Biorazgradivi materijali i njihova primjena u biomedicini
Stalnim razvojem medicinske tehnologije i sve većim poboljšanjem životnog standarda ljudi, razne vrste medicinskih materijala počele su se široko upotrebljavati u ljudskim tkivima. Kompatibilnost, kompatibilnost krvi i razgradivost medicinskog materijala i ljudskih tkiva Ljudi sve više obraćaju pažnju na druga pitanja. Slijedi sustavna analiza i rasprava o primjeni biorazgradivih materijala na biomedicinskom polju. Prvo se vrši preliminarna analiza principa razgradnje biorazgradivih materijala, a zatim se analiziraju uobičajeni biorazgradivi materijali u biomedicinskom polju u skladu s postupkom i izvornim standardima. Razvrstati i predstaviti primjenu nekih tipičnih materijala u biomedicini.
1. Načelo razgradnje biorazgradivih materijala
Biorazgradivi materijali stupaju u interakciju s biološkim okolišem različitih čimbenika kao što su tjelesne tekućine, organske makromolekule, enzimi, slobodni radikali, stanice itd. I postupno se razgrađuju u spojeve s niskomolekularnom masom kroz niz reakcija poput hidrolize, enzimolize i oksidacije. monomer. Nakon apsorpcije, probave i metaboličkih reakcija, proizvodi razgradnje izlučuju se iz tijela ili sudjeluju u normalnom metabolizmu tijela da bi ga tijelo apsorbiralo kako bi dovršilo proces razgradnje. Ako tjelesna tekućina ulazi u biološki materijal iz tkiva ili se određena komponenta biološkog materijala otopi u tjelesnoj tekućini, materijal će se proširiti zbog povećanja volumena i izlučiti vlastitu tvar. Ovaj postupak uništava vodikovu vezu i van der Waalsovu silu samog materijala. , Uzrokovat će pukotine ili praznine u materijalu, a na kraju će materijal postupno proći kemijsku razgradnju u biološkom okolišu. U kliničkoj se praksi ljudi nadaju da će implantirani biorazgradivi materijali također dovršiti reakcije diferencijacije i razgradnje tijekom razdoblja obrade biološkog tkiva prema istom postupku, kako bi se izbjegla upala tijela ili reakcija stresa zbog implantiranog&# 39. materijali. Znamo da je vrijeme liječenja tkiva kože obično unutar 3 do 10 dana, vrijeme liječenja visceralnog tkiva obično je između 1 i 2 mjeseca, a vrijeme liječenja tkiva velikih organa često traje 6 mjeseci ili više. Nakon što se biorazgradivi biomaterijali ugrade u ljudsko tijelo, njihova razgradnja i proizvodi razgradnje imaju velik utjecaj na biološku sredinu, materijalne reakcije i reakcije ljudskog tijela. Polagana brzina razgradnje ili dugo zadržavanje produkata razgradnje mogu lako izazvati upalu u ljudskim tkivima. , Tromboza i druge nuspojave. Studije [6] pokazale su da postupak razgradnje i napredak većine biorazgradivih materijala nisu u skladu s najboljim očekivanim rezultatima. Stoga se u istraživanju i kliničkoj primjeni biorazgradivih materijala mora s oprezom postupati s problemima razgradnje, posebno s brzinom razgradnje i produktima razgradnje.
2. Osnovna klasifikacija i primjena biorazgradivih materijala
Biorazgradivi materijali koriste se u ljudskom tijelu i moraju ispunjavati stroge uvjete u pogledu samog materijala i njegovih učinaka na ljudsko tijelo: jednostavan za obradu, niska cijena, jednostavan za sterilizaciju, određeno vrijeme razgradnje, biološka stabilnost i mehanička svojstva kako bi se zadovoljili potrebe mjesta implantacije, dobra histokompatibilnost, kompatibilnost krvi i mehanička kompatibilnost, nema reakcije pirogena, genetske toksičnosti, teratogenosti i karcinogenosti, nema iritacije i senzibilizacije.
Trenutno se biorazgradivi materijali mogu klasificirati prema različitim postupcima i izvorima, uključujući prirodne polimerno razgradive materijale, mikrobiološki sintetički razgradive polimerne materijale i kemijski sintetizirane razgradive polimerne materijale [3,9]. Specifična klasifikacija i primjena sažeti su kako slijedi:
1. Prirodni polimerni biorazgradivi materijali
Trenutno najčešće korišteni prirodni polimerni biorazgradivi materijali u biomedicinskom polju uglavnom uključuju želatinu, kolagen, polisaharide i svileni fibroin.
(1) Želatinski materijal
Želatina se uglavnom dobiva iz kože sisavaca, kostiju, tetiva, repa i drugih tkiva. Njegova najzapaženija značajka je topivi u vodi polimer, koji se polako širi i omekšava nakon upijanja vode, a ima biokompatibilnost, geliranje i biorazgradljivost. Koristeći svojstva želatine, koja se lako oblikuje, enzimima se razgrađuje, a ljudsko tijelo lako apsorbira, može se koristiti kao materijal za sporo otpuštanje u nosačima lijekova, pomoćnim tvarima ili ljuskama s usporenim oslobađanjem; zbog svoje dobre propusnosti zraka i propusnosti vode Kao zavoj za ranu i umjetni materijal kože može spriječiti tekućinu iz rane ili pojavu simptoma sekundarne infekcije; osim toga, želatinski nadomjesci plazme su razgradivi, netoksični i neimunogeni itd. Klinička prednost.
(2) Kolagen
Kolagen je glavna komponenta vezivnog tkiva, na koju otpada oko 1/3 sadržaja proteina u životinjama. Uglavnom se nalazi u životinjskim tkivima, koži, ligamentima i hrskavicama. Ima funkcije podupiranja tjelesnih organa, održavanja mehaničke stabilnosti, elastičnosti i čvrstoće. Kao prirodni biološki resurs ima obilježja dobre biokompatibilnosti, niske imunogenosti i biorazgradljivosti; klinička primjena pokazala je da kolagen može značajno pospješiti popravak, regeneraciju i rekonstrukciju oštećenih tkiva; ali mu nedostaje dovoljna mehanička čvrstoća može se poboljšati modificiranjem umrežavanja ili upotrebom kompozita s drugim biološkim materijalima] Trenutno se kolagen široko koristi u pripremi biorazgradivih šavova, hemostatskih sredstava i zavoja za rane, bioloških flastera, materijala za popravak kostiju, membrana za hemodijalizu, hemostatskih sredstava, nosača oslobađanja lijekova i kao skele za tkivno inženjerstvo, raznih oftalmoloških uređaja i drugih aspekti. Međutim, s obzirom na složenost kliničkih problema i potrebu za nadogradnjom proizvoda, još uvijek postoji mnogo problema koje treba riješiti u istraživanju primjene kolagena, poput potencijalnog imunološkog odgovora heterolognog kolagena, moguće citotoksičnosti zaostalog umrežavanja agens i implantacija. Mehanička čvrstoća i sposobnost razgradnje proizvoda sličnih kolagenu.
(3) Polisaharidni materijali
Polisaharidni materijali uglavnom se dobivaju iz škroba, hijaluronske kiseline, heparina, hitina i drugih sastojaka, a njihova biokompatibilnost i biorazgradivost vrlo su idealni. U prirodi je hitin bogat sadržajem i velika je klasa važnih polisaharida, osim celuloze. Nije toksičan i nema nuspojava. Ima dobar afinitet za ljudske stanice, ne uzrokuje odbacivanje te ima dobru biokompatibilnost i razgradljivost. Osim toga, također ima svojstva antibakterijskog, antivirusnog, antitumorskog, potičući zacjeljivanje rana i snažnu sposobnost adsorpcije. Budući da hitin sadrži mnoge polarne skupine kao što su vodikove veze i ima visoku kristalnost, netopiv je u kiselini i lužini i netopiv u vodi, pa ga je tijelo teško koristiti. Međutim, hitin se može otopiti u razrijeđenoj kiselini i tjelesnim tekućinama nakon što se deacetilirao u hitosan, a može ga koristiti i ljudsko tijelo. Hitin i hitosan imaju visoku kemijsku reaktivnost, a njihovi se derivati nakon amidacije, karboksilacije, cijaniranja, zakiseljavanja i drugih modifikacija naširoko koriste u medicinskom području, poput hemostatskih sredstava, flokulanta, upijajućih kirurških šavova, umjetne kože, zavoja za rane, usporenog otpuštanja agensi lijekova protiv raka ili kemoterapeutika, imobilizirani nosači enzima, materijali za odvajanje membrana itd.
(4) Svileni fibroin
Svileni fibroin uglavnom je izveden iz svile i sadrži vrlo bogate aminokiseline, pa ima dobru biokompatibilnost, a dokazano je da nije alergen ili kancerogen, s izvrsnom prozirnošću i propusnošću zraka te dobrim učinkom stvaranja filma. Međutim, zbog molekularne strukture fibroina svile, hidrofilnost fibroina svile i mehanička svojstva nakon stvaranja filma nisu dobri. Metodom modificiranja miješanjem, vodikove veze i druge sile nastale između miješanih makromolekula i svilenog fibroina potiču molekule fibroina svile da promijene strukturu, a mogu učinkovito poboljšati mehanička svojstva, toplinska svojstva i topivost svilenih fibroinskih materijala. Trenutno se na području biomedicine široko koristi u materijalima za nanošenje rana, umjetnoj koži, umjetnim ligamentima tetiva, kontaktnim lećama, nosačima lijekova, umjetnim nosačima krvnih žila i drugim poljima.
2. Mikrobna sinteza razgradivih polimernih materijala
Mikrobna sinteza razgradivih polimernih materijala odnosi se na upotrebu određenih organskih tvari (poput glukoze ili škroba) kao izvora hrane za sintezu organske tvari izvora ugljika u poliester s različitim karakteristikama u nizu složenih reakcija poput fermentacije mikroorganizama Ili polisaharidni polimeri. Trenutno mikrobiološki sintetički polimerno biorazgradivi materijali široko korišteni u kliničkoj praksi uglavnom uključuju dvije vrste: biopoliester (PHA) i polihidroksibutil ester (PHB). Uzmimo za primjer PHB. PHB je visoko molekularni polimer koji sintetiziraju mikrobne stanice. Njegova struktura i izvedba razlikuju se od prirodnih makromolekularno razgradivih materijala, ali sličniji su alifatskim poliesterskim polimerima, s prirodnom i kemijskom sintezom razgradivom Prednost polimera, proizvodi razgradnje konačno se metabolizmom izlučuju kao ugljični dioksid i voda, bez ikakvih otrovnih tvari koje mogu se dobiti sintezom kemijskih sirovina. Uz to, Tang Suyang i druge studije pokazale su da PHB ima izvrsnu biokompatibilnost. Trenutno se široko koristi u upijajućim kirurškim šavovima, ortopedskim materijalima i sustavima za kontrolu lijekova.
3. Kemijska sinteza razgradivih polimernih materijala
U usporedbi s prirodnim polimerima, biorazgradivi polimerni materijali sintetizirani kemijskim postupcima mogu se odabrati prema potrebama stvarnih primjena, odabirom odgovarajućih monomera, ili kontrolom reakcijskih uvjeta u procesu sinteze ili izvođenjem jednostavnih i jeftinih fizičkih ili kemijskih modifikacija , itd., za dizajn i prilagodbu njegove strukture i performansi kako bi se postigla svrha sinteze ciljanog materijala. Na primjer, pomoću kemijskih metoda kontrole, snaga, stupanj razgradnje, mikroporozna struktura i propusnost polimernih materijala mogu se poboljšati kako bi se proširilo polje primjene. U kemijski sintetiziranim biorazgradivim polimerima koji su trenutno razvijeni i istraženi, glavni lanac općenito sadrži hidrolizirane esterske skupine, amido skupine ili skupine uree. Slijedi najistraženija i najčešće korištena vrsta kemijski sintetiziranih razgradivih polimernih materijala u trenutnoj kliničkoj biomedicinskoj praksi - alifatski poliesterski materijali, kao što su poliglikolid (PGA), polihlačna kiselina (PLA) i kopolimer glikolne kiseline (MLA) ), uvest će se polikaprolakton (PCL) itd.
(1) Poliglikolid (PGA)
PGA je linearni alifatski poliester s najjednostavnijom strukturom. Kao osnovni izvor koristi glikolnu kiselinu i ima široku paletu sirovina, uglavnom šećerne repe, nezrelog soka od grožđa i šećerne trske. Među postojećim biorazgradivim polimerima, brzina razgradnje PGA je relativno brza, posebno čvrstoća brzo propada u kratkom vremenu. PGA je prvi biorazgradivi polimerni materijal koji se primjenjuje za apsorpciju kirurških šavova. Metaboliti produkta razgradnje glikolne kiseline mogu se na kraju u potpunosti izlučiti iz tijela bez nanošenja štete ljudskom tijelu. Neke literature pokazuju da nakon što PGA šavovi ostanu u tijelu 2 tjedna, vlačna čvrstoća može se smanjiti za pola, a tijelo može za približno 4 mjeseca doseći stanje potpune razgradnje i apsorpcije. PGA materijal pripremljen glikolnom kiselinom ima molekulsku masu veću od 10 000 i može se koristiti za kirurške šavove. Međutim, zbog visoke kristalnosti (46% -50%) ima nedostatke zbog teške obrade, male čvrstoće i brze stope razgradnje, ali ne može zadovoljiti zahtjeve performansi materijala za implantaciju. Stoga ga ljudi modificiraju različitim metodama kako bi optimizirali njegova fizikalna i kemijska svojstva kako bi proširili područje primjene. Na primjer, modifikacijom kopolimerizacije kako bi se dobio kopolimer koji integrira svojstva oba radi poboljšanja razgradljivosti, biokompatibilnosti, mehaničkih svojstava PGA, itd .; ili primijeniti modifikaciju miješanja kako bi nastala mješavina dodavanjem vlastitih polimernih vlakana ili aditiva itd., kako bi se poboljšala čvrstoća i druga svojstva PGA. Trenutno se modificirani PGA široko koristi u upijajućim šavovima, tkivnom inženjerstvu, sustavima za kontrolu lijekova, upijajućim koštanim noktima, koštanim pločama i materijalima za kirurške korekcije.
(2) Polilaktična kiselina (PLA)
Godine 1966. Kulkarni i sur. otkrili su da PLA s niskomolekularnom i visokomolekularnom PLA imaju izvrsnu biokompatibilnost. Konačni proizvodi razgradnje su H2O i CO2. Međuprodukt mliječna kiselina također je normalan metabolit šećera u tijelu, što neće uzrokovati štetne učinke na organizam. To je dovelo do istraživanja i primjene PLA kao biomedicinskog materijala [29-30]. FDA je 1997. odobrila PLA za kliničku upotrebu kao farmaceutske pomoćne tvari i medicinske šavove. PLA je homopolimer monomera mliječne kiseline. Budući da je laktid (LA) kiralna molekula, postoje dvije vrste optički aktivnih tvari, pa tako PLA također ima L-polihlačnu kiselinu (PLLA), desnoruku polilaktičnu kiselinu (PDLA), racemizaciju Polilaktična kiselina (PDLLA) ove tri tri- dimenzionalne konfiguracije. Među njima su PLLA i PDLA polukristalni polimeri s velikom vlačnom čvrstoćom i sporom stopom razgradnje. Idealni su materijali za kirurške plastične materijale, kirurške šavove i materijale za implantacije; dok je PDLLA amorfni kopolimer niske čvrstoće i brzine razgradnje. Brz, često se koristi u nosačima lijekova i skelama za regeneraciju tkiva male čvrstoće. Međutim, stepen razgradnje PLA&# 39 teško je kontrolirati, lomljiv je ili je otporan na udar, što ozbiljno ograničava područje primjene. Posljednjih godina ljudi su koristili različite metode modifikacije kao što su modifikacija kopolimerizacije, priprema samo ojačane polimlačne kiseline ili stvaranje kompozitnih materijala s drugim tvarima kako bi kontrolirali brzinu razgradnje i poboljšali fleksibilnost PLA, kako bi kontinuirano proširili njegovu primjenu polja. Na primjer, polilaktična kiselina je hidrofobni polimer koji ograničava njezinu primjenu u nosačima lijekova. Stoga ljudi poboljšavaju njezinu hidrofilnost kopolimerizacijom polilaktične kiseline s hidrofilnim tvarima (poput polietilen glikola, poliglikolne kiseline, polietilen oksida itd.). Trenutno su implantati PLA / PLGA široko korišteni kao nosači s polaganim i kontroliranim otpuštanjem za antitumorske lijekove, polipeptide, proteinske lijekove i kineske lijekove. Uz to, PLA i modificirani PLA široko se koriste u oftalmološkim materijalima, kirurškim šavovima, materijalima za unutarnju fiksaciju prijeloma i popravcima inženjeringa tkiva.
(3) Polikaprolakton (PCL)
PCL je polukristalni linearni poliester s niskim talištem i temperaturom staklenog prijelaza, vrlo niskom vlačnom čvrstoćom (23 MPa), velikim rastezanjem pri prekidu (700%) i lako je topiv u mnogim organskim otapalima. Kopolimeriziran s raznim polimerima, ima dobru termoplastičnost i obradivost kalupa; osim toga, PCL sirovine su lako dostupne, stopa razgradnje je spora i ima izvrsnu propusnost lijeka i biokompatibilnost. Stoga se široko koristi kao kirurški šavovi, uređaji za fiksiranje unutarnjih koštanih graftova, medicinska oprema i biorazgradivi nosači s kontroliranim otpuštanjem. Uz to, modificiranjem PLA radi poboljšanja njegove hidrofilnosti i brzine razgradnje, opseg njegove primjene može se dodatno proširiti, poput materijala za popravak organa, umjetne kože, kirurških membrana protiv adhezije i inženjerstva tkiva i stanica.
3. Zaključak
Biorazgradivi materijali pokazuju dobra fizikalna i kemijska svojstva, biološka svojstva i biomehanička svojstva, a mogu se prilagoditi i preraditi prema stvarnim uvjetima, što u najvećoj mjeri udovoljava funkcionalnim potrebama biomedicine i čini ih korisnima u mnogim poljima biomedicine. U ovoj fazi široko korišteno, istraživačko žarište biorazgradivih materijala na polju biomedicine počelo je prelaziti iz šava i fiksacije u složenija područja kao što su materijali skela za tkivno inženjerstvo. Međutim, u praktičnoj primjeni, visoki troškovi biorazgradivih materijala još uvijek imaju određeni utjecaj na njihovo promicanje u najnižim razinama. Posebno treba hitno riješiti problem kontrole brzine razgradnje prikladne za različite objekte. Na primjer, kako prilagoditi brzinu razgradnje PCL-a kako bi se zadovoljile potrebe kratkoročnih nosača lijekova i kako prilagoditi brzinu razgradnje PLA-a kako bi se zadovoljile potrebe inženjerstva koštanog tkiva. Ali općenito, vjeruje se da će se kontinuiranim razvojem i napretkom srodnih disciplina i tehnologija postupno rješavati problemi vezani uz kontrolu stupnja razgradnje biorazgradivih materijala i materijalnih troškova. Istraživanje i razvoj biorazgradivih materijala u području biomedicine. Primjena će se također dalje razvijati.
1. Načelo razgradnje biorazgradivih materijala
Biorazgradivi materijali stupaju u interakciju s biološkim okolišem različitih čimbenika kao što su tjelesne tekućine, organske makromolekule, enzimi, slobodni radikali, stanice itd. I postupno se razgrađuju u spojeve s niskomolekularnom masom kroz niz reakcija poput hidrolize, enzimolize i oksidacije. monomer. Nakon apsorpcije, probave i metaboličkih reakcija, proizvodi razgradnje izlučuju se iz tijela ili sudjeluju u normalnom metabolizmu tijela da bi ga tijelo apsorbiralo kako bi dovršilo proces razgradnje. Ako tjelesna tekućina ulazi u biološki materijal iz tkiva ili se određena komponenta biološkog materijala otopi u tjelesnoj tekućini, materijal će se proširiti zbog povećanja volumena i izlučiti vlastitu tvar. Ovaj postupak uništava vodikovu vezu i van der Waalsovu silu samog materijala. , Uzrokovat će pukotine ili praznine u materijalu, a na kraju će materijal postupno proći kemijsku razgradnju u biološkom okolišu. U kliničkoj se praksi ljudi nadaju da će implantirani biorazgradivi materijali također dovršiti reakcije diferencijacije i razgradnje tijekom razdoblja obrade biološkog tkiva prema istom postupku, kako bi se izbjegla upala tijela ili reakcija stresa zbog implantiranog&# 39. materijali. Znamo da je vrijeme liječenja tkiva kože obično unutar 3 do 10 dana, vrijeme liječenja visceralnog tkiva obično je između 1 i 2 mjeseca, a vrijeme liječenja tkiva velikih organa često traje 6 mjeseci ili više. Nakon što se biorazgradivi biomaterijali ugrade u ljudsko tijelo, njihova razgradnja i proizvodi razgradnje imaju velik utjecaj na biološku sredinu, materijalne reakcije i reakcije ljudskog tijela. Polagana brzina razgradnje ili dugo zadržavanje produkata razgradnje mogu lako izazvati upalu u ljudskim tkivima. , Tromboza i druge nuspojave. Studije [6] pokazale su da postupak razgradnje i napredak većine biorazgradivih materijala nisu u skladu s najboljim očekivanim rezultatima. Stoga se u istraživanju i kliničkoj primjeni biorazgradivih materijala mora s oprezom postupati s problemima razgradnje, posebno s brzinom razgradnje i produktima razgradnje.
2. Osnovna klasifikacija i primjena biorazgradivih materijala
Biorazgradivi materijali koriste se u ljudskom tijelu i moraju ispunjavati stroge uvjete u pogledu samog materijala i njegovih učinaka na ljudsko tijelo: jednostavan za obradu, niska cijena, jednostavan za sterilizaciju, određeno vrijeme razgradnje, biološka stabilnost i mehanička svojstva kako bi se zadovoljili potrebe mjesta implantacije, dobra histokompatibilnost, kompatibilnost krvi i mehanička kompatibilnost, nema reakcije pirogena, genetske toksičnosti, teratogenosti i karcinogenosti, nema iritacije i senzibilizacije.
Trenutno se biorazgradivi materijali mogu klasificirati prema različitim postupcima i izvorima, uključujući prirodne polimerno razgradive materijale, mikrobiološki sintetički razgradive polimerne materijale i kemijski sintetizirane razgradive polimerne materijale [3,9]. Specifična klasifikacija i primjena sažeti su kako slijedi:
1. Prirodni polimerni biorazgradivi materijali
Trenutno najčešće korišteni prirodni polimerni biorazgradivi materijali u biomedicinskom polju uglavnom uključuju želatinu, kolagen, polisaharide i svileni fibroin.
(1) Želatinski materijal
Želatina se uglavnom dobiva iz kože sisavaca, kostiju, tetiva, repa i drugih tkiva. Njegova najzapaženija značajka je topivi u vodi polimer, koji se polako širi i omekšava nakon upijanja vode, a ima biokompatibilnost, geliranje i biorazgradljivost. Koristeći svojstva želatine, koja se lako oblikuje, enzimima se razgrađuje, a ljudsko tijelo lako apsorbira, može se koristiti kao materijal za sporo otpuštanje u nosačima lijekova, pomoćnim tvarima ili ljuskama s usporenim oslobađanjem; zbog svoje dobre propusnosti zraka i propusnosti vode Kao zavoj za ranu i umjetni materijal kože može spriječiti tekućinu iz rane ili pojavu simptoma sekundarne infekcije; osim toga, želatinski nadomjesci plazme su razgradivi, netoksični i neimunogeni itd. Klinička prednost.
(2) Kolagen
Kolagen je glavna komponenta vezivnog tkiva, na koju otpada oko 1/3 sadržaja proteina u životinjama. Uglavnom se nalazi u životinjskim tkivima, koži, ligamentima i hrskavicama. Ima funkcije podupiranja tjelesnih organa, održavanja mehaničke stabilnosti, elastičnosti i čvrstoće. Kao prirodni biološki resurs ima obilježja dobre biokompatibilnosti, niske imunogenosti i biorazgradljivosti; klinička primjena pokazala je da kolagen može značajno pospješiti popravak, regeneraciju i rekonstrukciju oštećenih tkiva; ali mu nedostaje dovoljna mehanička čvrstoća može se poboljšati modificiranjem umrežavanja ili upotrebom kompozita s drugim biološkim materijalima] Trenutno se kolagen široko koristi u pripremi biorazgradivih šavova, hemostatskih sredstava i zavoja za rane, bioloških flastera, materijala za popravak kostiju, membrana za hemodijalizu, hemostatskih sredstava, nosača oslobađanja lijekova i kao skele za tkivno inženjerstvo, raznih oftalmoloških uređaja i drugih aspekti. Međutim, s obzirom na složenost kliničkih problema i potrebu za nadogradnjom proizvoda, još uvijek postoji mnogo problema koje treba riješiti u istraživanju primjene kolagena, poput potencijalnog imunološkog odgovora heterolognog kolagena, moguće citotoksičnosti zaostalog umrežavanja agens i implantacija. Mehanička čvrstoća i sposobnost razgradnje proizvoda sličnih kolagenu.
(3) Polisaharidni materijali
Polisaharidni materijali uglavnom se dobivaju iz škroba, hijaluronske kiseline, heparina, hitina i drugih sastojaka, a njihova biokompatibilnost i biorazgradivost vrlo su idealni. U prirodi je hitin bogat sadržajem i velika je klasa važnih polisaharida, osim celuloze. Nije toksičan i nema nuspojava. Ima dobar afinitet za ljudske stanice, ne uzrokuje odbacivanje te ima dobru biokompatibilnost i razgradljivost. Osim toga, također ima svojstva antibakterijskog, antivirusnog, antitumorskog, potičući zacjeljivanje rana i snažnu sposobnost adsorpcije. Budući da hitin sadrži mnoge polarne skupine kao što su vodikove veze i ima visoku kristalnost, netopiv je u kiselini i lužini i netopiv u vodi, pa ga je tijelo teško koristiti. Međutim, hitin se može otopiti u razrijeđenoj kiselini i tjelesnim tekućinama nakon što se deacetilirao u hitosan, a može ga koristiti i ljudsko tijelo. Hitin i hitosan imaju visoku kemijsku reaktivnost, a njihovi se derivati nakon amidacije, karboksilacije, cijaniranja, zakiseljavanja i drugih modifikacija naširoko koriste u medicinskom području, poput hemostatskih sredstava, flokulanta, upijajućih kirurških šavova, umjetne kože, zavoja za rane, usporenog otpuštanja agensi lijekova protiv raka ili kemoterapeutika, imobilizirani nosači enzima, materijali za odvajanje membrana itd.
(4) Svileni fibroin
Svileni fibroin uglavnom je izveden iz svile i sadrži vrlo bogate aminokiseline, pa ima dobru biokompatibilnost, a dokazano je da nije alergen ili kancerogen, s izvrsnom prozirnošću i propusnošću zraka te dobrim učinkom stvaranja filma. Međutim, zbog molekularne strukture fibroina svile, hidrofilnost fibroina svile i mehanička svojstva nakon stvaranja filma nisu dobri. Metodom modificiranja miješanjem, vodikove veze i druge sile nastale između miješanih makromolekula i svilenog fibroina potiču molekule fibroina svile da promijene strukturu, a mogu učinkovito poboljšati mehanička svojstva, toplinska svojstva i topivost svilenih fibroinskih materijala. Trenutno se na području biomedicine široko koristi u materijalima za nanošenje rana, umjetnoj koži, umjetnim ligamentima tetiva, kontaktnim lećama, nosačima lijekova, umjetnim nosačima krvnih žila i drugim poljima.
2. Mikrobna sinteza razgradivih polimernih materijala
Mikrobna sinteza razgradivih polimernih materijala odnosi se na upotrebu određenih organskih tvari (poput glukoze ili škroba) kao izvora hrane za sintezu organske tvari izvora ugljika u poliester s različitim karakteristikama u nizu složenih reakcija poput fermentacije mikroorganizama Ili polisaharidni polimeri. Trenutno mikrobiološki sintetički polimerno biorazgradivi materijali široko korišteni u kliničkoj praksi uglavnom uključuju dvije vrste: biopoliester (PHA) i polihidroksibutil ester (PHB). Uzmimo za primjer PHB. PHB je visoko molekularni polimer koji sintetiziraju mikrobne stanice. Njegova struktura i izvedba razlikuju se od prirodnih makromolekularno razgradivih materijala, ali sličniji su alifatskim poliesterskim polimerima, s prirodnom i kemijskom sintezom razgradivom Prednost polimera, proizvodi razgradnje konačno se metabolizmom izlučuju kao ugljični dioksid i voda, bez ikakvih otrovnih tvari koje mogu se dobiti sintezom kemijskih sirovina. Uz to, Tang Suyang i druge studije pokazale su da PHB ima izvrsnu biokompatibilnost. Trenutno se široko koristi u upijajućim kirurškim šavovima, ortopedskim materijalima i sustavima za kontrolu lijekova.
3. Kemijska sinteza razgradivih polimernih materijala
U usporedbi s prirodnim polimerima, biorazgradivi polimerni materijali sintetizirani kemijskim postupcima mogu se odabrati prema potrebama stvarnih primjena, odabirom odgovarajućih monomera, ili kontrolom reakcijskih uvjeta u procesu sinteze ili izvođenjem jednostavnih i jeftinih fizičkih ili kemijskih modifikacija , itd., za dizajn i prilagodbu njegove strukture i performansi kako bi se postigla svrha sinteze ciljanog materijala. Na primjer, pomoću kemijskih metoda kontrole, snaga, stupanj razgradnje, mikroporozna struktura i propusnost polimernih materijala mogu se poboljšati kako bi se proširilo polje primjene. U kemijski sintetiziranim biorazgradivim polimerima koji su trenutno razvijeni i istraženi, glavni lanac općenito sadrži hidrolizirane esterske skupine, amido skupine ili skupine uree. Slijedi najistraženija i najčešće korištena vrsta kemijski sintetiziranih razgradivih polimernih materijala u trenutnoj kliničkoj biomedicinskoj praksi - alifatski poliesterski materijali, kao što su poliglikolid (PGA), polihlačna kiselina (PLA) i kopolimer glikolne kiseline (MLA) ), uvest će se polikaprolakton (PCL) itd.
(1) Poliglikolid (PGA)
PGA je linearni alifatski poliester s najjednostavnijom strukturom. Kao osnovni izvor koristi glikolnu kiselinu i ima široku paletu sirovina, uglavnom šećerne repe, nezrelog soka od grožđa i šećerne trske. Među postojećim biorazgradivim polimerima, brzina razgradnje PGA je relativno brza, posebno čvrstoća brzo propada u kratkom vremenu. PGA je prvi biorazgradivi polimerni materijal koji se primjenjuje za apsorpciju kirurških šavova. Metaboliti produkta razgradnje glikolne kiseline mogu se na kraju u potpunosti izlučiti iz tijela bez nanošenja štete ljudskom tijelu. Neke literature pokazuju da nakon što PGA šavovi ostanu u tijelu 2 tjedna, vlačna čvrstoća može se smanjiti za pola, a tijelo može za približno 4 mjeseca doseći stanje potpune razgradnje i apsorpcije. PGA materijal pripremljen glikolnom kiselinom ima molekulsku masu veću od 10 000 i može se koristiti za kirurške šavove. Međutim, zbog visoke kristalnosti (46% -50%) ima nedostatke zbog teške obrade, male čvrstoće i brze stope razgradnje, ali ne može zadovoljiti zahtjeve performansi materijala za implantaciju. Stoga ga ljudi modificiraju različitim metodama kako bi optimizirali njegova fizikalna i kemijska svojstva kako bi proširili područje primjene. Na primjer, modifikacijom kopolimerizacije kako bi se dobio kopolimer koji integrira svojstva oba radi poboljšanja razgradljivosti, biokompatibilnosti, mehaničkih svojstava PGA, itd .; ili primijeniti modifikaciju miješanja kako bi nastala mješavina dodavanjem vlastitih polimernih vlakana ili aditiva itd., kako bi se poboljšala čvrstoća i druga svojstva PGA. Trenutno se modificirani PGA široko koristi u upijajućim šavovima, tkivnom inženjerstvu, sustavima za kontrolu lijekova, upijajućim koštanim noktima, koštanim pločama i materijalima za kirurške korekcije.
(2) Polilaktična kiselina (PLA)
Godine 1966. Kulkarni i sur. otkrili su da PLA s niskomolekularnom i visokomolekularnom PLA imaju izvrsnu biokompatibilnost. Konačni proizvodi razgradnje su H2O i CO2. Međuprodukt mliječna kiselina također je normalan metabolit šećera u tijelu, što neće uzrokovati štetne učinke na organizam. To je dovelo do istraživanja i primjene PLA kao biomedicinskog materijala [29-30]. FDA je 1997. odobrila PLA za kliničku upotrebu kao farmaceutske pomoćne tvari i medicinske šavove. PLA je homopolimer monomera mliječne kiseline. Budući da je laktid (LA) kiralna molekula, postoje dvije vrste optički aktivnih tvari, pa tako PLA također ima L-polihlačnu kiselinu (PLLA), desnoruku polilaktičnu kiselinu (PDLA), racemizaciju Polilaktična kiselina (PDLLA) ove tri tri- dimenzionalne konfiguracije. Među njima su PLLA i PDLA polukristalni polimeri s velikom vlačnom čvrstoćom i sporom stopom razgradnje. Idealni su materijali za kirurške plastične materijale, kirurške šavove i materijale za implantacije; dok je PDLLA amorfni kopolimer niske čvrstoće i brzine razgradnje. Brz, često se koristi u nosačima lijekova i skelama za regeneraciju tkiva male čvrstoće. Međutim, stepen razgradnje PLA&# 39 teško je kontrolirati, lomljiv je ili je otporan na udar, što ozbiljno ograničava područje primjene. Posljednjih godina ljudi su koristili različite metode modifikacije kao što su modifikacija kopolimerizacije, priprema samo ojačane polimlačne kiseline ili stvaranje kompozitnih materijala s drugim tvarima kako bi kontrolirali brzinu razgradnje i poboljšali fleksibilnost PLA, kako bi kontinuirano proširili njegovu primjenu polja. Na primjer, polilaktična kiselina je hidrofobni polimer koji ograničava njezinu primjenu u nosačima lijekova. Stoga ljudi poboljšavaju njezinu hidrofilnost kopolimerizacijom polilaktične kiseline s hidrofilnim tvarima (poput polietilen glikola, poliglikolne kiseline, polietilen oksida itd.). Trenutno su implantati PLA / PLGA široko korišteni kao nosači s polaganim i kontroliranim otpuštanjem za antitumorske lijekove, polipeptide, proteinske lijekove i kineske lijekove. Uz to, PLA i modificirani PLA široko se koriste u oftalmološkim materijalima, kirurškim šavovima, materijalima za unutarnju fiksaciju prijeloma i popravcima inženjeringa tkiva.
(3) Polikaprolakton (PCL)
PCL je polukristalni linearni poliester s niskim talištem i temperaturom staklenog prijelaza, vrlo niskom vlačnom čvrstoćom (23 MPa), velikim rastezanjem pri prekidu (700%) i lako je topiv u mnogim organskim otapalima. Kopolimeriziran s raznim polimerima, ima dobru termoplastičnost i obradivost kalupa; osim toga, PCL sirovine su lako dostupne, stopa razgradnje je spora i ima izvrsnu propusnost lijeka i biokompatibilnost. Stoga se široko koristi kao kirurški šavovi, uređaji za fiksiranje unutarnjih koštanih graftova, medicinska oprema i biorazgradivi nosači s kontroliranim otpuštanjem. Uz to, modificiranjem PLA radi poboljšanja njegove hidrofilnosti i brzine razgradnje, opseg njegove primjene može se dodatno proširiti, poput materijala za popravak organa, umjetne kože, kirurških membrana protiv adhezije i inženjerstva tkiva i stanica.
3. Zaključak
Biorazgradivi materijali pokazuju dobra fizikalna i kemijska svojstva, biološka svojstva i biomehanička svojstva, a mogu se prilagoditi i preraditi prema stvarnim uvjetima, što u najvećoj mjeri udovoljava funkcionalnim potrebama biomedicine i čini ih korisnima u mnogim poljima biomedicine. U ovoj fazi široko korišteno, istraživačko žarište biorazgradivih materijala na polju biomedicine počelo je prelaziti iz šava i fiksacije u složenija područja kao što su materijali skela za tkivno inženjerstvo. Međutim, u praktičnoj primjeni, visoki troškovi biorazgradivih materijala još uvijek imaju određeni utjecaj na njihovo promicanje u najnižim razinama. Posebno treba hitno riješiti problem kontrole brzine razgradnje prikladne za različite objekte. Na primjer, kako prilagoditi brzinu razgradnje PCL-a kako bi se zadovoljile potrebe kratkoročnih nosača lijekova i kako prilagoditi brzinu razgradnje PLA-a kako bi se zadovoljile potrebe inženjerstva koštanog tkiva. Ali općenito, vjeruje se da će se kontinuiranim razvojem i napretkom srodnih disciplina i tehnologija postupno rješavati problemi vezani uz kontrolu stupnja razgradnje biorazgradivih materijala i materijalnih troškova. Istraživanje i razvoj biorazgradivih materijala u području biomedicine. Primjena će se također dalje razvijati.
1. Načelo razgradnje biorazgradivih materijala
Biorazgradivi materijali stupaju u interakciju s biološkim okolišem različitih čimbenika kao što su tjelesne tekućine, organske makromolekule, enzimi, slobodni radikali, stanice itd. I postupno se razgrađuju u spojeve s niskomolekularnom masom kroz niz reakcija poput hidrolize, enzimolize i oksidacije. monomer. Nakon apsorpcije, probave i metaboličkih reakcija, proizvodi razgradnje izlučuju se iz tijela ili sudjeluju u normalnom metabolizmu tijela da bi ga tijelo apsorbiralo kako bi dovršilo proces razgradnje. Ako tjelesna tekućina ulazi u biološki materijal iz tkiva ili se određena komponenta biološkog materijala otopi u tjelesnoj tekućini, materijal će se proširiti zbog povećanja volumena i izlučiti vlastitu tvar. Ovaj postupak uništava vodikovu vezu i van der Waalsovu silu samog materijala. , Uzrokovat će pukotine ili praznine u materijalu, a na kraju će materijal postupno proći kemijsku razgradnju u biološkom okolišu. U kliničkoj se praksi ljudi nadaju da će implantirani biorazgradivi materijali također dovršiti reakcije diferencijacije i razgradnje tijekom razdoblja obrade biološkog tkiva prema istom postupku, kako bi se izbjegla upala tijela ili reakcija stresa zbog implantiranog&# 39. materijali. Znamo da je vrijeme liječenja tkiva kože obično unutar 3 do 10 dana, vrijeme liječenja visceralnog tkiva obično je između 1 i 2 mjeseca, a vrijeme liječenja tkiva velikih organa često traje 6 mjeseci ili više. Nakon što se biorazgradivi biomaterijali ugrade u ljudsko tijelo, njihova razgradnja i proizvodi razgradnje imaju velik utjecaj na biološku sredinu, materijalne reakcije i reakcije ljudskog tijela. Polagana brzina razgradnje ili dugo zadržavanje produkata razgradnje mogu lako izazvati upalu u ljudskim tkivima. , Tromboza i druge nuspojave. Studije [6] pokazale su da postupak razgradnje i napredak većine biorazgradivih materijala nisu u skladu s najboljim očekivanim rezultatima. Stoga se u istraživanju i kliničkoj primjeni biorazgradivih materijala mora s oprezom postupati s problemima razgradnje, posebno s brzinom razgradnje i produktima razgradnje.
2. Osnovna klasifikacija i primjena biorazgradivih materijala
Biorazgradivi materijali koriste se u ljudskom tijelu i moraju ispunjavati stroge uvjete u pogledu samog materijala i njegovih učinaka na ljudsko tijelo: jednostavan za obradu, niska cijena, jednostavan za sterilizaciju, određeno vrijeme razgradnje, biološka stabilnost i mehanička svojstva kako bi se zadovoljili potrebe mjesta implantacije, dobra histokompatibilnost, kompatibilnost krvi i mehanička kompatibilnost, nema reakcije pirogena, genetske toksičnosti, teratogenosti i karcinogenosti, nema iritacije i senzibilizacije.
Trenutno se biorazgradivi materijali mogu klasificirati prema različitim postupcima i izvorima, uključujući prirodne polimerno razgradive materijale, mikrobiološki sintetički razgradive polimerne materijale i kemijski sintetizirane razgradive polimerne materijale [3,9]. Specifična klasifikacija i primjena sažeti su kako slijedi:
1. Prirodni polimerni biorazgradivi materijali
Trenutno najčešće korišteni prirodni polimerni biorazgradivi materijali u biomedicinskom polju uglavnom uključuju želatinu, kolagen, polisaharide i svileni fibroin.
(1) Želatinski materijal
Želatina se uglavnom dobiva iz kože sisavaca, kostiju, tetiva, repa i drugih tkiva. Njegova najzapaženija značajka je topivi u vodi polimer, koji se polako širi i omekšava nakon upijanja vode, a ima biokompatibilnost, geliranje i biorazgradljivost. Koristeći svojstva želatine, koja se lako oblikuje, enzimima se razgrađuje, a ljudsko tijelo lako apsorbira, može se koristiti kao materijal za sporo otpuštanje u nosačima lijekova, pomoćnim tvarima ili ljuskama s usporenim oslobađanjem; zbog svoje dobre propusnosti zraka i propusnosti vode Kao zavoj za ranu i umjetni materijal kože može spriječiti tekućinu iz rane ili pojavu simptoma sekundarne infekcije; osim toga, želatinski nadomjesci plazme su razgradivi, netoksični i neimunogeni itd. Klinička prednost.
(2) Kolagen
Kolagen je glavna komponenta vezivnog tkiva, na koju otpada oko 1/3 sadržaja proteina u životinjama. Uglavnom se nalazi u životinjskim tkivima, koži, ligamentima i hrskavicama. Ima funkcije podupiranja tjelesnih organa, održavanja mehaničke stabilnosti, elastičnosti i čvrstoće. Kao prirodni biološki resurs ima obilježja dobre biokompatibilnosti, niske imunogenosti i biorazgradljivosti; klinička primjena pokazala je da kolagen može značajno pospješiti popravak, regeneraciju i rekonstrukciju oštećenih tkiva; ali mu nedostaje dovoljna mehanička čvrstoća može se poboljšati modificiranjem umrežavanja ili upotrebom kompozita s drugim biološkim materijalima] Trenutno se kolagen široko koristi u pripremi biorazgradivih šavova, hemostatskih sredstava i zavoja za rane, bioloških flastera, materijala za popravak kostiju, membrana za hemodijalizu, hemostatskih sredstava, nosača oslobađanja lijekova i kao skele za tkivno inženjerstvo, raznih oftalmoloških uređaja i drugih aspekti. Međutim, s obzirom na složenost kliničkih problema i potrebu za nadogradnjom proizvoda, još uvijek postoji mnogo problema koje treba riješiti u istraživanju primjene kolagena, poput potencijalnog imunološkog odgovora heterolognog kolagena, moguće citotoksičnosti zaostalog umrežavanja agens i implantacija. Mehanička čvrstoća i sposobnost razgradnje proizvoda sličnih kolagenu.
(3) Polisaharidni materijali
Polisaharidni materijali uglavnom se dobivaju iz škroba, hijaluronske kiseline, heparina, hitina i drugih sastojaka, a njihova biokompatibilnost i biorazgradivost vrlo su idealni. U prirodi je hitin bogat sadržajem i velika je klasa važnih polisaharida, osim celuloze. Nije toksičan i nema nuspojava. Ima dobar afinitet za ljudske stanice, ne uzrokuje odbacivanje te ima dobru biokompatibilnost i razgradljivost. Osim toga, također ima svojstva antibakterijskog, antivirusnog, antitumorskog, potičući zacjeljivanje rana i snažnu sposobnost adsorpcije. Budući da hitin sadrži mnoge polarne skupine kao što su vodikove veze i ima visoku kristalnost, netopiv je u kiselini i lužini i netopiv u vodi, pa ga je tijelo teško koristiti. Međutim, hitin se može otopiti u razrijeđenoj kiselini i tjelesnim tekućinama nakon što se deacetilirao u hitosan, a može ga koristiti i ljudsko tijelo. Hitin i hitosan imaju visoku kemijsku reaktivnost, a njihovi se derivati nakon amidacije, karboksilacije, cijaniranja, zakiseljavanja i drugih modifikacija naširoko koriste u medicinskom području, poput hemostatskih sredstava, flokulanta, upijajućih kirurških šavova, umjetne kože, zavoja za rane, usporenog otpuštanja agensi lijekova protiv raka ili kemoterapeutika, imobilizirani nosači enzima, materijali za odvajanje membrana itd.
(4) Svileni fibroin
Svileni fibroin uglavnom je izveden iz svile i sadrži vrlo bogate aminokiseline, pa ima dobru biokompatibilnost, a dokazano je da nije alergen ili kancerogen, s izvrsnom prozirnošću i propusnošću zraka te dobrim učinkom stvaranja filma. Međutim, zbog molekularne strukture fibroina svile, hidrofilnost fibroina svile i mehanička svojstva nakon stvaranja filma nisu dobri. Metodom modificiranja miješanjem, vodikove veze i druge sile nastale između miješanih makromolekula i svilenog fibroina potiču molekule fibroina svile da promijene strukturu, a mogu učinkovito poboljšati mehanička svojstva, toplinska svojstva i topivost svilenih fibroinskih materijala. Trenutno se na području biomedicine široko koristi u materijalima za nanošenje rana, umjetnoj koži, umjetnim ligamentima tetiva, kontaktnim lećama, nosačima lijekova, umjetnim nosačima krvnih žila i drugim poljima.
2. Mikrobna sinteza razgradivih polimernih materijala
Mikrobna sinteza razgradivih polimernih materijala odnosi se na upotrebu određenih organskih tvari (poput glukoze ili škroba) kao izvora hrane za sintezu organske tvari izvora ugljika u poliester s različitim karakteristikama u nizu složenih reakcija poput fermentacije mikroorganizama Ili polisaharidni polimeri. Trenutno mikrobiološki sintetički polimerno biorazgradivi materijali široko korišteni u kliničkoj praksi uglavnom uključuju dvije vrste: biopoliester (PHA) i polihidroksibutil ester (PHB). Uzmimo za primjer PHB. PHB je visoko molekularni polimer koji sintetiziraju mikrobne stanice. Njegova struktura i izvedba razlikuju se od prirodnih makromolekularno razgradivih materijala, ali sličniji su alifatskim poliesterskim polimerima, s prirodnom i kemijskom sintezom razgradivom Prednost polimera, proizvodi razgradnje konačno se metabolizmom izlučuju kao ugljični dioksid i voda, bez ikakvih otrovnih tvari koje mogu se dobiti sintezom kemijskih sirovina. Uz to, Tang Suyang i druge studije pokazale su da PHB ima izvrsnu biokompatibilnost. Trenutno se široko koristi u upijajućim kirurškim šavovima, ortopedskim materijalima i sustavima za kontrolu lijekova.
3. Kemijska sinteza razgradivih polimernih materijala
U usporedbi s prirodnim polimerima, biorazgradivi polimerni materijali sintetizirani kemijskim postupcima mogu se odabrati prema potrebama stvarnih primjena, odabirom odgovarajućih monomera, ili kontrolom reakcijskih uvjeta u procesu sinteze ili izvođenjem jednostavnih i jeftinih fizičkih ili kemijskih modifikacija , itd., za dizajn i prilagodbu njegove strukture i performansi kako bi se postigla svrha sinteze ciljanog materijala. Na primjer, pomoću kemijskih metoda kontrole, snaga, stupanj razgradnje, mikroporozna struktura i propusnost polimernih materijala mogu se poboljšati kako bi se proširilo polje primjene. U kemijski sintetiziranim biorazgradivim polimerima koji su trenutno razvijeni i istraženi, glavni lanac općenito sadrži hidrolizirane esterske skupine, amido skupine ili skupine uree. Slijedi najistraženija i najčešće korištena vrsta kemijski sintetiziranih razgradivih polimernih materijala u trenutnoj kliničkoj biomedicinskoj praksi - alifatski poliesterski materijali, kao što su poliglikolid (PGA), polihlačna kiselina (PLA) i kopolimer glikolne kiseline (MLA) ), uvest će se polikaprolakton (PCL) itd.
(1) Poliglikolid (PGA)
PGA je linearni alifatski poliester s najjednostavnijom strukturom. Kao osnovni izvor koristi glikolnu kiselinu i ima široku paletu sirovina, uglavnom šećerne repe, nezrelog soka od grožđa i šećerne trske. Među postojećim biorazgradivim polimerima, brzina razgradnje PGA je relativno brza, posebno čvrstoća brzo propada u kratkom vremenu. PGA je prvi biorazgradivi polimerni materijal koji se primjenjuje za apsorpciju kirurških šavova. Metaboliti produkta razgradnje glikolne kiseline mogu se na kraju u potpunosti izlučiti iz tijela bez nanošenja štete ljudskom tijelu. Neke literature pokazuju da nakon što PGA šavovi ostanu u tijelu 2 tjedna, vlačna čvrstoća može se smanjiti za pola, a tijelo može za približno 4 mjeseca doseći stanje potpune razgradnje i apsorpcije. PGA materijal pripremljen glikolnom kiselinom ima molekulsku masu veću od 10 000 i može se koristiti za kirurške šavove. Međutim, zbog visoke kristalnosti (46% -50%) ima nedostatke zbog teške obrade, male čvrstoće i brze stope razgradnje, ali ne može zadovoljiti zahtjeve performansi materijala za implantaciju. Stoga ga ljudi modificiraju različitim metodama kako bi optimizirali njegova fizikalna i kemijska svojstva kako bi proširili područje primjene. Na primjer, modifikacijom kopolimerizacije kako bi se dobio kopolimer koji integrira svojstva oba radi poboljšanja razgradljivosti, biokompatibilnosti, mehaničkih svojstava PGA, itd .; ili primijeniti modifikaciju miješanja kako bi nastala mješavina dodavanjem vlastitih polimernih vlakana ili aditiva itd., kako bi se poboljšala čvrstoća i druga svojstva PGA. Trenutno se modificirani PGA široko koristi u upijajućim šavovima, tkivnom inženjerstvu, sustavima za kontrolu lijekova, upijajućim koštanim noktima, koštanim pločama i materijalima za kirurške korekcije.
(2) Polilaktična kiselina (PLA)
Godine 1966. Kulkarni i sur. otkrili su da PLA s niskomolekularnom i visokomolekularnom PLA imaju izvrsnu biokompatibilnost. Konačni proizvodi razgradnje su H2O i CO2. Međuprodukt mliječna kiselina također je normalan metabolit šećera u tijelu, što neće uzrokovati štetne učinke na organizam. To je dovelo do istraživanja i primjene PLA kao biomedicinskog materijala [29-30]. FDA je 1997. odobrila PLA za kliničku upotrebu kao farmaceutske pomoćne tvari i medicinske šavove. PLA je homopolimer monomera mliječne kiseline. Budući da je laktid (LA) kiralna molekula, postoje dvije vrste optički aktivnih tvari, pa tako PLA također ima L-polihlačnu kiselinu (PLLA), desnoruku polilaktičnu kiselinu (PDLA), racemizaciju Polilaktična kiselina (PDLLA) ove tri tri- dimenzionalne konfiguracije. Među njima su PLLA i PDLA polukristalni polimeri s velikom vlačnom čvrstoćom i sporom stopom razgradnje. Idealni su materijali za kirurške plastične materijale, kirurške šavove i materijale za implantacije; dok je PDLLA amorfni kopolimer niske čvrstoće i brzine razgradnje. Brz, često se koristi u nosačima lijekova i skelama za regeneraciju tkiva male čvrstoće. Međutim, stepen razgradnje PLA&# 39 teško je kontrolirati, lomljiv je ili je otporan na udar, što ozbiljno ograničava područje primjene. Posljednjih godina ljudi su koristili različite metode modifikacije kao što su modifikacija kopolimerizacije, priprema samo ojačane polimlačne kiseline ili stvaranje kompozitnih materijala s drugim tvarima kako bi kontrolirali brzinu razgradnje i poboljšali fleksibilnost PLA, kako bi kontinuirano proširili njegovu primjenu polja. Na primjer, polilaktična kiselina je hidrofobni polimer koji ograničava njezinu primjenu u nosačima lijekova. Stoga ljudi poboljšavaju njezinu hidrofilnost kopolimerizacijom polilaktične kiseline s hidrofilnim tvarima (poput polietilen glikola, poliglikolne kiseline, polietilen oksida itd.). Trenutno su implantati PLA / PLGA široko korišteni kao nosači s polaganim i kontroliranim otpuštanjem za antitumorske lijekove, polipeptide, proteinske lijekove i kineske lijekove. Uz to, PLA i modificirani PLA široko se koriste u oftalmološkim materijalima, kirurškim šavovima, materijalima za unutarnju fiksaciju prijeloma i popravcima inženjeringa tkiva.
(3) Polikaprolakton (PCL)
PCL je polukristalni linearni poliester s niskim talištem i temperaturom staklenog prijelaza, vrlo niskom vlačnom čvrstoćom (23 MPa), velikim rastezanjem pri prekidu (700%) i lako je topiv u mnogim organskim otapalima. Kopolimeriziran s raznim polimerima, ima dobru termoplastičnost i obradivost kalupa; osim toga, PCL sirovine su lako dostupne, stopa razgradnje je spora i ima izvrsnu propusnost lijeka i biokompatibilnost. Stoga se široko koristi kao kirurški šavovi, uređaji za fiksiranje unutarnjih koštanih graftova, medicinska oprema i biorazgradivi nosači s kontroliranim otpuštanjem. Uz to, modificiranjem PLA radi poboljšanja njegove hidrofilnosti i brzine razgradnje, opseg njegove primjene može se dodatno proširiti, poput materijala za popravak organa, umjetne kože, kirurških membrana protiv adhezije i inženjerstva tkiva i stanica.
3. Zaključak
Biorazgradivi materijali pokazuju dobra fizikalna i kemijska svojstva, biološka svojstva i biomehanička svojstva, a mogu se prilagoditi i preraditi prema stvarnim uvjetima, što u najvećoj mjeri udovoljava funkcionalnim potrebama biomedicine i čini ih korisnima u mnogim poljima biomedicine. U ovoj fazi široko korišteno, istraživačko žarište biorazgradivih materijala na polju biomedicine počelo je prelaziti iz šava i fiksacije u složenija područja kao što su materijali skela za tkivno inženjerstvo. Međutim, u praktičnoj primjeni, visoki troškovi biorazgradivih materijala još uvijek imaju određeni utjecaj na njihovo promicanje u najnižim razinama. Posebno treba hitno riješiti problem kontrole brzine razgradnje prikladne za različite objekte. Na primjer, kako prilagoditi brzinu razgradnje PCL-a kako bi se zadovoljile potrebe kratkoročnih nosača lijekova i kako prilagoditi brzinu razgradnje PLA-a kako bi se zadovoljile potrebe inženjerstva koštanog tkiva. Ali općenito, vjeruje se da će se kontinuiranim razvojem i napretkom srodnih disciplina i tehnologija postupno rješavati problemi vezani uz kontrolu stupnja razgradnje biorazgradivih materijala i materijalnih troškova. Istraživanje i razvoj biorazgradivih materijala u području biomedicine. Primjena će se također dalje razvijati.
Nudimo patentirani cjeloviti biorazgradivi film i PVA vrećicu, svi proizvodi su izrađeni od opreme za lijevanje, razlikuje se od tradicionalnih proizvoda za oblikovanje puhanjem, svi proizvodi za oblikovanje puhanjem nisu potpuno biorazgradivi. Možemo proizvoditi pva filmove i vrećice u potpuno prozirnim i raznim bojama. a PVA film je glatkiji od tradicionalnih proizvoda za oblikovanje puhanjem.
Također nudimo biorazgradivi film od organskog materijala i vrećice s patentiranom sirovinom i proizvodni proces.
Za više proizvoda od PVA filma i vrećica posjetite nas:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
http://www.joyful-printing.com/pva-bag/