医用高分子的研究进展及发展趋势

        据统计，世界上已用的医用高分子材料有90多个品种。1800余种制品，医用塑料的年销售额达31亿美元，西方国家医用高分子材料的年增长率为10%~15%.另据《生物技术通报》报道，现在美国商业化的生物技术是以医药品为王的，加拿大的生物技术的优势领域在医疗器材和制药业。在欧洲，英国的生物技术市场达到36亿欧元，国1997年投入生物技术研究与开发的总经费大约为33亿马克。生物技术是日本21 世纪创新产业的主要技术领域之一，在“生物技术立国”的口号下，日本政府5年内投资2万亿日元，其中生物降解材料和药物生产商业化是其重点支持的领域。韩国制定了《韩国生物技术2000纲要》， 在实施纲要的 14 年期间，政府和企业将投资200亿美元。

        近年来，美国、欧洲和日本对医用高分子材料的研究与开发突飞猛进，从人工器官到高效缓释高分子药物都取得了很多成果和巨大效益。我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快，经过多年的发展，已经取得了很大的成就。目前约有50多个单位从事这方面的研究，现有医用高分子材料60多种，制品达400余种，用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年产量达300吨。

        自20世纪 70年代末起，北京大学和南开大学开始从事这一领域的研究。“九五”期间由何炳林与卓仁禧主持的国家自然科学基金重大项目组织大批科研力量进行研究，在此领域取得了显著成绩，1998年“生物医学高分子”项目获教育部科技进步一等奖。北京大学冯新德等设计合成的链段化聚氨酯以及由铈离子引发的接枝聚合物，具有良好的抗凝血性能；通过丙交酯与己内酯的开环共聚合反应制备了恒速降解的生物降解高分子，可用作药物缓释材料。南开大学何炳林等根据分子识别原理设计合成的血液净化材料不仅可通过血液灌流清除肝衰竭、肾衰竭、自免疫疾病患者体内积蓄的内源性物质，而且还可以救治安眠药等药物中毒患者，已在临床试用千余例；在医用固定化酶和高分子修饰酶研究中，发展了若干有效的反应方法，使生物高分子保持高活性的前提下达到较高的固载量。卓仁禧等不仅设计合成了大量的始于药物控释的生物降解聚磷酸酯，而且发展了以1, 4-二甲氨基吡啶催化磷酸酯的缩聚反应制备高分子量聚磷酸酯和用脂肪酶催化含磷杂环化合物的开环聚合方法，并研究发现聚磷酸酯的免疫活性。林思聪等提出设计抗凝血材料的表面结构的“维持正常构象”假说，并发展了聚氨酯、聚硅氧烷、聚烯烃的表面接枝反应，合成了多种表面抗凝血性能良好的新材料。这些研究成果不仅在国际上产生了重要影响，而且对于我国生物医用高分子领域的发展奠定了基础。早在1999年6月，科技部生物领域专家组就在南京和上海召开了“生物芯片技术”和“组织工程技术”研讨会，会议决定启动这两个研究项目并作为该领域的重点课题。东南大学、清华大学、华中农业大学、上海第二医科大学、第一军医大学和华东理工大学等单位承担了这些课题，其某些研究成果已见报道。此外，中科院化学所、天津大学、中国科技大学、浙江大学、四川大学、军事医学科学院等单位也分别在组织工程、药物控释等方面展开了研究工作，使我国医用高分子材料的研究呈现出欣欣向荣的景象。然而，目前我国医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段，还不能建立在分子设计的基础上。因此，应该以材料的结构与性能关系、材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材料。此外，在天津、桂林、武汉、昆明也召开过多次国际生物医学高分子讨论会。目前，国内主要有十几个高校和研究机构从事生物医用高分子研究，研究队伍不断扩大，研究方向几乎包括生物医用高分子的各个方面。

        生物技术是21世纪最有前途的技术，医用高分子材料将在其中扮演重要角色，其性能将不断提高，应用领域也将进一步拓宽。今后，其发展趋势将主要体现在以下几个方面。

①医用可生物降解高分子材料，因其具有良好的生物降解性和生物相容而受到高度重视，无论是作为缓释药物还是作为促进组织生长的骨架材料，都将得到巨大的发展。

②复制具有人体各部分天然组织的生物学性质的生物医用材料，实现高分的生物功能化和生物智能化是医用高分子材料发展的重要方向。生物高分子的研究从以人工合成为主转向生物材料的“软合成”和“自组装”。此外，用生物技术么成高分子的反应条件更温和、产物的生物降解性能更好，因而具有诱人的前景。

③人工代用器官在材料本体及表面结构的有序化、复合化方面将取得长只进步，以达到与生物体相似的结构和功能，其生物相容性将大大提高。

④药用高分子及医药包装用高分子材料的应用将继续扩大。