导电高分子在生物医学中的价值范文

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研究表明，纳米结构的形貌对生物传感器的性能有较大的影响。如Sreedhar等分别合成了球状、杆状以及管状聚苯胺纳米材料，用于催化氧化4－溴苯硫基甲烷，发现管状材料具有更高的催化性和选择性。虽然大量报道证实了聚苯胺是固定生物组分的优良载体，但是开发以其为基础的生物传感器依然面临着一些严峻的挑战，主要表现在:1．如何制备基于酶在电极上直接电子转移的第三代电化学生物传感器;2．解决聚苯胺电化学稳定性较差、老化等问题，使生物传感器达到真正商业化的目的。

组织工程

组织工程技术提供了一种崭新的修复组织和制造器官的手段，发展具有生物相容性和生物活性的生物支架材料是组织工程与骨修复技术需要解决的重要课题之一。以聚吡咯、聚苯胺为代表的导电高分子材料具有电刺激响应性，不但可以存储信息和能量，而且可调控细胞增值和分化，表现出多种智能功能，因此在神经和心肌组织工程中具有潜在的应用前景。目前聚吡咯在组织工程领域已经取得了较好的成果，而针对聚苯胺的研究工作则相对进展较慢，主要原因在于单纯的聚苯胺材料不可降解，长期存在体内会造成炎症反应。因此聚苯胺在体内的生物相容性是组织工程中研究的重点。Li用明胶改性聚苯胺以增强其生物相容性，并在复合材料表面培养小鼠心肌细胞H9c2，发现改性后的复合材料有利于细胞的黏附和增值。Molamma等利用电纺丝技术合成聚苯胺/聚乳酸纳米纤维，用于培养神经干细胞，结果显示该复合材料具有神经轴突生长活性，从而定向诱导组织器官的再生修复。Fryczkowski等采用同样的方法合成了聚苯胺/聚羟基丁酸盐纳米纤维，该材料在组织工程中也具有潜在的应用价值。在国内，陈学思课题组利用苯胺五聚体与生物可降解材料制备嵌段共聚物，在无需外加电刺激的条件下能显著促进神经细胞的生长和分化，极大地提高了材料的生物相容性。而且引入的苯胺低聚体在材料中的可降解部分消失之后，通过肾脏排出体外，真正达到达了可吸收生物材料的要求。目前，聚苯胺在电刺激响应性细胞培养和电活性组织工程支架应用方面已经显示出很好的应用前景，这对于未来生物医学技术的发展具有重要的科学意义。

药物释放

20世纪90年代以来，新型药物释放系统成为药学领域发展的重要方向。作为药物承载着进入人体的载体材料能改变药物进入人体的方式和在体内的分布、控制药物的释放速度，在药物传输中起着极其重要的作用，寻找适宜的药物载体成为药物学和合成化学的焦点。在对聚苯胺的深入研究中，人们逐渐发现聚苯胺具有作为优良药物载体的诸多特征，如生物相容性，比表面积大，无毒副作用、高弹性，因此聚苯胺在药物释放领域中的应用研究已受到广泛关注。Fan等利用导电聚苯胺膜构建了离子电渗透皮给药新途径。Lira等在聚丙烯酰胺多孔基质内电化学聚合苯胺，制备出导电水凝胶，通过调节电脉冲实现控制释放番红精的目的。另外，危岩课题组和陈学思课题组利用苯胺低聚物合成了电活性的有机－无机杂化介孔分子筛和ABA型嵌段共聚物的纳米胶束，通过改变介质酸度或外加电压控制药物的进入和和放出，进行了身体局部治疗尝试。还有研究表明，在聚苯胺中空材料中填充药物，在一定条件下，也可达到缓慢释放药物的目的。如Tao等以酸性红AR8为模板合成了矩形聚苯胺中空纳米管，对内部俘获的染料分子有缓释行为，其缓释能力与溶液的pH值有关。Zhang等则以疏水性药物茚甲新为模板，合成了聚苯胺中空球，药物的释放也是通过溶液pH值进行调节的。如Hua等将聚苯胺羧化后，合成了水溶性Fe3O4@PANi核壳结构纳米粒子，用以固定紫杉醇(PTX)，1，3－双(氯乙基)－1－亚硝基脲(BCNU)，用这种核壳结构的纳米粒子不仅提高了药物的热稳定性及水溶性，而且利用Fe3O4的磁性实现了药物的靶向释放。虽然聚苯胺及其复合材料在组织工程、药物释放等领域展现了诱人的前景，但是相对于它在其它领域的应用，聚苯胺在生物技术领域的某些方面还处于初步探索阶段，譬如利用聚苯胺体积随电位变化的性质制备人工肌肉，相关文献报道非常少，很多问题没有得到解决;利用聚苯胺中空材料进行药物释放时，如何将药物有效包裹，怎样释放以及释放机制等，这些都是科研工作者需要解决的重要课题。因此，加强聚苯胺在生物医学领域的研究是今后聚苯胺材料的重要发展方向之一，有理由相信聚苯胺将会在相关生物技术和医学领域发挥越来越重要的作用。

作者：窦成福 张玉梅单位：宁夏银川市第一人民医院药剂科宁夏医科大学基础医学院