及血液相容性,其它：

壳聚糖、明胶、聚L-谷氨酸等,7.8智能型药物载体,壳聚糖:

含有-NH2基团，经过戊二醛或三聚磷酸盐交联后形成水凝胶。

PH7高分子链间（-NH2）有氢键生成并有疏水链相互作用力凝聚收缩，药物包埋其中不释放。

PH7高分子链上带正电荷（-NH3）高分子链互相排斥而溶胀于水中成凝胶状，药物通过扩散释放出。

（1）对PH敏感的水凝胶药物载体,+,高分子链上含有-COOHPH7时，以-COO存在，高分子链间相互排斥，以溶解或凝胶状存在，药物经扩散释放出。

PH7时，以-COOH存在，高分子链疏水相互作用及