生物醫(yī)用材料是以醫(yī)用為目的,用于和活體組織接觸,具有功能的無生命材料
生物降解高分子材料一般是指在生物或生物化學(xué)作用過程中或生物環(huán)境中可以發(fā)生降解的高分子。
以聚乳酸(PLA)、聚羥基乙酸(PGA)、聚ε-己內(nèi)酯 (PCL) 等 為代表
應(yīng)用要求: 生物相容性、生物功能性、性能穩(wěn)定性、生物可吸收性
降解機(jī)理: 酶解、微生物降解、水解
影響因素: 分子組成、形態(tài)結(jié)構(gòu)、分子質(zhì)量、 鏈取向度、立體規(guī)整性 等。
聚乳酸合成、降解循環(huán)示意圖 “綠色化學(xué)” 領(lǐng)域的典型代表
乳酸和丙交酯的結(jié)構(gòu) 聚乳酸(Poly(lactic acid),PLA )結(jié)構(gòu)
聚乳酸的酶降解 1981年,Williams 發(fā)現(xiàn) proteinase K 對(duì)PLLA 具有很強(qiáng)的降解加速作用。
Proteinase K可降解無定形的PLLA,不能降解PLLA的晶區(qū)和PDLA。
降解的立體選擇性以及降解機(jī)理尚不清楚
酶吸附與酶降解 酶吸附是酶降解的先決條件?
動(dòng)態(tài)吸附?吸附量?
酶吸附是一個(gè)典型的界面問題。 接觸角的測(cè)試 測(cè)試流程: 1。配制一定濃度的酶溶液(0.1g/L,e.g.) 2.溶液澆鑄法制備PLLA無定形膜 3.將膜進(jìn)入酶溶液,在設(shè)定的時(shí)間后取出,以去離子水沖洗,用法國GBX 3s接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)定膜在水中的接觸角。 結(jié)論
1.Proteinase K 只能吸附在PLLA膜上,不能吸附在PDLA膜上。
2.這個(gè)發(fā)現(xiàn)解釋了為什么Proteinase K不能降解PDLA。
張力實(shí)驗(yàn)證實(shí)了: 1.表面張力實(shí)驗(yàn)同樣證實(shí)了Proteinase K只能吸附在PLLA膜上。
2.酶的吸附動(dòng)力學(xué)對(duì)酶濃度成對(duì)數(shù)依賴關(guān)系。
復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系生物醫(yī)用材料課題組 (李速明教授)