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聚氨酯研究进展范文
一、简介
聚氨酯是一种多元素化合物，由含氮的多聚物和醇的醚和羧酸化合物（N，OH）构成。
它是一种大分子化合物，由不同类型的功能性单体通过
多元官能团通过氨基加成反应而合成。
聚氨酯具有优良的耐热性、耐寒性、耐腐蚀性、耐老化性、密度低、机械性能好等优点，是一种适用于各种工
业场合的新型化学材料。
二、应用
聚氨酯广泛应用于化学、电子、航空航天、环保、汽车、建筑、冶金
等行业。
其中，航空航天应用最为广泛，该材料的特性能够满足航空航天
装备的要求。
在航空航天领域，聚氨酯材料用于制造发动机和阀门的堵漏
和维修，也可用于吊锚杆和救生衣。
聚氨酯在航空航天领域的广泛使用，
为飞行创造出更安全、更经济的环境。
聚氨酯在电子行业的应用也十分普遍，其中，聚氨酯可以用于制造电
子元件，例如印刷电路板，可以提供电子元件高耐压性能。
此外，聚氨酯
还可用于保护电子元件，以防止气体和水分渗入，它还可以用于制作电子
导热剂和阻尼器，例如电阻变压器，用来维护电子线路的性能。
聚氨酯用作抗癌药物载体的研究进展∗张菘㊀周瑜∗㊀刘静怡㊀陈红祥㊀陶旺旺（武汉科技大学煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室㊀湖北武汉４３００８１）摘㊀要：将聚氨酯抗癌药物载体分为靶向输送型㊁敏感释药型和增强摄取型３种类型，介绍了在抗癌药物载体领域聚氨酯的研究现状，展望了其研究前景㊂关键词：聚氨酯；药物载体；胶束；抗癌中图分类号：ＴＱ３２３ ８㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００５－１９０２（２０２０）０２－０００１－０３㊀∗㊀通信联系人：周瑜，女，１９７６年出生，博士，教授，主要从事高分子材料研究㊂ｚｈｏｕｙ１０１５＠１６３．ｃｏｍ㊂基金项目：省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室项目（２０１８ＱＮ１３），湖北省重点实验室基金项目（ＷＫＤＭ２０１９０２）㊂㊀㊀癌症严重威胁着人类的生命，化疗是癌症治疗的主要方法和手段之一，但目前临床上使用的抗癌药物通常为疏水性小分子，其在体内很容易被快速清除，且无选择性，故其生物利用度大大降低㊂为了延长疏水性抗癌药物在体内的循环时间，达到高效低毒的治疗效果，将聚合物用作抗癌药物的输送载体已成为该领域的研究热点［１－２］㊂聚氨酯是一种重要的聚合物，其具有良好的生物降解性和生物相容性，且分子链段有灵活的 可裁剪 性，即通过分子设计可获得多种化学结构和功能特性的聚氨酯材料，因此近年来聚氨酯在抗癌药物载体领域的研究引起众多科学工作者的关注［３－４］㊂根据聚氨酯抗癌药物载体功能特性的不同，可将其分为靶向输送型㊁敏感释药型和增强摄取型３种类型，以下将从这３个方面对聚氨酯在抗癌药物载体领域的研究现状进行介绍㊂１ 靶向输送型聚氨酯药物载体肿瘤部位血管生长旺盛，使得病变部位的血管内皮细胞缝隙远大于正常内皮细胞间隙，那么具有特定粒径范围（＜２００ｎｍ）的载药微粒在血液循环过程中进入肿瘤部位的机会就会增多，即通过通透与滞留效应（ＥＰＲ）使载药微球富集在病灶部位，然后再释放所载药物，起到抗癌作用［５－６］㊂两亲性聚氨酯在水溶液中可自组装形成核⁃壳结构的纳米胶束，其疏水性内核可包裹疏水性药物，对其起到增溶作用，亲水性外壳可为疏水性内核提供有效的空间保护，并赋予胶束良好的水溶性，起到稳定胶束的作用，从而延长其在体内的循环时间，又可通过ＥＰＲ效应的被动靶向作用输送药物，因此两亲性聚氨酯形成的纳米胶束适用于作疏水性抗癌药物的载体材料［３］㊂Ｗａｎｇ等［７］以聚己内酯为疏水链段，聚乙二醇单甲醚为亲水链段，制备了几种不同臂数（支链数）的两亲性聚氨酯，研究发现它们经自组装均可形成粒径小于１００ｎｍ的胶束，当胶束溶液浓度从１ ０ｍｇ／ｍＬ稀释至０ ００１ｍｇ／ｍＬ时，胶束粒径基本不变，且随臂数的增加，其粒径减小，载药能力增强，释药速率降低㊂说明所得聚氨酯纳米胶束有良好的稳定性，且对疏水性药物具有较好的包载能力和缓释效果，通过改变臂数还可调节胶束的粒径以及载药和释药性能㊂为了进一步提高载药体系在病灶部位的浓度，增强抗癌效果，根据肿瘤细胞表面某些受体过度表达（即它们的含量在肿瘤部位比正常组织高）的特点，将叶酸㊁多肽等配体引入聚合物，可通过载体与细胞表面的特异性相互作用，使聚合物载药体系主动靶向至肿瘤部位，从而增强载药体系的选择性，进一步减小毒副作用，提高疗效［８］㊂如Ｐａｎ等［９］将叶酸引入聚氨酯侧链（ＦＰＵ７５），发现相对于不含叶酸的聚氨酯（ＢＰＵ），ＦＰＵ７５胶束在人口腔表皮样癌细胞（ＫＢ细胞）中的荧光强度明显增强，且其载药胶束的半抑制浓度值（０ ３０μｇ／ｍＬ）大大低于ＢＰＵ的㊃１㊃２０２０年第３５卷第２期２０２０．Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．２聚氨酯工业ＰＯＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥＩＮＤＵＳＴＲＹ（０ ８５μｇ／ｍＬ）㊂这表明在叶酸受体介导的内吞作用下可以提高肿瘤细胞对含叶酸聚氨酯载药体系的摄取能力，进而有助于提高抗癌疗效㊂另外，将磁性纳米物质引入载药体系后，在外加磁场的引导作用下也可使载药体系定向于病变部位㊂Ｄｉｎｇ等［１０］将纳米Ｆｅ３Ｏ４包载到聚氨酯胶束中，发现该胶束向外加磁场方向移动并聚集，表现出一定的磁响应性，有望通过磁靶向实现载体在病灶部位的浓集㊂２㊀敏感释药型聚氨酯药物载体聚合物药物载体通过被动靶向或主动靶向等方式输送至病灶部位后，需将药物释放出来才能发挥药效㊂载药体系可以通过扩散作用和聚合物的降解缓慢释放药物，也可利用肿瘤微环境与正常组织的差异，将对酸敏感㊁还原敏感和酶敏感的化学键引入到聚合物链中，使其在肿瘤微环境独特的刺激条件下断键而及时释放药物，达到局部治疗目的［７，１１－１３］㊂正常组织的ｐＨ值约为７ ４，而癌组织及其细胞内偏酸性㊂根据这个特点，Ｂｉｎａｕｌｄ等［１１］和Ｚｈｏｕ等［１４］制备了一种含腙键的聚氨酯纳米胶束，发现在ｐＨ值为４ ０ ６ ０下聚合物可断链，呈现出酸敏感性，这将有利于所载药物在肿瘤部位的及时释放㊂Ｄｉｎｇ等［１０］和Ｇｕａｎ等［１５］根据谷胱甘肽（ＧＳＨ）在细胞内（２ １０ｍｍｏｌ／Ｌ）和细胞外（２ ２０μｍｏｌ／Ｌ）含量的不同，将具有还原敏感性的二硫键引入聚氨酯疏水链段，发现在１０ｍｍｏｌ／ＬＧＳＨ存在的条件下，可使聚合物链断裂，从而增大了对所包载药物阿霉素（ＤＯＸ）的释放速率，在较短时间内其累积释药量可达９０％以上㊂药物通过物理作用包载到聚合物中，易出现早释或漏释现象，从而导致病人产生严重的全身毒性等问题㊂针对这些问题，黄登程等［１６］利用腙键将ＤＯＸ键合到聚氨酯侧链，制备了一种聚氨酯载体前药（ＰＵ⁃ｈｙｄ⁃ＤＯＸ）㊂研究发现在ｐＨ值为７ ４的缓冲溶液中，２０ｈ内其累积释放量仅为２％；当溶液ｐＨ值降低时，其药物的累积释放量明显增加㊂这说明在正常生理环境下ＰＵ⁃ｈｙｄ⁃ＤＯＸ基本不释药，可降低在血液循环过程中ＤＯＸ对正常组织的毒副作用，而在肿瘤部位酸性环境中ＰＵ⁃ｈｙｄ⁃ＤＯＸ又可断链释放药物，且酸性越强释药速率越快㊂该实验室还利用含羧基的聚氨酯与阳离子药物盐酸阿霉素间的静电作用，在无需使用有机溶剂的条件下，制备了一种聚氨酯载药体系（ＰＵＤＯＸ），发现该体系在模拟人体正常生理条件下没有出现药物的早释或暴释，并具有良好的ｐＨ敏感释药性能，细胞毒性试验结果证实其抗癌效果优于纯ＤＯＸ的［１７］㊂３㊀增强摄取型聚氨酯药物载体目前临床上应用的抗癌药物大部分是ＤＮＡ毒化药，如阿霉素㊁顺铂㊁喜树碱等，它们只能通过损伤癌细胞核内的ＤＮＡ或抑制拓扑异构酶来阻止ＤＮＡ的复制，诱导细胞凋亡㊂虽然目前有关聚氨酯抗癌药物载体的研究报道有很多，但其所载药物通常只有很少一部分能进入细胞核，并与细胞核中的ＤＮＡ作用㊂为了增强肿瘤细胞对聚氨酯载药体系的摄取能力，并使载体能够逃脱溶酶体，让更多的药物分子进入细胞核，从而达到高效低毒的治疗目的，根据表面带负电的肿瘤细胞与带正电的纳米粒子间较强的亲和力，以及阳离子纳米粒子能够逃脱溶酶体的特性，制备阳离子聚氨酯纳米药物载体一度引起人们极大兴趣［１０，１８］㊂然而这些带正电荷的聚合物在人体血液中循环时也易与表面带负电的正常细胞及组织发生相互作用，而导致系统生物毒性㊂为了保证聚氨酯载药体系在血液循环中的稳定性，又能增强肿瘤细胞对其的摄取能力，利用正常组织和肿瘤组织ｐＨ值环境的不同，具有酸敏感电荷翻转特性的聚氨酯药物载体的研究已成为近年来该领域的一个热点㊂如Ｘｉａ等［１９］将哌嗪和磺胺二甲嘧啶结构单元引入聚氨酯，发现当溶液ｐＨ值从９ ０降到３ ０时，呈现出电荷翻转特性，即在较高ｐＨ值下聚合物胶束可通过磺胺基团的电离带负电，而在较低ｐＨ值下又可通过哌嗪胺基团的质子化而带正电㊂Ｈｅ等［２０］制备了一系列含叔氨基和羧基的聚氨酯（ＰＳ⁃ＰＵ），发现培养宫颈癌细胞（ＨｅＬａ细胞）的ＰＳ⁃ＰＵ／ＤＯＸ纳米胶束溶液的ｐＨ值从７ ４降到６ ５时，细胞核内ＤＯＸ的荧光强度明显增强㊂结果说明ｐＨ值降低引起的叔氨基质子化，使纳米粒子表面电荷由负电转变为正电后，可增强肿瘤细胞对该载药胶束的摄取能力，再通过质子海绵效应使溶酶体破裂后，将内吞物释放到细胞质中，使更多的药物分子能够通过扩散作用经核孔到达细胞核内，从而有助于提高抗癌疗效㊂４㊀结束语聚氨酯由于具有良好的生物相容性㊁生物降解性㊃２㊃聚氨酯工业㊀㊀㊀㊀㊀第３５卷和分子结构可调性等特点，在抗癌药物载体领域已得到了广泛研究，并取得了一定的进展，不过目前大多仍处于体外测试阶段㊂作为药物载体，聚合物载药体系注射到人体后需要经过复杂而漫长的过程，克服重重屏障，才能将药物输送至细胞核，从而达到高效㊁低毒的治疗效果㊂因此，设计和制备具有在细胞核内定位浓集㊁及时释放药物的聚氨酯抗癌药物载体及其在体内的应用研究是该领域的一个重要发展方向㊂参㊀考㊀文㊀献［１］㊀ＣＨＥＮＪＪ，ＤＩＮＧＪＸ，ＸＩＡＯＣＳ，ｅｔａｌ．Ｅｍｅｒｇｉｎｇａｎｔｉｔｕｍｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｌｙｒｅｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｐｏｌｙｍｅｒｉｃｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒｓ［Ｊ］．ＢｉｏｍａｔｅｒＳｃｉ，２０１５，３（７）：９８８－１００１．［２］㊀ＳＵＮＴＭ，ＺＨＡＮＧＹＳ，ＰＡＮＧＢ，ｅｔａｌ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙｉｎｃａｎｃｅｒｔｈｅｒａｐｙ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗＣｈｅｍＩｎｔＥｄ，２０１４，５３：１２３２０－１２３６４．［３］㊀曹建鹏，赵昱贺，沈丁丰，等．作为药物载体的聚氨酯纳米胶束的研究进展［Ｊ］．聚氨酯工业，２０１５，３０（２）：１－５．［４］㊀ＫＩＭＳ，ＣＨＥＮＹＦ，ＨＯＥＡ，ｅｔａｌ．ＲｅｖｅｒｓｉｂｌｙｐＨ⁃ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｍｅｍｂｒａｎｅｓｆｏｒｏｎ－ｄｅｍａｎｄｉｎｔｒａｖａｇｉｎａｌｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ［Ｊ］．ＡｃｔａＢｉｏｍａｔｅｒ，２０１７，４７：１００－１１２［５］㊀ＫＡＴＡＯＫＡＫ，ＨＡＲＡＤＡＡ，ＮＡＧＡＳＡＫＩＹ．Ｂｌｏｃｋｃｏｐｏｌｙｍｅｒｍｉ⁃ｃｅｌｌｅｓｆｏｒｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ：Ｄｅｓｉｇｎ，ｃｈａｒａｃ⁃ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ［Ｊ］．ＡｄｖＤｒｕｇＤｅｌｉｖｅｒＲｅｖ，２０１２，６４：３７－４８．［６］㊀ＤＥＮＧＣ，ＪＩＡＮＧＹＪ，ＣＨＥＮＧＲ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｏｌｙｍｅｒｉｃｍｉｃｅｌｌｅｓｆｏｒｔａｒｇｅｔｅｄａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄａｎｔｉｃａｎｃｅｒｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ：Ｐｒｏｍｉｓｅｓ，ｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓ［Ｊ］．ＮａｎｏＴｏｄａｙ，２０１２，７：４６７－４８０．［７］㊀ＷＡＮＧＳＨ，ＺＨＯＵＹ，ＺＨＵＡＮＧＢ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｃｈａｒａｃ⁃ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｒｍｎｕｍｂｅｒｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｍｐｈｉｐｈｉｌｉｃｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓａｓｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙｃａｒｒｉｅｒｓ［Ｊ］．ＪＭａｃｒｏｍｏｌＳｃｉＡ，２０１７，５４（１１）：７６５－７７１．［８］㊀ＲＯＣＡＳＰ，ＦＥＲＮÁＮＤＥＺＹ，ＧＡＲＣÍＡ⁃ＡＲＡＮＤＡＣＮ，ｅｔａｌ．Ｉｍ⁃ｐｒｏｖｅｄｐｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔｉｃｐｒｏｆｉｌｅｏｆｌｉｐｏｐｈｉｌｉｃａｎｔｉ⁃ｃａｎｃｅｒｄｒｕｇｓｕｓｉｎｇανβ３⁃ｔａｒｇｅｔｅｄｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ⁃ｐｏｌｙｕｒｅａｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ［Ｊ］．ＮａｎｏｍｅｄＮａｎｏｔｅｃｈｎｏｌ，２０１８，１４：２５７－２６７．［９］㊀ＰＡＮＺＣ，ＹＵＬＱ，ＳＯＮＧＮＪ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ⁃ｔｉｏｎｏｆｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓｗｉｔｈｆｏｌａｔｅｓｉｄｅｃｈａｉｎｓｃｏｎｊｕ⁃ｇａｔｅｄｔｏｈａｒｄｓｅｇｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＰｏｌｙｍＣｈｅｍ，２０１４，５：２９０１－２９１０．［１０］ＤＩＮＧＭＭ，ＺＥＮＧＸ，ＨＥＸＬ，ｅｔａｌ．Ｃｅｌｌｉｎｔｅｒｎａｌｉｚａｂｌｅａｎｄｉｎ⁃ｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｌｙｄｅｇｒａｄａｂｌｅｃａｔｉｏｎｉｃｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｍｉｃｅｌｌｅｓａｓａｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｍａｇｉｎｇａｎｄｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ［Ｊ］．Ｂｉｏ⁃ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０１４，１５：２８９６－２９０６．［１１］ＢＩＮＡＵＬＤＳ，ＳＴＥＮＺＥＬＭＨ．Ａｃｉｄ⁃ｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｏｌｙｍｅｒｓｆｏｒｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ：Ａｄｅｃａｄｅｏｆｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｅｍＣｏｍｍｕｎ，２０１３，４９：２０８２－２１０２．［１２］ＤＥＮＧＢ，ＭＡＰ，ＸＩＥＹ．Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ⁃ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒｉｃｎａｎｏ⁃ｃａｒｒｉｅｒｓｉｎｃａｎｃｅｒｔｈｅｒａｐｙ：Ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｎａｎｏｓｃａｌｅ，２０１５，７：１２７７３－１２７９５．［１３］ＫＡＵＲＳ，ＰＲＡＳＡＤＣ，ＢＡＬＡＫＲＩＳＨＮＡＮＢ，ｅｔａｌ．Ｔｒｉｇｇｅｒｒｅ⁃ｓｐｏｎｓｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒｉｃｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒｓｆｏｒｃａｎｃｅｒｔｈｅｒａｐｙ［Ｊ］．ＢｉｏｍａｔｅｒＳｃｉ，２０１５，３（７）：９５５－９８７．［１４］ＺＨＯＵＬＪ，ＹＵＬＱ，ＤＩＮＧＭＭ，ｅｔａｌ，Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃ⁃ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｐＨ⁃ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｆｏｒｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０１１，４４：８５７－８６４．［１５］ＧＵＡＮＹＹ，ＳＵＹＬ，ＺＨＡＯＬＬ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｏｌｙｕｒｅ⁃ｔｈａｎｅｍｉｃｅｌｌｅｓｗｉｔｈｐＨａｎｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｉｎ⁃ｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｄｒｕｇ［Ｊ］．ＭａｔＳｃｉＥｎｇＣ⁃Ｍａｔｅｒ，２０１７，７５：１２２１－１２３０．［１６］黄登程，周瑜，杨冰，等．ｐＨ敏感释药型聚氨酯⁃阿霉素的合成及性能研究［Ｊ］．聚氨酯工业，２０１８，３３（２）：１２－１５．［１７］ＨＵＡＮＧＤＣ，ＺＨＯＵＹ，ＸＩＡＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ／ｄｏｘｏｒｕ⁃ｂｉｃｉｎｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｂａｓｅｄｏｎｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓａｓｐＨ⁃ｓｅｎｓｉ⁃ｔｉｖｅｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙｃａｒｒｉｅｒｓ［Ｊ］．ＰｏｌｙｍＩｎｔ，２０１８，６７：１１８６－１１９３．［１８］ＣＨＥＮＧＪ，ＴＡＮＧＸ，ＺＨＡＯＪ，ｅｔａｌ．Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃａｔｉｏｎｉｃｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｎｏｎ⁃ｖｉｒａｌｃａｎｃｅｒｇｅｎｅｔｈｅｒａｐｙ［Ｊ］．ＡｃｔａＢｉｏｍａｔｅｒ，２０１６，３０：１５５－１６７．［１９］ＸＩＡＳ，ＧＡＯＹ，ＹＵＺ，ｅｔａｌ．ＡｐＨ⁃ｔｒｉｇｇｅｒｅｄｃｈａｒｇｅｒｅｖｅｒｓａｌａｎｄｓｅｌｆ⁃ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｍｉｃｅｌｌｅａｓａｓｍａｒｔｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒｆｏｒｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎｃｏｎ⁃ｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅ［Ｊ］．ＪＰｏｌｙｍＲｅｓ，２０１７，２４：９４－１０４．［２０］ＨＥＷＹ，ＺＨＥＮＧＸ，ＺＨＡＯＱ，ｅｔａｌ．ｐＨ⁃ｔｒｉｇｇｅｒｅｄｃｈａｒｇｅ－ｒｅｖｅｒ⁃ｓａｌｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｍｉｃｅｌｌｅｓｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅｏｆｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ［Ｊ］．ＭａｃｒｏｍｏｌＢｉｏｓｃｉ，２０１６，１６：９２５－９３５．收稿日期㊀２０１９－１１－２７㊀㊀修回日期㊀２０２０－０１－１４ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｉｎｔｈｅＦｉｅｌｄｏｆＡｎｔｉ⁃ｃａｎｃｅｒＤｒｕｇＣａｒｒｉｅｒｓＺＨＡＮＧＳｏｎｇ，ＺＨＯＵＹｕ，ＬＩＵＪｉｎｇｙｉ，ＣＨＥＮＨｏｎｇｘｉａｎｇ，ＴＡＯＷａｎｇｗａｎｇ（ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＮｅｗＣａｒｂｏｎＭａｔｅｒｉａｌｏｆＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｗｕｈａｎ４３００８１，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｕｓｅｄａｓａｎｔｉ⁃ｃａｎｃｅｒｄｒｕｇｃａｒｒｉｅｒｓｃｏｕｌｄｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｓｕｃｈａｓｔａｒｇｅｔｄｅ⁃ｌｉｖｅｒｙｔｙｐｅ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｄｒｕｇｒｅｌｅａｓｅｔｙｐｅａｎｄｅｎｈａｎｃｅｄｕｐｔａｋｅｔｙｐｅ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆａｎｔｉ⁃ｃａｎｃｅｒｄｒｕｇｃａｒｒｉｅｓｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｓｐｅｃｔｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；ｄｒｕｇｃａｒｒｉｅｒ；ｍｉｃｅｌｌｅ；ａｎｔｉ⁃ｃａｎｃｅｒ作者简介㊀张崧㊀女，１９９５年出生，硕士研究生，主要从事聚氨酯药物载体的研究㊂㊃３㊃第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀张菘，等㊃聚氨酯用作抗癌药物载体的研究进展。
聚氨酯胶粘剂的研究进展合成改性与应用聚氨酯胶粘剂是一种广泛应用于工业生产中的粘合剂，具有优异的粘附性能和机械性能，同时还具有耐化学腐蚀、耐热、耐候性和电绝缘性等优良特性。
随着科学技术的不断发展和进步，人们对聚氨酯胶粘剂的研究不断深入，合成改性技术也不断提升，应用领域也日益拓展。
本文将对聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成改性与应用进行综述。
一、聚氨酯胶粘剂的研究进展1. 合成方法聚氨酯胶粘剂的合成方法主要包括溶液聚合法、乳液聚合法、热固法和辐射固化法等。
溶液聚合法是目前应用最为广泛的一种合成方法，通过二元异氰酸酯与双官能度化合物（如聚醚、聚酯等）反应得到聚氨酯，再将聚氨酯与单官能度原料进行加成反应得到胶粘剂。
2. 结构特征聚氨酯胶粘剂的结构特征主要取决于原料的选择和反应条件的控制。
通常情况下，聚氨酯胶粘剂具有交联结构，即聚氨酯分子链之间存在交联点，这种交联结构决定了聚氨酯胶粘剂的机械性能和耐化学性能。
3. 性能改进近年来，随着聚氨酯胶粘剂的研究深入，人们通过改变原料配方、引入新的功能单体和采用新的合成方法等手段，不断提升聚氨酯胶粘剂的性能，使其在粘接强度、耐热性、耐老化性和电绝缘性等方面有了显著改进。
二、聚氨酯胶粘剂的合成改性1. 功能单体的引入在聚氨酯胶粘剂的合成过程中，引入具有特定功能基团的单体可以有效改善胶粘剂的性能。
引入含硅单体可以提高胶粘剂的耐热性和耐老化性，引入含氟单体可以提高胶粘剂的耐化学腐蚀性能。
2. 交联剂的选择聚氨酯胶粘剂的交联剂对其性能也有着重要影响。
合适的交联剂可以提高胶粘剂的强度和硬度，改善其耐热性和耐溶剂性能。
常用的交联剂包括异氰酸酯、聚醚二元醇、聚醚多元醇等。
3. 分子量控制分子量是影响聚氨酯胶粘剂性能的重要因素之一。
合适的分子量可以提高胶粘剂的粘接强度和柔韧性，同时还能影响胶粘剂的固化速度和成膜性能。
三、聚氨酯胶粘剂的应用1. 汽车制造聚氨酯胶粘剂在汽车制造中有着广泛的应用，主要用于车身板件、玻璃钢制品和橡胶制品等的粘接。
聚氨酯（PU）属于高分子，其主链中含有氨基甲酸酯特征单元。
聚氨酯材料的制备离不开异氰酸酯（NCO）和活泼氢。
一、聚氨酯材料概述聚氨酯材料（简称T P U）为聚合物，经多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或小分子多元醇、 多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成。
对制备聚氨酯材料的原料种类和组成变化就可以得到产品形态和性能不一样的聚氨酯材料。
因此聚氨酯材料形态多样，有柔软的，也有坚硬的，硬质泡沫塑料，密封胶，胶粘剂弹性纤维，以及油漆涂料等。
对此聚氨酯应用广泛，在汽车制造业、交通运输业、石油化工、航空、医疗、土木建筑、冰箱制造、农业、鞋类、机电等领域都有深入涉及。
国外早在1937年就开始了对聚氨酯材料的研究，同时也在工业领域中有所应用。
之后以英美为代表的其他国家引进德国的聚氨酯树脂制造技术，投入工业使用。
然而，我国在20世纪50年代才开始聚氨酯工业，到如今已取得一定的进展，对聚氨酯的应用研究也越来越深入。
二、聚氨酯材料的应用与研究进展1.汽车用聚氨酯材料的应用与研究进展。
近年来随着我国一直坚持并深入可持续化发展战略和汽车行业竞争愈加激烈，在未来汽车行业一定是注重产品质量大于产能产量的趋势，高质量、低成本、环境友好的产品会受到越来越多人的青睐。
在其中，聚氨酯（PU）以及复合材料因优异的耐磨性、耐热性、机械性能、软硬度可调等性能成为汽车制造行业的明星材料。
当前汽车用的PU材料类别多样，包含泡沫塑料、弹性体、胶粘剂、涂料以及PU革等，应用范围大到汽车的车身，小到汽车的底盘以及电器设备。
PU泡沫材料在汽车行业的应用主要是因为其具备质量轻、可以隔热、弹性好、舒适度高、耐用、吸振性高等特点，可以令车的舒适度大大提高，因此能够满足汽车多方面的应用。
一些学者研发的以低相对分子质量、多官能度的聚醚多元醇和二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯（MDI）为主要原料，经历发泡、稳定以及催化等过程从而合成的聚氨酯软泡材料被广泛应用在坐垫以及脚垫等，可以很好的吸收噪音以及减震特点。
聚氨酯材料的研究与应用聚氨酯材料是一种具有广泛应用前景的高分子材料。
它具有独特的物理化学性质和材料特性，广泛应用于鞋材、汽车、建筑、电气、医疗等领域。
近年来，随着我国化工产业的不断发展，聚氨酯材料的研究也日益深入。
本文将从聚氨酯材料的研究与应用两个方面进行探讨。
一、聚氨酯材料的研究聚氨酯是通过异氰酸酯与多元醇反应合成而成的高聚物。
它的结构特点是由于醇基与异氰酸酯基的反应形成尿素键结构、酯键结构、芳香环结构或环氧结构等多种结构单元基团，因此可以制备出多样化形态的聚氨酯材料，如硬质泡沫、软质泡沫、弹性体、涂料、胶粘剂、热塑性聚氨酯弹性体等。
聚氨酯材料具有优异的物理化学性质和材料特性，如高强度、高硬度、高耐磨性和耐酸碱腐蚀性能好，同时也具备优异的阻燃性、绝缘性、耐疲劳性等特点。
因此，近年来聚氨酯材料的研究方向主要围绕如何提高聚氨酯材料的制备工艺和材料特性展开。
研究聚氨酯材料的制备工艺涉及到配方设计、反应条件、传质和流变学等方面。
其中，配方设计是关键的方法，随着材料科学的快速发展，制备工艺已经得到了很大的改进。
例如，采用新的多官能团多醇设计合成聚氨酯，可以得到具有高分子化程度、高交联程度的硬质泡沫材料；改善反应控制，可以控制聚氨酯的聚合速率和反应时间，使聚氨酯材料得到优化。
在传质和流变学方面，加入表面活性剂、改变反应时间和温度等首尾相连的方法可以提高聚氨酯材料的物理化学性质，并从根本上解决当代社会面临的低碳环保问题，实现高效和可持续。
二、聚氨酯材料的应用聚氨酯材料作为一种具有广泛用途的高分子材料，广泛应用于建筑、汽车、电气、医疗等行业中。
聚氨酯建筑保温材料是传统保温材料的升级换代产品，具有重量轻、隔热性能好等特点，广泛应用于房屋保温材料中。
聚氨酯填充材料具有优异的性能，作为一个结构材料可以用于汽车的制造、电子设备和航空航天工业中的制造。
在工业领域，聚氨酯应用广泛，例如钢板、铝板或塑料板的保温、隔热、纵向及横向联系可以用聚氨酯型材加以实现。
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■ ＰＵ 技术 医用聚氨酯材料研究进展 ◆ 鲍 俊 杰 ，刘 都 宝 ，黎兵，许戈文 安徽大学化学化工学院 ＰＵ 技 术 ＰＵ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 摘 要 ：概述了医用聚氨酯材料的发展背景、医用聚氨酯的性能以及分类。
综述了医用 聚氨酯材料在人工心脏、人造血管、矫形绷带、计生用品、医用胶粘剂、医用敷料、人工 皮肤、 药物载体等领域的应用， 同时指出了医用聚氨酯目前存在的问题以及未来的发展前 景。
关 键 词 ：聚氨酯，医用，进展。
１ ． 医用聚氨酯发展背景 １．１ 聚氨酯树脂发展史 聚氨酯是在高分子结构主链上含有许多氨基甲酸酯基 团（－ ＮＨＣＯＯ －）的聚合物，国际上称为 ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ， 我国某些资料译为聚氨基甲酸酯、 聚脲烷等。
按行业习惯， 目前我国将此类聚合物通称为聚氨酯， 其系列产品统称为 聚氨酯树脂， 是合成材料中的重要品种， 它已跃居合成材 ［１］ 料第六位 。
聚氨酯树脂是一种新型的具有独特性能和多方面用途 的高聚物， 已有７０多年的发展历史。
它以二异氰酸酯和多 元醇为基本原料加聚而成， 选择不同数目的官能基团和不 同类型的官能基， 采用不同的合成工艺， 能制备出性能各 异、 表现形式各种各样的聚氨酯产品。
有从十分柔软到极 其坚硬的泡沫塑料， 有耐磨性能优异的弹性橡胶， 有高光 泽性的油漆、 涂料， 也有高回弹性的合成纤维、 抗挠曲性 能优良的合成皮革、 粘结性能优良的胶粘剂以及防水涂料 和灌浆材料等， 逐渐形成了一个品种多样、 性能优异的新 ［２］ 型合成材料系列 。
７２ 环 球 聚 氨 酯 网 ｗｗｗ ．ｐｕｗｏｒｌｄ． ｃｏｍ 由于这种高聚物具有可发泡性、弹性、耐磨性、粘 接性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化性等，因此，它 是发展较快的一种高分子合成材料， 被广泛用应于工业及 日常生活中， 并几乎渗透到国民经济各个部门。
其产量与 品种与年俱增， 国外有人说： “７０年代聚氨酯树脂工业的 地位相当于２０年代的钢铁工业、 ４０年代的聚烯烃。
［２］我国 ” 从６０年代初在这个领域内开展科研工作， 并逐步建立了工 业生产装置。
到目前为止， 我国的聚氨酯工业从科研到生 产已基本形成体系， 初具规模。
１．２ 医用聚氨酯 大量动物实验和急慢性毒性实验证实，医用聚氨酯 无毒、 无致畸变作用， 对局部无刺激性反映和过敏反应， 聚 ［３］ 氨酯在医学领域上应用具有较好的生物相容性 。
医用聚 氨酯材料有与人体组织相容性和血液相容性好，良好的韧 性、耐溶剂性、耐水解性、耐微生物，无毒性，良好的耐 磨损、 粘结性、 抗曲挠性能，容易成型加工，性能可控等优 异的性能， 并能根据要求生产出透明的产品等等。
这些优 势保证了使用聚氨酯产品无论是生产体内或体外的医疗用 ＰＯ ＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥ ＰＵ 技术？医用聚氨酯材料研究进展 具都能使其发挥出良好的性能。
自２０世纪５０年代聚氨酯首次应用于生物医学，四十多 年来，聚氨酯在医学上的用途日益广泛， １９５８年聚氨酯首 次用于骨折修复材料，而后又成功地应用于血管外科手术缝 合用补充涂层， ７０年代开始，聚氨酯作为一种医用材料已 倍受重视。
到了８０年代，用聚氨酯弹性体制造人工心脏移 植手术获得成功，使聚氨酯材料在生物医学上的应用得到进 一步的发展［４］，近年来，随着科技的进步和研究水平的 提高， 新的医用聚氨酯材料不断涌现， 制品的性能也不断 完善。
１．２．１医用聚氨酯的性能 聚氨酯是由软链段和硬链段交替镶嵌组成的、含有 许多 －ＮＨＣＯＯ－ 基团的极性高聚物，通过选择适当的软、硬 链段结构及其比例，就可合成出既具有良好的物理机械性 能，又具有血液相容性和生物相容性的医用高分子材料。
聚 氨酯之所以能广泛应用于生物医学领域，与它所具备的优异 性能是分不开的。
其主要性能如下［５］： １．优良的抗凝血性能 ； ２．毒性试验结果符合医用要求 ； ３．临床应用中生物相容性好，无致畸变作用，无过敏反 应，可解决天然胶乳医用制品固有的 “蛋白质过敏”“致 和 癌物亚硝胺析出” 两大难题，从而成为许多天然胶乳医用制 品的换代材料 ； ４．具有优良的韧性和弹性，加工性能好，加工方式多 样，是制作各类医用弹性体制品的首选材料 ； ５．具有优异的耐磨性能、 软触感、 耐湿气性、 耐多种 化学药品性能 ； ６．能采用通常的方法灭菌，暴露在Ｘ射线下性能不变。
１．２．２医用聚氨酯的分类 （１）按用途分 聚氨酯产品包括人工心脏瓣膜、 人工肺、 骨粘合剂、 人 工皮肤、 烧伤敷料、 心脏起搏器绝缘线、 缝线、 各种夹板、 导液管、 人工血管、 气管、 插管、 齿科材料、 插入导管、 计 划生育用品等。
（２）按材料种类分 医用聚氨酯产品可分为医用聚氨酯生物弹性体、 医用 聚氨酯泡沫、 医用聚氨酯黏合剂、 医用聚氨酯涂料以及医 用聚氨酯水凝胶等。
渡，已大量应用在临床中，表 １ 列出了目前以商品化的 人工心脏产品［６，７］。
人工心脏及心脏辅助装置对材料的性 ［５］ 能要求是多方面的 ：①不引起血栓；②不破坏血液细胞 成份；③不改变血浆蛋白，不破坏生物酶；④不释放电解 质；⑤不引起有害的免疫反应；⑥不损害邻近组织，不致 癌；⑦不产生毒素与变态反应；⑧优异的耐屈挠性。
临床 实践证明，聚氨酯弹性体在血液相容性、 生物相容性、 耐久 性等方面均优于天然橡胶、 硅橡胶、 烯烃橡胶，成为国内外 研制人工心脏及其辅助装置的首选材料。
国内外主要研制 单位有美国犹他大学（浇注型聚氨酯心室）、 广州中山医学 院（聚醚型聚氨酯弹性体 － 反搏、助搏气囊）、成都科技 大学（反搏气囊、血管、血泵等），这些产品都已获得成 功［ ５ ］ 。
表 １ 几种商品化人工心脏聚氨酯的组成及应用［６，７］ 聚 氨 酯 制备人工心脏过去大多采用 ＰＴＭＧ 为软段与 ＭＤＩ 反应 生成预聚物，然后以小分子二醇或二胺为扩链剂来合成的。
鉴于对芳香族聚氨酯降解产物可能会产生对人体有害的芳 胺， 目前主要使用脂肪族聚醚型聚氨酯，为进一步提高聚氨 酯材料表面的抗凝血性能，国内外对聚氨酯改性做了大量的 研究，一般是在分子链上接枝硅和维生素等以进一步改善其 生物相容性， 也有研究在聚氨酯表面加附各种细胞黏附因 子，如胶原、 纤维黏连蛋白和白蛋白， 使聚氨酯表面更加 生物化。
还有研究使用单层碳纳米管改性聚氨酯以提高其 生物稳定性。
英国医疗装置生产商Ａｏｒｔｅｃｈ国际公司采用聚氨酯－ 硅烷嵌段共聚物Ｅｌａｓｔ－Ｅｏｎ材料（ＴＰＵ）制造新型人工心脏 阀门， 以提高生物相容性［５］。
第四军医大学西京医院心血 管外科与中国医学科学院、 山西省化工研究所合作，将Ｓｉ 原子引入聚氨酯硬段，实现对聚氨酯硬段改性， 刘金成等 ［８］ 对其进行血液相容性及毒理性研究，通过溶血试验、 动 态凝血时间试验、 血小板黏附试验及全身急毒试验，评价聚 氨酯硬段改性材料作为人工心室辅助装置材料的血液相容 性和全身毒性，结果显示硬段改性聚氨酯材料血液相容性优 于未改性聚氨酯材料，无明显全身毒性反应。
２ ． 医用聚氨酯制品 ２．２ 人造血管 ２．１人工心脏及心脏辅助装置 第一个关于生物稳定聚氨酯人造血管的专利是Ｃｏｖｉｔａ 人工心脏及其辅助装置可应用于心肌梗塞、外伤、 心脏手术后发生低心排而不能脱离体外循环的患者及心脏 公司的聚碳酸酯型聚氨酯（商品名：ＣｏｒｅｔｈａｎｅＴＭ），这种聚 移植前，暂时代替自然心脏的功能，作为心脏移植的桥梁过 氨酯植入人体或动物体内达３年时间，完全通过了人工血管 《聚氨酯》２ ０ ０ ７ 年 ９ 月 总第 ６ ４ 期 ７３ ■ ＰＵ 技术 的性能测试［９］ 。
聚氨酯是一种弹性良好的高分子材料，小径微孔ＰＵ血 管具有好的血液相容性，与天然血管相匹配的顺应性，可大 大减少新内膜增生。
此外，合理的孔径和孔隙率的三维设计 能增强内皮细胞在支架上的黏附、 长入和铺展，加速内皮细 ［１０］ 胞化过程 。
潘仕荣等采用生物性能稳定的ＰＵ制备小径 人工血管，曾先后报道过聚六亚甲基碳酸酯聚氨酯脲的合成 和通过微观结构设计和内腔表面偶联重组水蛭素［１１，１２］，来 提高顺应性和抗凝血性，达到自然内皮细胞化和提高畅通率 的目的。
潘仕荣等［１３］通过选择材料和优化制备条件，可制 得具有合适孔径和孔隙率，顺应性和其它性能与天然血管匹 配的ＰＵ小径血管，达到提高小径血管长期植入的畅通率的 目的。
ＰＵ 小径血管内径 ２－４ｍｍ，壁厚 ０．６－１．２ｍｍ，密度 ０．２３－ ０．４９ｇｃｍ３，孔径 ４２－９５Ｌｍ，孔隙率 ５６％－８０％。
血管的径向顺 应性 １．２％－７．４％？１３．３ｋＰａ －１ ，水渗透性 ０．２９－１２．４４ｇ （ｃｍ ２？ｍｉｎ），轴向抗张强度 １．５５－４．３６ＭＰａ，爆破强度 ６０－ ３００ｋＰａ，缝线撕裂强度 １９．５－９６．２Ｎ／ｃｍ２。
据欧洲塑料新闻网消息，由 Ｊｅｎｎｉｆｅｒ Ｗｅｓｔ 教授领 导的美国莱斯大学研究团队已经生产出了一种新型的聚氨 酯材料， 该材料可用于制造小直径的人造血管。
其它的人 造材料，如膨体聚四氟乙烯 （ＥＰＴＦＥ）已成功地应用于较 大直径血管的制造， 但对于直径小于６毫米的血管， 由于 血液凝结或组织堵塞的原因， 这些材料无能为力。
莱斯大 学的研究团队经多次实验后发现， 将一氧化氮生产的缩氨 酸加入到聚氨酯中可增强聚氨酯抗血液凝结的能力。
在生 理状态下， 这种聚氨酯释放的一氧化氮可以防止血液的凝 ［１４］ 结 。
２．３ 矫形绷带 对骨折患者来说，进行石膏绷带外固定几乎是必不可 少的治疗措施，但它也给患者带来了不少痛苦，特别是炎热 的夏天，极易引起石膏内搔痒及炎症，而且石膏笨重，不透 气、 干固后无弹性，活动时易折断，强度差、 不耐磨及Ｘ线 穿透性也差，绷带拆除时也容易污染环境等［１５］。
因此，寻 找一种既有石膏绷带固定的优点，又能克服其缺点的外固定 材料，是临床上非常迫切需要解决的问题。
我国在骨折外固 定材料方面主要采用石膏绷带， 石膏托等产品， 据有关部 门统计石膏绷带每年的使用量在１．５亿卷左右， 但由于石 膏绷带笨重、不透气、不透 Ｘ 线、遇水溶解、固化时间长 等缺陷， 导致其不断被其他新产品代替。
医疗聚氨酯矫形绷带自 ２００１ 年引入中国市场，经过 ４ 年的临床使用，发现其使用方便，性能优良的一种外 固定材料。
目前国外９０％骨折病人都选用医疗聚氨酯矫形 绷带固定， 而我国目前使用医疗聚氨酯矫形绷带固定的骨 折病人还不到十分之一， 全年的使用量在四十万卷左右， ７４ 环 球 聚 氨 酯 网 ｗｗｗ ．ｐｕｗｏｒｌｄ． ｃｏｍ 因此医疗聚氨酯矫形绷带是我国未来５年内增长潜力最大 的一种骨科耗材［１６］。
