生物可降解材料在临床治疗与护理中的应用

赵 今， 刘 杲， 姜 红

（恩施土家族苗族自治州中心医院，湖北恩施 445000）

1 生物可降解材料的分类

根据原材料的来源以及材料的加工处理技术的不同，生物可降解材料可以分为：可降解天然高分子材料、可降解合成高分子材料和可降解微生物合成高分子材料。

1.1 可降解天然高分子材料

可降解的天然高分子材料大致分为以下几类。

（1）胶原：天然胶原的来源主要是哺乳动物组织、皮肤、骨头、软骨、膛及韧带，胶原的特点是具有良好的生物相容性、可消化吸收性、经处理可消除抗原性、对组织恢复有促进作用、无异物反应、没有致癌性。胶原一般可以用于生物可降解缝合线、人造皮肤、伤口敷料、人造健及血管；止血剂、血液透析膜，各种眼科治疗装置，取代眼睛玻璃体及药物缓释载体［3-4］。

（2）明胶：天然明胶的主要来源是动物皮、骨、筋腱等，天然明胶的特点是水溶性高分子、缓慢吸水后会产生膨胀软化的现象，天然的明胶一般应用于药物的微胶囊化、包衣，还可以用于制备可降解水凝胶，人造皮肤，以及防止伤口体液流出和感染的情况发生。

（3）多糖：天然多糖的主要来源是改性纤维素、淀粉、各种葡聚糖、藻肮酸、透明质酸、肝素、壳聚糖等［5］，多糖的主要特点是具有优良的生物相容性和生物可降解性。多糖在医学上可以用于手术缝合线、人工皮肤, 还可以用作核聚糖作用载体。

（4）丝素蛋白：丝素蛋白的主要来源是蚕丝, 丝素蛋白由18种氨基酸所组成，具有良好的生物亲和性，对机体无毒性，无致敏和刺激作用，还具有成膜性好的特点［6-7］。丝素蛋白可以应用在人造皮肤、药物载体、人工肌腱与韧带［8］，还可以作组织工程支架材料、人工血管、非口服的药物载体。

（5）生物合成聚酯：生物合成聚酯的主要来源是微生物在发酵过程中产生的热塑性聚酯，生物合成聚酯的主要特点是具有良好的热塑性、同时还具有良好组织相容性和物理性能，生物合成聚酯一般应用于骨科材料或者是药物控释体系。

1.2 人工合成可降解高分子材料

人工合成可降解高分子材料是按照实际应用的需要设计和生产，运用简单的物理化学反应改变原材料的结构来获得性能广泛的质料，在高分子改性过程中将具有酯基构造的脂肪族（共）聚酯引入化学结构中，人工合成可降解高分子材料在使用的过程中易被分化降解。因为这个特性使得人工合成可降解高分子材料具有了更广泛的用途。人工合成可降解高分子材料大概可分为以下几类。

（1）脂肪聚酯：脂肪聚酯中PGA、PLA、PCL及其共聚物等因含毒量少，毒性低的特点，在生物医用领域有广泛的用途。当脂肪聚酯为高聚物时，有较高的强度和良好的力学性能，而且在人体内的降解速率缓慢，高脂肪聚酯可作巩固骨组织的原料；但当脂肪聚酯为低聚物时，其降解速度和分化速度就会加快，适用于输送药物系统。此外，PGA、PLA、PCL具有良好的生物相容性，可被人体接收和完全分解。已经运用于生物医用高分子、纺织和包装等行业［9］，常做医用缝合线、外科矫正材料和骨钉。

河道在纵向上主要采用河道-水塘串联、河道-湿地串联以及混合式三种连接方式，因此在纵向上应利用现有的河道形态与上下游的连接关系，根据各区段的具体特点实施不同的生态建设。为维持河道、水塘、湿地内一定的水量，需在湿地和水塘进出口分别布置一定高度的滚水坝。

（2）聚原酸酯：聚原酸酯是一种人工合成的具有酸敏感特性的酯键高分子聚合物，属于非均相异构体。通过水解反应，可以使得原酸酯键水解成可溶于水的小分子物质，这种水解之后的小分子很容易被人体吸收排泄。目前，美国的Alzamer公司通过酯基转移反应，在真空和加热条件下将二乙基四氢呋喃和二元醇研制出Alzamer产品，用作控释载体和烧伤部位处理材料；美国SRI公司在室温下通过一系列反应制得第2种聚原酸酯以及Miller等制成的第3代聚原酸酯，聚合物为软膏状，适用于药物的控释。

（3）聚对二氧六环酮（PDS）：聚对二氧六环酮因为具有良好的生物相容性和优异的力学性能，还与人体骨组织有相匹配的强度，所以目前被大量的用在骨折内固定材料。在人体的骨组织中，聚对二氧六环酮作为一种可降解生物医学材料是可以被人体全部消化分解的，在人体降解的过程中，新骨在固定物内长出，其降解产物通过尿道排放或呼吸道呼出，不会产生多余蓄积留在人体内造成二次伤害。

（4）生物陶瓷类：生物陶瓷类人工合成可降解高分子材料以磷酸钙（TCP）生物陶瓷的应用较为普遍，β-TCP 的孔隙决定其力学性质和在人体内降解速率的快慢，是类似松质骨的粒状或块状合成材料，适用于骨部位的修复，诱导新骨生长后被分化吸收。

1.3 微生物合成可降解高分子材料

微生物合成可降解高分子材料是通过微小生物体的发酵以及一系列复杂过程，将碳源有机物合成可降解聚合物的反应过程。应用较为广泛的微生物合成可降解高分子材料的有生物聚酯（PHA）和聚羟基丁酯（PHB）［10］两种，其中微生物聚酯（PHA）方面的研究较多［11］。

2 生物可降解材料在妇产科临床治疗和 护理中的应用

2.1 生物可吸收止血材料

在妇产科临床手术之后的预防出血和止血是妇产科护理的基本操作同时也是最重要的方面。在止血的操作中止血材料是其中最重要的一环，优秀的止血材料可以达到迅速止血的目的，同时止血材料还要无毒无害，没有抗原性，对人体不能增加感染的几率，同时还要不影响伤口的愈合速度［12］。胶原蛋白是为动物结缔组织中的主要成分，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白，占蛋白质总量的25%～30%，与组织的形成、成熟细胞间信息的传递，以及关节润滑、伤口愈合、钙化作用、血液凝固和衰老等有着密切关系。胶原蛋白同时也是一种天然的可降解高分子材料，具有低抗原性、良好的生物相容性和生物可降解性能的特点，同时胶原蛋白还可以促进细胞迁移。以胶原蛋白为原材料的胶原/纤维蛋白复合止血贴是一种以猪、牛或马腿肌腱为原料生产的胶原海绵，其表面再覆盖纤维蛋白原和凝血酶制成的，可以用于内脏及体表创伤止血的可吸收医用敷料，它能够吸附血小板，与凝血因子相互作用，引起血小板聚合，起止血作用。

2.2 生物可吸收缝合线

生物可吸收缝合线主要用于人体组织的缝合，在一段时间内被人体吸收，避免拆除缝线，作为一种生物可降解安全材料在妇产科手术后护理中具有非常重要的临床意义。生物可降解缝合线显著降低了术后感染率，降低了个体组织反应，提高了伤口愈合的完整性，有助于术后机体的恢复，减少切口内异物的刺激，显著降低了患者的疼痛程度，为妇产科手术后护理提供了很大便利，具有重要的临床意义。天然生物可降解材料中的聚乳酸、聚乙醇酸、聚左旋乳酸、聚二氧恶烷缝等，都是生物可降解缝合线的主要原材料。

2.3 可降解水凝胶和壳聚糖在临床中的应用

在妇产科临床治疗之中，阴道给药治疗拥有着特别的优势，阴道给药可以明显地延长释药的时间，避免肝脏产生的首过效应，而且阴道中的活性酶降解的数量很少，药物不会代谢失活，对人体系统干扰少。基于生物可降解材料开发的新剂型水凝胶被广泛用于阴道给药，水凝胶具有舒适方便、生物利用度高、稳定性好、不良反应少等优点。作为生物可降解水凝胶基质的生物可降解材料包括天然树胶，海藻酸钠，纤维素的衍生物如甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素及合成的聚合物卡波姆等。卡波姆是以季戊四醇等与丙烯酸交联得到的丙烯酸交联树脂，是一种非常重要的流变调节剂，中和后的卡波姆是一种优良的凝胶基质，有增稠、悬浮等重要用途，工艺简单，稳定性好，被广泛应用于乳液、膏霜、凝胶，作为一种药用辅料已被西方很多国家的药典收载记载，并且广泛应用于妇产科临床制药之中，早在1989年美国FDA就批准了以卡波姆为基质的克林霉素磷酸酯阴道软膏上市，治疗由厌氧菌引起的各种阴道炎，具有良好的临床效果，克林霉素磷酸酯阴道软膏的疗效要明显优于甲硝唑。随着科技的进步与材料加工工艺的不断提升，目前市面已经出现了新型的卡波姆材料，比如卡波姆974、980等。相对比传统的卡波姆材料，新型卡波姆在阴道给药治疗中会有更高的生物粘滞性，而且药物的缓释时间也会更长，还具有更高的膨胀率和延展性。

壳聚糖也是天然可降解生物材料中的一种，因为壳聚糖优异的抗菌性，抗肿瘤还同时兼具促进血液凝固等优点，所以壳聚糖在临床上的应用十分广泛。壳聚糖的主要来源是自然界中广泛存在的几丁质，几丁质经过脱乙酰作用就可以得到壳聚糖，化学名为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。经过大量的实验证明壳聚糖具有良好的生物相容性，在人体体液中也可以完全降解，同时还有研究证明壳聚糖对青霉素等多种真菌还有海中细菌都有良好的抑制作用，所以壳聚糖在妇产科临床中也有广泛的使用［13-14］。例如壳聚糖妇产科栓、壳聚糖宫颈抗菌膜等，这些壳聚糖的使用方法简便，但是在治疗妇科疾病方面却具有很好的效果。壳聚糖宫颈抗菌膜是一种天然的可降解生物材料，在经过组织工程技术和最近的冷冻干燥技术处理工艺之后合成的新型纳米级壳聚糖。在阴道给药的使用过程中，壳聚糖宫颈抗菌膜可以作用于宫颈以及宫颈腺管等部位，使得壳聚糖宫颈抗菌膜可以粘附在病灶的粘膜之上，然后通过药物的缓释起到治疗妇科疾病的效果。壳聚糖宫颈抗菌膜还有另外一个优势就是可以加速伤口结痂的脱落速度，加速创面伤口的恢复速度。

2.4 天然多糖可降解材料在妇科临床中的应用

妇产科的临床手术治疗中，尤其是盆腔粘连性手术或者是子宫肌瘤等恶性肿瘤手术，临床手术后留下的手术创面都比较大，手术之后容易产生粘连的现象。据相关统计表明，在进行腹腔或者盆腔手术后发生粘连的概率高达90%，并且在脏层腹膜的更容易产生粘连的现象。机械性损伤、组织缺血、感染、异物刺激等均可以引起腹腔粘连和盆腔粘连，长时间的腹膜透析或液体灌注，以及某些妇科疾病如子宫内膜异位症也可以引起腹腔和盆腔粘连的发生。一旦发生盆腹腔粘连的情况，将引起腰痛、盆腔痛、肠绞痛、肠梗阻和甚至是不孕症等一系列后遗症。早期医疗水平不发达的时候，没有什么好的办法可以防止粘连的发生，所以大都是鼓励患者术后尽早下床活动，这样就会给患者带来手术之后的二次痛苦。随着生物制药技术的发展，在妇产科临床手术之后也会用到可降解生物材料作为防止粘连现象产生，在妇产科临床中常用的可降解生物材料多为天然多糖类，例如几丁糖、透明质酸钠、羧氨基葡聚多糖钠等。

几丁糖是一种天然多糖，具有良好的生物相容性和优异的可降解性能。在临床医学中常用到的几丁糖的主要来源是由天然螃蟹壳提取的高分子几丁质，再经过一系列的人工后处理之后形成的一种聚氨基葡萄糖。几丁糖可以防止妇产科临床手术后的粘连主要是因为几丁糖具有选择性促进上皮细胞、内皮细胞生长，从而可以抑制成纤维细胞生长的生物特性，进一步可以促进组织生理性修复，抑制瘢痕形成，以达到减少组织粘连的治疗目的。医用几丁糖具有局部止血作用，可抑制血纤维蛋白束形成，减少了因血肿机化而造成的组织粘连。医用几丁糖同时还具有润滑作用及生物屏障作用，也能有效阻止粘连发生，广谱抗菌作用和抑制瘢痕的作用也能有效防止组织粘连情况的产生。

3 总结与展望

本文总结了常见的生物可降解材料的主要种类，阐述了生物可降解材料在妇产科临床治疗与护理中的应用。生物可降解材料具有良好的生物相容性和生物可降解性能，在妇科临床治疗中安全可靠，可以有效防止术后粘连的现象产生。同时可降解的伤口缝合线、止血材料等在妇产科临床术后护理中也有着重要的作用。目前生物可降解材料所面临的问题还是材料的价格十分昂贵，在妇产科临床中大面积推广很难，同时材料的降解速度也没能实现完全的控制。所以在今后的发展中，希望可以进一步提高对生物可降解材料的降解速率同时降低材料的成本，以便在妇产科临床治疗与护理中得到大范围推广。