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中科院长春应化所陈学思研究员
2009-12-18  来源:中国聚合物网

研究领域和现状 
1. 生物相容性降解高分子的合成与性能表征
    A)设计和合成了一系列生物降解性可调、生物相容性良好、力学性能优异的脂肪族聚酯。降解速度半衰期在2周到一年半。B)合成了PEG与聚丙交酯(PLA)或聚-己内酯(PCL)的二元嵌段共聚物。C)在上述两大类材料中连接具有生命活性物质聚氨基酸,进一步改善材料的生物相容性,并引入活性侧基。进一步在活性侧基上接枝短肽、多糖、药物等,使高分子材料具有功能性和智能性。D)上述三大类聚酯和两亲性嵌段共聚物在体内管状器官的修复和药物缓释方面取得了良好的效果。
2. 具有手性席夫碱烷氧基铝催化剂的合成及其外消旋丙交酯的旋光开环聚合
   丙交酯具有不同异构体,所以,得到的聚丙交酯(聚乳酸)也具有不同的序列结构,对聚丙交酯的降解行为、物理及机械性能有很大的影响。聚L-丙交酯的熔点为180℃;而等量左旋与右旋聚丙交酯形成的配合物熔点为230℃。我们合成了两种新型桥上亚甲基被取代的席夫碱-铝化合物(如结构式1),首先报道了席夫碱-铝类化合物的晶体结构,聚合立体选择性达到了92%,具有活性聚合特征,合成的聚外消旋丙交酯熔点可以达到201℃,目前国际上报道的最高值。
3. 原位开环聚合法制备纳米羟基磷灰石接枝聚L-乳酸复合材料
    羟基磷灰石(hydroxyapatite, HAP)与人体骨组织的无机成分具有相近的组成及结构,具有良好的骨诱导性,骨键合性等生物学特性。我们利用在纳米尺寸的HAP粒子表面羟基上原位引发聚合的方法,将聚L-乳酸(L-LA)通过化学键的方式接枝到了HAP粒子表面,改善PLLA的生物相容性,力学性能,加工性能。另外,我们采用乳酸先同HAP反应形成乳酸酯(盐)化的纳米?Я#缓蠼斜货サ脑豢肪酆希玫骄廴樗峤又α扛叽?30%的复合材料(g-HAP)。g-HAP同PLLA进一步复合比未接枝的HAP/PLLA复合材料的拉伸强度平均提高了25%,断裂伸长率提高了3倍,比文献报道的结果还高。该材料将在骨折内固定和组织工程支架材料方面取得了显著效果。
4. 生物降解高分子载体材料在药物和基因缓释上的应用研究
   采用双乳液法,用乙交酯和丙交酯无规共聚物或乙二醇和丙交酯嵌段共聚物为载体材料,制备了利福平、阿霉素、紫杉醇包裹微球。最高载药量超过35wt%。体外释放动力学为零级或准零级,满足缓慢释放的理想要求。药物在动物体内完全?头诺氖奔淇梢栽?2周到半年范围内调控。
 新型超支化(PEI)双亲性多臂生物可降解聚谷氨酸卞酯(PEI-PBLG)共聚物在水溶液中能够自组装成核-壳的胶束结构,在有机相中形成单分子胶束。水相中,随着PBLG含量的增加,临界胶束浓度降低。胶束表面带有的正电荷能够担载脂粒DNA,在活体细胞中具有高活性的转染,具有良好的基因治疗的应用前景。
5. 生物降解高分子材料在医学上的应用基础研究
  1)采用不同的催化剂和合成路线,摸索反应条件,获得了降解速度和种类不同的脂肪族聚酯制备技术和各种医用制品的加工技术。2)用聚乳酸接枝改性的纳米羟基磷灰石和PLGA复合材料制备的组织支架材料,兔挠骨在6个内得到完全修复,继续开展临床应用。3)成功地制备得到了具有形状记忆功能的聚乳酸材料,其软化温度在60-70℃,作为肢体夹具替代石膏和其它固定材料。4)骨折内固定髓腔销钉、骨钉的加工制备和应用;防止术后肌腱粘连的生物降解薄膜的制备和应用;防止腹腔内术后粘连的水粘胶的制备和应用等均已完成动物试验,获得了大量的材料生物学性能和材料降解性能评价数据。5)胆总管(CBD)探查术后留置T管引流是临床传统治疗方法,通常采用不可降解的支架管,需要二次手术取出。我们用乙交酯和丙交酯共聚物制成的胆总管支架在胆汁中在3-4周即可完全降解,植入大鼠和犬实验证明第8周胆总管功能基本恢复正常。该支架可在X射线下显影,便于临床观察。6)采用生物降解材料作为修复输尿管的临时支架取代不可降解的导尿管,大鼠和犬的动物实验表明支架能够避免输尿管狭窄,一个月后输尿管伤口愈合,保持尿液通畅。
 

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