可降解聚乙交酯及其共聚物的研究进展

房鑫卿

摘 要：聚乙交酯是一种具有良好的生物相容性和生物降解性的高分子材料，具有较高的力学性能，其力学性能和降解性能可通过与其它单体共聚的方式调节。聚乙交酯及其共聚物广泛的应用于可降解医用手术缝合线、骨折内固定物、药物控释载体以及组织工程支架等领域。笔者基于对国内外相关文献资料的研究，从聚乙交酯以及其共聚物的性能、合成工艺、应用进展三方面对聚乙交酯及其共聚物的研究现状进行分析，对聚乙交酯及其共聚物发展趋势进行探讨。

关键词：降解 聚酯 聚乙交酯 共聚物 研究现状

中图分类号：TQ3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（a）-0045-01

聚乙交酯是一种具有良好的生物相容性和生物可降解性的高分子材料，与传统的高分子材料相比，聚乙交酯在人体内不需要特殊酶的参与就能完全降解，且降解后的产物可被体内吸收代谢，最终形成二氧化碳和水。由于其优良的生物相容性和生物可降解性，聚乙交酯及其共聚物广泛的应用于可降解医用手术缝合线、骨折内固定物、药物控释载体以及组织工程支架等方面。

基于对国内外可降解聚酯材料研究资料的综合分析，从聚乙交酯以及其共聚物的性能、合成工艺、应用进展三方面对研究现状进行分析，据此对研究趋势进行探讨。

1 聚乙交酯

聚乙交酯（poly（glycolic acid））简称PGA，也称为聚乙醇酸或聚羟基乙酸，是结构最简单的线性脂肪族聚酯。聚乙交酯最初的原料是α-羟基乙酸，其广泛存在于甘蔗、甜菜及未成熟的葡萄等自然作物中，由于含量低分离提取困难，工业上多采用有机合成的方法来制备[1]。

高相对分子质量的聚乙交酯一般通过乙交酯单体的开环聚合得到，分子量10万以上的能够满足医用可吸收手术缝合线的使用要求，分子量在20万～145万的可拉伸成纤维状，可作为骨钉或其他骨内固定物使用。

2 乙交酯与其他物质共聚物

聚乙交酯熔点高，结晶度高，难以加工成型，且在降解过程中耗损较快，限制了其在医用可降解材料领域的应用。为了改善聚乙交酯的物理化学性质及力学强度，以适应不同医疗产品的要求，可通过与其它单体共聚合的方法来改变材料的机械性能、控制材料降解速度和降解周期。

2.1 聚乙丙交酯

聚乙丙交酯（PLGA）是羟基乙酸和乳酸的共聚物，它兼有聚乙交酯和聚乳酸的优势。目前聚乙丙交酯的制备多采用开环聚合的方法，Miller[2]等研究了GA，LA不同比例的无规共聚物和交替共聚物，研究表明通过控制GA和LA的比例可以有效调节乙丙交酯共聚物的降解速率。最早商品化的乙丙交酯共聚物是由美国DuPont公司在1975年开发的医用手术缝合线，商品名为“Vicryl”。随后通过调节聚乙丙交酯的组成、分子量及增强改性等，PLGA广泛的应用于生物医用可吸收缝合材料，药物缓释材料，骨固定材料及组织修复材料等领域。

2.2 乙交酯-ε-己内酯共聚物

乙交酯-ε-己内酯共聚物是由乙交酯和ε-己内酯聚合而成的共聚物。聚（ε-己内酯）（PCL）具有良好的生物相容性和生物降解性，是理想的药物载体材料。PCL熔融温度低，可以通过ε-己内酯与乙交酯共聚来改善聚乙交酯的加工性能并调节聚（ε-己内酯）的降解速率。Kricheldorf[3]等研究了乙交酯和ε-己内酯分别在本体和硝基苯溶液中，不同温度不同催化剂下的共聚合反应，得到了一系列不同序列的共聚物。Sobry[4]等以烷氧基铝为催化剂合成了分子量在5700～42000范围的乙交酯-ε-己内酯嵌段共聚物，实现了共聚物分子量和结构的可控。

2.3 乙交酯-丙交酯-ε-己内酯共聚物

乙交酯-丙交酯-ε-己内酯共聚物（PLGC）是由乙交酯、丙交酯和ε-己内酯三种单体共聚得到的三元无规共聚物。将分子链柔顺且溶解性优良的ε-己内酯引入乙丙交酯共聚物中，改善PLGA的力学性能，且与乙丙交酯的共聚合可以提高PCL的降解速率。蔡晴[5]等以辛酸亚锡为催化剂，研究了真空封管条件下不同比例GA、L-LA和ε-CL的共聚合，通过调节共聚物比例，改变共聚物的结晶性、亲水性和力学性能，得到了降解性能和力学性能可控的生物可降解三元共聚物。

2.4 乙交酯-三亚甲基碳酸酯共聚物

聚三亚甲基碳酸酯（PTMC）是由三亚甲基碳酸酯（TMC）开环聚合得到的具有良好生物相容性的可降解生物医用材料。由于PTMC在体温下具有一定的弹性，熔点在体温附近利于加工成型，已被广泛的应用于药物载体及缓释材料。Zhu[6]等合成了GA和TMC的无规共聚物，并分别研究了其在37 ℃磷酸缓冲液和小鼠体内的降解行为，结果表明GA的含量越高，共聚物的降解越快。

3 结语

聚乙交酯的力学强度还不足以满足如小板、螺钉等骨固定物力学强度的要求。近年来，有通过自增强的方式将聚乙交酯纤维作为增强物来提高其力学性能并且在临床应用上取得成功。聚乙交酯的合成工艺苛刻，对反应条件和产物纯度有着严格的要求。因此，设计合理的合成工艺，获得高分子聚乙交酯及其共聚物，是今后的工作重点。

参考文献

[1] 徐继刚，陈功林，高建辉，等.医用生物降解材料—聚乙交酯的研究[J].合成纤维，2009（4）：16-19.

[2] Miller RA，Brady RM，Cutright DE.Degradation rates of oral resorbable implants （Polylactates and Polyglycolates）：rate modification with changes in PLA/PGA copolymer ratios[J].J Biomed Mater Res，1997（11）：711-719.

[3] Kricheldorf HR，Mang T，Jonte JM.Polylactones.1.Copolymerization of glycolide and ε-caprolactone[J].Macromolecules，1984（17）：2173-2181.

[4] Sobry R，Bossche GV，Fontaine F et al.SAXS analysis of the morphology of biocompatible and biodegradable poly（ε-caprolactone-b-glycolide）copolymers[J].Journal of Molecular Structure，1996（383）：63-68.

[5] 蔡晴，贝建中，王身国。乙交酯/丙交酯/己内酯三元共聚物的合成及表征[J].高分子学报，1999（6）：761-764.

[6] Cai J，Zhu KJ，Yang SL.Preparation，characterization and biodegradable characteristics of poly（1，3-trimethylene carbonate-co-glycolide）[J].Polym Int，1996（41）：369-375.endprint