輸尿管支架材料己內(nèi)酯丙交脂共聚物的體外實(shí)驗(yàn)研究

1、輸尿管支架材料己內(nèi)酯/丙交脂共聚物的體外實(shí)驗(yàn)研究【摘要】目的評(píng)價(jià)輸尿管支架生物降解材料己內(nèi)酯/丙交酯共聚物(PL/PLA)(PLA)3070在體外的降解及臨床應(yīng)用。方法PLA試樣24個(gè)，隨機(jī)分成3組，每組8個(gè)，分別浸于pH值為4、6、8的浸泡液中，將所有試管置于37恒溫水浴箱中，浸泡液每日更換1次，分別于2、4、6、8時(shí)各取出3種浸泡液中的各2個(gè)試樣。對(duì)試件進(jìn)展質(zhì)量、分子量的測(cè)量及掃描電鏡觀察。結(jié)果在pH值為8時(shí)其降解率最高，重量損失最為明顯，pH值為6時(shí)居中，pH值為4時(shí)降解率最小，重量損失相對(duì)于前兩者少。結(jié)論此種共聚物的降解為無(wú)規(guī)本體水解過(guò)程?？蛇m度調(diào)節(jié)共聚物的比例和降低共聚物的分子量，以

2、到達(dá)臨床工作需要。【關(guān)鍵詞】體外降解；生物降解材料；己內(nèi)酯/丙交脂共聚物；輸尿管支架在泌尿外科領(lǐng)域作為一種高分子降解性輸尿管支架材料體內(nèi)外生物降解性質(zhì)的研究國(guó)外報(bào)道較少，國(guó)內(nèi)那么未見(jiàn)報(bào)道，理解材料的降解行為對(duì)材料的臨床應(yīng)用具有極其重要的意義1。本文利用長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所醫(yī)用高分子材料中心制備的己內(nèi)酯/丙交脂共聚物(PL/PLA，PLA)3070進(jìn)展體外降解研究，以評(píng)價(jià)該材料的臨床應(yīng)用價(jià)值。1材料與方法1.2方法PLA試樣24個(gè)，隨機(jī)分成3組，每組8個(gè)，分別浸于pH值為4、6、8的浸泡液中，將所有試管置于37恒溫水浴箱中，浸泡液每日更換1次，分別于2、4、6、8時(shí)各取出3種浸泡液中的各2個(gè)試樣。

3、失重率：用濾紙吸去試樣外表水分后，真空枯燥48h后，用精細(xì)光電分析天平稱殘重，計(jì)算失重率。試樣的原始重量為初重。失重率=100%初重-殘重/初重。重量損失情況：每組取試樣的算術(shù)平均值。分子量：凝膠浸透色譜儀測(cè)量材料的分子量。生物降解率=100%初始分子量-降解后分子量/初始分子量。2結(jié)果2.1質(zhì)量變化PLA共聚物經(jīng)過(guò)8的降解，均有失重情況。pH值是8時(shí)，重量損失最快；pH值是4時(shí)，重量損失較慢；pH值是6時(shí)，重量損失居中見(jiàn)圖1。2.2分子量變化PLA在前4生物降解率變化較為明顯P0.05。從圖2中可以看到試樣的降解率逐漸增大，試樣的分子量逐漸下降，隨著浸泡液pH值的增高，PLA降解程度逐漸加重

4、。圖1PLA在體外不同環(huán)境下降解后重量變化略圖2PLA在不同體外環(huán)境下生物降解率變化略2.3電鏡觀察PLA于pH值為8時(shí)降解情況明顯，pH值為6時(shí)居中，pH值為4時(shí)降解程度較校PLA試樣隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，構(gòu)造出現(xiàn)疏松，有明顯的裂隙，孔洞加深，試樣外表可見(jiàn)孤立的球狀構(gòu)造圖3。圖3體外PLA(pH值為4)略轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.3討論3.1材料構(gòu)造對(duì)降解性質(zhì)的影響PL均聚物的體外降解要有兩個(gè)過(guò)程，第一階段為無(wú)規(guī)水解過(guò)程，重量損失不明顯；第二階段為低聚物擴(kuò)散分開(kāi)PL本體，可觀察到明顯的重量損失。文獻(xiàn)報(bào)道，PL降解時(shí)間較長(zhǎng)，約需時(shí)12年，PLA降解時(shí)間短于PL。PLA與PL的共聚物，不但具有良好的強(qiáng)度而

5、且具有可調(diào)控的生物降解周期。故筆者采用PL和PLA共聚物來(lái)縮短降解時(shí)間，以期到達(dá)臨床應(yīng)用。作為一種輸尿管內(nèi)置入材料，在體內(nèi)尿液中完全降解掉，假設(shè)需時(shí)12年，不合適臨床工作需要；降解時(shí)間在數(shù)月內(nèi)即較為適宜。作為輸尿管支架材料，對(duì)強(qiáng)度要求沒(méi)有骨科材料嚴(yán)格，兩種單體共聚后，強(qiáng)度、韌性適中。PL和PLA作為生物降解支架材料都具有良好的強(qiáng)度、生物降解性及可加工性能2。3.2浸泡液pH值對(duì)降解性質(zhì)的影響通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以看出，在體外模擬尿液環(huán)境下pH值為8時(shí)，共聚物降解最快，pH值為6時(shí)，降解率居中，pH值為4時(shí)，降解最為緩慢36,這是因?yàn)槟蛞褐兴腘H+4的促進(jìn)降解的作用。但即使pH值為8時(shí)，共聚物PLA

6、于4時(shí)生物降解率到達(dá)54.8%，電鏡下改變，有漸近的降解趨勢(shì)，但大體性狀無(wú)明顯變化。作為輸尿管支架材料的聚合物，應(yīng)用于生物體內(nèi)尿液中，尿液不同于血漿、組織液、肌肉等體內(nèi)環(huán)境，其pH值對(duì)材料的降解性是影響因素之一7。筆者設(shè)計(jì)的體外模擬尿液環(huán)境，選擇pH值為4、6、8，即為更全面地理解此種材料在3種pH值條件下的降解規(guī)律，以便推測(cè)出在不同病人尿液環(huán)境中使用的降解規(guī)律。3.3失重率、降解率及電鏡下改變PLA在pH值=8體外實(shí)驗(yàn)4時(shí)，生物降解率是54.80%，8時(shí)是64%，這說(shuō)明04共聚物生物降解率上升最明顯，48后分子量下降趨緩。聚合物在實(shí)驗(yàn)中，降解開(kāi)場(chǎng)時(shí)分子量下降迅速，隨后趨于緩慢，這和脂肪族降解

7、規(guī)律是一致的。分子量的下降意味著高分子鏈斷的斷裂，即發(fā)生化學(xué)降解，而重量的損失那么是材料開(kāi)場(chǎng)被吸收的標(biāo)志8。在本實(shí)驗(yàn)中，體外6時(shí)，PLA在pH值為8的降解液中，分子量已下降到42.75%，而重量損失僅是14.19%，重量的損失滯后于分子量的損失9，這說(shuō)明共聚物的降解過(guò)程是屬于酯鍵斷裂的本體水解范圍。PLA降解速率快于PL，非晶區(qū)的組分首先降解，故而PLA降解性快于單純PL。文獻(xiàn)報(bào)道，PL降解時(shí)間約需12年，在本實(shí)驗(yàn)中，體外實(shí)驗(yàn)8PLA的生物降率已到達(dá)約50%左右。共聚物的體外失重率和生物降解率變化趨勢(shì)相近，說(shuō)明聚合物的降解過(guò)程，主要是水解過(guò)程。電鏡下可見(jiàn)試樣外表出現(xiàn)增多的凹陷，逐漸變成小孔洞，

8、裂隙增寬、加深，密度降低，說(shuō)明聚合物降解是一個(gè)酯鍵無(wú)規(guī)水解過(guò)程。共聚物的降解是從較快的組分開(kāi)場(chǎng)的，而且結(jié)晶區(qū)降解速度慢于非結(jié)晶區(qū)降解速度，親水組分降解快于非親水組分，這說(shuō)明將兩種或兩種以上具有不同降解速率的單體進(jìn)展共聚后，通過(guò)調(diào)節(jié)共聚物的組成，可以到達(dá)調(diào)節(jié)共聚物生物降解速率的目的。3.4輸尿管支架材料的臨床應(yīng)用用生物降解輸尿管支架替代目前臨床上常用的非降解性支架，置于輸尿管病變區(qū)，在保持輸尿管的完好性、保證尿流通過(guò)的同時(shí)還可以作為輸尿管再生支架，在可吸收支架管周圍將形成新的具有原來(lái)輸尿管形態(tài)和功能的輸尿管，到達(dá)修復(fù)和重建的目的，防止了后期手術(shù)取出，較傳統(tǒng)的輸尿管支架具有明顯的優(yōu)越性，日益受到人們的重視。本實(shí)驗(yàn)即在于尋求一種降解性輸尿管支架，替代目前常用的非降解性輸尿管支架。PLA是臨床工作中有希望的輸尿管替代材料，但應(yīng)理解共聚物降解時(shí)間不宜延長(zhǎng)，而且可滿足臨床工作需要。對(duì)于泌尿外科輸尿管支架材料，形態(tài)的完好和重量的損失，應(yīng)在4之內(nèi)變化不大，而4之后變化較為明