《生物降解高分子》PPT課件

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1、2、生物降解高分子BiodegradablePolymer引起高分子降解的因素?zé)帷獰峤到廨椪眨ü狻V線、g射線）——光降解、輻照降解氧化（O2、O3）——氧化降解輻照+氧化——光氧化降解水——水解降解微生物、酶——生物降解機械力——機械降解聲波——超聲降解環(huán)境——環(huán)境降解生物降解材料生物降解材料是指在生理環(huán)境下構(gòu)成材料的分子能自動斷裂、從大分子變成小分子、從不溶解變成能溶解，從而能逐漸被機體代謝或吸收的材料生物降解材料分類來源材料種類材料舉例天然材料天然無機物羥基磷灰石珊瑚礁等天然衍生材料甲殼素、殼聚糖、海藻酸鹽、膠原蛋白、葡聚糖、透明質(zhì)酸、明膠、瓊脂等

2、合成材料合成高分子脂肪族聚酯、聚酸酐、聚膦腈、聚原酸酯、聚醚等天然衍生材料初始原料來自于動、植物或者人體，而后經(jīng)過物理或化學(xué)方法加工、處理得到的材料。包括天然的無機衍生生物材料和天然的有機衍生生物材料。降解機制材料在體內(nèi)的降解和吸收是受生物環(huán)境作用的復(fù)雜過程，包括物理、化學(xué)和生化因素。物理因素主要是外應(yīng)力化學(xué)因素主要有水解、氧化及酸堿作用生化因素主要是酶和微生物*由于植入體內(nèi)的材料主要是接觸組織和體液，因此水解（包括酸堿作用和自催化作用）和酶解是最主要的降解機制水解機制◆天然聚合物在生物中的降解，首先被水解或氧化降解為小分子，然后再被吸收排泄?？山到獾暮铣筛?/p>

3、分子材料的降解主要是水解。水解降解過程可以被酸、堿或酶所催化?！舾叻肿恿抗虘B(tài)聚合物裝置從植入體內(nèi)到消失，是由不溶于水的固體變成水溶性物質(zhì)的過程，這個過程稱為溶蝕。◆分子鏈斷裂是降解的第一階段；吸收是第二階段：即進入體液的降解產(chǎn)物被細胞吞噬并被轉(zhuǎn)化和代謝?！舢敺肿恿啃〉娇扇苡谒臉O限時（如數(shù)均分子量Mn5000道爾頓左右的聚酯），整體結(jié)構(gòu)即發(fā)生變形和失重，逐步變?yōu)槲⑿〉乃槠⑦M入體液。酶解機制聚合物前期的水解過程不一定需要酶參加，但水解生成的低分子量聚合物片段可能需要通過酶的作用轉(zhuǎn)化為小分子代謝產(chǎn)物酶促水解和酶促氧化反應(yīng)是材料在體內(nèi)降解吸收的重要因素，酶在一定

4、程度上影響降解機制和速度酶促水解機制：容易水解的聚合物，在體內(nèi)可能同時存在單純水解和酶催化水解兩種作用容易被水解酶降解的聚合物：聚酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚α-氰基丙烯酸以及某些聚酯型聚氨酯*酶促氧化機制：主要是一些非水解性聚合物材料在體內(nèi)最后是通過吞噬細胞和巨細胞內(nèi)吞作用而吸收代謝。體內(nèi)的酶都參與了這個轉(zhuǎn)化反應(yīng)，而過氧化歧化酶（SOD）則起到加速轉(zhuǎn)化的作用*自由基作用機制：氫氧自由基是引起降解的重要因素。例如，聚乳酸在有過氧化氫和二價鐵離子的介質(zhì)中，比在單純水介質(zhì)中的降解速度加快了近一倍含有可水解基團高分子的降解模式高分子類型主鏈的鍵合形式降解產(chǎn)物聚酯-C-

5、C-O-C--C-OH＋HO-C-OO聚醚-C-O-C--C-OH＋HO-C-聚氨酯-C-O-C-N-C--C-OH＋CO2＋H2N-C-OH聚酰胺-C-C-N-C--C-C-OH＋H2N-C-OHO合成類生物降解高分子聚乙醇酸（聚乙交酯）（PGA）聚乳酸（聚丙交酯）（PLA）聚己內(nèi)酯（PCL）聚羥丁酯（PHB）聚羥戊酯（PHV）聚羥基酸（PHA）脂肪族聚酯生物降解性：指在自然環(huán)境下可由于微生物等生物作用而分解的性質(zhì)*嚴格地說，指由于生物所具有的酶而分解的性質(zhì)。不包括非酶的水解和溶解。在土壤中和海水中由于酶而降解的高分子材料，稱為生物降解性塑料。★生物吸收

6、性：指在人體內(nèi)由于酶或非酶作用而降解，而降解產(chǎn)物可被機體吸收、代謝的性質(zhì)。*包括材料并未降解，而是在溶解狀態(tài)下被吸收的情況,如膠原等可由于酶的作用而降解的天然高分子。材料在體內(nèi)的吸收和排泄組織和細胞生物學(xué)方法是研究材料在體內(nèi)吸收過程的主要手段，可用以評價材料的組織反應(yīng)和生物相容性。用同位素標記方法可以定量地研究材料在體內(nèi)的降解、吸收和排泄。材料本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中聚合物主鏈的易水解性和單體的親水性是最要的因素。不同主鏈結(jié)構(gòu)的合成高分子在中性水介質(zhì)中降解的難易程度從大到小排列如下：聚酸酐>聚原酸酯>聚羧酸酯>聚氨基甲酸酯>聚碳酸酯>聚醚>聚烴類影響高分子生物降

7、解性的主要因素化學(xué)組成?分子中包含的可水解基團的種類和含量??分子主鏈的柔性?分子形態(tài)結(jié)構(gòu)橡膠態(tài)(?)?玻璃態(tài)(?)?結(jié)晶態(tài)(?)親/疏水性含親、疏水兩種基團?只含單一種水基團圖生物降解高分子的分子量、強度和質(zhì)量隨降解時間的變化結(jié)束語生物降解材料是一類十分重要的生物材料，在臨床醫(yī)學(xué)具有重要、廣泛的應(yīng)用新生物降解材料的出現(xiàn)可以促進醫(yī)療技術(shù)的改革生物降解材料具有極高的經(jīng)濟效益