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综述:天然与合成聚合物共混物在生物医学应用中的协同方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月23日 来源:European Polymer Journal 5.8
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这篇综述系统探讨了天然与合成聚合物共混物(如胶原/聚己内酯CS/PCL)在伤口愈合、组织工程(3D支架、神经再生)、药物递送等生物医学领域的应用优势,强调其生物降解性、相容性及低成本特性,并分析了电纺丝、3D打印等制备技术的创新与挑战。
Abstract
天然与合成聚合物共混物凭借生物降解性、生物相容性和低成本优势,成为生物医学领域的研究热点。过去六年中,这类材料在牙科植入物、组织修复、药物递送和伤口敷料等应用中展现出协同效应,其性能优化依赖于共混比例、制备工艺(如电纺丝、冷冻干燥)和表征技术的创新。
Biopolymers
天然生物聚合物(如胶原、壳聚糖CS、丝素蛋白)因其促进细胞增殖和机械韧性的特性,常与合成聚合物(如聚己内酯PCL、聚乳酸PLA)共混。例如,胶原/PCL电纺支架显著提升伤口愈合速率,而CS/PCL多孔支架通过湿法电纺实现高孔隙率,其FTIR光谱显示特征峰匹配度影响材料接触角和细胞粘附效率。
Polymer blending
共混技术通过物理或化学方法(如熔融共混、溶剂浇铸)整合不同聚合物的优势。聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA与明胶共混后,药物缓释效率提升40%,而聚乙烯醇PVA/CS复合膜通过氢键作用增强抗菌性,适用于糖尿病慢性伤口敷料。
Wound healing
针对糖尿病慢性伤口,聚合物共混敷料通过高吸液性和抗菌性(如含蜂蜜的CS/PVA水凝胶)加速愈合。相分离法制备的多孔结构敷料可实现72小时内90%的渗出液吸收率,同时抑制金黄色葡萄球菌生长。
Tissue engineering
3D打印的PCL/石墨烯支架(含5%石墨烯)表现出150%的神经轴突延伸促进效果,而胶原/羟基磷灰石HA复合支架通过仿生矿化提升骨再生能力。冷冻干燥法制备的丝素蛋白/PLGA支架孔隙率达95%,适合软骨组织再生。
Drug delivery
PLGA/壳聚糖微球通过pH响应释放阿霉素,肿瘤抑制率提高60%。静电纺丝制备的PVA/聚乙二醇PEG纳米纤维膜可实现72小时布洛芬缓释,突显聚合物共混在控释系统中的精准设计潜力。
Challenges and future perspectives
当前挑战包括相分离控制(需添加相容剂如马来酸酐)和机械性能平衡(如PCL增韧CS)。未来趋势聚焦可持续发展目标SDGs,例如可降解海洋生物聚合物共混物对"水下生命"目标的贡献。
Conclusion
天然-合成聚合物共混体系通过协同效应突破单一材料局限,尤其在神经导管、仿生骨支架等方向展现临床转化潜力。石墨烯等纳米填料的引入将推动下一代智能生物材料的研发。
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