醫(yī)療診斷用高分子材料

生物高分子及制品內(nèi)容第一章緒論第二章高分子和生物體系的相互作用第三章生物相容性和安全性評(píng)價(jià)第四章人工器官用材料第五章醫(yī)療診斷用高分子材料第六章藥物緩釋第七章材料的安全性評(píng)價(jià)第八章介紹醫(yī)用高分子材料的構(gòu)造、形態(tài)、機(jī)能和醫(yī)用材料的設(shè)計(jì)第五章醫(yī)療診斷用高分子材料5.1診斷用微粒5.2診斷用磁性粒子

5.3高分子材料在診斷生物傳感器中的應(yīng)用

5.1診斷用微粒高分子微球在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用5.1.1高分子微球的制備方法

高分子微球的制備方法主要有兩條路線：從已有的高分子成球和從單體開(kāi)始聚合成球，如圖5-1所示。

5.1.1高分子微球的制備方法

高分子成球高分子成球就是從已有的高分子聚合物（包括合成高分子和天然高分子）開(kāi)始制備，利用溶至乳液溶劑蒸發(fā)、噴射干燥、相分離等方法將天然高分子或已有的合成高分子制成微球。天然高分子材料包括淀粉、明膠、清蛋白、阿拉伯膠、海藻酸及其鹽類等。半合成高分子材料常用纖維素衍生物包括羧甲基纖維素(SCMC)、鄰苯二甲酸醋酸纖維素(CAP)、甲基纖維素(MC)、乙基纖維素(EC)、羥丙甲纖維素(HPMC)等。合成高分子材料主要為聚酯類，如聚乳酸(PLA)、乳酸/羥基乳酸共聚物(PLGA)，此外還有聚酰胺、聚砜和聚醚砜等

5.1.1高分子微球的制備方法

高分子成球乳化-溶劑蒸發(fā)法制備微球是1988年Ogawa首先提出的，也是目前應(yīng)用最為廣泛的微球制備技術(shù)。

5.1.1高分子微球的制備方法

高分子成球噴霧干燥法的主要工藝過(guò)程是將高分子材料溶于揮發(fā)性溶劑中，如二氯甲烷、丙酮等，再用噴霧法將高分子溶液噴入熱氣流，使溶劑迅速揮發(fā)，得到固化微球，真空干燥除去殘留溶劑。5.1.1高分子微球的制備方法

高分子成球相分離法是應(yīng)用較為廣泛的微球制備方法，其主要原理是將高分子材料溶解在互不相溶的兩種液體中，利用材料在兩種溶液中溶解性能的不同制備微球，再采用過(guò)濾、冷凍干燥等方法得到微球，該法還可以通過(guò)改變溫度、pH值以及非溶劑和能引起相分離的聚合物等來(lái)實(shí)現(xiàn)。。5.1.1高分子微球的制備方法

單體聚合成球從小分子單體制備微球的聚合方法主要有：懸浮聚合、乳液聚合、沉淀聚合和分散聚合等

5.1.1高分子微球的制備方法

5.1.1高分子微球的制備方法

5.1.2高分子親和微球的制備方法

高分子親和微球即為高分子微球的表面嫁接具有特定的親和配位能力的生物活性物質(zhì)，利用這些活性物質(zhì)與目標(biāo)物質(zhì)間的親和配位關(guān)系，選擇性地吸附并最終分離出目標(biāo)物質(zhì)。親和微球主要由高分子微球載體和固定于載體上的生物活性物質(zhì)組成。目前生物活性物質(zhì)固定在高分子微球載體上的方法有：吸附法、共價(jià)結(jié)合法、包埋法和交聯(lián)法5.1.2高分子親和微球的制備方法

吸附法5.1.2高分子親和微球的制備方法

共價(jià)結(jié)合法包埋法包埋法是應(yīng)用最為普遍的固定化技術(shù)，它是將生物活性物質(zhì)固定在聚合物的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的方法。該方法操作過(guò)程簡(jiǎn)單，同時(shí)對(duì)生物成分的活性影響較小，被包物不易泄漏，可固定高濃度的生物活性物質(zhì)。包埋法分為兩類：一是將生物活性分子結(jié)合到半透性凝膠微球的晶格中，稱為晶格法；二是將生物活性分子包裹到半透性高分子膠囊中，稱為微膠囊法。

5.1.2高分子親和微球的制備方法

5.1.2高分子親和微球的制備方法

交聯(lián)法交聯(lián)法就是通過(guò)雙功能或多功能分子在生物活性分子之間、生物活性分子/載體之間交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而使生物活性物質(zhì)固定化的方法。最常用的交聯(lián)試劑如戊二醛，能在溫和的條件下與蛋白質(zhì)的自由氨基反應(yīng)。

5.1.3高分子微球在醫(yī)療診斷中的應(yīng)用

免疫載體5.1.3高分子微球在醫(yī)療診斷中的應(yīng)用

免疫載體5.1.3高分子微球在醫(yī)療診斷中的應(yīng)用

DNA診斷高分子微球固定DNA、配位體或激素類等生物活性組分后，能用于各種生物特性的診斷。如對(duì)于癌癥能夠在初期檢測(cè)出基因的異常情況，對(duì)于惡性腫瘤的治療極為重要，如K-ras基因突變常發(fā)生在胰腺癌、直腸癌和肺癌的初期。

5.1.3高分子微球在醫(yī)療診斷中的應(yīng)用

血液檢測(cè)心臟的血液輸出和局部的血液流動(dòng)情況是確定氧氣輸送和組織耗氧量的重要指標(biāo)，因此，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)具有很大的必要性。可以使用放射標(biāo)記的聚合物微球進(jìn)行檢測(cè)。使用標(biāo)記的微球進(jìn)行檢測(cè)是Rudloph和Heymann最早在1967年發(fā)明的方法。通常血流檢測(cè)使用的標(biāo)記微球的直徑在10－40

m之間，與紅細(xì)胞的大小相當(dāng)。

5.2診斷用磁性粒子磁性高分子微球是指通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ褂袡C(jī)高分子與無(wú)機(jī)磁性物質(zhì)結(jié)合起來(lái)形成具有一定磁性及特殊結(jié)構(gòu)的微球。磁性高分子微球按照其結(jié)構(gòu)的不同可以分為三大類：（1）殼-核結(jié)構(gòu)，高分子材料作為核，磁性材料作為殼層。（2）核-殼結(jié)構(gòu)，磁性材料為核，高分子材料組成殼層。（3）殼-核-殼結(jié)構(gòu)，外層和內(nèi)層為高分子材料，中間為磁性材料。5.2診斷用磁性粒子5.2診斷用磁性粒子5.2診斷用磁性粒子磁性高分子微球的制備磁性高分子微球的制備根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)類型具有不同的制備方法，就高分子包覆磁性無(wú)機(jī)粒子類微球而言，目前通常采用以下三種方法來(lái)制備，即包埋法、單體聚合法和原位法5.2診斷用磁性粒子磁性高分子微球的制備包埋法5.2診斷用磁性粒子磁性高分子微球的表面功能化診斷用微球的使用診斷用微粒是利用來(lái)進(jìn)行檢查的微粒。診斷（Diagnosis）檢查分為生體檢查（身體）和檢體檢查（生理檢查）。生體檢查是直接對(duì)病人身體進(jìn)行的檢查，例如X射線透視、X線CT、超聲波、心電圖、腦波、內(nèi)視鏡（如胃鏡）等。檢體檢查，是對(duì)生物體內(nèi)的血液、尿、髓液或組織細(xì)胞等進(jìn)行的檢查。微粒子（Microspheres）應(yīng)用于檢體檢查。1． 一般檢查：尿檢（如尿素、尿酸、肌肝等）。2． 血液學(xué)檢查：血液凝固特性檢查和血球檢查。3． 生化學(xué)檢查：蛋白質(zhì)、酵素、脂質(zhì)、糖質(zhì)，以及無(wú)機(jī)質(zhì)等的檢查。臨床上檢體檢查的分類：4． 免疫學(xué)（血清學(xué)）檢查：抗原抗體反應(yīng)、補(bǔ)體結(jié)合反應(yīng)等。血中和尿中的荷爾蒙檢查。5． 細(xì)菌學(xué)檢查：病原性微生物的培養(yǎng)及檢查。6． RI檢查：使用放射性同位素的檢查。微粒主要應(yīng)用于免疫學(xué)的檢查（Immunologicaltest）臨床上檢體檢查的分類：診斷用微粒的材料診斷用微粒是檢查試劑的一種，反應(yīng)對(duì)象是體液（血清-serum，血漿-plasma，尿-urine）或細(xì)胞。素材粒子一般不直接使用，通常是將抗原或抗體等固定在這些粒子表面后使用。固定后的抗原或抗體與檢測(cè)液中的對(duì)象物質(zhì)或細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到測(cè)定的目的。1診斷用微粒的擔(dān)體的必要性質(zhì)擔(dān)體必須的性質(zhì)：(1) 首先是能夠與抗原或抗體發(fā)生反應(yīng)，從而能夠固定抗原或抗體；(2) 其次是分散性。其它性質(zhì)：著色性，粒度均勻性等也非常重要；根據(jù)用途而必須的性質(zhì)：沉淀速度適當(dāng)，從液體中容易分離。一是生物由來(lái)的微粒子，即細(xì)胞；二是合成高分子微粒子：包括聚苯乙烯（PS），改性的聚苯乙烯和2-羥乙基甲基丙烯酸（HEMA）體系的高分子粒子。診斷用微粒子來(lái)源：生物由來(lái)的微粒主要是細(xì)胞。血液中紅細(xì)胞的凝聚原理測(cè)定血型。ABO血型鑒定ABObloodgroups

取靜脈血少許，放入生理鹽水中混勻，配成2%紅細(xì)胞原液【正常參考值】

根據(jù)紅細(xì)胞膜上的A、B凝集原和血清內(nèi)抗A、抗B凝集素的不同，將紅細(xì)胞血型分為O、A、B、AB四型?！井惓＝Y(jié)果分析】用標(biāo)準(zhǔn)血清及標(biāo)準(zhǔn)紅細(xì)胞鑒定ABO血型結(jié)果聚苯乙烯及改性聚苯乙烯微粒聚苯乙烯微球是目前比較常用的微粒測(cè)定試劑。乳液聚合得到的單分散性聚苯乙烯（PS）微球。聚苯乙烯微粒的制備用乳液聚合的方法合成：乳化劑存在的情況下合成。以聚乙烯吡咯烷酮為分散劑，無(wú)水乙醇為反應(yīng)介質(zhì)，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，采用分散聚合工藝，制備粒徑為5μm單分散（分散系數(shù)≤5％）聚苯乙烯微球。其他類型的粒子

HEMA粒子。固定蛋白質(zhì)。PGMA粒子。高分子微球的制備方法

高分子成球；