生物可降解材料在臨床治療與護理中的應用

趙 今， 劉 杲， 姜 紅

（恩施土家族苗族自治州中心醫院，湖北恩施 445000）

1 生物可降解材料的分類

根據原材料的來源以及材料的加工處理技術的不同，生物可降解材料可以分為：可降解天然高分子材料、可降解合成高分子材料和可降解微生物合成高分子材料。

1.1 可降解天然高分子材料

可降解的天然高分子材料大致分為以下幾類。

（1）膠原：天然膠原的來源主要是哺乳動物組織、皮膚、骨頭、軟骨、膛及韌帶，膠原的特點是具有良好的生物相容性、可消化吸收性、經處理可消除抗原性、對組織恢復有促進作用、無異物反應、沒有致癌性。膠原一般可以用于生物可降解縫合線、人造皮膚、傷口敷料、人造健及血管；止血劑、血液透析膜，各種眼科治療裝置，取代眼睛玻璃體及藥物緩釋載體［3-4］。

（2）明膠：天然明膠的主要來源是動物皮、骨、筋腱等，天然明膠的特點是水溶性高分子、緩慢吸水后會產生膨脹軟化的現象，天然的明膠一般應用于藥物的微膠囊化、包衣，還可以用于制備可降解水凝膠，人造皮膚，以及防止傷口體液流出和感染的情況發生。

（3）多糖：天然多糖的主要來源是改性纖維素、淀粉、各種葡聚糖、藻骯酸、透明質酸、肝素、殼聚糖等［5］，多糖的主要特點是具有優良的生物相容性和生物可降解性。多糖在醫學上可以用于手術縫合線、人工皮膚, 還可以用作核聚糖作用載體。

（4）絲素蛋白：絲素蛋白的主要來源是蠶絲, 絲素蛋白由18種氨基酸所組成，具有良好的生物親和性，對機體無毒性，無致敏和刺激作用，還具有成膜性好的特點［6-7］。絲素蛋白可以應用在人造皮膚、藥物載體、人工肌腱與韌帶［8］，還可以作組織工程支架材料、人工血管、非口服的藥物載體。

（5）生物合成聚酯：生物合成聚酯的主要來源是微生物在發酵過程中產生的熱塑性聚酯，生物合成聚酯的主要特點是具有良好的熱塑性、同時還具有良好組織相容性和物理性能，生物合成聚酯一般應用于骨科材料或者是藥物控釋體系。

1.2 人工合成可降解高分子材料

人工合成可降解高分子材料是按照實際應用的需要設計和生產，運用簡單的物理化學反應改變原材料的結構來獲得性能廣泛的質料，在高分子改性過程中將具有酯基構造的脂肪族（共）聚酯引入化學結構中，人工合成可降解高分子材料在使用的過程中易被分化降解。因為這個特性使得人工合成可降解高分子材料具有了更廣泛的用途。人工合成可降解高分子材料大概可分為以下幾類。

（1）脂肪聚酯：脂肪聚酯中PGA、PLA、PCL及其共聚物等因含毒量少，毒性低的特點，在生物醫用領域有廣泛的用途。當脂肪聚酯為高聚物時，有較高的強度和良好的力學性能，而且在人體內的降解速率緩慢，高脂肪聚酯可作鞏固骨組織的原料；但當脂肪聚酯為低聚物時，其降解速度和分化速度就會加快，適用于輸送藥物系統。此外，PGA、PLA、PCL具有良好的生物相容性，可被人體接收和完全分解。已經運用于生物醫用高分子、紡織和包裝等行業［9］，常做醫用縫合線、外科矯正材料和骨釘。

河道在縱向上主要采用河道-水塘串聯、河道-濕地串聯以及混合式三種連接方式，因此在縱向上應利用現有的河道形態與上下游的連接關系，根據各區段的具體特點實施不同的生態建設。為維持河道、水塘、濕地內一定的水量，需在濕地和水塘進出口分別布置一定高度的滾水壩。

（2）聚原酸酯：聚原酸酯是一種人工合成的具有酸敏感特性的酯鍵高分子聚合物，屬于非均相異構體。通過水解反應，可以使得原酸酯鍵水解成可溶于水的小分子物質，這種水解之后的小分子很容易被人體吸收排泄。目前，美國的Alzamer公司通過酯基轉移反應，在真空和加熱條件下將二乙基四氫呋喃和二元醇研制出Alzamer產品，用作控釋載體和燒傷部位處理材料；美國SRI公司在室溫下通過一系列反應制得第2種聚原酸酯以及Miller等制成的第3代聚原酸酯，聚合物為軟膏狀，適用于藥物的控釋。

（3）聚對二氧六環酮（PDS）：聚對二氧六環酮因為具有良好的生物相容性和優異的力學性能，還與人體骨組織有相匹配的強度，所以目前被大量的用在骨折內固定材料。在人體的骨組織中，聚對二氧六環酮作為一種可降解生物醫學材料是可以被人體全部消化分解的，在人體降解的過程中，新骨在固定物內長出，其降解產物通過尿道排放或呼吸道呼出，不會產生多余蓄積留在人體內造成二次傷害。

（4）生物陶瓷類：生物陶瓷類人工合成可降解高分子材料以磷酸鈣（TCP）生物陶瓷的應用較為普遍，β-TCP 的孔隙決定其力學性質和在人體內降解速率的快慢，是類似松質骨的粒狀或塊狀合成材料，適用于骨部位的修復，誘導新骨生長后被分化吸收。

1.3 微生物合成可降解高分子材料

微生物合成可降解高分子材料是通過微小生物體的發酵以及一系列復雜過程，將碳源有機物合成可降解聚合物的反應過程。應用較為廣泛的微生物合成可降解高分子材料的有生物聚酯（PHA）和聚羥基丁酯（PHB）［10］兩種，其中微生物聚酯（PHA）方面的研究較多［11］。

2 生物可降解材料在婦產科臨床治療和 護理中的應用

2.1 生物可吸收止血材料

在婦產科臨床手術之后的預防出血和止血是婦產科護理的基本操作同時也是最重要的方面。在止血的操作中止血材料是其中最重要的一環，優秀的止血材料可以達到迅速止血的目的，同時止血材料還要無毒無害，沒有抗原性，對人體不能增加感染的幾率，同時還要不影響傷口的愈合速度［12］。膠原蛋白是為動物結締組織中的主要成分，也是哺乳動物體內含量最多、分布最廣的功能性蛋白，占蛋白質總量的25%～30%，與組織的形成、成熟細胞間信息的傳遞，以及關節潤滑、傷口愈合、鈣化作用、血液凝固和衰老等有著密切關系。膠原蛋白同時也是一種天然的可降解高分子材料，具有低抗原性、良好的生物相容性和生物可降解性能的特點，同時膠原蛋白還可以促進細胞遷移。以膠原蛋白為原材料的膠原/纖維蛋白復合止血貼是一種以豬、牛或馬腿肌腱為原料生產的膠原海綿，其表面再覆蓋纖維蛋白原和凝血酶制成的，可以用于內臟及體表創傷止血的可吸收醫用敷料，它能夠吸附血小板，與凝血因子相互作用，引起血小板聚合，起止血作用。

2.2 生物可吸收縫合線

生物可吸收縫合線主要用于人體組織的縫合，在一段時間內被人體吸收，避免拆除縫線，作為一種生物可降解安全材料在婦產科手術后護理中具有非常重要的臨床意義。生物可降解縫合線顯著降低了術后感染率，降低了個體組織反應，提高了傷口愈合的完整性，有助于術后機體的恢復，減少切口內異物的刺激，顯著降低了患者的疼痛程度，為婦產科手術后護理提供了很大便利，具有重要的臨床意義。天然生物可降解材料中的聚乳酸、聚乙醇酸、聚左旋乳酸、聚二氧惡烷縫等，都是生物可降解縫合線的主要原材料。

2.3 可降解水凝膠和殼聚糖在臨床中的應用

在婦產科臨床治療之中，陰道給藥治療擁有著特別的優勢，陰道給藥可以明顯地延長釋藥的時間，避免肝臟產生的首過效應，而且陰道中的活性酶降解的數量很少，藥物不會代謝失活，對人體系統干擾少。基于生物可降解材料開發的新劑型水凝膠被廣泛用于陰道給藥，水凝膠具有舒適方便、生物利用度高、穩定性好、不良反應少等優點。作為生物可降解水凝膠基質的生物可降解材料包括天然樹膠，海藻酸鈉，纖維素的衍生物如甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素及合成的聚合物卡波姆等。卡波姆是以季戊四醇等與丙烯酸交聯得到的丙烯酸交聯樹脂，是一種非常重要的流變調節劑，中和后的卡波姆是一種優良的凝膠基質，有增稠、懸浮等重要用途，工藝簡單，穩定性好，被廣泛應用于乳液、膏霜、凝膠，作為一種藥用輔料已被西方很多國家的藥典收載記載，并且廣泛應用于婦產科臨床制藥之中，早在1989年美國FDA就批準了以卡波姆為基質的克林霉素磷酸酯陰道軟膏上市，治療由厭氧菌引起的各種陰道炎，具有良好的臨床效果，克林霉素磷酸酯陰道軟膏的療效要明顯優于甲硝唑。隨著科技的進步與材料加工工藝的不斷提升，目前市面已經出現了新型的卡波姆材料，比如卡波姆974、980等。相對比傳統的卡波姆材料，新型卡波姆在陰道給藥治療中會有更高的生物粘滯性，而且藥物的緩釋時間也會更長，還具有更高的膨脹率和延展性。

殼聚糖也是天然可降解生物材料中的一種，因為殼聚糖優異的抗菌性，抗腫瘤還同時兼具促進血液凝固等優點，所以殼聚糖在臨床上的應用十分廣泛。殼聚糖的主要來源是自然界中廣泛存在的幾丁質，幾丁質經過脫乙酰作用就可以得到殼聚糖，化學名為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。經過大量的實驗證明殼聚糖具有良好的生物相容性，在人體體液中也可以完全降解，同時還有研究證明殼聚糖對青霉素等多種真菌還有海中細菌都有良好的抑制作用，所以殼聚糖在婦產科臨床中也有廣泛的使用［13-14］。例如殼聚糖婦產科栓、殼聚糖宮頸抗菌膜等，這些殼聚糖的使用方法簡便，但是在治療婦科疾病方面卻具有很好的效果。殼聚糖宮頸抗菌膜是一種天然的可降解生物材料，在經過組織工程技術和最近的冷凍干燥技術處理工藝之后合成的新型納米級殼聚糖。在陰道給藥的使用過程中，殼聚糖宮頸抗菌膜可以作用于宮頸以及宮頸腺管等部位，使得殼聚糖宮頸抗菌膜可以粘附在病灶的粘膜之上，然后通過藥物的緩釋起到治療婦科疾病的效果。殼聚糖宮頸抗菌膜還有另外一個優勢就是可以加速傷口結痂的脫落速度，加速創面傷口的恢復速度。

2.4 天然多糖可降解材料在婦科臨床中的應用

婦產科的臨床手術治療中，尤其是盆腔粘連性手術或者是子宮肌瘤等惡性腫瘤手術，臨床手術后留下的手術創面都比較大，手術之后容易產生粘連的現象。據相關統計表明，在進行腹腔或者盆腔手術后發生粘連的概率高達90%，并且在臟層腹膜的更容易產生粘連的現象。機械性損傷、組織缺血、感染、異物刺激等均可以引起腹腔粘連和盆腔粘連，長時間的腹膜透析或液體灌注，以及某些婦科疾病如子宮內膜異位癥也可以引起腹腔和盆腔粘連的發生。一旦發生盆腹腔粘連的情況，將引起腰痛、盆腔痛、腸絞痛、腸梗阻和甚至是不孕癥等一系列后遺癥。早期醫療水平不發達的時候，沒有什么好的辦法可以防止粘連的發生，所以大都是鼓勵患者術后盡早下床活動，這樣就會給患者帶來手術之后的二次痛苦。隨著生物制藥技術的發展，在婦產科臨床手術之后也會用到可降解生物材料作為防止粘連現象產生，在婦產科臨床中常用的可降解生物材料多為天然多糖類，例如幾丁糖、透明質酸鈉、羧氨基葡聚多糖鈉等。

幾丁糖是一種天然多糖，具有良好的生物相容性和優異的可降解性能。在臨床醫學中常用到的幾丁糖的主要來源是由天然螃蟹殼提取的高分子幾丁質，再經過一系列的人工后處理之后形成的一種聚氨基葡萄糖。幾丁糖可以防止婦產科臨床手術后的粘連主要是因為幾丁糖具有選擇性促進上皮細胞、內皮細胞生長，從而可以抑制成纖維細胞生長的生物特性，進一步可以促進組織生理性修復，抑制瘢痕形成，以達到減少組織粘連的治療目的。醫用幾丁糖具有局部止血作用，可抑制血纖維蛋白束形成，減少了因血腫機化而造成的組織粘連。醫用幾丁糖同時還具有潤滑作用及生物屏障作用，也能有效阻止粘連發生，廣譜抗菌作用和抑制瘢痕的作用也能有效防止組織粘連情況的產生。

3 總結與展望

本文總結了常見的生物可降解材料的主要種類，闡述了生物可降解材料在婦產科臨床治療與護理中的應用。生物可降解材料具有良好的生物相容性和生物可降解性能，在婦科臨床治療中安全可靠，可以有效防止術后粘連的現象產生。同時可降解的傷口縫合線、止血材料等在婦產科臨床術后護理中也有著重要的作用。目前生物可降解材料所面臨的問題還是材料的價格十分昂貴，在婦產科臨床中大面積推廣很難，同時材料的降解速度也沒能實現完全的控制。所以在今后的發展中，希望可以進一步提高對生物可降解材料的降解速率同時降低材料的成本，以便在婦產科臨床治療與護理中得到大范圍推廣。