Biorazgradljivi materiali in njihova uporaba v biomedicini

Biorazgradljivi materiali in njihova uporaba v biomedicini

Z nenehnim razvojem medicinske tehnologije in vedno večjim izboljševanjem življenjskega standarda ljudi so se v človeških tkivih začele pogosto uporabljati različne vrste medicinskih materialov. Združljivost, združljivost krvi in ​​razgradljivost med medicinskim materialom in človeškimi tkivi Ljudje posvečajo vedno več pozornosti drugim vprašanjem. Sledi sistematična analiza in razprava o uporabi biorazgradljivih materialov na biomedicinskem področju. Najprej se naredi predhodna analiza načela razgradnje biorazgradljivih materialov, nato pa se v skladu s postopkom in standardi virov analizirajo običajni biološko razgradljivi materiali na biomedicinskem področju. Razvrstite in predstavite uporabo nekaterih tipičnih materialov v biomedicini.

1. Načelo razgradnje biološko razgradljivih materialov

Biološko razgradljivi materiali sodelujejo z biološkim okoljem različnih dejavnikov, kot so telesne tekočine, organske makromolekule, encimi, prosti radikali, celice itd., In se skozi vrsto reakcij, kot so hidroliza, encimoliza in oksidacija, postopoma razgradijo v spojine z nizko molekulsko maso. monomer. Po absorpciji, prebavi in ​​presnovnih reakcijah se razgradni produkti izločijo iz telesa ali sodelujejo v normalni presnovi telesa, ki jo telo absorbira, da dokonča proces razgradnje. Če telesna tekočina vstopi v biološki material iz tkiva ali se določena komponenta biološkega materiala raztopi v telesni tekočini, se bo zaradi povečanja prostornine material razširil in izločil lastno snov. Ta postopek uniči vodikovo vez in van der Waalsovo silo samega materiala. , Bo povzročil razpoke ali praznine v materialu, sčasoma pa se bo material postopoma kemično razgradil v biološkem okolju. V klinični praksi ljudje upajo, da bodo implantirani biološko razgradljivi materiali med istim postopkom tudi zaključili reakcije diferenciacije in razgradnje v obdobju obdelave biološkega tkiva, da bi se izognili vnetju ali stresu telesa&št. materialov. Vemo, da je čas zdravljenja kožnega tkiva običajno v 3 do 10 dneh, čas zdravljenja visceralnega tkiva je običajno med 1 in 2 mesecema, čas zdravljenja velikih tkiv organov pa pogosto traja 6 mesecev ali več. Po vsaditvi biorazgradljivih biomaterialov v človeško telo imajo njihove lastnosti razgradnje in razgradni produkti velik vpliv na biološko okolje, materialne reakcije in reakcije človeškega telesa. Počasna stopnja razgradnje ali dolg čas zadrževanja razgradnih produktov lahko zlahka povzroči vnetje v človeških tkivih. , Tromboza in drugi neželeni učinki. Študije [6] so pokazale, da postopek razgradnje in napredek večine biološko razgradljivih materialov nista v skladu z najbolj pričakovanimi rezultati. Zato je treba pri raziskavah in klinični uporabi biološko razgradljivih materialov previdno obravnavati vprašanja razgradnje biorazgradljivih materialov, zlasti stopnjo razgradnje in razgradne produkte.

2. Osnovna razvrstitev in uporaba biološko razgradljivih materialov

Biorazgradljivi materiali se uporabljajo v človeškem telesu in morajo izpolnjevati stroge pogoje glede samega materiala in njegovih učinkov na človeško telo: enostaven za obdelavo, nizka cena, enostavna za sterilizacijo, določen čas razgradnje, biološka stabilnost in mehanske lastnosti, da se potrebe mesta implantacije, dobra histokompatibilnost, krvna združljivost in mehanska združljivost, brez reakcije pirogena, genske toksičnosti, teratogenosti in rakotvornosti, brez draženja in preobčutljivosti.

Trenutno lahko biorazgradljive materiale razvrstimo po različnih postopkih in virih, vključno z naravnimi polimerno razgradljivimi materiali, mikrobnimi sintetično razgradljivimi polimernimi materiali in kemično sintetiziranimi razgradljivimi polimernimi materiali [3,9]. Posebna razvrstitev in uporaba sta povzeta na naslednji način:

1. Naravni polimerni biološko razgradljivi materiali

Trenutno najpogosteje uporabljeni naravni polimerni biološko razgradljivi materiali na biomedicinskem področju vključujejo predvsem želatino, kolagen, polisaharide in svileni fibroin.

(1) Želatinski material

Želatina večinoma izvira iz kože, kosti, kit, repa in drugih tkiv sesalcev. Njegova najbolj opazna lastnost je vodotopni polimer, ki se po absorpciji vode počasi širi in mehča ter ima biokompatibilnost, geliranje in biorazgradljivost. Uporablja lastnosti želatine, ki je enostavna za oblikovanje, razgradljiva z encimi in jo človeško telo zlahka absorbira, zato se lahko uporablja kot material za počasno sproščanje v nosilcih zdravil, pomožnih snoveh ali lupinah s počasnim sproščanjem; zaradi svoje dobre zračne in vodne prepustnosti lahko kot povoj za rane in umetni kožni material prepreči tekočino iz rane ali pojav sekundarnih simptomov okužbe; poleg tega so želatinski nadomestki v plazmi razgradljivi, nestrupeni in neimunogeni itd. Klinična prednost.

(2) Kolagen

Kolagen je glavna sestavina vezivnega tkiva, ki predstavlja približno 1/3 vsebnosti beljakovin v živalih. Najdemo ga predvsem v živalskih tkivih, koži, vezi in hrustancu. Ima funkcije podpiranja telesnih organov, vzdrževanja mehanske stabilnosti, elastičnosti in moči. Kot naravni biološki vir ima značilnosti dobre biokompatibilnosti, nizke imunogenosti in biorazgradljivosti; klinična uporaba je pokazala, da lahko kolagen znatno spodbuja obnovo, regeneracijo in rekonstrukcijo okvarjenih tkiv; vendar mu primanjkuje zadostne mehanske trdnosti je mogoče izboljšati z modifikacijo zamreženja ali uporabo kompozita z drugimi biološkimi materiali]. Trenutno se kolagen pogosto uporablja pri pripravi biološko razgradljivih šivov, hemostatikov in povojev za rane, bioloških obližev, materialov za popravilo kosti, membran za hemodializo, hemostatikov, nosilcev sproščanja zdravil in kot oder za tkivni inženiring, različnih oftalmoloških pripomočkov in drugih vidiki. Glede na zapletenost kliničnih vprašanj in potrebo po nadgradnji izdelkov pa je v aplikativnih raziskavah kolagena treba rešiti še veliko težav, kot so potencialni imunski odziv heterolognega kolagena, možna citotoksičnost preostalega zamreženja in implantacija. Nadzor mehanske trdnosti in razgradnje izdelkov, podobnih kolagenu.

(3) Polisaharidni materiali

Polisaharidni materiali večinoma izvirajo iz škroba, hialuronske kisline, heparina, hitina in drugih sestavin, njihova biokompatibilnost in biorazgradljivost pa sta zelo idealni. V naravi je hitin bogat po vsebnosti in je velik razred pomembnih polisaharidov, razen celuloze. Je nestrupen in nima stranskih učinkov. Ima dobro afiniteto do človeških celic, ne povzroča zavrnitve ter dobro biološko združljivost in razgradljivost. Poleg tega ima tudi lastnosti antibakterijskih, protivirusnih, protitumorskih, ki spodbujajo celjenje ran in močno adsorpcijsko sposobnost. Ker hitin vsebuje veliko polarnih skupin, kot so vodikove vezi in ima visoko kristaliničnost, je netopen v kislini in alkalijah in netopen v vodi, zato ga telo težko uporablja. Hitin pa se lahko raztopi v razredčeni kislini in telesnih tekočinah, potem ko se deacetilira v hitosan, in ga lahko uporablja človeško telo. Hitin in hitosan imata visoko kemijsko reaktivnost, njihovi derivati ​​pa se po amidiranju, karboksilaciji, cianiranju, zakisanju in drugih modifikacijah pogosto uporabljajo na medicinskem področju, kot so hemostatiki, flokulanti, vpojni kirurški šivi, umetna koža, povoji za rane, počasno sproščanje sredstva proti raku ali kemoterapevtiki, imobilizirani nosilci encimov, materiali ločevalne membrane itd.

(4) svileni fibroin

Svileni fibroin je večinoma pridobljen iz svile in vsebuje v sebi zelo bogate aminokisline, zato ima dobro biokompatibilnost in je dokazano nealergen ali rakotvoren, z odlično preglednostjo in zračno prepustnostjo ter z dobrim učinkom tvorjenja filma. Zaradi molekularne strukture svilenega fibroina pa hidrofilnost svilenega fibroina in mehanske lastnosti po nastanku filma niso dobre. Z metodo spreminjanja mešanice vodikove vezi in druge sile, ki nastanejo med mešanimi makromolekulami in svilenim fibroinom, povzročajo, da molekule svilenega fibroina za spremembo strukture učinkovito izboljšajo mehanske lastnosti, toplotne lastnosti in topnost materialov svilene fibroine v vodi. Trenutno se na področju biomedicine pogosto uporablja v materialih za nanašanje ran, umetni koži, umetnih tetivnih vezi, kontaktnih lečah, nosilcih zdravil, umetnih nosilcih krvnih žil in na drugih področjih.

2. Mikrobna sinteza razgradljivih polimernih materialov

Mikrobna sinteza razgradljivih polimernih materialov se nanaša na uporabo nekaterih organskih snovi (na primer glukoze ali škroba) kot vira hrane za sintezo organskih snovi, ki izvirajo iz ogljika, v poliester z različnimi lastnostmi v vrsti zapletenih reakcij, kot je fermentacija mikroorganizmov. Ali polisaharidni polimeri. Trenutno mikrobni sintetični polimerni biorazgradljivi materiali, ki se pogosto uporabljajo v klinični praksi, vključujejo predvsem dve vrsti: biopoliester (PHA) in polihidroksibutil ester (PHB). Za primer vzemimo PHB. PHB je visoko molekularni polimer, ki ga sintetizirajo mikrobne celice. Njegova struktura in zmogljivost se razlikujeta od naravnih makromolekularno razgradljivih materialov, vendar bolj podobna alifatskim poliestrskim polimerom, z naravno in kemično sintetično razgradljivostjo Prednost polimera so razgradni produkti, ki se končno izločajo kot ogljikov dioksid in voda s presnovo, brez kakršnih koli strupenih snovi, ki lahko pridobijo s sintezo kemičnih surovin. Poleg tega so Tang Suyang in druge študije pokazale, da ima PHB odlično biološko združljivost. Trenutno se pogosto uporablja v absorpcijskih kirurških šivih, ortopedskih materialih in sistemih za nadzor zdravil.

3. Kemična sinteza razgradljivih polimernih materialov

V primerjavi z naravnimi polimeri lahko biorazgradljive polimerne materiale, sintetizirane s kemičnimi metodami, izberemo glede na potrebe dejanskih aplikacij, z izbiro ustreznih monomerov ali z nadzorom reakcijskih pogojev v procesu sinteze ali s preprostimi in poceni fizikalnimi ali kemičnimi spremembami. itd., da oblikuje in prilagodi njegovo strukturo in delovanje, da se doseže namen sinteze ciljnega materiala. Na primer s pomočjo kemijskih kontrolnih metod je mogoče izboljšati trdnost, stopnjo razgradnje, mikroporozno strukturo in prepustnost polimernih materialov, da se razširi področje uporabe. V trenutno razvitih in raziskanih kemično sintetiziranih biološko razgradljivih polimerih glavna veriga na splošno vsebuje hidrolizirane estrske skupine, amido skupine ali skupine sečnine. Sledi najbolj raziskana in najpogosteje uporabljena vrsta kemično sintetiziranih razgradljivih polimernih materialov v sedanji klinični biomedicinski praksi - alifatski poliestrski materiali, kot so poliglikolid (PGA), polilaktična kislina (PLA) in polilaktična kislina-kopolimer glikolne kisline (PLGA) ), predstavljen bo polikaprolakton (PCL) itd.

(1) Poliglikolid (PGA)

PGA je linearni alifatski poliester z najpreprostejšo strukturo. Kot osnovni vir uporablja glikolno kislino in ima široko paleto surovin, predvsem sladkorne pese, nezrelega grozdnega soka in sladkornega trsa. Med obstoječimi biorazgradljivimi polimeri je stopnja razgradnje PGA razmeroma hitra, zlasti trdnost v kratkem času hitro propade. PGA je prvi biološko razgradljiv polimerni material, ki se uporablja za absorpcijo kirurških šivov. Presnovki produkta razgradnje glikolne kisline se lahko sčasoma popolnoma izločijo iz telesa, ne da bi škodovali človeškemu telesu. Nekatere literature kažejo, da se po nanosu 2-tedenskih šivov PGA v telesu natezna trdnost lahko zmanjša za polovico, telo pa lahko v približno 4 mesecih doseže stanje popolne razgradnje in absorpcije. Material PGA, pripravljen z glikolno kislino, ima molekulsko maso več kot 10.000 in se lahko uporablja za kirurške šive. Vendar ima zaradi visoke kristalnosti (46% -50%) slabosti zaradi težke obdelave, nizke trdnosti in hitre stopnje razgradnje, vendar ne more izpolniti zahtev glede zmogljivosti vsadljivih materialov. Zato ga ljudje spreminjajo z različnimi metodami, da optimizirajo njegove fizikalne in kemijske lastnosti, da razširijo področje uporabe. Na primer s spremembo kopolimerizacije, da se tvori kopolimer, ki združuje lastnosti obeh za izboljšanje razgradljivosti, biokompatibilnosti, mehanskih lastnosti PGA itd .; ali izvedite modifikacijo mešanice, da dobite mešanico z dodajanjem lastnih polimernih vlaken ali dodatkov itd., da izboljšate trdnost in druge lastnosti PGA. Trenutno se modificirani PGA pogosto uporablja v absorpcijskih šivih, tkivnem inženirstvu, sistemih za nadzor zdravil, absorpcijskih kostnih nohtih, kostnih ploščah in materialih za kirurško korekcijo.

(2) polilaktična kislina (PLA)

Leta 1966 so Kulkarni in sod. ugotovili, da imajo PLA z nizko in molekulsko maso odlično biološko združljivost. Končna razgradna produkta sta H2O in CO2. Vmesni izdelek mlečna kislina je tudi običajen presnovek sladkorja v telesu, ki ne bo povzročal škodljivih učinkov na organizem. To je privedlo do raziskav in uporabe PLA kot biomedicinskega materiala [29-30]. Leta 1997 je FLA odobrila FLA za klinično uporabo kot pomožne snovi in ​​medicinske šive. PLA je homopolimer monomera mlečne kisline. Ker je laktid (LA) kiralna molekula, obstajata dve vrsti optično aktivnih snovi, zato ima PLA tudi L-polilaktično kislino (PLLA), desnosmerno polilaktično kislino (PDLA), racemizacijsko polilaktično kislino (PDLLA) te tri tri- dimenzijske konfiguracije. Med njimi sta PLLA in PDLA polkristalinični polimeri z visoko natezno trdnostjo in počasno razgradnjo. So idealni materiali za kirurške plastične materiale, kirurške šive in materiale za vsadke; medtem ko je PDLLA amorfni kopolimer z nizko trdnostjo in stopnjo razgradnje. Hitro, pogosto uporabljeno v nosilcih zdravil in v odrih za regeneracijo tkiva z nizko trdnostjo. Vendar je stopnjo razgradnje PLA&# 39 težko nadzorovati, krhko in slabo odporno proti udarcem, kar močno omejuje področje uporabe. V zadnjih letih ljudje uporabljajo različne metode modifikacije, kot so modifikacija kopolimerizacije, priprava samoarmirane polilaktične kisline ali tvorba kompozitnih materialov z drugimi snovmi za nadzor stopnje razgradnje in izboljšanje prožnosti PLA, da bi nenehno širili njegovo uporabo polja. Na primer, polilaktična kislina je hidrofobni polimer, ki omejuje njeno uporabo v nosilcih zdravil. Zato ljudje izboljšajo njeno hidrofilnost s kopolimerizacijo polilaktične kisline s hidrofilnimi snovmi (kot so polietilen glikol, poliglikolna kislina, polietilen oksid itd.). Trenutno se vsadki PLA / PLGA pogosto uporabljajo kot nosilci s počasnim in nadzorovanim sproščanjem za protitumorska zdravila, polipeptide, beljakovinska zdravila in kitajska zdravila. Poleg tega se PLA in spremenjeni PLA pogosto uporabljajo v oftalmoloških materialih, kirurških šivih, materialih za notranjo fiksacijo zlomov in popravilih tkivnega inženiringa.

(3) Polikaprolakton (PCL)

PCL je polkristalni linearni poliester z nizkim tališčem in temperaturo steklenega prehoda, zelo nizko natezno trdnostjo (23 MPa), velikim raztezkom pri prelomu (700%) in je lahko topen v številnih organskih topilih. Kopolimeriziran z različnimi polimeri, ima dobro termoplastičnost in obdelovalnost; poleg tega so PCL surovine lahko dostopne, stopnja razgradnje je počasna in ima odlično prepustnost in biološko združljivost zdravil. Zato se pogosto uporablja kot kirurški šivi, naprave za fiksiranje notranjih kostnih presadkov, medicinska oprema in biološko razgradljivi nosilci s kontroliranim sproščanjem. Poleg tega lahko s spreminjanjem PLA za izboljšanje njegove hidrofilnosti in stopnje razgradnje obseg njegove uporabe še razširimo, na primer materiale za popravilo organov, umetno kožo, kirurške protitelesne membrane ter tkivno in celično inženirstvo.

3. Zaključek

Biorazgradljivi materiali kažejo dobre fizikalne in kemijske lastnosti, biološke lastnosti in biomehanske lastnosti ter jih je mogoče prilagoditi in obdelati glede na dejanske pogoje, ki v največji meri ustrezajo funkcionalnim potrebam biomedicine in so uporabni na številnih področjih biomedicine. Na tej stopnji se je raziskovalna točka biorazgradljivih materialov na področju biomedicine, ki se pogosto uporablja, začela prenašati iz šiva in fiksacije na bolj zapletena področja, kot so materiali za gradbeni odri tkiv. V praksi pa visoki stroški biološko razgradljivih materialov še vedno vplivajo na njihovo promocijo na lokalni ravni. Nujno je treba rešiti zlasti problem nadzora stopnje razgradnje, primerne za različne predmete. Na primer, kako prilagoditi stopnjo razgradnje PCL tako, da zadosti potrebam kratkoročnih nosilcev zdravil, in kako prilagoditi stopnjo razgradnje PLA tako, da ustreza potrebam inženiringa kostnega tkiva. Toda na splošno velja, da se bodo s stalnim razvojem in napredkom sorodnih disciplin in tehnologij postopoma reševali problemi, povezani z nadzorom stopnje razgradnje biorazgradljivih materialov in materialnih stroškov. Raziskave in razvoj biološko razgradljivih materialov na področju biomedicine. Tudi aplikacija se bo nadalje razvijala.

1. Načelo razgradnje biološko razgradljivih materialov

Biološko razgradljivi materiali sodelujejo z biološkim okoljem različnih dejavnikov, kot so telesne tekočine, organske makromolekule, encimi, prosti radikali, celice itd., In se skozi vrsto reakcij, kot so hidroliza, encimoliza in oksidacija, postopoma razgradijo v spojine z nizko molekulsko maso. monomer. Po absorpciji, prebavi in ​​presnovnih reakcijah se razgradni produkti izločijo iz telesa ali sodelujejo v normalni presnovi telesa, ki jo telo absorbira, da dokonča proces razgradnje. Če telesna tekočina vstopi v biološki material iz tkiva ali se določena komponenta biološkega materiala raztopi v telesni tekočini, se bo zaradi povečanja prostornine material razširil in izločil lastno snov. Ta postopek uniči vodikovo vez in van der Waalsovo silo samega materiala. , Bo povzročil razpoke ali praznine v materialu, sčasoma pa se bo material postopoma kemično razgradil v biološkem okolju. V klinični praksi ljudje upajo, da bodo implantirani biološko razgradljivi materiali med istim postopkom tudi zaključili reakcije diferenciacije in razgradnje v obdobju obdelave biološkega tkiva, da bi se izognili vnetju ali stresu telesa&št. materialov. Vemo, da je čas zdravljenja kožnega tkiva običajno v 3 do 10 dneh, čas zdravljenja visceralnega tkiva je običajno med 1 in 2 mesecema, čas zdravljenja velikih tkiv organov pa pogosto traja 6 mesecev ali več. Po vsaditvi biorazgradljivih biomaterialov v človeško telo imajo njihove lastnosti razgradnje in razgradni produkti velik vpliv na biološko okolje, materialne reakcije in reakcije človeškega telesa. Počasna stopnja razgradnje ali dolg čas zadrževanja razgradnih produktov lahko zlahka povzroči vnetje v človeških tkivih. , Tromboza in drugi neželeni učinki. Študije [6] so pokazale, da postopek razgradnje in napredek večine biološko razgradljivih materialov nista v skladu z najbolj pričakovanimi rezultati. Zato je treba pri raziskavah in klinični uporabi biološko razgradljivih materialov previdno obravnavati vprašanja razgradnje biorazgradljivih materialov, zlasti stopnjo razgradnje in razgradne produkte.

2. Osnovna razvrstitev in uporaba biološko razgradljivih materialov

Biorazgradljivi materiali se uporabljajo v človeškem telesu in morajo izpolnjevati stroge pogoje glede samega materiala in njegovih učinkov na človeško telo: enostaven za obdelavo, nizka cena, enostavna za sterilizacijo, določen čas razgradnje, biološka stabilnost in mehanske lastnosti, da se potrebe mesta implantacije, dobra histokompatibilnost, krvna združljivost in mehanska združljivost, brez reakcije pirogena, genske toksičnosti, teratogenosti in rakotvornosti, brez draženja in preobčutljivosti.

Trenutno lahko biorazgradljive materiale razvrstimo po različnih postopkih in virih, vključno z naravnimi polimerno razgradljivimi materiali, mikrobnimi sintetično razgradljivimi polimernimi materiali in kemično sintetiziranimi razgradljivimi polimernimi materiali [3,9]. Posebna razvrstitev in uporaba sta povzeta na naslednji način:

1. Naravni polimerni biološko razgradljivi materiali

Trenutno najpogosteje uporabljeni naravni polimerni biološko razgradljivi materiali na biomedicinskem področju vključujejo predvsem želatino, kolagen, polisaharide in svileni fibroin.

(1) Želatinski material

Želatina večinoma izvira iz kože, kosti, kit, repa in drugih tkiv sesalcev. Njegova najbolj opazna lastnost je vodotopni polimer, ki se po absorpciji vode počasi širi in mehča ter ima biokompatibilnost, geliranje in biorazgradljivost. Uporablja lastnosti želatine, ki je enostavna za oblikovanje, razgradljiva z encimi in jo človeško telo zlahka absorbira, zato se lahko uporablja kot material za počasno sproščanje v nosilcih zdravil, pomožnih snoveh ali lupinah s počasnim sproščanjem; zaradi svoje dobre zračne in vodne prepustnosti lahko kot povoj za rane in umetni kožni material prepreči tekočino iz rane ali pojav sekundarnih simptomov okužbe; poleg tega so želatinski nadomestki v plazmi razgradljivi, nestrupeni in neimunogeni itd. Klinična prednost.

(2) Kolagen

Kolagen je glavna sestavina vezivnega tkiva, ki predstavlja približno 1/3 vsebnosti beljakovin v živalih. Najdemo ga predvsem v živalskih tkivih, koži, vezi in hrustancu. Ima funkcije podpiranja telesnih organov, vzdrževanja mehanske stabilnosti, elastičnosti in moči. Kot naravni biološki vir ima značilnosti dobre biokompatibilnosti, nizke imunogenosti in biorazgradljivosti; klinična uporaba je pokazala, da lahko kolagen znatno spodbuja obnovo, regeneracijo in rekonstrukcijo okvarjenih tkiv; vendar mu primanjkuje zadostne mehanske trdnosti je mogoče izboljšati z modifikacijo zamreženja ali uporabo kompozita z drugimi biološkimi materiali]. Trenutno se kolagen pogosto uporablja pri pripravi biološko razgradljivih šivov, hemostatikov in povojev za rane, bioloških obližev, materialov za popravilo kosti, membran za hemodializo, hemostatikov, nosilcev sproščanja zdravil in kot oder za tkivni inženiring, različnih oftalmoloških pripomočkov in drugih vidiki. Glede na zapletenost kliničnih vprašanj in potrebo po nadgradnji izdelkov pa je v aplikativnih raziskavah kolagena treba rešiti še veliko težav, kot so potencialni imunski odziv heterolognega kolagena, možna citotoksičnost preostalega zamreženja in implantacija. Nadzor mehanske trdnosti in razgradnje izdelkov, podobnih kolagenu.

(3) Polisaharidni materiali

Polisaharidni materiali večinoma izvirajo iz škroba, hialuronske kisline, heparina, hitina in drugih sestavin, njihova biokompatibilnost in biorazgradljivost pa sta zelo idealni. V naravi je hitin bogat po vsebnosti in je velik razred pomembnih polisaharidov, razen celuloze. Je nestrupen in nima stranskih učinkov. Ima dobro afiniteto do človeških celic, ne povzroča zavrnitve ter dobro biološko združljivost in razgradljivost. Poleg tega ima tudi lastnosti antibakterijskih, protivirusnih, protitumorskih, ki spodbujajo celjenje ran in močno adsorpcijsko sposobnost. Ker hitin vsebuje veliko polarnih skupin, kot so vodikove vezi in ima visoko kristaliničnost, je netopen v kislini in alkalijah in netopen v vodi, zato ga telo težko uporablja. Hitin pa se lahko raztopi v razredčeni kislini in telesnih tekočinah, potem ko se deacetilira v hitosan, in ga lahko uporablja človeško telo. Hitin in hitosan imata visoko kemijsko reaktivnost, njihovi derivati ​​pa se po amidiranju, karboksilaciji, cianiranju, zakisanju in drugih modifikacijah pogosto uporabljajo na medicinskem področju, kot so hemostatiki, flokulanti, vpojni kirurški šivi, umetna koža, povoji za rane, počasno sproščanje sredstva proti raku ali kemoterapevtiki, imobilizirani nosilci encimov, materiali ločevalne membrane itd.

(4) svileni fibroin

Svileni fibroin je večinoma pridobljen iz svile in vsebuje v sebi zelo bogate aminokisline, zato ima dobro biokompatibilnost in je dokazano nealergen ali rakotvoren, z odlično preglednostjo in zračno prepustnostjo ter z dobrim učinkom tvorjenja filma. Zaradi molekularne strukture svilenega fibroina pa hidrofilnost svilenega fibroina in mehanske lastnosti po nastanku filma niso dobre. Z metodo spreminjanja mešanice vodikove vezi in druge sile, ki nastanejo med mešanimi makromolekulami in svilenim fibroinom, povzročajo, da molekule svilenega fibroina za spremembo strukture učinkovito izboljšajo mehanske lastnosti, toplotne lastnosti in topnost materialov svilene fibroine v vodi. Trenutno se na področju biomedicine pogosto uporablja v materialih za nanašanje ran, umetni koži, umetnih tetivnih vezi, kontaktnih lečah, nosilcih zdravil, umetnih nosilcih krvnih žil in na drugih področjih.

2. Mikrobna sinteza razgradljivih polimernih materialov

Mikrobna sinteza razgradljivih polimernih materialov se nanaša na uporabo nekaterih organskih snovi (na primer glukoze ali škroba) kot vira hrane za sintezo organskih snovi, ki izvirajo iz ogljika, v poliester z različnimi lastnostmi v vrsti zapletenih reakcij, kot je fermentacija mikroorganizmov. Ali polisaharidni polimeri. Trenutno mikrobni sintetični polimerni biorazgradljivi materiali, ki se pogosto uporabljajo v klinični praksi, vključujejo predvsem dve vrsti: biopoliester (PHA) in polihidroksibutil ester (PHB). Za primer vzemimo PHB. PHB je visoko molekularni polimer, ki ga sintetizirajo mikrobne celice. Njegova struktura in zmogljivost se razlikujeta od naravnih makromolekularno razgradljivih materialov, vendar bolj podobna alifatskim poliestrskim polimerom, z naravno in kemično sintetično razgradljivostjo Prednost polimera so razgradni produkti, ki se končno izločajo kot ogljikov dioksid in voda s presnovo, brez kakršnih koli strupenih snovi, ki lahko pridobijo s sintezo kemičnih surovin. Poleg tega so Tang Suyang in druge študije pokazale, da ima PHB odlično biološko združljivost. Trenutno se pogosto uporablja v absorpcijskih kirurških šivih, ortopedskih materialih in sistemih za nadzor zdravil.

3. Kemična sinteza razgradljivih polimernih materialov

V primerjavi z naravnimi polimeri lahko biorazgradljive polimerne materiale, sintetizirane s kemičnimi metodami, izberemo glede na potrebe dejanskih aplikacij, z izbiro ustreznih monomerov ali z nadzorom reakcijskih pogojev v procesu sinteze ali s preprostimi in poceni fizikalnimi ali kemičnimi spremembami. itd., da oblikuje in prilagodi njegovo strukturo in delovanje, da se doseže namen sinteze ciljnega materiala. Na primer s pomočjo kemijskih kontrolnih metod je mogoče izboljšati trdnost, stopnjo razgradnje, mikroporozno strukturo in prepustnost polimernih materialov, da se razširi področje uporabe. V trenutno razvitih in raziskanih kemično sintetiziranih biološko razgradljivih polimerih glavna veriga na splošno vsebuje hidrolizirane estrske skupine, amido skupine ali skupine sečnine. Sledi najbolj raziskana in najpogosteje uporabljena vrsta kemično sintetiziranih razgradljivih polimernih materialov v sedanji klinični biomedicinski praksi - alifatski poliestrski materiali, kot so poliglikolid (PGA), polilaktična kislina (PLA) in polilaktična kislina-kopolimer glikolne kisline (PLGA) ), predstavljen bo polikaprolakton (PCL) itd.

(1) Poliglikolid (PGA)

PGA je linearni alifatski poliester z najpreprostejšo strukturo. Kot osnovni vir uporablja glikolno kislino in ima široko paleto surovin, predvsem sladkorne pese, nezrelega grozdnega soka in sladkornega trsa. Med obstoječimi biorazgradljivimi polimeri je stopnja razgradnje PGA razmeroma hitra, zlasti trdnost v kratkem času hitro propade. PGA je prvi biološko razgradljiv polimerni material, ki se uporablja za absorpcijo kirurških šivov. Presnovki produkta razgradnje glikolne kisline se lahko sčasoma popolnoma izločijo iz telesa, ne da bi škodovali človeškemu telesu. Nekatere literature kažejo, da se po nanosu 2-tedenskih šivov PGA v telesu natezna trdnost lahko zmanjša za polovico, telo pa lahko v približno 4 mesecih doseže stanje popolne razgradnje in absorpcije. Material PGA, pripravljen z glikolno kislino, ima molekulsko maso več kot 10.000 in se lahko uporablja za kirurške šive. Vendar ima zaradi visoke kristalnosti (46% -50%) slabosti zaradi težke obdelave, nizke trdnosti in hitre stopnje razgradnje, vendar ne more izpolniti zahtev glede zmogljivosti vsadljivih materialov. Zato ga ljudje spreminjajo z različnimi metodami, da optimizirajo njegove fizikalne in kemijske lastnosti, da razširijo področje uporabe. Na primer s spremembo kopolimerizacije, da se tvori kopolimer, ki združuje lastnosti obeh za izboljšanje razgradljivosti, biokompatibilnosti, mehanskih lastnosti PGA itd .; ali izvedite modifikacijo mešanice, da dobite mešanico z dodajanjem lastnih polimernih vlaken ali dodatkov itd., da izboljšate trdnost in druge lastnosti PGA. Trenutno se modificirani PGA pogosto uporablja v absorpcijskih šivih, tkivnem inženirstvu, sistemih za nadzor zdravil, absorpcijskih kostnih nohtih, kostnih ploščah in materialih za kirurško korekcijo.

(2) polilaktična kislina (PLA)

Leta 1966 so Kulkarni in sod. ugotovili, da imajo PLA z nizko in molekulsko maso odlično biološko združljivost. Končna razgradna produkta sta H2O in CO2. Vmesni izdelek mlečna kislina je tudi običajen presnovek sladkorja v telesu, ki ne bo povzročal škodljivih učinkov na organizem. To je privedlo do raziskav in uporabe PLA kot biomedicinskega materiala [29-30]. Leta 1997 je FLA odobrila FLA za klinično uporabo kot pomožne snovi in ​​medicinske šive. PLA je homopolimer monomera mlečne kisline. Ker je laktid (LA) kiralna molekula, obstajata dve vrsti optično aktivnih snovi, zato ima PLA tudi L-polilaktično kislino (PLLA), desnosmerno polilaktično kislino (PDLA), racemizacijsko polilaktično kislino (PDLLA) te tri tri- dimenzijske konfiguracije. Med njimi sta PLLA in PDLA polkristalinični polimeri z visoko natezno trdnostjo in počasno razgradnjo. So idealni materiali za kirurške plastične materiale, kirurške šive in materiale za vsadke; medtem ko je PDLLA amorfni kopolimer z nizko trdnostjo in stopnjo razgradnje. Hitro, pogosto uporabljeno v nosilcih zdravil in v odrih za regeneracijo tkiva z nizko trdnostjo. Vendar je stopnjo razgradnje PLA&# 39 težko nadzorovati, krhko in slabo odporno proti udarcem, kar močno omejuje področje uporabe. V zadnjih letih ljudje uporabljajo različne metode modifikacije, kot so modifikacija kopolimerizacije, priprava samoarmirane polilaktične kisline ali tvorba kompozitnih materialov z drugimi snovmi za nadzor stopnje razgradnje in izboljšanje prožnosti PLA, da bi nenehno širili njegovo uporabo polja. Na primer, polilaktična kislina je hidrofobni polimer, ki omejuje njeno uporabo v nosilcih zdravil. Zato ljudje izboljšajo njeno hidrofilnost s kopolimerizacijo polilaktične kisline s hidrofilnimi snovmi (kot so polietilen glikol, poliglikolna kislina, polietilen oksid itd.). Trenutno se vsadki PLA / PLGA pogosto uporabljajo kot nosilci s počasnim in nadzorovanim sproščanjem za protitumorska zdravila, polipeptide, beljakovinska zdravila in kitajska zdravila. Poleg tega se PLA in spremenjeni PLA pogosto uporabljajo v oftalmoloških materialih, kirurških šivih, materialih za notranjo fiksacijo zlomov in popravilih tkivnega inženiringa.

(3) Polikaprolakton (PCL)

PCL je polkristalni linearni poliester z nizkim tališčem in temperaturo steklenega prehoda, zelo nizko natezno trdnostjo (23 MPa), velikim raztezkom pri prelomu (700%) in je lahko topen v številnih organskih topilih. Kopolimeriziran z različnimi polimeri, ima dobro termoplastičnost in obdelovalnost; poleg tega so PCL surovine lahko dostopne, stopnja razgradnje je počasna in ima odlično prepustnost in biološko združljivost zdravil. Zato se pogosto uporablja kot kirurški šivi, naprave za fiksiranje notranjih kostnih presadkov, medicinska oprema in biološko razgradljivi nosilci s kontroliranim sproščanjem. Poleg tega lahko s spreminjanjem PLA za izboljšanje njegove hidrofilnosti in stopnje razgradnje obseg njegove uporabe še razširimo, na primer materiale za popravilo organov, umetno kožo, kirurške protitelesne membrane ter tkivno in celično inženirstvo.

3. Zaključek

Biorazgradljivi materiali kažejo dobre fizikalne in kemijske lastnosti, biološke lastnosti in biomehanske lastnosti ter jih je mogoče prilagoditi in obdelati glede na dejanske pogoje, ki v največji meri ustrezajo funkcionalnim potrebam biomedicine in so uporabni na številnih področjih biomedicine. Na tej stopnji se je raziskovalna točka biorazgradljivih materialov na področju biomedicine, ki se pogosto uporablja, začela prenašati iz šiva in fiksacije na bolj zapletena področja, kot so materiali za gradbeni odri tkiv. V praksi pa visoki stroški biološko razgradljivih materialov še vedno vplivajo na njihovo promocijo na lokalni ravni. Nujno je treba rešiti zlasti problem nadzora stopnje razgradnje, primerne za različne predmete. Na primer, kako prilagoditi stopnjo razgradnje PCL tako, da zadosti potrebam kratkoročnih nosilcev zdravil, in kako prilagoditi stopnjo razgradnje PLA tako, da ustreza potrebam inženiringa kostnega tkiva. Toda na splošno velja, da se bodo s stalnim razvojem in napredkom sorodnih disciplin in tehnologij postopoma reševali problemi, povezani z nadzorom stopnje razgradnje biorazgradljivih materialov in materialnih stroškov. Raziskave in razvoj biološko razgradljivih materialov na področju biomedicine. Tudi aplikacija se bo nadalje razvijala.

1. Načelo razgradnje biološko razgradljivih materialov

Biološko razgradljivi materiali sodelujejo z biološkim okoljem različnih dejavnikov, kot so telesne tekočine, organske makromolekule, encimi, prosti radikali, celice itd., In se skozi vrsto reakcij, kot so hidroliza, encimoliza in oksidacija, postopoma razgradijo v spojine z nizko molekulsko maso. monomer. Po absorpciji, prebavi in ​​presnovnih reakcijah se razgradni produkti izločijo iz telesa ali sodelujejo v normalni presnovi telesa, ki jo telo absorbira, da dokonča proces razgradnje. Če telesna tekočina vstopi v biološki material iz tkiva ali se določena komponenta biološkega materiala raztopi v telesni tekočini, se bo zaradi povečanja prostornine material razširil in izločil lastno snov. Ta postopek uniči vodikovo vez in van der Waalsovo silo samega materiala. , Bo povzročil razpoke ali praznine v materialu, sčasoma pa se bo material postopoma kemično razgradil v biološkem okolju. V klinični praksi ljudje upajo, da bodo implantirani biološko razgradljivi materiali med istim postopkom tudi zaključili reakcije diferenciacije in razgradnje v obdobju obdelave biološkega tkiva, da bi se izognili vnetju ali stresu telesa&št. materialov. Vemo, da je čas zdravljenja kožnega tkiva običajno v 3 do 10 dneh, čas zdravljenja visceralnega tkiva je običajno med 1 in 2 mesecema, čas zdravljenja velikih tkiv organov pa pogosto traja 6 mesecev ali več. Po vsaditvi biorazgradljivih biomaterialov v človeško telo imajo njihove lastnosti razgradnje in razgradni produkti velik vpliv na biološko okolje, materialne reakcije in reakcije človeškega telesa. Počasna stopnja razgradnje ali dolg čas zadrževanja razgradnih produktov lahko zlahka povzroči vnetje v človeških tkivih. , Tromboza in drugi neželeni učinki. Študije [6] so pokazale, da postopek razgradnje in napredek večine biološko razgradljivih materialov nista v skladu z najbolj pričakovanimi rezultati. Zato je treba pri raziskavah in klinični uporabi biološko razgradljivih materialov previdno obravnavati vprašanja razgradnje biorazgradljivih materialov, zlasti stopnjo razgradnje in razgradne produkte.

2. Osnovna razvrstitev in uporaba biološko razgradljivih materialov

Biorazgradljivi materiali se uporabljajo v človeškem telesu in morajo izpolnjevati stroge pogoje glede samega materiala in njegovih učinkov na človeško telo: enostaven za obdelavo, nizka cena, enostavna za sterilizacijo, določen čas razgradnje, biološka stabilnost in mehanske lastnosti, da se potrebe mesta implantacije, dobra histokompatibilnost, krvna združljivost in mehanska združljivost, brez reakcije pirogena, genske toksičnosti, teratogenosti in rakotvornosti, brez draženja in preobčutljivosti.

Trenutno lahko biorazgradljive materiale razvrstimo po različnih postopkih in virih, vključno z naravnimi polimerno razgradljivimi materiali, mikrobnimi sintetično razgradljivimi polimernimi materiali in kemično sintetiziranimi razgradljivimi polimernimi materiali [3,9]. Posebna razvrstitev in uporaba sta povzeta na naslednji način:

1. Naravni polimerni biološko razgradljivi materiali

Trenutno najpogosteje uporabljeni naravni polimerni biološko razgradljivi materiali na biomedicinskem področju vključujejo predvsem želatino, kolagen, polisaharide in svileni fibroin.

(1) Želatinski material

Želatina večinoma izvira iz kože, kosti, kit, repa in drugih tkiv sesalcev. Njegova najbolj opazna lastnost je vodotopni polimer, ki se po absorpciji vode počasi širi in mehča ter ima biokompatibilnost, geliranje in biorazgradljivost. Uporablja lastnosti želatine, ki je enostavna za oblikovanje, razgradljiva z encimi in jo človeško telo zlahka absorbira, zato se lahko uporablja kot material za počasno sproščanje v nosilcih zdravil, pomožnih snoveh ali lupinah s počasnim sproščanjem; zaradi svoje dobre zračne in vodne prepustnosti lahko kot povoj za rane in umetni kožni material prepreči tekočino iz rane ali pojav sekundarnih simptomov okužbe; poleg tega so želatinski nadomestki v plazmi razgradljivi, nestrupeni in neimunogeni itd. Klinična prednost.

(2) Kolagen

Kolagen je glavna sestavina vezivnega tkiva, ki predstavlja približno 1/3 vsebnosti beljakovin v živalih. Najdemo ga predvsem v živalskih tkivih, koži, vezi in hrustancu. Ima funkcije podpiranja telesnih organov, vzdrževanja mehanske stabilnosti, elastičnosti in moči. Kot naravni biološki vir ima značilnosti dobre biokompatibilnosti, nizke imunogenosti in biorazgradljivosti; klinična uporaba je pokazala, da lahko kolagen znatno spodbuja obnovo, regeneracijo in rekonstrukcijo okvarjenih tkiv; vendar mu primanjkuje zadostne mehanske trdnosti je mogoče izboljšati z modifikacijo zamreženja ali uporabo kompozita z drugimi biološkimi materiali]. Trenutno se kolagen pogosto uporablja pri pripravi biološko razgradljivih šivov, hemostatikov in povojev za rane, bioloških obližev, materialov za popravilo kosti, membran za hemodializo, hemostatikov, nosilcev sproščanja zdravil in kot oder za tkivni inženiring, različnih oftalmoloških pripomočkov in drugih vidiki. Glede na zapletenost kliničnih vprašanj in potrebo po nadgradnji izdelkov pa je v aplikativnih raziskavah kolagena treba rešiti še veliko težav, kot so potencialni imunski odziv heterolognega kolagena, možna citotoksičnost preostalega zamreženja in implantacija. Nadzor mehanske trdnosti in razgradnje izdelkov, podobnih kolagenu.

(3) Polisaharidni materiali

Polisaharidni materiali večinoma izvirajo iz škroba, hialuronske kisline, heparina, hitina in drugih sestavin, njihova biokompatibilnost in biorazgradljivost pa sta zelo idealni. V naravi je hitin bogat po vsebnosti in je velik razred pomembnih polisaharidov, razen celuloze. Je nestrupen in nima stranskih učinkov. Ima dobro afiniteto do človeških celic, ne povzroča zavrnitve ter dobro biološko združljivost in razgradljivost. Poleg tega ima tudi lastnosti antibakterijskih, protivirusnih, protitumorskih, ki spodbujajo celjenje ran in močno adsorpcijsko sposobnost. Ker hitin vsebuje veliko polarnih skupin, kot so vodikove vezi in ima visoko kristaliničnost, je netopen v kislini in alkalijah in netopen v vodi, zato ga telo težko uporablja. Hitin pa se lahko raztopi v razredčeni kislini in telesnih tekočinah, potem ko se deacetilira v hitosan, in ga lahko uporablja človeško telo. Hitin in hitosan imata visoko kemijsko reaktivnost, njihovi derivati ​​pa se po amidiranju, karboksilaciji, cianiranju, zakisanju in drugih modifikacijah pogosto uporabljajo na medicinskem področju, kot so hemostatiki, flokulanti, vpojni kirurški šivi, umetna koža, povoji za rane, počasno sproščanje sredstva proti raku ali kemoterapevtiki, imobilizirani nosilci encimov, materiali ločevalne membrane itd.

(4) svileni fibroin

Svileni fibroin je večinoma pridobljen iz svile in vsebuje v sebi zelo bogate aminokisline, zato ima dobro biokompatibilnost in je dokazano nealergen ali rakotvoren, z odlično preglednostjo in zračno prepustnostjo ter z dobrim učinkom tvorjenja filma. Zaradi molekularne strukture svilenega fibroina pa hidrofilnost svilenega fibroina in mehanske lastnosti po nastanku filma niso dobre. Z metodo spreminjanja mešanice vodikove vezi in druge sile, ki nastanejo med mešanimi makromolekulami in svilenim fibroinom, povzročajo, da molekule svilenega fibroina za spremembo strukture učinkovito izboljšajo mehanske lastnosti, toplotne lastnosti in topnost materialov svilene fibroine v vodi. Trenutno se na področju biomedicine pogosto uporablja v materialih za nanašanje ran, umetni koži, umetnih tetivnih vezi, kontaktnih lečah, nosilcih zdravil, umetnih nosilcih krvnih žil in na drugih področjih.

2. Mikrobna sinteza razgradljivih polimernih materialov

Mikrobna sinteza razgradljivih polimernih materialov se nanaša na uporabo nekaterih organskih snovi (na primer glukoze ali škroba) kot vira hrane za sintezo organskih snovi, ki izvirajo iz ogljika, v poliester z različnimi lastnostmi v vrsti zapletenih reakcij, kot je fermentacija mikroorganizmov. Ali polisaharidni polimeri. Trenutno mikrobni sintetični polimerni biorazgradljivi materiali, ki se pogosto uporabljajo v klinični praksi, vključujejo predvsem dve vrsti: biopoliester (PHA) in polihidroksibutil ester (PHB). Za primer vzemimo PHB. PHB je visoko molekularni polimer, ki ga sintetizirajo mikrobne celice. Njegova struktura in zmogljivost se razlikujeta od naravnih makromolekularno razgradljivih materialov, vendar bolj podobna alifatskim poliestrskim polimerom, z naravno in kemično sintetično razgradljivostjo Prednost polimera so razgradni produkti, ki se končno izločajo kot ogljikov dioksid in voda s presnovo, brez kakršnih koli strupenih snovi, ki lahko pridobijo s sintezo kemičnih surovin. Poleg tega so Tang Suyang in druge študije pokazale, da ima PHB odlično biološko združljivost. Trenutno se pogosto uporablja v absorpcijskih kirurških šivih, ortopedskih materialih in sistemih za nadzor zdravil.

3. Kemična sinteza razgradljivih polimernih materialov

V primerjavi z naravnimi polimeri lahko biorazgradljive polimerne materiale, sintetizirane s kemičnimi metodami, izberemo glede na potrebe dejanskih aplikacij, z izbiro ustreznih monomerov ali z nadzorom reakcijskih pogojev v procesu sinteze ali s preprostimi in poceni fizikalnimi ali kemičnimi spremembami. itd., da oblikuje in prilagodi njegovo strukturo in delovanje, da se doseže namen sinteze ciljnega materiala. Na primer s pomočjo kemijskih kontrolnih metod je mogoče izboljšati trdnost, stopnjo razgradnje, mikroporozno strukturo in prepustnost polimernih materialov, da se razširi področje uporabe. V trenutno razvitih in raziskanih kemično sintetiziranih biološko razgradljivih polimerih glavna veriga na splošno vsebuje hidrolizirane estrske skupine, amido skupine ali skupine sečnine. Sledi najbolj raziskana in najpogosteje uporabljena vrsta kemično sintetiziranih razgradljivih polimernih materialov v sedanji klinični biomedicinski praksi - alifatski poliestrski materiali, kot so poliglikolid (PGA), polilaktična kislina (PLA) in polilaktična kislina-kopolimer glikolne kisline (PLGA) ), predstavljen bo polikaprolakton (PCL) itd.

(1) Poliglikolid (PGA)

PGA je linearni alifatski poliester z najpreprostejšo strukturo. Kot osnovni vir uporablja glikolno kislino in ima široko paleto surovin, predvsem sladkorne pese, nezrelega grozdnega soka in sladkornega trsa. Med obstoječimi biorazgradljivimi polimeri je stopnja razgradnje PGA razmeroma hitra, zlasti trdnost v kratkem času hitro propade. PGA je prvi biološko razgradljiv polimerni material, ki se uporablja za absorpcijo kirurških šivov. Presnovki produkta razgradnje glikolne kisline se lahko sčasoma popolnoma izločijo iz telesa, ne da bi škodovali človeškemu telesu. Nekatere literature kažejo, da se po nanosu 2-tedenskih šivov PGA v telesu natezna trdnost lahko zmanjša za polovico, telo pa lahko v približno 4 mesecih doseže stanje popolne razgradnje in absorpcije. Material PGA, pripravljen z glikolno kislino, ima molekulsko maso več kot 10.000 in se lahko uporablja za kirurške šive. Vendar ima zaradi visoke kristalnosti (46% -50%) slabosti zaradi težke obdelave, nizke trdnosti in hitre stopnje razgradnje, vendar ne more izpolniti zahtev glede zmogljivosti vsadljivih materialov. Zato ga ljudje spreminjajo z različnimi metodami, da optimizirajo njegove fizikalne in kemijske lastnosti, da razširijo področje uporabe. Na primer s spremembo kopolimerizacije, da se tvori kopolimer, ki združuje lastnosti obeh za izboljšanje razgradljivosti, biokompatibilnosti, mehanskih lastnosti PGA itd .; ali izvedite modifikacijo mešanice, da dobite mešanico z dodajanjem lastnih polimernih vlaken ali dodatkov itd., da izboljšate trdnost in druge lastnosti PGA. Trenutno se modificirani PGA pogosto uporablja v absorpcijskih šivih, tkivnem inženirstvu, sistemih za nadzor zdravil, absorpcijskih kostnih nohtih, kostnih ploščah in materialih za kirurško korekcijo.

(2) polilaktična kislina (PLA)

Leta 1966 so Kulkarni in sod. ugotovili, da imajo PLA z nizko in molekulsko maso odlično biološko združljivost. Končna razgradna produkta sta H2O in CO2. Vmesni izdelek mlečna kislina je tudi običajen presnovek sladkorja v telesu, ki ne bo povzročal škodljivih učinkov na organizem. To je privedlo do raziskav in uporabe PLA kot biomedicinskega materiala [29-30]. Leta 1997 je FLA odobrila FLA za klinično uporabo kot pomožne snovi in ​​medicinske šive. PLA je homopolimer monomera mlečne kisline. Ker je laktid (LA) kiralna molekula, obstajata dve vrsti optično aktivnih snovi, zato ima PLA tudi L-polilaktično kislino (PLLA), desnosmerno polilaktično kislino (PDLA), racemizacijsko polilaktično kislino (PDLLA) te tri tri- dimenzijske konfiguracije. Med njimi sta PLLA in PDLA polkristalinični polimeri z visoko natezno trdnostjo in počasno razgradnjo. So idealni materiali za kirurške plastične materiale, kirurške šive in materiale za vsadke; medtem ko je PDLLA amorfni kopolimer z nizko trdnostjo in stopnjo razgradnje. Hitro, pogosto uporabljeno v nosilcih zdravil in v odrih za regeneracijo tkiva z nizko trdnostjo. Vendar je stopnjo razgradnje PLA&# 39 težko nadzorovati, krhko in slabo odporno proti udarcem, kar močno omejuje področje uporabe. V zadnjih letih ljudje uporabljajo različne metode modifikacije, kot so modifikacija kopolimerizacije, priprava samoarmirane polilaktične kisline ali tvorba kompozitnih materialov z drugimi snovmi za nadzor stopnje razgradnje in izboljšanje prožnosti PLA, da bi nenehno širili njegovo uporabo polja. Na primer, polilaktična kislina je hidrofobni polimer, ki omejuje njeno uporabo v nosilcih zdravil. Zato ljudje izboljšajo njeno hidrofilnost s kopolimerizacijo polilaktične kisline s hidrofilnimi snovmi (kot so polietilen glikol, poliglikolna kislina, polietilen oksid itd.). Trenutno se vsadki PLA / PLGA pogosto uporabljajo kot nosilci s počasnim in nadzorovanim sproščanjem za protitumorska zdravila, polipeptide, beljakovinska zdravila in kitajska zdravila. Poleg tega se PLA in spremenjeni PLA pogosto uporabljajo v oftalmoloških materialih, kirurških šivih, materialih za notranjo fiksacijo zlomov in popravilih tkivnega inženiringa.

(3) Polikaprolakton (PCL)

PCL je polkristalni linearni poliester z nizkim tališčem in temperaturo steklenega prehoda, zelo nizko natezno trdnostjo (23 MPa), velikim raztezkom pri prelomu (700%) in je lahko topen v številnih organskih topilih. Kopolimeriziran z različnimi polimeri, ima dobro termoplastičnost in obdelovalnost; poleg tega so PCL surovine lahko dostopne, stopnja razgradnje je počasna in ima odlično prepustnost in biološko združljivost zdravil. Zato se pogosto uporablja kot kirurški šivi, naprave za fiksiranje notranjih kostnih presadkov, medicinska oprema in biološko razgradljivi nosilci s kontroliranim sproščanjem. Poleg tega lahko s spreminjanjem PLA za izboljšanje njegove hidrofilnosti in stopnje razgradnje obseg njegove uporabe še razširimo, na primer materiale za popravilo organov, umetno kožo, kirurške protitelesne membrane ter tkivno in celično inženirstvo.

3. Zaključek

Biorazgradljivi materiali kažejo dobre fizikalne in kemijske lastnosti, biološke lastnosti in biomehanske lastnosti ter jih je mogoče prilagoditi in obdelati glede na dejanske pogoje, ki v največji meri ustrezajo funkcionalnim potrebam biomedicine in so uporabni na številnih področjih biomedicine. Na tej stopnji se je raziskovalna točka biorazgradljivih materialov na področju biomedicine, ki se pogosto uporablja, začela prenašati iz šiva in fiksacije na bolj zapletena področja, kot so materiali za gradbeni odri tkiv. V praksi pa visoki stroški biološko razgradljivih materialov še vedno vplivajo na njihovo promocijo na lokalni ravni. Nujno je treba rešiti zlasti problem nadzora stopnje razgradnje, primerne za različne predmete. Na primer, kako prilagoditi stopnjo razgradnje PCL tako, da zadosti potrebam kratkoročnih nosilcev zdravil, in kako prilagoditi stopnjo razgradnje PLA tako, da ustreza potrebam inženiringa kostnega tkiva. Toda na splošno velja, da se bodo s stalnim razvojem in napredkom sorodnih disciplin in tehnologij postopoma reševali problemi, povezani z nadzorom stopnje razgradnje biorazgradljivih materialov in materialnih stroškov. Raziskave in razvoj biološko razgradljivih materialov na področju biomedicine. Tudi aplikacija se bo nadalje razvijala.

Ponujamo patentirano polno biorazgradljivo folijo in PVA vrečko, vsi izdelki so izdelani z opremo za vlivanje, se razlikuje od tradicionalnih izdelkov za oblikovanje s pihanjem, vsi izdelki za brizganje pa niso popolnoma biološko razgradljivi. Izdelujemo lahko pva filme in vrečke v popolnoma prozornih in različnih barvah. in PVA film je bolj gladek kot tradicionalni izdelki za brizganje.

Nudimo tudi polno biološko razgradljiv film iz organskega materiala in vrečke s patentirano surovino in proizvodni proces.

Za več izdelkov iz PVA filma in vrečk nas obiščite:

http://www.joyful-printing.net/pva-bag/

http://www.joyful-printing.com/pva-bag/