聚乳酸微球

Degradable Polymer Microspheres

for Controlled Drug Delivery

U. Edlund, A.-C. Albertsson

Department of Polymer Technology, Royal Institute of Technology,

10044 Stockholm, Sweden

e-mail: edlund@polymer.kth.se

Abstract. Controlled drug delivery technology is concerned with the systematic release of a pharmaceutical agent to maintain a therapeutic level of the drug in the body for a sustained period of time. This may be achieved by incorporating the therapeutic agent into a degra-dable polymer vehicle, releasing the agent continuously as the matrix erodes. This review is concerned with degradable polymers for use in controlled drug delivery with emphasis on the preparation, applications, biocompatibility, and stability of microspheres from hydro-lytically degradable polymers.

Keywords. Controlled drug delivery, Drug release, Microspheres, Degradation, Erosion, Polylactide, Poly(glycolide-co-lactide), Poly(e-caprolactone), Poly(hydroxyalkanoates) Polyanhydrides, Polycarbonates, Poly(orthoesters), Poly(1,5-dioxepan-2-one)

1Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 1.1Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 1.2Polymer Degradation and Erosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70 2Controlled Drug Delivery: State of Art . . . . . . . . . . . . . . . . .72 2.1 The Concept of Controlled Drug Delivery . . . . . . . . . . . . . . .72 2.2 Release of Therapeutic Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 2.3Routes of Administration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 2.4 Biocompatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 3Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77 3.1Aliphatic Polyesters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 3.1.1Polyglycolide, PGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 3.1.2Polylactide, PLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 3.1.3Poly(lactide-co-glycolide), PLGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82 3.1.4Poly(e-caprolactone), PCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84 3.1.5Poly(3-hydroxybutyrate), PHB and other poly(hydroxyalkanoate)s 85 3.2Polyanhydrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 3.3Aliphatic Polycarbonates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91

Advances in Polymer Science, Vol. 157

? Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2002

68U. Edlund, A.-C. Albertsson

3.4Poly(orthoesters), POE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.5Poly(1,5-dioxepan-2-one), PDXO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4Microspheres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

4.1General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 4.2Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 4.3Controlled Release Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 5Sterilization and Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

5.1Sterilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 5.2Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 6Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Abbreviations

PAA poly(adipic anhydride)

PCL poly(e-caprolactone)

PDLLA poly(D,L-lactide)

PDXO poly(dioxepan-2-one)

PGA poly(glycolide)

PHB poly(hydroxybutyrate)

P(HB-co-HV)poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate)

PLGA poly(lactide-co-glycolide)

PLLA poly(L-lactide)

POE poly(orthoester)

PTMC poly(trimethylene carbonate)

RH relative humidity

SEM scanning electron microscopy

Sn(Oct)2stannous octoate, stannous-2-ethylhexanoate

Tg glass transition temperature

Tm melting temperature

Introduction

1.1

Background

The birth of synthetic polymers was the beginning of a new era in the ?eld of hu-man therapy. In drug devices polymers found use as excipients which adjusted

聚乳酸的合成方法

聚乳酸的合成方法研究摘要聚乳酸是一类运用广泛的生物可降解材料，具有良好的机械强度，生物相容性且易加工。聚乳酸的合成方法主要为内交酯开环聚合法和直接缩合聚合法，前者比较而言具有分子量高，机械性能好且无小分子水生成等优点。目前，聚乳酸主要面临着性能改性和成本降低的重要挑战。关键词聚乳酸，开环聚合，缩合聚合 1 引言生物降解材料包括天然树脂和合成树脂，是由可再生资源人工合成制得的一种可降解高分材料，主要包括淀粉类以及聚酯类，其中聚酯类包括聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯和聚丁二酸丁二醇酯等。聚乳酸是一种用途广泛的生物降解高分子材料，具有良好的强度、通透性且易加工，并具有良好的生物相容性，对人体无毒无刺激，因此被广泛用于外科手术缝合线和骨折内固定材料及药物控释载体等生物医用材料，已经成为生物医用材料中最受重视的材料之一[1]。 2 聚乳酸的概述聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的环保型高分子材料[1]。 2.1 聚乳酸的性质聚乳酸(PLA)为浅黄色或透明的物质；玻璃化温度为50～60℃，熔点170～180℃，密度约1.25g/cm3；不溶于水、乙醇、甲醇等，易水解成乳酸。聚乳酸有三种立体构型：聚右旋乳酸(PDLA)，聚左旋乳酸(PLLA)和聚消旋乳酸(PDLLA)。PDLA和PLLA是两种具有光学活性的有规立体构型聚合物，25℃时比旋光度分别为+157°，-157°。Tg、Tm分别为58℃和215℃，熔融或溶液中均可结晶、结晶度可达60％左右。PDLLA是无定形非晶态材料，Tg为58℃，无熔融温度。结晶性对PLA材料力学性能和降解性能(包括降解速率、力学强度衰减)的影响很大。PLA脆性高、冲击强度差。分子量增大，PLA的力学强度提高，作为成型制品使用的聚合物分子量至少要达到10万[2]。 2.2 聚乳酸的主要优点 1) 聚乳酸是一种生物可降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提供的淀粉原

聚乳酸简介

单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸. 聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。聚乳酸的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。聚乳酸的优点主要有以下几方面：（1）聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。关爱地球，你我有责。世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃，普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应。（2）机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等，市场前景十分看好。（3）相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。（4）聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。（5）聚乳酸（PLA）和石化合成塑料的基本物性类似，也就是说，它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法提供的。（6）聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型，与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件，此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以应各不同业界的需求，制成各式各样的应用产品。（7）聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及卫生的疑虑，然而，聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。（8）当焚化聚乳酸（PLA）时，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传统塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。人体也含有以单体形态存在的乳酸，这就表示了这种分解性产品具有的安全性。二、方法和流程聚乳酸生产是以乳酸为原料，传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料，目前美、法、日等国、家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸，进而生产聚乳酸。由乳酸制聚乳酸生产工艺有：[1]方法（1）直接缩聚法在真空下使用溶剂使脱水缩聚。日本在这方面做了大量的研究，

完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用

完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用 1、聚乳酸聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。PLA这种线型热塑性生物可降解脂肪族聚酯是以玉米、小麦、木薯等一些植物中提取的淀粉为最初原料,经过酶分解得到葡萄糖,再经过乳酸菌发酵后变成乳酸,然后经过化学合成得到高纯度聚乳酸。聚乳酸制品废弃后在土壤或水中,30天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O,随后在太阳光合作用下,又成为淀粉的起始原料,不会对环境产生污染,因而是一种完全自然循环型的可生物降解材料。 1.1聚乳酸的制备目前聚乳酸的生产和制备主要有两条路线:(1)间接法即丙交酯开环聚合法(ROP法);(2)直接聚合法(PC法)。两类方法皆以乳酸为原料。丙交酯开环聚合法是先将乳酸缩聚为低聚物,低聚物在高温、高真空等条件下发生分子内酯交换反应,解聚为乳酸的环状二聚体2丙交酯,丙交酯再开环聚合得到聚乳酸,此方法中要求高纯度的丙交酯。直接法使用高效脱水剂使乳酸或其低聚物分子间脱水,以本体或溶液聚合的方式制备聚乳酸。 1.2聚乳酸的基本性质由于乳酸具有旋光性,因此对应的聚乳酸有三种:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋)。常用易得的是PDLLA和PLLA,分别由乳酸或丙交酯的消旋体、左旋体制得。聚乳酸(PLA)是一种真正的生物塑料,其无毒、无刺激性,具有良好的生物相容性,可生物分解吸收,强度高,不污染环境,可塑性好,易于加工成型。由于聚乳酸优良的生物相容性,其降解产物能参与人体代谢,已被美国食品医药局(FDA)批准,可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等。同时聚乳酸存在的缺点是:(1)聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性;(2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa负荷下为54℃),抗冲击性差;(3)降解周期难以控制;(4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。

可生物降解型高分子材料聚乳酸及其微球制备研究

第45卷第5期当代化工 Vol.45，No.5 2016年5月 Contemporary Chemical Industry May，2016 基金项目：陕西国防工业职业技术学院研究与开发项目，项目号：Gfy13—25。收稿日期：2016-01-29 作者简介：马喜峰（1981-），男，陕西省西安市人，讲师，硕士，2004年毕业于西北大学制药工程专业，研究方向：化学工程及药物制剂与应用。 E-mail：282330068@https://www.360docs.net/doc/667645615.html,。可生物降解型高分子材料聚乳酸及其微球制备研究马喜峰（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安 710302）摘要：分析了直接聚合法、开环化聚合法合成聚乳酸的优缺点，综述了PLA 微球的三种制备方法：相分离法、溶剂挥发法和喷雾干燥法，并对各种方法进行了比较分析。关键词：聚乳酸；微球；制备方法中图分类号：R 944.9 文献标识码： A 文章编号：1671-0460（2016）05-0977-03 Study on Synthesis of Poly Lactic Acid as Biodegradable Polymer Material and Preparation of Its Microspheres MA Xi-feng （College of Chemical Engineering, Shaanxi Institute of Technology, Shaanxi Xi’an 710302, China ） Abstract : Advantages and disadvantages of the direct polymerization method and open-loop polymerization method for synthesis of poly (lactic acid) were analyzed; three preparation methods of PLA microspheres were reviewed, including phase separation method, solvent evaporation method and spray drying method. And these methods were compared and analyzed. Key words : polylactic acid ；microspheres ；preparation method 聚乳酸( PLA )，是近年来人们开发的一种环保型高分子聚合材料，是由植物发酵产物乳酸( LA )在特定条件下缩水聚合而成，具有生物相容性、物理机械性、可降解性等优良的性能[1] ，作为药物助剂在人体内可被分解代谢，终极产物为CO 2和H 2O，对人体无任何毒副作用。以可生物降解型高分子材料PLA 为载体，将其制成包裹药物的球形微粒，到达体内相应部位后，聚乳酸缓慢分解为CO 2和H 2O，与此同时，药物也在相应部位释放出来，局部药物浓度提高，治疗指数升高[2-4] 。此项研究和应用具有很高的临床应用价值。 1 PLA 的合成当前，乳酸直接缩合聚合（称直接聚合法）和丙交酯开环聚合（称开环化聚合法）被人们所研究[1]，[5]。直接聚合法（Irect polycondensation，即 PC）是由乳酸（LA）直接缩合聚合而成PLA。开环化聚合法（Ring opening polymerization，即 ROP），先将乳酸缩水缩合生成丙交酯，再将丙交酯提纯后开环聚合最终生成PLA。 1.1 直接聚合法直接聚合法是将D，L-LA 在一定条件下，聚合脱水，一步步缩合成聚乳酸的。但不能生成高分子量的PLA，第一个受限因素是，随着反应的进行，聚合物的分子量不断增加，体系变得粘稠，剩余水分子很难再继续从系统中脱去，PLA 的相对分子质量也基本不变，不会再增加；第二个受限因素是，此反应是在高温低压的条件下进行的，形成的高分子量聚乳酸存在解聚现象。此法制取PLA 的工艺简单，生产成本不高，缺点是相对分子质量较小。夏璐等[6] 用磷钨酸（P 2O 5·24(WO 3)·44(H 2O)）作催化剂，催化剂与原料质量比为1∶200，低压（2 000 Pa），在170 ℃下聚合6 h，所得的PLA 相对分子质量（Mr）达6.7×103 。 1.2 丙交酯开环化聚合法目前，很多研究均集中在用丙交酯开环化聚合生产聚乳酸[7] 。该法以辛酸亚锡为催化剂，能合成高分子质量的PLA。第一步，由乳酸（Lactic acid）生成丙交酯（Lactide）。第二步，由丙交酯（Lactide）生成PLA，又称 DOI:10.13840/https://www.360docs.net/doc/667645615.html,21-1457/tq.2016.05.033

聚乳酸的合成方法

聚乳酸的合成方法文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

聚乳酸有三种立体构型：聚右旋乳酸(PDLA)，聚左旋乳酸(PLLA)和聚消旋乳酸(PDLLA)。PDLA和PLLA是两种具有光学活性的有规立体构型聚合物，25℃时比旋光度分别为+157°，-157°。Tg、Tm分别为58℃和215℃，熔融或溶液中均可结晶、结晶度可达60％左右。PDLLA是无定形非晶态材料，Tg为58℃，无熔融温度。结晶性对PLA材料力学性能和降解性能(包括降解速率、力学强度衰减)的影响很大。PLA脆性高、冲击强度差。分子量增大，PLA的力学强度提高，作为成型制品使用的聚合物分子量至少要达到10万[2]。 2.2聚乳酸的主要优点 1)聚乳酸是一种生物可降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提供的淀粉原料聚合而成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利。 2)聚乳酸的物理性能良好，其具有良好的抗拉强度及延展度和热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑等各种加工方法，应用十分广泛。聚乳酸可用于民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。 3)聚乳酸薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧化碳性，它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及卫生的疑虑，然而，聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。

聚乳酸及其在微球制剂中应用-郑振秋,张伟

130 第17卷第2期 2015 年 2 月辽宁中医药大学学报 JOURNAL OF LIAONING UNIVERSITY OF TCM Vol. 17 No. 2 Feb .，2015 聚乳酸（polylactic acid or polylactide，PLA）是以速生资源玉米为主要原料，经发酵制得乳酸，再以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物。聚乳酸和聚乳酸-羟基乙酸共聚物具有良好的热塑性和热固性，同时具有生物相容性和可生物降解性，在人体内最终代谢为水和二氧化碳，是比较良好的生物降解材料。多肽、蛋白质药物在胃肠道内稳定性差、易变性、易被消化酶解，影响了其口服用药的生物利用度[1]，因此采用以聚乳酸及其共聚物为代表的生物可降解聚合物为骨架材料，包裹肽、蛋白质药物制成缓释微球制剂已经成为制剂研究的热点。 1? 聚乳酸的合成聚乳酸可由多种单体通过不同途径合成：途径一是乳酸直接聚合，途径二是乳酸的环状二聚体-丙交酯的开环聚合。 1.1?直接缩聚法所谓直接法，即乳酸直接脱水缩合法，即采用乳酸为原料，在高温、高真空和催化剂存在的条件下直接聚合制备聚乳酸。通过乳酸分子间的脱水和酯化作用，将乳酸单体逐步缩合聚合成聚乳酸。近年来，聚乳酸直接缩聚合成的方法主要有熔融聚合和溶液聚合两种[2]。1.1.1 熔融聚合该方法是一种在聚合物熔点温度以上、不采用任何介质的本体聚合反应。其优点是产物纯净且不需要分离介质。但是，反应越向后进行，其体系黏度越大，小分子物质难以排出，这就导致平衡难以向聚合方向移动，最终产物的相对分子量不高。 1.1.2 溶液缩聚溶液缩聚是指在体系中加入一种能够溶解聚合物但不参与反应的有机溶剂，在一定温度和真空度下与单体乳酸、水进行共沸回流，回流液经过除水后返回到反应容器中，逐渐将反应体系中所含的微聚乳酸及其在微球制剂中应用郑振秋1，2 ，张伟2 （1.山东中医药大学，山东?济南?250355；2.青岛海慈医疗集团，山东?青岛?266033）摘?要：目的：介绍聚乳酸合成和降解的方法以及以聚乳酸及其共聚物为基材制备微球的方法。方法：通过查阅文献，阐述聚乳酸合成降解方法，针对聚乳酸在实际应用中存在的缺陷，介绍聚乳酸的改性方法，并讨论聚乳酸微球的多种制备方法。结果：以聚乳酸为载体制备的微球可以应用于缓、控释制剂的研究。结论：聚乳酸有良好的生物降解性和生物相容性，其微球制剂具有良好的应用前景。关键词：聚乳酸；合成；降解；改性；微球制备中图分类号：R284.2 文献标志码：A 文章编号：1673-842X (2015) 02- 0130- 04 收稿日期：2014-07-15 作者简介：郑振秋（1990-），女，山东临沂人，硕士研究生，研究方向：中药制剂开发应用研究，质量标准研究。通讯作者：张伟（1962-），男，山东青岛人，副主任药师，硕士研究生导师，学士，研究方向：中药制剂开发应用研究，质量标准研究。 E-mail：haicizw@https://www.360docs.net/doc/667645615.html,。 Polylactic Acid and Its Application in Microsphere Preparation ZHENG Zhenqiu 1，2 ，ZHANG Wei 2 （1. Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Ji'nan 250355，Shandong， China；2. Qingdao Haici Medical Corp，Qingdao 266033，Shandong，China） Abstract：Objective ：To introduce the method of degradation and synthesis of polylactide and the method of preparing microspheres with polylactide and its copolymers as base material. Methods ：By reference to relevant literature，the paper expatiated the method of degradation and synthesis of polylactide，aiming at the existing defects of polylactide in the actual application. The modification of polylactide was expounded and the method of preparing microspheres with polylactide and its copolymers as base material were also discussed. Results ：Microspheres prepared with polylactide as the carrier can be used in the research of sustained and controlled release preparations. Conclusion ：Polylactide has good biodegradability and biocompatibility and its microspheres preparation has good application prospect. Key words：polylactide；synthesis；degradation；modification；microsphere preparation DOI：10.13194/j.issn.1673-842x.2015.02.048

聚乳酸微球的制备研究

聚乳酸微球的制备研究本次研究采用乳化溶剂挥发法制备聚乳酸微球。通过研究影响聚乳酸微球制备的各项因素，确定最佳工艺条件。在最佳工艺条件下制备的聚乳酸微球表面光滑圆整，分散性良好，粒径分布集中。标签：聚乳酸微球；制备一、聚乳酸微球的研究意义聚乳酸是一种具有优良生物相容性和生物降解性的聚合物，其自身及降解产物无毒，对环境不会造成污染，作为药物控释载体可使活性物质浓度在较长时间内保持在有效的浓度范围之内，不仅延长药物作用时间，提高作用效果，而且还可降低给药剂量和毒副作用，近年来受到了许多学者的关注，并有望在医药和农药领域得到广泛应用。聚乳酸微球制备方法主要有乳化溶剂挥发法、喷雾干燥法、相分离法及熔融法等。其中以乳化溶剂挥发法最常用。此方法是将不相溶的两相通过机械搅拌或超声乳化方式制成乳剂，内相溶剂挥发除去，成球材料析出，固化成微球。二、聚乳酸微球制备方法聚乳酸微球制备方法主要有乳化溶剂挥发法、喷雾干燥法、相分离法及熔融法等。其中以乳化溶剂挥发法最常用。此方法是将不相混溶的两相通过机械搅拌或超声乳化方式制成乳剂，内相溶剂挥发除去，成球材料析出，固化成微球。内分散相的溶剂必须在外连续相中具有一定的溶解度和挥发性。在缓慢搅拌下，内分散相溶剂不断向外相扩散，转运至液面并挥发到空气中。萃取一挥发一萃取过程反复进行，使内分散相中载体材料析出形成囊膜，将药物包裹其中，直到微球完全固化为止。按制备时乳状液的类型，本制备法可分为O/W，O/O，W/O/W三种类型。（一）O/W型将药物和PLA溶于二氯甲烷、氯仿等有机溶媒中，加入到含有乳化剂的水相中乳化形成O/W型乳剂，再在加热或减压条件下除去有机溶媒，PLA与药物沉积形成微球。这种方法适用于脂溶性药物的包封，而对于水溶性药物包封率较低，主要是由于溶媒挥发过程中药物逐渐扩散进入水相所致，因此药物能否被成功地包封与微球内主要依赖于药物在水相中的溶解。（二）O/O型 O/O型乳化溶剂挥发法是专为水溶性药物设计的。外相多用油类物质如硅

聚乳酸合成

聚乳酸合成方法研究进展聚乳酸的合成主要有两条路线：一条是乳酸(1actic acid)直接聚合．另一条是由乳酸预聚生成低分子量物质，其解聚得丙交酯(1actide)，丙交酯重结晶后开环聚合(ROP)得到聚乳酸。具体过程如下图2-1 聚乳酸的两条合成路线 1、直接聚合法[JK] 乳酸同时具有-OH和-COOH，是可直接缩聚的，采用高效脱水剂和催化剂使乳酸或乳酸低聚物分子间脱水缩合成高分子质量聚乳酸：式1.1 采用直接法合成的聚乳酸，原料乳酸来源充足，大大降低了成本，有利于聚乳酸材料的普及，但该法得到的聚乳酸相对分子质量较低，机械性能较差。 2、丙交酯开环聚合法[L] 开环聚合法是先将乳酸缩聚为低聚物，低聚物在高温、高真空等条件下发生分子内酯交换反应，解聚为乳酸的环状二聚体-丙交酯。丙交酯经过精制提纯后，由引发剂如辛酸亚锡、氧化锌等许多化合物催化开环得到高分子量的聚合物第一步是乳酸经脱水环化制得丙交酯。式1.2 第二步是丙交酯经开环聚合制得聚丙交酯由于此方法可通过

式1.3 由于此方法可通过催化剂的种类和浓度使得聚乳酸分子量高达70万到100万【M】，机械强度高，适合作为医用材料。乳酸直接聚合与乳酸先制成丙交酯后再开环聚合制备聚乳酸相比，工艺简单，成本低廉。但以往的研究表明采用乳酸直接聚合法难以获得具有实用价值的高分子量聚乳酸，但丙交酯开环聚合的高成本限制了聚乳酸的应用。随着化工技术的进步，研究者们对乳酸缩聚制各聚乳酸又重新重视起来。常有的缩聚方法有：熔融缩聚、溶液缩聚、乳液缩聚和界面缩聚。本实验室采用了熔融缩聚和溶液缩聚制得分子量较高的聚乳酸。实验部分实验原料：乳酸（85-90%）；二水和氯化亚锡（Sn 2Cl 2 .2H 2 O）；三氧化二锑（Sb 2 O 3 ）；甲醇；高纯氮；二丁基氧化锡（SnOEt 2）；月桂酸二丁基锡；醋酸锰（Mn(CH 3 COO) 2 ）；五氧化二磷（P 2O 5 ）；苯；氯仿；甲苯；四氢呋喃实验仪器：温度计；通气管；三口烧瓶；油浴锅；磁力搅拌器一套；分馏头；冷凝管；尾接管；圆底烧瓶；干燥瓶；真空抽滤机；分析天平；图2-1 实验装置图

聚乳酸

聚乳酸单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸. 聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。聚乳酸的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。一、聚乳酸的优点聚乳酸的优点主要有以下几方面：（1）聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。关爱地球，你我有责。世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃，普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应。（2）机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等，市场前景十分看好。（3）相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。（4）聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。（5）聚乳酸（PLA）和石化合成塑料的基本物性类似，也就是说，它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法提供的。（6）聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型，

聚乳酸微球

Degradable Polymer Microspheres for Controlled Drug Delivery U. Edlund, A.-C. Albertsson Department of Polymer Technology, Royal Institute of Technology, 10044 Stockholm, Sweden e-mail: edlund@polymer.kth.se Abstract. Controlled drug delivery technology is concerned with the systematic release of a pharmaceutical agent to maintain a therapeutic level of the drug in the body for a sustained period of time. This may be achieved by incorporating the therapeutic agent into a degra-dable polymer vehicle, releasing the agent continuously as the matrix erodes. This review is concerned with degradable polymers for use in controlled drug delivery with emphasis on the preparation, applications, biocompatibility, and stability of microspheres from hydro-lytically degradable polymers. Keywords. Controlled drug delivery, Drug release, Microspheres, Degradation, Erosion, Polylactide, Poly(glycolide-co-lactide), Poly(e-caprolactone), Poly(hydroxyalkanoates) Polyanhydrides, Polycarbonates, Poly(orthoesters), Poly(1,5-dioxepan-2-one) 1Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 1.1Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 1.2Polymer Degradation and Erosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70 2Controlled Drug Delivery: State of Art . . . . . . . . . . . . . . . . .72 2.1 The Concept of Controlled Drug Delivery . . . . . . . . . . . . . . .72 2.2 Release of Therapeutic Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 2.3Routes of Administration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 2.4 Biocompatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 3Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77 3.1Aliphatic Polyesters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 3.1.1Polyglycolide, PGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 3.1.2Polylactide, PLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 3.1.3Poly(lactide-co-glycolide), PLGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82 3.1.4Poly(e-caprolactone), PCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84 3.1.5Poly(3-hydroxybutyrate), PHB and other poly(hydroxyalkanoate)s 85 3.2Polyanhydrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 3.3Aliphatic Polycarbonates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91 Advances in Polymer Science, Vol. 157 ? Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2002

聚乳酸介绍

聚乳酸介绍 PLA聚乳酸历史聚乳酸PLA (Poly lactic acid)一种新的生物塑料材料，早在1932年Dupont的科学家Wallace Carothers在真空中将乳酸进行聚合，产生低分子量的聚合物，但是由于生产成本过高，直到1987年食品公司Cargill开始投资研发新的聚乳酸制造过程，Cargill随后于2001年与Dow合资进行商业化产量名为:Nature-Works的聚乳酸商品。由于聚乳酸材料同时有生体相容性与生物可分解性，因此在所有的可分解性塑料中占有42%的市场。由专利分析来看聚乳酸的用途，2005年DERWENT专利資料库中共有聚乳酸专利1740篇，其中医用专利542篇，设备方面专利517篇，包装方面专利293篇，纤维方面专利419篇。除生物可分解的特性外，聚乳酸的主要优势包括有良好的机械特性与其材料来源，聚乳酸的材料来源为淀粉，在今日原油价格上涨，石油储存量下降的环境之下，除具有环境保护的优势，也同时有能源经济的效益。比较聚乳酸与其他常规塑料的物性发現，聚乳酸的机械性质相當强韧，与聚苯乙烯、聚氯乙烯接近，韧度超过聚丙烯，用于包裝材料、医疗与纤维的潛力相當好，唯一影响其近一步取代塑料包裝材料的障碍是其生产成本，依照制造过程与規模不同，聚乳酸的生產成本目前为 20-28元/公斤，高于目前常规塑料的价格。已商业化生产的生物可分解塑料，可以看出聚乳酸在整個生物可分解塑料占有举足轻重的地位，而Cargill Dow LLC每年14万吨的聚乳酸产量則为世界最高。日本方面三井化學也開始规模化生产，预计该公司2008年聚乳酸的销售量可以超过30000吨。依照Frost Sullivan推测，全世界的生物可分解性塑料在2002年時的市场为12万公吨，到2010年可望成达到每年50.5~70万公吨，而如果按照以上各主要公司所公布的产能扩建预计更是大幅超过此数字，如德国的Inventa Fisher计划将其设备放大至每年80000吨，而Cargill Dow LLC更预计在2009年可以将其聚乳酸产能提升至每年45万公吨，可以看出其強大的商机与市场成长潛力。什么是生物可分解材料生物可分解材料(Biodegradable Materials)，主要以天然高分子或聚酯种类为基质，一般以可不短重复取得的天然資源，如：微生物、植物、动物，所製成的一种聚合物。传統的塑胶材料不能被微生物分解成H2O和CO2，如：PE、PVC、PS、PP…等。生物可分解材料PLA的制品暴露在空气中时，並不会进行分解。但在有足够的湿度、氧气与适当的微生物条件下.存在的自然掩埋或堆肥环境中经过短短的20~45天，即可被微生物所分解成H2O和CO2，再次回归于自然环境中滋养植物成長。 PLA聚乳酸材料优点 ** 材料天然、无毒，透气性高， PLA制品经由美国FDA认可，可直接与食物接触。 (就算盛裝含有酸性，酒精成份之食材，也不会釋放任何危害人体之物質) ** 使用任何废弃物处理方式（如焚化、掩埋、回收、堆肥）皆不致对环境造成任何影响。 ** 可取代以石油为基質的传统塑胶材料，且有同类传统塑胶制品之物性，使用方法相同。 ** 丢弃后，经堆肥环境及掩埋处理可经由微生物完全分解 100%。

新型可降解材料聚乳酸及如何延长其使用寿命

本科毕业论文（设计）题目：新型可降解材料聚乳酸及如何延长其使用寿命系院：学生姓名：学号：专业：年级：完成日期：指导教师：

摘要：本文主要介绍了新型可降解材料——聚乳酸的两种合成方法、基本性能、降解机理以及如何延长其使用寿命和前景展望。关键词：聚乳酸；合成；降解；使用寿命

Abstract : This paper describes a novel biodegradable materials-two polylactic acid synthesis, basic performance degradation mechanism and how to prolong its life and outlook. Key words : of polylactic acid;synthesis;degradation;life

目录引言 (5) 1 聚乳酸的生产方法 (6) 1.1 直接缩聚法 (6) 1.2 间接聚合法 (6) 2 聚乳酸的基本性能 (6) 3 聚乳酸的降解 (6) 3.1 聚乳酸的降解机理 (6) 3.2 影响聚乳酸降解的因素 (7) 4 提高其使用寿命的主要方法 (7) 4.1 加入抗氧化剂 ..................................... .. (7) 4.2 硝酸表面处理 (8) 4.3 酸性和干燥的环境 (8) 4.4 改变 PLA 的分子结构 (8) 5.结语 (9) 参考文献: (9)

引言聚乳酸（PLA）是以玉米为主要原料，经发酵制得乳酸，再经聚合而制成的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性。PLA可像聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性塑料那样加工成各种产品，如薄膜、包装袋、包装盒、食品容器、一次性快餐盒、饮料用瓶、药物缓释包装剂等。

溶剂挥发法制备微球的研究

溶剂挥发法制备微球的研究摘要:微囊化过程中通过蒸发技术去除疏水性聚合物溶剂，及用生物降解的聚合物和羟基酸共聚物来制备微球和微囊近年来已被广泛报道。聚乳酸（PLA）和聚乳酸-羟基乙酸（PLGA)微球的性能已被广泛的研究。包括水溶性化合物蛋白质和肽的包封给研究人员提出了严峻的挑战。这些实体的成功包封需要微球高载药，通过包封法来防止蛋白质降解，和从微球中进行可预测的释放药物化合物。为了实现这个目标，多乳液技术和其他创新性修改形成了常规溶剂蒸发法。关键词：微球；溶剂蒸发；水溶性化合物；肽；蛋白质；多乳液介绍：根据聚合物的生物相容性，用溶剂蒸发法生产聚乳酸（PLA），和聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）微球已被广泛研究。在溶剂蒸发过程中，聚合物被溶解在一个合适的有机溶剂中，然后药物被分散或溶解于该聚合物溶液中。所得到的溶液或分散液乳化在水性的连续相中以形成离散的液滴。微球的形成中，有机溶剂必须先扩散到水相中，然后在水/空气界面蒸发。随着溶剂的蒸发，适当的过滤和干燥后，可以得到微球硬化和自由流动的微球。溶剂蒸发法已被广泛用于制备许多不同的药物的PLA和PLGA微球。影响微球的特性的几个变量已经确定，包括药物的溶解性能，内部形态，溶剂类型、扩散速率、温度、聚合物组合物和粘度，和载药。所用溶剂挥发法的有效性取决于在颗粒内的活性剂的成功截留，这个过程是制备不溶性或难溶性药物最成功的方法。很多具有不同理化性质

并能配制成聚合物微球的的药物，有抗癌药物，麻醉药物，局部麻醉药，类固醇，生育控制剂。可生物降解的聚合物基质蛋白穿过曲折的充满水的路径扩散，及穿过聚合物基质或通过矩阵侵蚀释放出去。溶剂蒸发技术的进展已允许水溶性强的药物、活性化合物如胺类药物，蛋白质，肽,和疫苗成功的运用，本文将总结溶剂蒸发技术的进展，和由该方法产生的可降解微球相关特性。

聚乳酸的合成方法

聚乳酸的合成方法 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

聚乳酸有三种立体构型：聚右旋乳酸(PDLA)，聚左旋乳酸(PLLA)和聚消旋乳酸(PDLLA)。PDLA和PLLA是两种具有光学活性的有规立体构型聚合物，25℃时比旋光度分别为+157°，-157°。Tg、Tm分别为58℃和215℃，熔融或溶液中均可结晶、结晶度可达60％左右。PDLLA是无定形非晶态材料，Tg为58℃，无熔融温度。结晶性对PLA材料力学性能和降解性能(包括降解速率、力学强度衰减)的影响很大。PLA脆性高、冲击强度差。分子量增大，PLA的力学强度提高，作为成型制品使用的聚合物分子量至少要达到10万[2]。聚乳酸的主要优点 1) 聚乳酸是一种生物可降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提供的淀粉原料聚合而成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利。 2) 聚乳酸的物理性能良好，其具有良好的抗拉强度及延展度和热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑等各种加工方法，应用十分广泛。聚乳酸可用于民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。 3) 聚乳酸薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧化碳性，它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及卫生的疑虑，然而，聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。 4) 当焚化聚乳酸时，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传统塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。人体也含有以单体形态存在的乳酸，这就表示了这种分解性产品具有的安全性[3-4]。