可降解聚乙交酯及其共聚物的研究進展

房鑫卿

摘 要：聚乙交酯是一種具有良好的生物相容性和生物降解性的高分子材料，具有較高的力學性能，其力學性能和降解性能可通過與其它單體共聚的方式調節。聚乙交酯及其共聚物廣泛的應用于可降解醫用手術縫合線、骨折內固定物、藥物控釋載體以及組織工程支架等領域。筆者基于對國內外相關文獻資料的研究，從聚乙交酯以及其共聚物的性能、合成工藝、應用進展三方面對聚乙交酯及其共聚物的研究現狀進行分析，對聚乙交酯及其共聚物發展趨勢進行探討。

關鍵詞：降解 聚酯 聚乙交酯 共聚物 研究現狀

中圖分類號：TQ3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（a）-0045-01

聚乙交酯是一種具有良好的生物相容性和生物可降解性的高分子材料，與傳統的高分子材料相比，聚乙交酯在人體內不需要特殊酶的參與就能完全降解，且降解后的產物可被體內吸收代謝，最終形成二氧化碳和水。由于其優良的生物相容性和生物可降解性，聚乙交酯及其共聚物廣泛的應用于可降解醫用手術縫合線、骨折內固定物、藥物控釋載體以及組織工程支架等方面。

基于對國內外可降解聚酯材料研究資料的綜合分析，從聚乙交酯以及其共聚物的性能、合成工藝、應用進展三方面對研究現狀進行分析，據此對研究趨勢進行探討。

1 聚乙交酯

聚乙交酯（poly（glycolic acid））簡稱PGA，也稱為聚乙醇酸或聚羥基乙酸，是結構最簡單的線性脂肪族聚酯。聚乙交酯最初的原料是α-羥基乙酸，其廣泛存在于甘蔗、甜菜及未成熟的葡萄等自然作物中，由于含量低分離提取困難，工業上多采用有機合成的方法來制備[1]。

高相對分子質量的聚乙交酯一般通過乙交酯單體的開環聚合得到，分子量10萬以上的能夠滿足醫用可吸收手術縫合線的使用要求，分子量在20萬～145萬的可拉伸成纖維狀，可作為骨釘或其他骨內固定物使用。

2 乙交酯與其他物質共聚物

聚乙交酯熔點高，結晶度高，難以加工成型，且在降解過程中耗損較快，限制了其在醫用可降解材料領域的應用。為了改善聚乙交酯的物理化學性質及力學強度，以適應不同醫療產品的要求，可通過與其它單體共聚合的方法來改變材料的機械性能、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）是羥基乙酸和乳酸的共聚物，它兼有聚乙交酯和聚乳酸的優勢。目前聚乙丙交酯的制備多采用開環聚合的方法，Miller[2]等研究了GA，LA不同比例的無規共聚物和交替共聚物，研究表明通過控制GA和LA的比例可以有效調節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國DuPont公司在1975年開發的醫用手術縫合線，商品名為“Vicryl”。隨后通過調節聚乙丙交酯的組成、分子量及增強改性等，PLGA廣泛的應用于生物醫用可吸收縫合材料，藥物緩釋材料，骨固定材料及組織修復材料等領域。

2.2 乙交酯-ε-己內酯共聚物

乙交酯-ε-己內酯共聚物是由乙交酯和ε-己內酯聚合而成的共聚物。聚（ε-己內酯）（PCL）具有良好的生物相容性和生物降解性，是理想的藥物載體材料。PCL熔融溫度低，可以通過ε-己內酯與乙交酯共聚來改善聚乙交酯的加工性能并調節聚（ε-己內酯）的降解速率。Kricheldorf[3]等研究了乙交酯和ε-己內酯分別在本體和硝基苯溶液中，不同溫度不同催化劑下的共聚合反應，得到了一系列不同序列的共聚物。Sobry[4]等以烷氧基鋁為催化劑合成了分子量在5700～42000范圍的乙交酯-ε-己內酯嵌段共聚物，實現了共聚物分子量和結構的可控。

2.3 乙交酯-丙交酯-ε-己內酯共聚物

乙交酯-丙交酯-ε-己內酯共聚物（PLGC）是由乙交酯、丙交酯和ε-己內酯三種單體共聚得到的三元無規共聚物。將分子鏈柔順且溶解性優良的ε-己內酯引入乙丙交酯共聚物中，改善PLGA的力學性能，且與乙丙交酯的共聚合可以提高PCL的降解速率。蔡晴[5]等以辛酸亞錫為催化劑，研究了真空封管條件下不同比例GA、L-LA和ε-CL的共聚合，通過調節共聚物比例，改變共聚物的結晶性、親水性和力學性能，得到了降解性能和力學性能可控的生物可降解三元共聚物。

2.4 乙交酯-三亞甲基碳酸酯共聚物

聚三亞甲基碳酸酯（PTMC）是由三亞甲基碳酸酯（TMC）開環聚合得到的具有良好生物相容性的可降解生物醫用材料。由于PTMC在體溫下具有一定的彈性，熔點在體溫附近利于加工成型，已被廣泛的應用于藥物載體及緩釋材料。Zhu[6]等合成了GA和TMC的無規共聚物，并分別研究了其在37 ℃磷酸緩沖液和小鼠體內的降解行為，結果表明GA的含量越高，共聚物的降解越快。

3 結語

聚乙交酯的力學強度還不足以滿足如小板、螺釘等骨固定物力學強度的要求。近年來，有通過自增強的方式將聚乙交酯纖維作為增強物來提高其力學性能并且在臨床應用上取得成功。聚乙交酯的合成工藝苛刻，對反應條件和產物純度有著嚴格的要求。因此，設計合理的合成工藝，獲得高分子聚乙交酯及其共聚物，是今后的工作重點。

參考文獻

[1] 徐繼剛，陳功林，高建輝，等.醫用生物降解材料—聚乙交酯的研究[J].合成纖維，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，貝建中，王身國。乙交酯/丙交酯/己內酯三元共聚物的合成及表征[J].高分子學報，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