導電高分子在生物醫學中的價值范文

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研究表明，納米結構的形貌對生物傳感器的性能有較大的影響。如Sreedhar等分別合成了球狀、桿狀以及管狀聚苯胺納米材料，用于催化氧化4－溴苯硫基甲烷，發現管狀材料具有更高的催化性和選擇性。雖然大量報道證實了聚苯胺是固定生物組分的優良載體，但是開發以其為基礎的生物傳感器依然面臨著一些嚴峻的挑戰，主要表現在:1．如何制備基于酶在電極上直接電子轉移的第三代電化學生物傳感器;2．解決聚苯胺電化學穩定性較差、老化等問題，使生物傳感器達到真正商業化的目的。

組織工程

組織工程技術提供了一種嶄新的修復組織和制造器官的手段，發展具有生物相容性和生物活性的生物支架材料是組織工程與骨修復技術需要解決的重要課題之一。以聚吡咯、聚苯胺為代表的導電高分子材料具有電刺激響應性，不但可以存儲信息和能量，而且可調控細胞增值和分化，表現出多種智能功能，因此在神經和心肌組織工程中具有潛在的應用前景。目前聚吡咯在組織工程領域已經取得了較好的成果，而針對聚苯胺的研究工作則相對進展較慢，主要原因在于單純的聚苯胺材料不可降解，長期存在體內會造成炎癥反應。因此聚苯胺在體內的生物相容性是組織工程中研究的重點。Li用明膠改性聚苯胺以增強其生物相容性，并在復合材料表面培養小鼠心肌細胞H9c2，發現改性后的復合材料有利于細胞的黏附和增值。Molamma等利用電紡絲技術合成聚苯胺/聚乳酸納米纖維，用于培養神經干細胞，結果顯示該復合材料具有神經軸突生長活性，從而定向誘導組織器官的再生修復。Fryczkowski等采用同樣的方法合成了聚苯胺/聚羥基丁酸鹽納米纖維，該材料在組織工程中也具有潛在的應用價值。在國內，陳學思課題組利用苯胺五聚體與生物可降解材料制備嵌段共聚物，在無需外加電刺激的條件下能顯著促進神經細胞的生長和分化，極大地提高了材料的生物相容性。而且引入的苯胺低聚體在材料中的可降解部分消失之后，通過腎臟排出體外，真正達到達了可吸收生物材料的要求。目前，聚苯胺在電刺激響應性細胞培養和電活性組織工程支架應用方面已經顯示出很好的應用前景，這對于未來生物醫學技術的發展具有重要的科學意義。

藥物釋放

20世紀90年代以來，新型藥物釋放系統成為藥學領域發展的重要方向。作為藥物承載著進入人體的載體材料能改變藥物進入人體的方式和在體內的分布、控制藥物的釋放速度，在藥物傳輸中起著極其重要的作用，尋找適宜的藥物載體成為藥物學和合成化學的焦點。在對聚苯胺的深入研究中，人們逐漸發現聚苯胺具有作為優良藥物載體的諸多特征，如生物相容性，比表面積大，無毒副作用、高彈性，因此聚苯胺在藥物釋放領域中的應用研究已受到廣泛關注。Fan等利用導電聚苯胺膜構建了離子電滲透皮給藥新途徑。Lira等在聚丙烯酰胺多孔基質內電化學聚合苯胺，制備出導電水凝膠，通過調節電脈沖實現控制釋放番紅精的目的。另外，危巖課題組和陳學思課題組利用苯胺低聚物合成了電活性的有機－無機雜化介孔分子篩和ABA型嵌段共聚物的納米膠束，通過改變介質酸度或外加電壓控制藥物的進入和和放出，進行了身體局部治療嘗試。還有研究表明，在聚苯胺中空材料中填充藥物，在一定條件下，也可達到緩慢釋放藥物的目的。如Tao等以酸性紅AR8為模板合成了矩形聚苯胺中空納米管，對內部俘獲的染料分子有緩釋行為，其緩釋能力與溶液的pH值有關。Zhang等則以疏水性藥物茚甲新為模板，合成了聚苯胺中空球，藥物的釋放也是通過溶液pH值進行調節的。如Hua等將聚苯胺羧化后，合成了水溶性Fe3O4@PANi核殼結構納米粒子，用以固定紫杉醇(PTX)，1，3－雙(氯乙基)－1－亞硝基脲(BCNU)，用這種核殼結構的納米粒子不僅提高了藥物的熱穩定性及水溶性，而且利用Fe3O4的磁性實現了藥物的靶向釋放。雖然聚苯胺及其復合材料在組織工程、藥物釋放等領域展現了誘人的前景，但是相對于它在其它領域的應用，聚苯胺在生物技術領域的某些方面還處于初步探索階段，譬如利用聚苯胺體積隨電位變化的性質制備人工肌肉，相關文獻報道非常少，很多問題沒有得到解決;利用聚苯胺中空材料進行藥物釋放時，如何將藥物有效包裹，怎樣釋放以及釋放機制等，這些都是科研工作者需要解決的重要課題。因此，加強聚苯胺在生物醫學領域的研究是今后聚苯胺材料的重要發展方向之一，有理由相信聚苯胺將會在相關生物技術和醫學領域發揮越來越重要的作用。

作者：竇成福 張玉梅單位：寧夏銀川市第一人民醫院藥劑科寧夏醫科大學基礎醫學院