醫(yī)用高分子材料專家講座

1醫(yī)用高分子材料王平山，博士教授，博士生導(dǎo)師醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）1醫(yī)用高分子材料第1頁2醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）高長(zhǎng)有，馬列編著趙長(zhǎng)生主編2醫(yī)用高分子材料第2頁物理化學(xué)靶向制劑

采取體外磁響應(yīng)導(dǎo)向至靶部位制劑稱為磁性靶向制劑。1.磁性微球磁性微球可用一步法或兩步法制備，一步法是在成球前加入磁性物質(zhì)，聚合物將磁性物質(zhì)包裹成球；兩步法先制備微球，再將微球磁化。2.磁性納米囊（一）磁性靶向制劑醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）3醫(yī)用高分子材料第3頁栓塞靶向制劑主要指是，以藥劑學(xué)伎倆，制備一含藥且質(zhì)量可控微球、微囊、脂質(zhì)體等制劑，經(jīng)過動(dòng)脈插管，將其注入到靶區(qū)，并在靶區(qū)形成栓塞一類靶向制劑。栓塞目標(biāo)是阻斷對(duì)靶區(qū)供血和營(yíng)養(yǎng)，使靶區(qū)腫瘤細(xì)胞缺血壞死；如栓塞含有抗腫瘤藥品，則含有栓塞和靶向性化療雙重作用。（二）栓塞靶向制劑醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）4醫(yī)用高分子材料第4頁熱敏靶向制劑，是指利用外部熱源對(duì)靶區(qū)進(jìn)行加熱，使靶組織局部溫度稍高于周圍未加熱區(qū)，實(shí)現(xiàn)載體中藥品在靶區(qū)內(nèi)釋放一類制劑。因?yàn)橹苿┲兴幤丰尫攀鞘軣峥?，故而該類制劑從理論上講能夠到達(dá)隨時(shí)進(jìn)行，也能夠到達(dá)依據(jù)腫瘤生長(zhǎng)情況，進(jìn)行控制治療理想狀態(tài)。（三）熱敏靶向制劑醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）5醫(yī)用高分子材料第5頁1.熱敏脂質(zhì)體熱敏脂質(zhì)體是一類被研究較多熱敏靶向制劑。在相變溫度時(shí)，脂質(zhì)體中磷脂雙分子層從膠晶態(tài)過渡到液晶態(tài)，從而大大增加脂質(zhì)體膜通透性，加速藥品釋放。

2.熱敏免疫脂質(zhì)體在熱敏脂質(zhì)體膜上將抗體交聯(lián)，可得熱敏免疫脂質(zhì)體，在交聯(lián)抗體同時(shí)，可完成對(duì)水溶性藥品包封。這種脂質(zhì)體同時(shí)含有物理化學(xué)靶向與主動(dòng)靶向雙重作用。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）6醫(yī)用高分子材料第6頁1.pH敏感脂質(zhì)體腫瘤間質(zhì)液pH值顯著地低于周圍正常組織，故設(shè)計(jì)敏感脂質(zhì)體可到達(dá)靶向遞藥目標(biāo)。

2.pH敏感口服結(jié)腸定位給藥系統(tǒng)（四）pH敏感靶向制劑醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）7醫(yī)用高分子材料第7頁pH

敏感型控釋制劑醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）8醫(yī)用高分子材料第8頁黏膜存在于人體各腔道內(nèi),含有一定滲透性且血管分布豐富,可吸收藥品直接進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán),從而防止了口服藥品面臨胃腸道代謝和肝臟首過效應(yīng),是藥品釋放又一個(gè)主要路徑.黏膜靶向藥品釋放醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）9醫(yī)用高分子材料第9頁經(jīng)過口腔黏膜釋放藥品有心血管藥品,如硝化甘油、卡托普利、維拉帕米和普羅帕酮;激素類藥品,如睪丸激素和雌激素口腔黏膜劑,能夠促進(jìn)肌肉生長(zhǎng)、增加肌力、調(diào)整機(jī)體狀態(tài)等;

Oralin(胰島素)即是基于RapidMistTM專利技術(shù)口腔噴霧劑,將胰島素制成精細(xì)顆粒氣霧劑(7-10μm),借助高速噴霧裝置將藥品噴入患者口中,適時(shí)給以促吸收劑,胰島素分子被快速吸收,10min內(nèi)就可在系統(tǒng)循環(huán)中檢測(cè)到,血藥濃度和降血糖水平。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）10醫(yī)用高分子材料第10頁大腦中存在獨(dú)特血腦屏障(bloodbrainbarrier,BBB),由軟腦膜、腦毛細(xì)血管壁和包在血管壁外星狀膠質(zhì)細(xì)胞形成膠質(zhì)膜組成,它將大腦軟組織胞外流體與血液分隔開,既使大腦不受系統(tǒng)循環(huán)影響,又可將潛在毒性物質(zhì)從大腦中去除.為了克服血腦屏障,人們已經(jīng)開發(fā)各種腦部藥品釋放方法,其中一個(gè)有效伎倆是利用大腦內(nèi)皮細(xì)胞上存在受體分子,以受體介導(dǎo)跨細(xì)胞攝入機(jī)理實(shí)現(xiàn)腦靶向給藥,即利用抗生物素蛋白2生物素識(shí)別技術(shù),將藥品與生物素連接,同時(shí)以抗生物素蛋白鏈菌素連接能靶向受體載體(如胰島素或轉(zhuǎn)鐵蛋白),經(jīng)過載體受體識(shí)別靶向大腦內(nèi)皮細(xì)胞上對(duì)應(yīng)受體分子而被吸收。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）腦部靶向藥品11醫(yī)用高分子材料第11頁腫瘤靶向藥品釋放系統(tǒng)多利用能識(shí)別腫瘤抗體、多肽和凝集素等分子修飾微粒及脂質(zhì)體等載體,可將抗癌藥品直接釋放到腫瘤部位或進(jìn)入腫瘤細(xì)胞,以抑制和殺死腫瘤.單克隆抗體(MAbs)、外源凝集素等修飾藥品載體靶向治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌、結(jié)腸直腸癌和白血病臨床效果良好。而將治療性基因靶向腫瘤是治愈惡性疾病中一個(gè)有吸引力概念。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）腫瘤靶向藥品12醫(yī)用高分子材料第12頁如以DNA與陽離子聚合物聚乙烯亞胺(PEI)間靜電作用制備納米復(fù)合物,然后利用高碘酸氧化轉(zhuǎn)鐵蛋白(transferrin)上醛基與PEI上氨基反應(yīng)制備DNA2transferrin2PEI復(fù)合物,并外覆聚乙二醇將能與復(fù)合物發(fā)生相互作用非特異性血液成份和非靶向細(xì)胞屏蔽開,可靶向遠(yuǎn)處腫瘤表示基因,編碼高活性、高細(xì)胞毒性腫瘤壞死因子,造成腫瘤出血壞死,抑制腫瘤生長(zhǎng).醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）13醫(yī)用高分子材料第13頁一樣,結(jié)合糖基化配體脂質(zhì)體或聚氨基酸載體主動(dòng)靶向方法也能夠?qū)崿F(xiàn)基因靶向釋放。另外,因?yàn)槟[瘤源自腫瘤抑制基因不正常工作及其編碼蛋白質(zhì)失活,其藥品作用靶點(diǎn)多在細(xì)胞內(nèi),可利用單克隆抗體介導(dǎo)和受體介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)吞作用實(shí)現(xiàn)藥品2載體主動(dòng)跨細(xì)胞膜吸收,將重組蛋白質(zhì)或基因釋放到腫瘤細(xì)胞中。更為直接和有效、無需受體和/或轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)導(dǎo)肽(PTDs,蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)功效區(qū))介導(dǎo)主動(dòng)跨膜吸收是正在開發(fā)中細(xì)胞內(nèi)藥品釋放新方法。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）14醫(yī)用高分子材料第14頁靶向技術(shù)特異性強(qiáng),它與各種釋放系統(tǒng)結(jié)合將大大提升藥品療效,但從釋放系統(tǒng)中將藥品分子傳遞到靶組織在很大程度上仍不能控制,今后對(duì)各種靶向機(jī)理深入認(rèn)識(shí)和新靶向技術(shù)開發(fā)將有利于其臨床作用真正發(fā)揮.醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）15醫(yī)用高分子材料第15頁細(xì)胞治療,尤其是細(xì)胞微囊化移植治療糖尿病、癌癥等疾病臨床前研究取得了令人興奮結(jié)果。與肽類和蛋白質(zhì)等生化藥品相比,細(xì)胞就像一個(gè)加工廠,可依據(jù)生理需要分泌治療性肽和蛋白質(zhì),從產(chǎn)業(yè)化角度它可省略當(dāng)前生化藥品生產(chǎn)必需分離純化過程,節(jié)約了成本;從臨床應(yīng)用角度它可確保治療性物質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性,便于植入病變部位實(shí)現(xiàn)有效給藥.所以,細(xì)胞微囊化實(shí)質(zhì)上代表了一個(gè)以局部或系統(tǒng)方式長(zhǎng)久釋放治療性藥品釋放系統(tǒng).醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）16醫(yī)用高分子材料第16頁新藥品控釋和技術(shù)醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）17醫(yī)用高分子材料第17頁細(xì)胞微囊化方法是陰離子聚合物海藻酸鈉與陽離子聚合物聚賴氨酸或殼聚糖之間聚電解質(zhì)絡(luò)合技術(shù),即先將海藻酸鈉與細(xì)胞懸液以特殊裝置滴入二價(jià)陽離子溶液(如CaCl2)形成凝膠珠,再加入聚賴氨酸和殼聚糖進(jìn)行聚電解質(zhì)絡(luò)合反應(yīng)形成微膠囊.利用該技術(shù)包埋動(dòng)物胰島,植入嚙齒類、犬類及靈長(zhǎng)類糖尿病動(dòng)物體內(nèi),可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)釋放胰島素,維持血糖水平,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院最近同意了20例微囊化豬胰島移植治療糖尿病人研究。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）細(xì)胞治療方法18醫(yī)用高分子材料第18頁一樣,將基因工程細(xì)胞(如表示血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)抑制因子endostatin)包埋于海藻酸鈉/聚賴氨酸微膠囊中,連續(xù)釋放endostatin對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞增殖抑制率達(dá)6712%,21天后使瘤重降低7213%.醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）19醫(yī)用高分子材料第19頁不過,因?yàn)橐恍╆P(guān)鍵問題還未很好處理,細(xì)胞微囊化藥品釋放系統(tǒng)當(dāng)前仍停留在動(dòng)物試驗(yàn)和一些臨床前研究階段.主要有:材料生物相容性問題,要經(jīng)過純化除雜,降低其毒性和免疫原性;細(xì)胞問題,動(dòng)物細(xì)胞多存在安全性和倫理問題,構(gòu)建穩(wěn)定連續(xù)表示產(chǎn)物(理想情況下能依據(jù)植入部位微環(huán)境改變響應(yīng)表示)基因工程細(xì)胞,或與干細(xì)胞結(jié)合將是有效路徑;工藝問題,需研發(fā)能重復(fù)生產(chǎn)形態(tài)、強(qiáng)度和通透性好微膠囊標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、儀器和規(guī)模化生產(chǎn)工藝。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）20醫(yī)用高分子材料第20頁近幾年,用于集成電路工藝微加工技術(shù),如薄膜沉積(thin-filmdeposition)、光刻蝕(photolithog-raphy)、微模塑(micromolding)和蝕刻(etching)等快速發(fā)展并向藥品釋放領(lǐng)域滲透.利用微加工技術(shù)制備微尺度藥品釋放裝置,能夠設(shè)計(jì)定制其尺寸、形狀并準(zhǔn)確控制表面微結(jié)構(gòu)和形貌,便于實(shí)現(xiàn)藥品靶向釋放或控制藥品釋放速率.醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）21醫(yī)用高分子材料第21頁已經(jīng)研發(fā)微加工藥品釋放系統(tǒng)有:含納米尺寸藥品儲(chǔ)庫微芯片(microchip)、顯微針(microneedle)、微泵(micropump)、生物黏附微粒和納米孔免疫隔離生物膠囊等,能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確和復(fù)雜劑量給藥,提升藥品療效.如微芯片儲(chǔ)庫是在硅片上相繼應(yīng)用光刻蝕、化學(xué)蒸氣沉積、電子束蒸發(fā)和活性離子蝕刻等微加工技術(shù)制備而成,儲(chǔ)庫為臺(tái)錐形(上下面分別為大小不一樣正方形開口),容積約25nl,小臺(tái)面(50μm×50μm)上覆有013μm金膜陽極作為閥門,可發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)溶解而釋放藥品。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）22醫(yī)用高分子材料第22頁對(duì)微芯片組成材料,如金、氮化硅、二氧化硅等進(jìn)行動(dòng)物體內(nèi)炎癥反應(yīng)評(píng)價(jià)表明它們含有生物相容性,且表面細(xì)胞附著研究表明上述材料能降低生物附著物,從而能夠確保其在應(yīng)用過程中安全性。該系統(tǒng)一個(gè)有意義進(jìn)展是以響應(yīng)性聚合物膜替換金膜,使其能依據(jù)裝置外微環(huán)境改變(如pH、溫度和化學(xué)勢(shì))而改變(如膨脹或收縮),調(diào)控儲(chǔ)庫開(膨脹時(shí))或關(guān)(收縮時(shí)),有望實(shí)現(xiàn)按需釋放物質(zhì)。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）23醫(yī)用高分子材料第23頁當(dāng)前,微加工藥品釋放系統(tǒng)仍處于研究早期,不過能夠預(yù)見,伴隨微加工技術(shù)不停成熟及與生物技術(shù)結(jié)合,人們將有可能開發(fā)出集微傳感器、微泵、微開關(guān)和微儲(chǔ)庫于一體,含有檢測(cè)、應(yīng)答、釋放功效智能型生物反饋系統(tǒng).醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）24醫(yī)用高分子材料第24頁當(dāng)前存在問題盡管當(dāng)前藥品釋放系統(tǒng)研發(fā)取得了很多進(jìn)展,但仍有許多主要理論或技術(shù)問題需要處理.下面從藥品釋放系統(tǒng)包含藥品、載體材料、載體制備和體內(nèi)外評(píng)價(jià)4個(gè)方面分別討論。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）25醫(yī)用高分子材料第25頁伴隨臨床醫(yī)學(xué)、病理學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科不停發(fā)展,人們對(duì)許多疾病發(fā)生、發(fā)展過程認(rèn)識(shí)已進(jìn)入細(xì)胞和分子水平,從傳統(tǒng)藥理學(xué)方法向分子生物學(xué)和基因組學(xué)方法轉(zhuǎn)變使藥品靶點(diǎn)識(shí)別和確認(rèn)更為高效。當(dāng)前,依據(jù)靶點(diǎn)分子結(jié)構(gòu),在分子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上采取組合化學(xué)技術(shù)已經(jīng)能夠合成許多化合物庫,不過從中準(zhǔn)確、高效地篩選出含有臨床藥效候選藥品卻是一大難題。含有藥效作用肽類、蛋白質(zhì)等物質(zhì)多提取自植物、海洋生物或經(jīng)過細(xì)胞培養(yǎng)取得,有機(jī)溶劑及其它猛烈條件影響活性,繁瑣分離純化過程造成高成本等問題還未很好處理,而且在生產(chǎn)過程和釋放過程需考慮怎樣保持藥品穩(wěn)定性。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）26醫(yī)用高分子材料第26頁高分子材料在藥品釋放系統(tǒng)中起著主要作用。在考慮藥品性質(zhì)和釋放路徑前提下,設(shè)計(jì)、合成或從天然材料中篩選、修飾含有生物相容性載體材料;了解生物降解性材料降解機(jī)理以調(diào)控材料降解方式、降解速率;在靶點(diǎn)部位控制藥品按所需速率和劑量釋放等一直是材料科學(xué)工作者更需關(guān)注問題。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）27醫(yī)用高分子材料第27頁藥品釋放系統(tǒng)載體制備藥品釋放載體制備技術(shù)、工藝和相關(guān)設(shè)備必須符合藥品和材料性質(zhì)要求.不過,現(xiàn)有載體制備技術(shù)、工藝(如溶劑蒸發(fā)、相分離、乳化和界面聚合等)常需高溫條件,或使用破壞性有機(jī)溶劑,且反應(yīng)猛烈,極難在制備過程保持生化藥品活性;尺寸均勻微米粒和納米粒是促進(jìn)藥品有效吸收確保,但還缺乏溫和條件下微米或納米載體制備技術(shù);另外,為取得批次穩(wěn)定高質(zhì)量藥品釋放系統(tǒng),相關(guān)設(shè)備高效率、集成化和自動(dòng)化研發(fā)工作還有待加強(qiáng).醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）28醫(yī)用高分子材料第28頁經(jīng)過幾十年發(fā)展,藥品釋放系統(tǒng)研究和開發(fā)已經(jīng)積累了相當(dāng)多理論和技術(shù)基礎(chǔ),而伴隨人類基因組框圖繪制完成,功效基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等研究相繼展開;加上醫(yī)學(xué)、病理學(xué)、分子藥理學(xué)、藥品分子設(shè)計(jì)學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)等科學(xué)發(fā)展和交叉滲透,基因工程技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)、三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、納米技術(shù)、自組裝技術(shù)、微加工技術(shù)等生物、化工和材料新技術(shù)平臺(tái)不停涌現(xiàn)和逐步走向成熟,妨礙藥品釋放系統(tǒng)研究和開發(fā)理論難題和技術(shù)瓶頸有望在未來發(fā)展中逐一得到處理,越來越多高效、安全、方便、實(shí)用藥品釋放系統(tǒng)產(chǎn)品將會(huì)走向臨床,在維護(hù)人類健康、提升生活質(zhì)量方面發(fā)揮主要作用.展望醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）29醫(yī)用高分子材料第29頁[1]

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GoldbergM,GomezOrellanaI1Challengesfortheoraldeliveryofmacromolecules.NatureReviewsDrugDiscovery,,2:289-295.參考文件醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）30醫(yī)用高分子材料第30頁聚合反應(yīng)聚合物化學(xué)反應(yīng)高分子化學(xué)醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）31醫(yī)用高分子材料第31頁高分子化學(xué)是研究聚合物合成和反應(yīng)一門學(xué)科。本章簡(jiǎn)單地介紹幾個(gè)常見聚合反應(yīng)以及聚合物化學(xué)反應(yīng)，其目標(biāo)是為醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生提供高分子合成反應(yīng)類型、特征、適用范圍和高分子材料化學(xué)反應(yīng)一些基本概念和知識(shí)。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）32醫(yī)用高分子材料第32頁聚合反應(yīng)(polymerization)---由低分子單體合成高分子化合物化學(xué)反應(yīng)。⑴按照單體與聚合物在元素組成和結(jié)構(gòu)上改變，聚合反應(yīng)分為加聚反應(yīng)(additivepolymerization)和縮聚反應(yīng)(condensationpolymerization)。①加聚反應(yīng)單體經(jīng)過加成聚合起來反應(yīng)，所得產(chǎn)物稱之為加聚物。特點(diǎn)：加聚物元素組成與其單體相同，只是電子結(jié)構(gòu)有所改變，加聚物分子量是單體分子量整數(shù)倍。聚合反應(yīng)醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）33醫(yī)用高分子材料第33頁如一些烯類、炔類、醛類等含有不飽和鍵單體，通常進(jìn)行加成聚合反應(yīng)而生成加聚物，藥用輔料聚乙烯吡咯烷酮合成。②縮聚反應(yīng)單體間經(jīng)過縮合反應(yīng)，脫去小分子，聚合成高分子反應(yīng)，所得產(chǎn)物稱之為縮聚物。特點(diǎn)：縮聚物化學(xué)組成與單體不一樣，其分子量也不是單體整數(shù)倍，但縮聚物分子中仍保留單體結(jié)構(gòu)特征。如聚酯中酯鍵，聚酰胺中酰胺鍵等，大多數(shù)雜鏈聚合物是由縮聚反應(yīng)合成，輕易被水、醇、酸等試劑水解或醇解。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）34醫(yī)用高分子材料第34頁合成聚合物化學(xué)反應(yīng)按反應(yīng)機(jī)理分連鎖聚合逐步聚合開環(huán)聚合聚合物化學(xué)反應(yīng)按反應(yīng)活性中心性質(zhì)不一樣分自由基聚合離子聚合按有沒有小分子生成縮聚反應(yīng)逐步加聚按聚合度、基團(tuán)改變聚合度基本不變反應(yīng)聚合度改變大反應(yīng)聚合度改變小反應(yīng)醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）35醫(yī)用高分子材料第35頁⑵聚合反應(yīng)按照聚合機(jī)理不一樣分為鏈鎖聚合(chainreactionpolymerization)和逐步聚合(stepreactionpolymerization)。①鏈鎖聚合整個(gè)聚合反應(yīng)是由鏈引發(fā)，鏈增加，鏈終止等基元反應(yīng)組成。特征

1、瞬間形成份子量很高聚合物

2、分子量隨反應(yīng)時(shí)間改變不大

3、反應(yīng)需要活性中心。鏈鎖聚合依據(jù)反應(yīng)活性中心不一樣又可分為自由基聚合、陽離子聚合和陰離子聚合，它們反應(yīng)活性中心分別為自由基、陽離子、陰離子。烯類單體加聚反應(yīng)大多數(shù)屬于鏈鎖聚合反應(yīng)。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）36醫(yī)用高分子材料第36頁②逐步聚合反應(yīng)合成雜鏈聚合物聚合反應(yīng)。特征：

1、逐步聚合反應(yīng)反應(yīng)大分子形成過程中逐步性。

2、反應(yīng)早期單體很快消失，形成二聚體、三聚體、四聚體等低聚物，隨即這些低聚物間進(jìn)行反應(yīng)，分子量隨反應(yīng)時(shí)間逐步增加。

3、在逐步聚合全過程中，體系由單體和分子量遞增一系列中間產(chǎn)物所組成。絕大多數(shù)縮聚反應(yīng)屬逐步聚合反應(yīng)。其它聚合反應(yīng)：開環(huán)聚合、異構(gòu)化聚合、氫轉(zhuǎn)移聚合、成環(huán)聚合等。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）37醫(yī)用高分子材料第37頁（有機(jī)玻璃畫）有機(jī)玻璃制品醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）38醫(yī)用高分子材料第38頁聚乙烯PE

聚丙烯PP聚苯乙烯PS聚丙烯腈PAN有機(jī)玻璃PMMA聚醋酸乙烯PVAc聚四氟乙烯PTFE醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）39醫(yī)用高分子材料第39頁自由基聚合反應(yīng)實(shí)例之一：有機(jī)玻璃制備有機(jī)玻璃是甲基丙烯酸甲酯經(jīng)過聚合方法所得制品。最突出性能是含有很高透明度，透光率達(dá)92%，其密度小，耐沖擊強(qiáng)度高，低溫性能優(yōu)異，是光學(xué)儀器和航空工業(yè)主要原料。又因其含有著色后色彩鮮艷奪目特點(diǎn)，被廣泛用做裝飾材料。還可用做外科手術(shù)用具、絕緣材料。甲基丙烯酸甲酯在引發(fā)劑（偶氮二異丁腈或過氧化二苯甲酰）引發(fā)下，按自由基聚合機(jī)理進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)表示式醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）40醫(yī)用高分子材料第40頁實(shí)例之二：涂料聚醋酸乙烯酯制備聚醋酸乙烯酯是在引發(fā)劑（偶氮二異丁腈或過氧化二苯甲酰）引發(fā)下，由醋酸乙烯酯為原料按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合制得。

聚合反應(yīng)式

用作建筑涂料和建筑黏合劑醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）41醫(yī)用高分子材料第41頁自由基聚合單體經(jīng)外因作用形成單體自由基活性中心，再與單體連鎖聚合形成聚合物化學(xué)反應(yīng)。特點(diǎn)：反應(yīng)開始時(shí)必須首先產(chǎn)生自由基活性中心。整個(gè)聚合過程分為鏈引發(fā),鏈增加,鏈終止,各步反應(yīng)速

率和活化能相差很大;

高分子瞬間形成,并產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間改變;

體系內(nèi)一直由單體和高聚物組成,產(chǎn)物不能分離;

反應(yīng)連鎖進(jìn)行,轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加;2.1.1自由基聚合反應(yīng)

醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）42醫(yī)用高分子材料第42頁引發(fā)單體成為自由基而進(jìn)行反應(yīng)如烯類單體能夠在熱、光或高能輻射(α、β、γ射線等)作用下直接形成自由基。當(dāng)前工業(yè)上廣泛應(yīng)用是用少許引發(fā)劑來產(chǎn)生自由基活性中心，引發(fā)聚合反應(yīng)。2.1.1.1自由基產(chǎn)生與活性醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）43醫(yī)用高分子材料第43頁一引發(fā)劑

Ⅰ引發(fā)劑在一定條件下能打開碳－碳雙鍵進(jìn)行連鎖聚合化合物。Ⅱ引發(fā)劑分類：①自由基引發(fā)劑在聚合條件下分解出初級(jí)自由基，引發(fā)單體進(jìn)行自由基聚合；②離子引發(fā)劑在聚合條件下分解出陽離子或陰離子，引發(fā)單體進(jìn)行陽離子或陰離子聚合。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）44醫(yī)用高分子材料第44頁

自由基聚合引發(fā)劑普通結(jié)構(gòu)上含有弱鍵，輕易分解成自由基。通常分為熱解型引發(fā)劑和氧化還原型引發(fā)劑兩類⒈熱解型引發(fā)劑

熱解型引發(fā)劑因?yàn)槭軣嵩谌蹑I處均裂而生成初級(jí)自由基化合物。慣用有偶氮化合物和過氧化合物兩類。(1)偶氮化合物類引發(fā)劑最慣用是偶氮二異丁腈(AIBN)，使用溫度普通在45—65℃，其分解反應(yīng)式以下所表示：醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）45醫(yī)用高分子材料第45頁①偶氮二異丁腈（AIBN）

②偶氮二異庚腈醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）46醫(yī)用高分子材料第46頁偶氮化合物類引發(fā)劑特點(diǎn)：分解均勻，只形成一個(gè)自由基，無其它副反應(yīng)，比較穩(wěn)定、安全，但有毒性。⑵過氧化物類引發(fā)劑過氧化物類引發(fā)劑是分子結(jié)構(gòu)中含有過氧鍵一系列化合物。主要有過氧化苯甲酰(BPO)等。特點(diǎn)：分解溫度在60-80％，含有引發(fā)效率高、貯藏安全、無毒等特點(diǎn)，現(xiàn)已為工業(yè)上最慣用自由基引發(fā)劑。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）47醫(yī)用高分子材料第47頁②過氧化二苯甲酰

(BPO)①二烷基過氧化物

醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）48醫(yī)用高分子材料第48頁偶氮類和過氧化物類引發(fā)劑均屬油溶性引發(fā)劑，慣用于本體聚合、懸浮聚合和溶液聚合。⒉氧化還原型引發(fā)劑⑴氧化還原型引發(fā)劑在過氧化物類引發(fā)劑中加入少許還原劑所組成體系。⑵還原劑作用降低氧化劑分解活化能，從而提升引發(fā)和聚合速率，降低聚合溫度(0-50℃)，降低聚合副反應(yīng)。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）49醫(yī)用高分子材料第49頁⑶氧化還原體系類型①水溶性氧化還原體系

慣用無機(jī)還原劑，也有少許有機(jī)還原劑（醇，胺等）。

②油溶性氧化還原體系

慣用還原劑.叔胺，環(huán)烷酸鹽，硫醇，有機(jī)金屬化合物。乳液聚合常采取氧化還原體系，如丙烯酸類乳液聚合選取過硫酸銨和亞硫酸鈉為引發(fā)體系。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）50醫(yī)用高分子材料第50頁熱分解活化能

200降低到40KJ/mol125降低到50KJ/mol140降低到50KJ/mol①水溶性氧化還原體系醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）51醫(yī)用高分子材料第51頁過氧化二苯甲酰與N，N－二甲基苯胺引發(fā)體系②油溶性氧化還原體系醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）52醫(yī)用高分子材料第52頁1、分解速率常數(shù)及半衰期（1）分解速率常數(shù)引發(fā)劑分解屬于一級(jí)反應(yīng)，分解速率Rd與引發(fā)劑濃度[I]一次方成正比，微分式以下：負(fù)號(hào)—代表[I]隨時(shí)間t增加而降低；kd—分解速率常數(shù)，單位為s-1、min-1或h-1。二引發(fā)活性與引發(fā)效率醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）53醫(yī)用高分子材料第53頁或：將上式積分，得：[I]0—引發(fā)劑起始濃度，單位為mol/L。[I]—時(shí)間為t時(shí)引發(fā)劑濃度，單位為mol/L。上式代表引發(fā)劑濃度隨時(shí)間改變定量關(guān)系。固定溫度，測(cè)定不一樣時(shí)間t下引發(fā)劑濃度改變，以ln([I]/[I]0)對(duì)t作圖，由斜率可求出引發(fā)劑分解速率常數(shù)kd。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）54醫(yī)用高分子材料第54頁（2）半衰期對(duì)于一級(jí)反應(yīng)，慣用半衰期來衡量反應(yīng)速率大小。半衰期—指導(dǎo)發(fā)劑分解至起始濃度二分之一所需時(shí)間，以t1/2表示，單位通常為h-1。令[I]=