75、生物医学应用中的可生物降解聚合物

生物医学应用中的可生物降解聚合物

一、引言

传统上，合成聚合物的设计和制造注重长期稳定性，主要用作涂料、包装材料和结构材料。自20世纪70年代以来，具有可控寿命的可生物降解聚合物作为生物医学和环境友好型消费产品材料受到关注。可生物降解聚合物在生物医学植入物和药物输送系统的设计、合成和应用中至关重要，而由可再生和可持续资源制备的可生物降解聚合物通常可通过堆肥处理。这些聚合物具有许多相似的结构单元，但降解方式不同。生物医学材料在相对狭窄的环境中使用和降解，而消费产品材料则在更广泛的环境中使用和降解。

二、生物医学聚合物

可生物降解聚合物最成功的应用领域之一是可降解和可吸收缝合线。目前，基于可生物降解聚合物的缝合线、药物释放系统、支架和组织工程设备等都是研究热点。由乙醇酸（GA）和乳酸（LA）衍生的疏水聚酯是最常用的材料，最近，GA、LA与其他环状酯和碳酸酯单体的共聚酯也开始应用。其中，聚乳酸（PLA）成为主要聚合物，因为其单体乳酸可通过农业和食品副产品发酵获得。PLA及其共聚物具有广泛的化学和物理性质，是最重要的可生物降解生物医学聚合物。

三、聚酯

（一）羟基酸聚酯

这类脂肪族聚酯可通过羟基酸的催化脱水反应获得，更有效的方法是通过羟基酸环状酯的开环聚合（方程(1)和(2)）。通常使用催化剂来促进聚合反应，有效的催化剂包括Sn、Zn、Ti、Al和稀土金属的金属盐形式的路易斯酸；碱金属醇盐和超分子配合物；以及酸。

热脱水聚合制备聚乳酸（PLA）是一个高能耗过程，得到的是低分子量（数千）的PLA以及环状二聚体（丙交酯）。在有机溶剂中直接热聚合可得到较高分子量的PLLA及其与乙醇酸和ε - 羟基己酸的