聚乳酸及其共聚物在生物医学领域中的应用

马小惠 于亚鹭 陈晓霞 黄志超

新疆医科大学公共卫生学院，新疆 乌鲁木齐 830011

聚乳酸及其共聚物在生物医学领域中的应用

马小惠 于亚鹭 陈晓霞 黄志超

新疆医科大学公共卫生学院，新疆 乌鲁木齐 830011

本文介绍了聚乳酸及其共聚物在医用缝合线、药物控制释放、组织工程材料、骨科材料、眼科植入材料等生物医药领域的应用，并对其在生物医学领域的应用前景进行展望。

聚乳酸;生物医用材料;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

聚乳酸是一种具有良好的生物相容性和可生物降解的聚合物，是美国食品药品管理局 (FDA)认可的一类生物降解材料，其最终降解产物是二氧化碳和水，中间产物乳酸也是体内正常糖代谢产物，所以不会在重要器官聚集。它具有对人体无毒、无刺激、可控制生物降解、生物相容性较好，且原料易得等优点，因此聚乳酸及其共聚物已经成为一种备受关注的新兴可生物降解的生物医用高分子材料［1］。其在生物医学上的应用主要包括在缝合线、药物控释载体、骨科内固定材料、组织工程支架等方面的应用。

1 外科手术缝合线

聚乳酸及其共聚物最早在医学上的应用就是外科手术缝合线。通过熔融纺丝和溶液纺丝，高分子量PLA可制成既能满足缝孔强度要求，又能随伤口愈合而被机体缓慢分解吸收的外科手术缝合线，这种缝线适合人体深部组织的伤口缝合，不用拆线，无需第二次手术。但如何使聚合物的降解速率与伤口愈合时间更好地相匹配及如何在缝合线中掺入抗炎药来抑制局部炎症及异物排斥反应等方面的研究还有待深入研究。

2 药物控制释放系统

控制释放就是将药物或其他生物活性物质和基材结合在一起使药物通过扩散等方式在一定时间内，以某一速率释放到环境中。聚乳酸作为药物载体时，随着聚乳酸在体内的降解，其结构变得疏松，内含药物从中溶解，扩散的阻力减小，药物释放速度加快。当药物释放速度的加快刚好与含药量的减少所引起的释药速度变慢一致时，就实现了药物的长期衡量释放。熊雷等［2］用PVP－b－PLA包裹纳米Fe3O4，利用PLA的末端羟基可以进行功能化，如接载药物或靶向试剂等，通过PLA的降解，可以将药物或靶向试剂进行有效释放。目前，聚乳酸及其共聚物已被应用到许多药物的控制释放中，主要包括生物活性分子 (如生长素，牛血清白蛋白)、抗癌物 (如顺氯氨铂，阿霉素，博来霉素等)、抗生素 (如氯霉素，青霉素等)、麻醉剂、麻醉剂拮抗物、避孕药以及其他药物的释放。

3 组织工程方面的应用

组织工程的基本原理和方法是将体外培养的组织、细胞吸附扩增于一种生物相容性良好并可被人体逐步降解吸收的生物材料上，形成细胞－生物材料复合物。聚乳酸作为组织工程支架材料，可为细胞提供一个生存的三维空间，有利于细胞获得足够的营养物质进行营养物交换，并且能排除废物，使细胞能在预先设计的三维形状支架上生长并逐渐长成组织和器官，与此同时，聚乳酸缓慢降解并最终消失。施云峰等［3］制备了改性壳聚糖与PLA的共聚物，经测试表明，共聚物具有较好的亲水性，有较PLA及壳聚糖更为优良的性能，可作为组织工程支架材料。

4 骨折内固定材料

PLA及其共聚物作为人体内使用的高分子材料需求日益增加，用其制成的骨钉、骨固定板等已经在各类骨折的治疗中得到了广泛应用，其优点可以在骨折痊愈后不需要再进行手术取出，从而大大减轻患者的痛苦。在一些临床对照实验中，PLA及其共聚物与金属材料在骨折的治疗结果上并无差别，只要选择合适，某些部位特别是关节周围的骨折，PLA类材料是金属材料最好的替代品。

5 基因治疗载体

基因治疗主要通过病毒载体、非病毒载体及基因枪直接注入三种途径将目的基因导入组织细胞。生物降解聚乳酸微球具有自身稳定性好、化学结构和粒度大小可人为控制的优越性，并可通过化学手段控制基因的释放速度。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，可靶向作用于吞噬细胞，引起细胞坏死、凋亡，从而起到细胞免疫作用。赵耀明等［4］采用分散－溶媒扩散法制备红霉素－聚乳酸微球，其体外缓释半衰期为28h，175h后累积释药百分率约为80%，注射微球混悬剂的兔肺组织中药物含量为普通市售红霉素注射剂的6倍，达到了肺靶向的目的。

6 眼科材料

视网膜脱离后需要在眼巩膜表面植入填充物，使裂孔愈合。目前，这种填充物常用硅橡胶或硅胶海绵制成，由于这两种物质不是生物降解材料，常引起异物反应，聚乳酸及其共聚物具有可生物降解性，是一种理想的填充材料。糖皮质激素是治疗白内障术后炎症反应的常用药物，用含地塞米松60ug与PLA制成直径及厚度为1 mm的粒状地塞米松－DSS，证实地塞米松－DSS比地塞米松滴眼液能更有效地减轻术后炎症反应，且无明显的不良反应，是安全有效的治疗方法，目前此剂型已在眼科临床上使用［5］。

7 疫苗佐剂

疫苗佐剂的作用是提高疫苗的效力，增强感染的免疫保护。PLA纳米颗粒因其可生物降解且原料经济易得而成为一种新型疫苗佐剂。早在1990年世界卫生组织开始着手开展早期儿童免疫时，实现依靠可生物降解PLGA微球的单剂量给药方式就是其主要目标之一。而破伤风类毒素就被选为代表性抗原，并检测PLGA微球用于人体的免疫安全及免疫行为。PLA/PLGA微球包封抗原，使抗原性得到保护，使口服免疫代替传统多次注射性免疫成为可能，在免疫学研究中发挥了重要的作用。

聚乳酸及其共聚物的研究与应用是近年来生物医学材料研究的重要方向，为生物医学的发展提供了新的手段。随着纳米技术在高分子科学中的应用及新型高分子纳米粒子的合成，高分子聚合物在医学中的应用具有更加广泛的发展前景。目前国内外学者正从基础和应用两方面广泛展开对聚乳酸体系的研究开发，重点是生物降解性试验方法及评价标准、降解机理、合成加工和应用技术等。随着研究的不断深入，随着生物医学和材料学的进一步结合，聚乳酸及其共聚物在生物医学领域的研究将会越来越广泛和深入。可以预见，聚乳酸类医用高分子材料一旦工业化，在生物医学方面将会有非常广阔的应用前景

［1］曹燕琳，尹静波，颜世峰．生物可降解聚乳酸的改性及其应用研究进展［J］．高分子通报，2006，19(10)：90－97．

［2］熊雷，姜宏伟，王迪珍．PVP－b－PLA修饰Fe3O4磁性纳米粒子的制备与表征［J］．高分子学报，2008，(8)：791－796．

［3］施云峰，谢德明，周长忍．壳聚糖与丙交酯接枝共聚物的制备与表征［J］．材料科学与工程学报，2008，26(1)：114－117．

［4］赵耀明，汪朝阳，麦杭珍，等．聚乳酸的直接合成及其红霉素肺靶向药物微球的应用［J］．高分子材料科学与工程．2003，19(5)：145－148．

［5］高潮，王志立，戴晓东．地塞米松缓释剂在白内障超声乳化摘除人工晶状体植入术中的临床应用［J］．临床眼科杂志，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)