生物可降解材料
生物可降解材料在医学上是指一类具有特殊性能,用于外科修复、理疗康复、诊断、治疗病患,能够在生物体内可降解与吸收,而对人体组织不会产生不良影响的生物材料。
根据原材料的来源以及材料的加工处理技术的不同,生物可降解材料可以分为:可降解天然高分子材料、可降解合成高分子材料和可降解微生物合成高分子材料。
一、可降解天然高分子材料
可降解的天然高分子材料大致分为以下几类。
明胶:
天然明胶的主要来源是动物皮、骨、筋腱等,天然明胶的特点是水溶性高分子、缓慢吸水后会产生膨胀软化的现象,天然的明胶一般应用于药物的微胶囊化、包衣,还可以用于制备可降解水凝胶,人造皮肤,以及防止伤口体液流出和感染的情况发生。
多糖:
天然多糖的主要来源是改性纤维素、淀粉、各种葡聚糖、藻肮酸、透明质酸、肝素、壳聚糖等,多糖的主要特点是具有优良的生物相容性和生物可降解性。多糖在医学上可以用于手术缝合线、人工皮肤 , 还可以用作核聚糖作用载体。
丝素蛋白:
丝素蛋白的主要来源是蚕丝 , 丝素蛋白由 18 种氨基酸所组成,具有良好的生物亲和性,对机体无毒性,无致敏和刺激作用,还具有成膜性好的特点。丝素蛋白可以应用在人造皮肤、药物载体、人工肌腱与韧带,还可以作组织工程支架材料、人工血管、非口服的药物载体。
关于丝素蛋白的更多了解请点击下方链接
https://zhuanlan.zhihu.com/p/141770423
https://www.39kf.com/cooperate/qk/journal/0405/02/2005-05-13-63187.shtml
二、人工合成可降解高分子材料
人工合成可降解高分子材料常在改性过程中将具有酯基构造的脂肪族(共)聚酯引入化学结构中,在使用的过程中易被分化降解。
人工合成可降解高分子材料大概可分为以下几类。
脂肪聚酯:
PGA PLA
脂肪族聚酯是公认的一类最有发展前景的可完全生物降解聚酯,由于可在自然环境中被降解成 CO 而受到青睐。
脂肪聚酯中 PGA(聚乙交酯)、PLA(聚乳酸纳米复合材料)、PCL(聚己内酯)及其共聚物等因含毒量少,毒性低的特点,在生物医用领域有广泛的用途。当脂肪聚酯为高聚物时,有较高的强度和良好的力学性能,而且在人体内的降解速率缓慢,高脂肪聚酯可作巩固骨组织的原料;但当脂肪聚酯为低聚物时,其降解速度和分化速度就会加快,适用于输送药物系统。此外,PGA、PLA、PCL 具有良好的生物相容性,可被人体接收和完全分解。已经运用于生物医用高分子、纺织和包装等行业,常做医用缝合线、外科矫正材料和骨钉。
聚原酸酯:聚原酸酯是一种人工合成的具有酸敏感特性的酯键高分子聚合物,属于非均相异构体。通过水解反应,可以使得原酸酯键水解成可溶于水的小分子物质,这种水解之后的小分子很容易被人体吸收排泄。
手术缝合线
三、微生物合成可降解高分子材料
微生物合成可降解高分子材料是通过微小生物体的发酵以及一系列复杂过程,将碳源有机物合成可降解聚合物的反应过程。应用较为广泛的微生物合成可降解高分子材料的有生物聚酯(PHA)和聚羟基丁酯(PHB)两种,其中微生物聚酯(PHA)方面的研究较多。