有机高分子骨修复材料

更新于 2026年10月16日 版权声明
三、有机高分子骨修复材料

有机高分子骨修复材料分为生物可降解与吸收高分子材料、生物不可降解高分子材料两大类。

(一)生物可降解与吸收高分子材料

生物可降解与吸收(bio-degradable and bio-absorbable)高分子材料是一类生物相容性较好的聚合物,能在生物体内经水解、酶解作用逐渐降解成低分子量化合物或单体,后被机体吸收,最终通过新陈代谢等自然途径而消失。生物可降解与吸收高分子可分为天然高分子和人工合成高分子,前者主要有甲壳素、胶原蛋白、海藻酸盐纤维素、透明质酸、天然丝等,后者主要有聚乳酸、聚羟基乙酸等。

1.甲壳素 甲壳素在体内各种酶的作用下降解成N-乙酰氨基葡萄糖等低聚糖,甲壳素及降解产物无毒、无刺激性、无免疫原性,具有很好的组织相容性。

甲壳素的分子结构含有高活性的功能基团,具有广谱的抗菌作用,可降低机体感染的机会。甲壳素还具有选择性抑制人成纤维细胞生长,促进表皮细胞生长的生物活性。甲壳素还可作为可降解吸收骨折内固定材料用于骨折内固定。

2.聚乳酸(polylactic acid,PLA) 聚乳酸是一种线性聚酯,可以通过乳酸直接缩聚来合成,但直接脱水缩聚所得到的聚合物分子量低,因此,在制备分子量高的聚乳酸时一般先制成丙交酯,然后再聚合,所以聚乳酸又称聚丙交酯。

聚乳酸植入人体后,可以通过水解、氧化反应逐渐降解,最终形成CO2和H2O而排出体外,生物安全性好。聚乳酸在体温下为玻璃态,脆性较大,力学性能仍不能满足临床使用要求。

3.聚羟基乙酸(polyglycolic acid,PGA) 聚羟基乙酸又称聚乙醇酸、聚乙交酯,也是线性聚酯,结晶度达50%左右,玻璃化温度为36℃,在有机溶剂中溶解度低,加工成形较难,故常与乳酸形成共聚物使用。(https://www.daowen.com)

聚羟基乙酸植入人体后,通过水解、氧化反应,最终形成CO2和H2O而排出体外。聚羟基乙酸在体温下,脆性小于聚乳酸,具有较高的力学性能,是坚韧的聚合物,体内降解速度较聚乳酸快。

其他人工合成生物可降解与吸收高分子材料还有乳酸-三亚甲基碳酸酯共聚物(PLAPTMC)、乳酸-羟基乙酸共聚物(PLA/PGA)、聚乳酸-聚乙二醇共聚物(PLA-PEG)等。人工合成生物可降解与吸收高分子材料可用作可吸收骨折内固定材料,用以克服传统金属固定材料的一些缺点。制成薄膜可作为可降解性引导骨组织再生屏障膜,能够隔离上皮细胞,引导牙周组织再生,还可作为生物支架为组织细胞培养及块状功能组织的形成提供三维组织支架。

(二)生物不可降解高分子材料

生物不可降解(non-degradable)高分子材料是一类在体内耐腐蚀而不降解、化学性能十分稳定,并具有良好生物相容性的高分子材料。口腔临床常用的生物不可降解的引导组织再生膜主要是聚四氟乙烯薄膜。

聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)在常态下化学性能非常稳定,具有很高的生理惰性,无毒、无致癌、无致敏等副作用,又称塑料网王,商品名称为“特氟隆”(Teflon)。PTFE植入材料分子量巨大,一般为数百万,结晶度为95%,熔融温度为327~342℃。

临床使用的聚四氟乙烯主要是膨体聚四氟乙烯(expanded polytetrafluoroethylene,ePTFE),是由PTFE加工而成的蓬松网状结构高分子材料,具有微细纤维相互连接而形成的无数细孔(孔径20~25 μm)。其多孔结构允许周围组织细胞有限地长入其中,形成良好的组织连接,使得ePTFE植入物在体内不会移动。ePTFE富有弹性和柔韧性,可任意弯曲,容易塑形。ePTFE薄膜可作为不可降解性骨组织引导再生屏障膜用于引导骨再生术,其缺点是需要二次手术取出。

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