聚乳酸(PLA)在生物医学领域的应用 1、组织工程 PLA作为可降解高

爱洛姆佳佳 2024-12-12 21:06:51

聚乳酸(PLA)在生物医学领域的应用 1、组织工程 PLA作为可降解高分子材料,近年来在组织工程领域已取得了飞速的发展,但是PLA也存在亲水性差、细胞相容性还无法满足要求、降解产物呈酸性等缺点。 研究者通过修饰PLA及其共聚物支架或与其他材料复合,使其具有可控的生物降解性能、可调的亲疏水性以及良好的生物相容性。目前为止,研究者使用静电纺丝、3D打印或发泡等技术制备了许多基于PLA的组织工程支架。 在骨组织中程中,金属基骨修复材料存在局限性:体内不可降解,需要手术移除,易造成二次损伤;金属植入物易腐蚀;缺乏组织相容性和生物活性。PLA不仅在体内具有生物可降解性和生物相容性,且具有足够的机械强度和易于加工成型的特点,是取代金属植入物的理想候选材料。研究人员通过将PLA制成多孔结构,模拟软骨组织的细胞外基质环境,为软骨细胞的附着、增殖和分化提供支持。同时,可在PLA支架上复合生长因子等活性物质,进一步促进软骨组织的修复和再生。 在神经组织工程中,聚乳酸可以制成神经导管,引导神经再生。其良好的柔 韧性和可加工性,可使其根据神经缺损的长度和形状进行定制。而且,通过对聚乳酸表面进行改性,可以提高其对神经细胞的亲和力,促进神经细胞在导管内的迁移和轴突的生长。但由于PLA亲水性和细胞黏附性较差,这限制了PLA的 使用。目前,研究人员主要关注通过理化改性提高PLA 在神经组织工程中的治 疗效果。 Zhang等采用多层肝素/胶原包封神经生长因子(NGF),通过层层自组装的方法修饰PLA纳米纤维支架,提高它的亲水性,用于外周神经组织工程。他们发现从设计的支架中持续释放生物活性NGF有助于雪旺细胞的增殖和PCl2细胞的分化。 Hoveizi等使用壳聚糖修饰PLA,提高PLA的生物相容性和对PCl2细胞的亲和力,将其用于神经组织工程。此外,有研究结果表明,复合材料中PLA的浓度也会影响神经组织工程支架的理化性能。 2、药物控释材料 理想药物释放体系需要具备如下功能与特质:药物控制释放功能,使血药浓 度能维持在所需正常范围内;药物靶向释放功能,使药物能够精准输送到治疗目标部位;补药量少、毒副作用低;服用方便、易于被患者接受;在正常环境下,具有化学与物理稳定性。 药物控释材料是药物释放体系的重要组成部分,也是直接影响药效的主要因素。药物释放载体主要包含天然型载体和合成性载体,天然性载体一般由有机材料、无机材料、高分子材料制成,而合成性载体主要由有机材料、高分子材料、复合材料和生物降解性和非生物降解性材料构成。药物控释材料是保证药物以恒定速度在一定时间内从材料中释放的过程,实现药物控制释放,可以让药物在血液中保持对疾病治疗所需的最低浓度,保持血药浓度恒定,避免了浓度偏高时药物中毒,偏低时治疗无效的问题。 PLA可以作为药物缓释载体,通过将药物包裹在PLA微球或纳米粒中,可以实现药物的缓慢释放。例如,在抗肿瘤药物缓释方面,PLA微球可以将药物靶向运输到肿瘤部位,并在一段时间内持续释放药物,提高药物的疗效,减少药物对正常组织的毒副作用,此外,通过改变PLA的分子量、组成等因素,可以调控药物的释放速度。PLA材料具有生物相容性和生物降解性,降解产物能够满足无毒和不发生炎症反应的应用要求,PLA材料的降解能够发生在一个合理的期间内,具有可加工性、可消毒性以及良好的力学性能。虽然PLA的可生物降解微球在药物递送领域得到广泛应用,但仍然存在一些难以攻克的技术障碍,如性质稳定的纳米微球的生产、载药率的提高以及临床转化困难。需继续对PLA的制备和性能进行针对性的改进,赋予它临床应用所需要的功能。 3、眼科植入材料 视网膜脱落是一种极为严重的眼科疾病,其致盲率高且手术治疗难度较大。 传统的治疗方法中,医生常在眼巩膜表面植入硅橡胶和硅橡胶海绵作为填充物。然而,这些材料由于生物相容性较差,植入后往往会引起机体的异物反应,这不仅增加了手术的风险,也不利于患者的术后恢复。 PLA材料因其优良的生物降解性和生物相容性而备受关注。PLA材料的这些特性使其能够满足视网膜脱落手术对材料的高要求,从而有效避免传统填充材料可能引发的排异反应。从物理性质来看,PLA材料的密度适中,特性粘度也处于一个合理的范围内。更重要的是,它还具有出色的拉伸强度和断裂伸长率,这意味着在手术过程中,它能够更好地适应和支撑视网膜的修复。在复杂的手术环境和眼内环境中,PLA能够保持其稳定性和抗异性,从而确保手术的成功和患者的术后恢复。 4、其他应用 PLA及其聚合物在减少疤痕形成、防止粘连等方面也发挥着关键作用。利用电纺技术制备了PLGA 和茶素酸酯组成的合成膜,这种PLGA 合成膜可通过上皮细胞的增殖和新的毛细血管的生成加速伤口愈合。

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