RESOMER^® 可生物降解聚合物在醫療設備中的應用研究

RESOMER^® Polymers by Evonik Corporation

• RESOMER
• PLA/PGA聚合物的特性一致性

引言

具有可控生物醫學降解特性的聚合物可作為組織工程和藥物傳輸療法的重要部分。許多類型的天然和合成生物可降解聚合物已被研究用於醫療和藥物應用。儘管天然聚合物（如纖維素和澱粉）的使用在生物醫學研究中仍很普遍，但合成生物可分解聚合物在製藥和組織工程產品中的使用卻越來越多。合成聚合物的化學結構可以量身訂做，以優化生物醫學材料的物理性質，而且其純度和組成成分均優於天然聚合物。¹

聚（乙醇酸）(PGA)、聚（乳酸）(PLA) 及其共聚物已被研究用于比任何其他類型的生物可降解聚合物更廣泛的應用。PLA/PGA 是可生物降解的聚酯，可在人體內透過簡單的酯骨架水解作用降解為無害無毒的化合物。降解產物會經由腎臟排出體外，或透過已知的生化途徑，以二氧化碳和水的形式排出體外。目前這種聚合物的應用包括手術縫線和可吸收植入物，人們對於進一步將這些材料的用途擴展到藥物包裝和傳輸應用方面有著濃厚的興趣。由於幾乎所有已開發國家的監管機構都認為 PLA/PGA 聚合物是安全、無毒且具生物相容性的，因此這些材料的其他應用可以更快地推向市場，而且比使用生物相容性未經證實的新型聚合物更具成本效益。

我們很高興為您提供贏創羅姆製藥公司生產的 PLA/PGA RESOMER^® 聚合物的全面選擇。以下您可以找到有關 RESOMER^®聚合物特性的基本資訊，以及列出可用 RESOMER^®產品的產品表。 我們目錄中的RESOMER^®聚合物僅銷售給研究和開發應用。贏創羅姆公司可直接提供化學相同的 GMP 材料。

表一 RESOMER® 生物可分解聚合物

Product No.	RESOMER類型	產品名稱	分子量範圍	應用	溫度[°C]	溫度[°C]	結束群組
719854	RESOMER L 206 S	Poly(L-lactide)	--	0.8-1.2	醫療 設備	60-65	180-185	酯終止
719951	RESOMER R 202 S	聚(D,L-內醯胺)	10,000- 18,000	0.16-0.24	控制釋放	38-42	非晶質	酯終止
719978	RESOMER R 202 H<	聚(D,L-內醯胺)	10,000- 18,000	0.16-0.24	控釋	44-48	無定型	不含羧酸
719935	RESOMER R 203 S	聚(D,L-內醯胺)	18,000- 28,000	0.25-0.35	控制釋放	46-50	無定型	酯終止
719943	RESOMER R 203 H	聚(D,L-內醯胺)	18,000- 28,000	0.25-0.35	控釋	48-52	無定型	不含羧酸
719889	RESOMER RG 502	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 50：50	7,000- 17,000	0.16-0.24	控釋	42-46	無定型	烷基酯
719897	RESOMER RG 502 H	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 50：50	7,000- 17,000	0.16-0.24	控釋	42-46	無定型	不含羧酸
739952	RESOMER RG 503	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 50：50	24,000 - 38,000	0.32-0.44	控制釋放	44-48	無定型	酯
719870	RESOMER RG 503 H	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 50：50	24,000- 38,000	0.32-0.44	控釋	44-48	無定型	不含羧酸
739944	RESOMER RG 504	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 50：50	38,000 - 54,000	0.45-0.60	控釋	46-50	無定型	酯
719900	RESOMER RG 504 H	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 50：50	38,000- 54,000	0.45-0.60	控釋	46-50	無定型	不含羧酸
739960	RESOMER RG 505	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 50：50	54,000 - 69,000	0.61-0.74	控釋	48-52	無定型	酯
719862	RESOMER RG 653 H	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 65：35	24,000- 38,000	0.32-0.44	控釋	46-50	無定型	不含羧酸
719919	RESOMER RG 752 H	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 75：25	4,000- 15,000	0.14-0.22	控釋	42-46	無定型	不含羧酸
719927	RESOMER RG 756 S	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 75：25	76,000- 116,000	0.71-1.0	控釋	49-55	無定型	酯終止
739979	RESOMER RG 858 S	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 85：15	190,000 - 240,000	1.3-1.7	控制釋放	-	非晶質	烷基醚
719846	RESOMER X	聚二噁烷酮	--	1。5-2.2 (0.1% in HFIP, 30ºC)	醫療 設備	(-10)-(-5)	110-115	--
769754	Resomer C 212	Poly(caprolactone)	-	1.13-1.38	醫療器材及組織工程		56-84	復活節
769762	Resomer C 209	聚(己內酯)	-	0.8-1.0	醫療器材及組織工程		56-84	復活節
769940	Resomer  L 207 S	Poly(L-lactide)	-	1.5-2.0	醫療器材及組織工程	60-65	-	復活節
769851	Resomer LC 703 S	Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) 70：30	-	1.3-1.8	醫療器材與組織工程	162-169	-	復活節
769894	Resomer LG 824 S	Poly(L-lactide-co-glycolide) 82：18	-	1.7-2.6	醫療器材與組織工程	54-60	157-164	復活節
769886	Resomer LG 855 S	Poly(L-lactide-co-glycolide) 85：15	-	2.5-3.5	醫療器材與組織工程	53-63	159-166	復活節
769878	Resomer LG 857 S	Poly(L-lactide-co-glycolide) 85：15	-	5.0-7.0	醫療器材與組織工程	53-64	159-166	復活節
769916	Resomer LR 704 S	Poly(L-lactide-co-D,L-lactide), 70：30	-	2.0-2.8	醫療器材與組織工程	56-62	102-111	復活節
769908	Resomer LR 706 S	Poly(L-lactide-co-D,L-lactide), 70：30	-	3.3-4.3	醫療器材與組織工程	56-62	102-111	復活節
769959	Resomer LR 706 S	Poly(L-lactide-co-D,L-lactide), 70：38	-	5.7-6.5	醫療器材與組織工程	56-62	102-111	復活節
769835	Resomer R 205 S	Poly(D,L-lactide)	-	0.55-0.75	控釋	-	非晶質	復活節
769843	Resomer R 207 S	Poly(D,L-lactide)	-	1.3-1.7	控制釋放	-	非晶質	復活節
769770	Resomer RG 750 S	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 75：25	-	0.8-1.2	控釋	-	非晶質	復活節
769827	Resomer  RG 752 S	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 75：25	-	0.16-0.24	控制釋放	44-50	無定型	復活節
769819	Resomer RG 753 H	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 75：25	-	0.32-0.44	控制釋放	44-50	無定型	復活節
769800	Resomer RG 753 S	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 75：25	-	0.32-0.44	控釋	44-50	無定型	復活節
769797	Resomer RG 755 S	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 75：25	-	0.5-0.7	控制釋放	48-54	無定型	復活節
769789	Resomer RG 757 S	Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 75：25	-	0.9-1.3	控制釋放	-	非晶質	復活節

PLA/PGA聚合物的特性

PGA、PLA及其共聚物是一些最常用的生物降解聚合物材料，部分原因是它們的特性可以通過改變基本PLA/PGA主題中的聚合物組成進行調整。我們的目錄中提供以下類別的RESOMER聚合物：

圖 1. PGA 的一般結構

Poly(glycolic acid) (PGA)

PGA (457620) 是一種高度結晶的材料，擁有高熔點 (225-230 °C)，在有機溶劑中的溶解度通常較低，並視聚合物分子量而定。是一種高度結晶的材料，擁有高熔點 (225-230 °C)，在有機溶劑中的溶解度通常較低，並視聚合物分子量而定。由於聚合物骨架中的酯鍵，它仍然容易水解。儘管它的溶解度低，這種聚合物仍能製成各式各樣的形式和結構。用於開發 PGA 結構的技術包括擠出、注射和壓縮成型，以及微粒浸出和溶劑鑄造。PGA 纖維具有高強度和高模量 (7 GPa)，剛性特別強，² 這促進了它們在骨內固定裝置中的應用。然而，PGA 材料較低的溶解度和脆性限制了其在某些應用中的效用。

圖 2. PLA 的一般結構

Poly(lactic acid) (PLA)

與甘內酯不同，乳內酯是一種手性分子，以兩種不同的光學活性形式存在 - L-乳內酯和 D-乳內酯。當這兩種單體聚合時，產生的聚合物為半結晶狀。L- 和 D-內醯胺的外消旋混合物聚合後會形成聚 D,L-內醯胺 (PDLLA)，此聚合物為無定型，玻璃轉換溫度為 55-60°C。結晶度可透過改變聚合物中 D 與 L 對映体的比例來調整。PLA 立體化的選擇會對聚合物的特性、加工性和生物降解性產生重大影響。聚乳酸 (L-lactide) 或 PLLA 通常是澆鑄/擠壓生物醫療裝置的首選聚合物，因為它會分解成 L(+)-lactic acid 單元，而 L(+)-lactic acid 單元是天然存在的立體異構體，因此排出體外時毒性極低。

圖 3. PLA: PGA 共聚物的一般結構

Poly (Lactide-co-Glycolide) Copolymers (PLGA)

在所研究的共聚酯中，我們已進行廣泛的研究，開發出全系列的 PLGA 聚合物。L- 和 DL-內酯都被用於共聚。⁴ 當結晶的 PGA 與 PLA 共聚時，結晶度會降低，因此會導致水化率和水解率增加。因此可以得出共聚物的降解時間與合成時使用的單體比例有關。一般而言，乙二醇醚的含量越高，降解速度越快。然而，PGA：PLA 的比例為 50:50 時是一個例外，其降解速度最快。

圖 4. 聚二噁烷酮的一般結構

Polydioxanone (PDS)

雖然生物可分解的聚乳酸和乙二醇已被用來開發多功能的可吸收多絲結構，但形成單絲縫線的材料開發所涉及的研究也在不斷增加。^7,8 聚二噁烷酮（簡稱 PDS）是由p-二噁烷酮單體開環聚合而成。其特點是玻璃轉換溫度在 -10 至 0 °C 之間，結晶度約為 55%。由於聚合物鏈的骨架中存在醚氧，因此使用 PDS 製備的材料顯示出更高的柔軟度。在體內使用時，它會降解為毒性較低的單體，而且模量也比 PLA 或 PGA 低。在製造縫合線時，PDS 通常會在盡可能低的溫度下擠壓成纖維，以避免其自發解聚回單體中。

端基

我們目錄中提供的 RESOMER^®材料有三種端基功能：(i) 游離羧酸基，(ii) 酯封端基，(iii) 烷基酯基。與游離羧酸類似物相比，以酯端基和烷基酯基封端的聚合物通常具有更長的降解壽命。

RESOMER聚合物的質量和規格

所有 RESOMER^®

• 殘留單體
• 固有黏度
• 重金屬含量
• 硫酸灰含量

除了新的RESOMER^® 產品外，我們還提供廣泛的其他 合成生物降解 和 天然聚合物產品線。

參考資料

1. Ratner B, Hoffman A, Schoen F, Lemons J. 2004. Biomaterials Science. 2. London: Elsevier .

2. Middleton J, Tipton A. 1998. Medical Plastic and Biomaterials . 30.

3. Athanasiou K. 1996. Sterilization, toxicity, biocompatibility and clinical applications of polylactic acid/ polyglycolic acid copolymers. Biomaterials. 17(2):93-102. https://doi.org/10.1016/0142-9612(96)85754-1

4. Cohn D, Younes H, Marom G. 1987. Amorphous and crystalline morphologies in glycolic acid and lactic acid polymers. Polymer. 28(12):2018-2022. https://doi.org/10.1016/0032-3861(87)90035-8

5. Park TG, Lu W, Crotts G. 1995. Importance of in vitro experimental conditions on protein release kinetics, stability and polymer degradation in protein encapsulated poly (d,l-lactic acid-co-glycolic acid) microspheres. Journal of Controlled Release. 33(2):211-222. https://doi.org/10.1016/0168-3659(94)00084-8

6. Miller RA, Brady JM, Cutright DE. 1977. Degradation rates of oral resorbable implants (polylactates and polyglycolates): Rate modification with changes in PLA/PGA copolymer ratios. J. Biomed. Mater. Res.. 11(5):711-719. https://doi.org/10.1002/jbm.820110507

7. Krukowski ZH, Cusick EL, Engeset J, Matheson NA. 1987. Polydioxanone or polypropylene for closure of midline abdominal incisions: A prospective comparative clinical trial. Br. J. Surg.. 74(9):828-830. https://doi.org/10.1002/bjs.1800740927

8. Schoetz DJ. 1988. Closure of Abdominal Wounds With Polydioxanone. Arch Surg. 123(1):72. https://doi.org/10.1001/archsurg.1988.01400250082015

9. Houchin M, Topp E. 2008. Chemical Degradation of Peptides and Proteins in PLGA: A Review of Reactions and Mechanisms. Journal of Pharmaceutical Sciences. 97(7):2395-2404. https://doi.org/10.1002/jps.21176