医用聚乳酸材料性能及加工方法研究进展

与天然降解高分子材料相比,人工合成高分子材料具有更好的力学性能、可控的降解性能及良好的生物相容性,因此广泛用于生物材料制品。聚乳酸是研究最多的人工合成高分子材料之一。文中围绕医用聚乳酸材料的性能及加工方法,首先介绍了聚乳酸体内降解规律及生物安全性的研究现状,其次综述了组织工程支架领域多种加工方法（熔融沉积3D打印、静电纺丝、气体发泡、相分离、冷冻干燥等）的技术特点,并概述了药物传输微球常用加工方法（喷雾干燥法、溶剂挥发法、其他方法）的研究进展,最后对聚乳酸材料性质、加工方法及在生物医学领域的应用前景进行了展望。     

聚多巴胺包覆对立构复合聚乳酸支架性能的影响EI北大核心CSCD

采用溶液浇铸和粒子沥滤的方法制备立构复合聚乳酸支架,研究了盐酸聚多巴胺溶液浸泡处理不同时间的聚多巴胺包覆立构复合聚乳酸支架的结构与性能。利用差示扫描量热、场发射电子显微镜、X射线光电子能谱分析、液滴形状分析和动态热机械分析研究了盐酸聚多巴胺溶液处理时间对立构复合聚乳酸支架的熔融行为、孔结构、表面元素组成、润湿性和储能模量的影响。结果表明,利用聚多巴胺包覆立构复合聚乳酸支架可以有效提高支架表面的亲水性,当处理时间为20h时,聚多巴胺包覆立构复合聚乳酸支架的水接触角为0°,吸水率为421.8%;同时,在121℃高温下储能模量依然保持在155.3 MPa。     

聚乳酸头孢唑啉钠微球的制备及其性能表征

采用复乳法制备聚乳酸．头孢唑啉钠（PLA-CEZ）微球．扫描电子显微镜（SEM）和差热分析（DTA）结果表明，PLA-CEZ呈现完整的球形且聚乳酸和模型药物能够有机地结合为一体．同时，探讨了聚乳酸分子量大小及释药介质对载药微球释放速度的影响；释药曲线显示，PLA-CEZ微球具有很好的缓释效果．     

微球法制备聚乳酸／β-磷酸三钙组织工程支架的研究

本文采用一种新颖的微球法制备了聚乳酸/β-磷酸三钙组织工程支架。并通过孔隙率的测定、电镜及抗压模量的测试来研究β-磷酸三钙的加入量以及搅拌时间对多孔支架的结构以及力学性能的影响。研究发现，对于同一组分的材料随着搅拌时间的增长，多孔支架的孔隙率有增大的趋势，同时多孔支架的抗压模量不断增大。随着β-磷酸三钙加入量的增加，多孔支架的孔隙率有先增大后减小的趋势。当在2g聚乳酸中加入0．2gβ-磷酸三钙时孔隙率达最大。加入β-磷酸三钙后的多孔支架都不同程度比同样条件下纯聚乳酸多孔支架的抗压模量有所降低，但当加入0．2gβ-磷酸三钙后，以300转/分钟的速度搅拌2h时，所制得的多孔支架的抗压模量与纯聚乳酸多孔支架的抗压模量基本相当。在2g聚乳酸中加入0．2gβ-磷酸三钙，以300转/分钟的速度搅拌2h时，材料具有较高的孔隙率（55．5％），同时也具有较高的抗压模量275MPa，是较好的反应条件。     

医用聚乳酸材料的化学改性研究进展

聚乳酸是一种常用的可生物降解的医用材料,但单纯聚乳酸并不能满足临床需要.对聚乳酸的改性工作一直都备受关注.综述了近几年聚乳酸生物降解材料的化学改性研究进展,重点论述了共聚、接枝、星型、表面改性4个方面.经改性后聚乳酸的力学性能、降解性能和亲水性能可以得到某些改善,从而更好地满足了生物医用需要.并展望了未来聚乳酸的发展.     

微球法制备聚乳酸/β-磷酸三钙组织T程支架的研究

本文采用一种新颖的微球法制备了聚乳酸/β-磷酸三钙组织工程支架.并通过孔隙率的测定、电镜及抗压模量的测试来研究β-磷酸三钙的加入量以及搅拌时间对多孔支架的结构以及力学性能的影响.研究发现,对于同一组分的材料随着搅拌时间的增长,多孔支架的孔隙率有增大的趋势,同时多孔支架的抗压模量不断增大.随着β-磷酸三钙加入量的增加,多孔支架的孔隙率有先增大后减小的趋势.当在2 g聚乳酸中加入0.2 g β-磷酸三钙时孔隙率达最大.加入β-磷酸三钙后的多孔支架都不同程度比同样条件下纯聚乳酸多孔支架的抗压模量有所降低,但当加入0.2 g β-磷酸三钙后,以300转/分钟的速度搅拌2 h时,所制得的多孔支架的抗压模量与纯聚乳酸多孔支架的抗压模量基本相当.在2 g聚乳酸中加入0.2 g β-磷酸三钙,以300转/分钟的速度搅拌2 h时,材料具有较高的孔隙率(55.5%),同时也具有较高的抗压模量275 MPa,是较好的反应条件.     

高分子专利EI

本发明提供了一种采用马来酸酐改性的聚乳酸和生物活性物质为原料,制备生物活性聚乳酸材料的方法及其产物和应用,方法步骤：①直接加入有机二胺或二醇或羟胺或水进行反应;②产物经分离纯化后,在有机交联剂的作用下,加入聚乙二醇（也称聚环氧乙烷）或其衍生物反应;然后,③产物经分离纯化后,在有机交联剂的作用下,再加入生物活性物质反应,或在步骤②在有机交联剂的作用下,直接加入生物活性物质反应,获得生物活性聚乳酸产物。采用本方法,通过改变生物活性物质的种类,可制备具有不同生物活性的聚乳酸材料;也可通过本方法,选择一些药物为反应原料制备高分子药物。这种生物活性聚乳酸可很好地用作组织工程支架、药物靶向缓释载体等。     

聚乳酸多孔支架的变温降解研究

考察了聚乳酸多孔支架不同温度下的降解行为,提出了一种降解速率的快速外推方法.以DL型丙交酯合成无定型聚乳酸,采用溶剂浇铸-粒子溶出的方法制备高孔隙率的多孔支架,考察了PBS缓冲液中、不同温度下聚乳酸多孔支架的降解行为,测定了特性黏数、质量损失和模量随时间的变化.根据聚乳酸多孔支架降解半衰期随温度的变化曲线,验证了分子量的变化满足Arrhenius方程,计算得到降解的活化能,表明聚乳酸类材料的降解可以采用升温外推的方法来缩短降解实验时间.     

聚乳酸多孔微球的制备及释药性能

将聚乳酸(PLLA)/四氢呋喃(THF)溶液分散在甘油(连续相)中,通过自乳化结合热致相分离(TIPS)制备一系列PLLA多孔微球,微球由捆束状纳米纤维组成。通过改变PLLA浓度、(PLLA/THF)∶甘油比值、溶剂种类以及淬火温度等条件研究所得多孔微球结构与形貌。结果表明,PLLA的质量分数为2%~5%、m(PLLA/THF)∶m(甘油)=1∶3、-20℃和-196℃淬火均能得到形状规整的PLLA多孔微球。多孔微球孔隙率和比表面积最高可达95.44%和32.53m2/g。PLLA多孔微球对牛血清蛋白的药载量为0.355 mg/mg,30 h内释放率达到59.8%,是一种非常良好的药物缓释载体。     

聚乳酸/右旋聚乳酸共混物的耐热性能及结晶性能EI北大核心CSCD

以高光学纯度右旋乳酸(D-LA)为单体合成了不同相对分子质量的右旋聚乳酸(PDLA),采用熔融共混法制备了工业级聚乳酸(PLA)/PDLA共混物。采用热变形温度测试、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)分别研究了PDLA含量和相对分子质量对PLA/PDLA共混物维卡软化温度(VST)、晶体类型和结晶及熔融行为的影响。结果表明,随着PDLA的加入,PLA的VST从64.6℃上升到最高152.3℃,且PDLA相对分子质量越小,PLA/PDLA共混物VST越高;XRD和DSC的结果均表明工业PLA与PDLA在熔融共混可形成立构复合晶体(SC),且极速冷却的共混物中不含PLA同质晶体(HC),说明PLA/PDLA共混物VST上升主要是由于SC晶体含量上升所导致;DSC研究发现,加入10%PDLA时,PLA/PDLA共混物的结晶温度(Tc)从95.9℃提高到133.4℃,表明了SC晶体是PLA的有效成核剂。     

聚乳酸组织工程支架在SBF溶液中的降解和矿化性能

本文利用扫描电镜、X射线衍射仪以及红外漫反射仪,并通过对聚乳酸组织工程支架在模拟体液(SBF)中的失重率、分子量以及模拟体液pH值变化的测试,系统地研究了聚乳酸组织工程支架在模拟体液中的降解和矿化性能。结果发现:在模拟体液中,随着时间的增长,聚乳酸组织工程支架的分子量不断下降;但是其重量并不随着时间的增长而减小,而是有升有降。X-射线衍射图谱和FTIR漫反射图谱研究表明,在模拟体液中,聚乳酸组织工程支架的表面有磷灰石沉积物出现。     

生物玻璃/聚乳酸多孔微球的制备及其作为细胞载体的研究

具有大孔结构的多孔微球既可以在体外扩增细胞,还可以作为细胞的传输工具,通过注射的方式把细胞输送到需要修复的组织部位。生物玻璃虽然生物活性良好,但难以直接制备成大孔结构的微载体。因此,本研究将生物玻璃(BG)与聚乳酸(PLA)高分子复合,通过复乳法制备了一种含生物玻璃的多孔微球细胞微载体。并通过扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)等方法研究分析了微球的形貌、组成和离子释放。通过细胞实验,证明细胞可以在微球的多孔结构中粘附和增殖,并且生物玻璃可以促进细胞增殖,在组织工程中具有潜在应用。     

β-磷酸三钙/聚乳酸组织工程支架在模拟体液中的降解和矿化性能EI北大核心CSCD

利用扫描电镜、X射线衍射仪、红外漫反射仪,以及对β-磷酸三钙/聚乳酸组织工程支架在模拟体液(SBF)中失重率和模拟体液pH值的变化的测试,系统研究了聚乳酸组织工程支架在模拟体液中的降解和矿化性能。结果发现,随着β-磷酸三钙/聚乳酸组织工程支架在模拟体液中浸泡时间的增长,模拟体液的pH值有下降趋势;支架材料的质量是降解和矿化作用共同影响的结果。X射线衍射图谱和红外光谱(FT-IR)漫反射图谱研究表明,浸在SBF中的支架表面有磷灰石沉积物出现,且沉积物与β-磷酸三钙的晶型相似。     

生物活性玻璃/聚乳酸组织工程支架在SBF溶液中的降解和矿化性能

利用扫描电镜、X衍射仪以及红外漫反射仪,并通过对生物活性玻璃/聚乳酸组织工程支架在模拟体液（SBF）中失重率及模拟体液pH值的变化的检测,系统研究了生物活性玻璃/聚乳酸组织工程支架在SBF中的降解和矿化性能。结果发现：随着含有生物活性玻璃的聚乳酸支架在SBF溶液中浸泡时间的增长,SBF的pH值不断下降;含有生物活性玻璃...     

聚乳酸及其共聚物多孔支架的制备及性能比较

采用热致相分离法制备了聚左旋丙交酯(PLLA)、聚左旋丙交酯乙交酯(PLLGA)、单甲氧基聚乙二醇-聚左旋丙交酯乙交酯(MPEG-PLLGA)多孔支架,比较了聚合物溶液浓度、溶剂体系对3种支架孔隙率、孔径、孔的形态和力学性能的影响。结果表明,随聚合物溶液浓度的增大,3种支架的孔隙率、孔径均呈减小趋势,压缩强度增大;在质量浓度为0.05g/mL时,PLLA、PLLGA和MPEG-PLLGA的多孔结构均排列较规整,而质量浓度为0.03g/mL和0.04g/mL时,3种支架的孔结构差异较大。选用二氧六环/水混合溶剂体系时,MPEG-PLLGA支架的孔结构较为规整,而PLLA支架表面为微球状,PLLGA支架的孔壁较厚,孔形态不规整。     

MGF纳米微球静电纺丝材料及对hMSC增殖和迁移的影响

力生长因子(MGF,mechano-growth factor)是由Yang等发现并命名,是细胞对力刺激响应的产物,对人骨髓间充质干细胞(hMSC,human mesenchymal stem cells)有重要的调控作用。利用静电纺丝技术(electrospinning)及相分离法制备了基于聚已内酯(PCL,polycaprolactone)的含MGF的葡聚糖纳米微球的纤维支架,间接性地保护了MGF活性,采用扫描电镜和透射电镜对微球和纤维支架进行了基础表征。同时,进一步采用激光共聚焦显微镜和酶标仪分别考察了纳米微球中释放出来的MGF对细胞的作用。研究结果表明含MGF的纳米微球支架能够显著促进hMSC增殖和迁移。此静电纺丝纤维支架能够较好地保护MGF的活性,有望在组织工程领域得到应用。     

支架结构对聚乳酸组织工程支架在SBF溶液中降解进程的影响

本文通过对不同孔隙率和不同孔径的聚乳酸组织工程支架在模拟体液（SBF）中的降解性能的研究,探讨支架结构对聚乳酸组织工程支架在SBF溶液中降解进程的影响.研究发现：孔径适中的200-300微米致孔剂制得的聚乳酸组织工程支架材料在降解1周后比其它两种孔径（致孔剂粒径100微米以下、致孔剂粒径300-400微米）的支架材料的分子量更高,支架的降解性能更稳定;孔隙率越高支架材料的分子量降低得越慢.聚乳酸组织工程支架的失重率并不随着降解时间的增长而逐步增大,而是呈起伏状态,这是由于组织工程支架在SBF溶液中既有降解进程,又有沉积进程造成的.     

乳液共混法制备微纤化纤维素/聚乳酸生物复合材料及性能

为了提高聚乳酸(PLA)的韧性和刚性,扩大应用范围,分别以PLA为基体,微纤化纤维素(MFC)为增强材料,通过乳液共混法制备出MFC/PLA生物复合材料。采用扫描电镜、偏光显微镜和万能电子试验机等研究了复合材料的断面形貌、球晶形态和力学性能等。结果表明,通过乳液共混法可将MFC均匀分散在PLA基体中制备MFC/PLA生物复合材料;适量MFC可显著细化PLA的球晶尺寸,提高PLA的力学性能。当MFC质量分数为0.6%时,复合材料的拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和缺口冲击强度分别较纯PLA提高了15.6%、21.1%、30.6%和53.6%。     

聚乳酸的性能、合成方法及应用

本文对聚乳酸的性能、合成方法及在药物控制释放体系、接骨材料、手术缝合线等生物医学领域的应用作了综述 ,并讨论了聚乳酸类材料的开发前景