聚乳酸及其共聚物在生物醫學領域中的應用

馬小惠 于亞鷺 陳曉霞 黃志超

新疆醫科大學公共衛生學院，新疆 烏魯木齊 830011

聚乳酸及其共聚物在生物醫學領域中的應用

馬小惠 于亞鷺 陳曉霞 黃志超

新疆醫科大學公共衛生學院，新疆 烏魯木齊 830011

本文介紹了聚乳酸及其共聚物在醫用縫合線、藥物控制釋放、組織工程材料、骨科材料、眼科植入材料等生物醫藥領域的應用，并對其在生物醫學領域的應用前景進行展望。

聚乳酸;生物醫用材料;生物降解性;生物相容性

Abstract：This paper introduced some applications of PLA and its copolymers in biomedical field，such as：medical seam，drug delivery system，tissue engineering，bone fixing，ophthalmology implantation material，and also viewed the using further of PLA in the biomedical field．

Key words：Polylactides;Biomedical material;Biodegradability;Biocompatibility

聚乳酸是一種具有良好的生物相容性和可生物降解的聚合物，是美國食品藥品管理局 (FDA)認可的一類生物降解材料，其最終降解產物是二氧化碳和水，中間產物乳酸也是體內正常糖代謝產物，所以不會在重要器官聚集。它具有對人體無毒、無刺激、可控制生物降解、生物相容性較好，且原料易得等優點，因此聚乳酸及其共聚物已經成為一種備受關注的新興可生物降解的生物醫用高分子材料［1］。其在生物醫學上的應用主要包括在縫合線、藥物控釋載體、骨科內固定材料、組織工程支架等方面的應用。

1 外科手術縫合線

聚乳酸及其共聚物最早在醫學上的應用就是外科手術縫合線。通過熔融紡絲和溶液紡絲，高分子量PLA可制成既能滿足縫孔強度要求，又能隨傷口愈合而被機體緩慢分解吸收的外科手術縫合線，這種縫線適合人體深部組織的傷口縫合，不用拆線，無需第二次手術。但如何使聚合物的降解速率與傷口愈合時間更好地相匹配及如何在縫合線中摻入抗炎藥來抑制局部炎癥及異物排斥反應等方面的研究還有待深入研究。

2 藥物控制釋放系統

控制釋放就是將藥物或其他生物活性物質和基材結合在一起使藥物通過擴散等方式在一定時間內，以某一速率釋放到環境中。聚乳酸作為藥物載體時，隨著聚乳酸在體內的降解，其結構變得疏松，內含藥物從中溶解，擴散的阻力減小，藥物釋放速度加快。當藥物釋放速度的加快剛好與含藥量的減少所引起的釋藥速度變慢一致時，就實現了藥物的長期衡量釋放。熊雷等［2］用PVP－b－PLA包裹納米Fe3O4，利用PLA的末端羥基可以進行功能化，如接載藥物或靶向試劑等，通過PLA的降解，可以將藥物或靶向試劑進行有效釋放。目前，聚乳酸及其共聚物已被應用到許多藥物的控制釋放中，主要包括生物活性分子 (如生長素，牛血清白蛋白)、抗癌物 (如順氯氨鉑，阿霉素，博來霉素等)、抗生素 (如氯霉素，青霉素等)、麻醉劑、麻醉劑拮抗物、避孕藥以及其他藥物的釋放。

3 組織工程方面的應用

組織工程的基本原理和方法是將體外培養的組織、細胞吸附擴增于一種生物相容性良好并可被人體逐步降解吸收的生物材料上，形成細胞－生物材料復合物。聚乳酸作為組織工程支架材料，可為細胞提供一個生存的三維空間，有利于細胞獲得足夠的營養物質進行營養物交換，并且能排除廢物，使細胞能在預先設計的三維形狀支架上生長并逐漸長成組織和器官，與此同時，聚乳酸緩慢降解并最終消失。施云峰等［3］制備了改性殼聚糖與PLA的共聚物，經測試表明，共聚物具有較好的親水性，有較PLA及殼聚糖更為優良的性能，可作為組織工程支架材料。

4 骨折內固定材料

PLA及其共聚物作為人體內使用的高分子材料需求日益增加，用其制成的骨釘、骨固定板等已經在各類骨折的治療中得到了廣泛應用，其優點可以在骨折痊愈后不需要再進行手術取出，從而大大減輕患者的痛苦。在一些臨床對照實驗中，PLA及其共聚物與金屬材料在骨折的治療結果上并無差別，只要選擇合適，某些部位特別是關節周圍的骨折，PLA類材料是金屬材料最好的替代品。

5 基因治療載體

基因治療主要通過病毒載體、非病毒載體及基因槍直接注入三種途徑將目的基因導入組織細胞。生物降解聚乳酸微球具有自身穩定性好、化學結構和粒度大小可人為控制的優越性，并可通過化學手段控制基因的釋放速度。DNA以物理形式包埋在微球中，可最大限度地保持原有的活性。PLGA微球包封DNA，可靶向作用于吞噬細胞，引起細胞壞死、凋亡，從而起到細胞免疫作用。趙耀明等［4］采用分散－溶媒擴散法制備紅霉素－聚乳酸微球，其體外緩釋半衰期為28h，175h后累積釋藥百分率約為80%，注射微球混懸劑的兔肺組織中藥物含量為普通市售紅霉素注射劑的6倍，達到了肺靶向的目的。

6 眼科材料

視網膜脫離后需要在眼鞏膜表面植入填充物，使裂孔愈合。目前，這種填充物常用硅橡膠或硅膠海綿制成，由于這兩種物質不是生物降解材料，常引起異物反應，聚乳酸及其共聚物具有可生物降解性，是一種理想的填充材料。糖皮質激素是治療白內障術后炎癥反應的常用藥物，用含地塞米松60ug與PLA制成直徑及厚度為1 mm的粒狀地塞米松－DSS，證實地塞米松－DSS比地塞米松滴眼液能更有效地減輕術后炎癥反應，且無明顯的不良反應，是安全有效的治療方法，目前此劑型已在眼科臨床上使用［5］。

7 疫苗佐劑

疫苗佐劑的作用是提高疫苗的效力，增強感染的免疫保護。PLA納米顆粒因其可生物降解且原料經濟易得而成為一種新型疫苗佐劑。早在1990年世界衛生組織開始著手開展早期兒童免疫時，實現依靠可生物降解PLGA微球的單劑量給藥方式就是其主要目標之一。而破傷風類毒素就被選為代表性抗原，并檢測PLGA微球用于人體的免疫安全及免疫行為。PLA/PLGA微球包封抗原，使抗原性得到保護，使口服免疫代替傳統多次注射性免疫成為可能，在免疫學研究中發揮了重要的作用。

聚乳酸及其共聚物的研究與應用是近年來生物醫學材料研究的重要方向，為生物醫學的發展提供了新的手段。隨著納米技術在高分子科學中的應用及新型高分子納米粒子的合成，高分子聚合物在醫學中的應用具有更加廣泛的發展前景。目前國內外學者正從基礎和應用兩方面廣泛展開對聚乳酸體系的研究開發，重點是生物降解性試驗方法及評價標準、降解機理、合成加工和應用技術等。隨著研究的不斷深入，隨著生物醫學和材料學的進一步結合，聚乳酸及其共聚物在生物醫學領域的研究將會越來越廣泛和深入。可以預見，聚乳酸類醫用高分子材料一旦工業化，在生物醫學方面將會有非常廣闊的應用前景

［1］曹燕琳，尹靜波，顏世峰．生物可降解聚乳酸的改性及其應用研究進展［J］．高分子通報，2006，19(10)：90－97．

［2］熊雷，姜宏偉，王迪珍．PVP－b－PLA修飾Fe3O4磁性納米粒子的制備與表征［J］．高分子學報，2008，(8)：791－796．

［3］施云峰，謝德明，周長忍．殼聚糖與丙交酯接枝共聚物的制備與表征［J］．材料科學與工程學報，2008，26(1)：114－117．

［4］趙耀明，汪朝陽，麥杭珍，等．聚乳酸的直接合成及其紅霉素肺靶向藥物微球的應用［J］．高分子材料科學與工程．2003，19(5)：145－148．

［5］高潮，王志立，戴曉東．地塞米松緩釋劑在白內障超聲乳化摘除人工晶狀體植入術中的臨床應用［J］．臨床眼科雜志，2005，13(1)：35－37．

The Application of Polylactide Materials in Biomedical Field

MA Xiao－hui，YU Ya－lu，CHEN Xiao－xia，HUANG Zhi－chao
College of Public Health，Xinjiang Medical University Urumqi 830011，China

R318.08

A

1007－8517(2011)05－0012－02

2011.01.27)