辐射加工技术在医用高分子材料中的应用研究进展(四)

2.5 生物活性物质的固定化

生物活性物质是指酶、抗体、抗原、抗生素、激素以及各类药物等， 可以用各种方法将他们结合在生物高分子材料内部或者表面。这种技术统称为活性物质的固化。

这一新技术的进展对疾病的诊断、治疗和药物的合理使用开辟了一条新路径。以药物缓释为例治疗某一疾病， 摄入的药量往往要超过实际药量的数百倍， 以维持局部患病区血液中药物的必要浓度， 因而增加了副作用。如何将低分子药物与高分子材料结合起来植入患区， 然后让药物缓慢地释放出来， 就可以使药物在指定部位持续安全稳定的发挥药效是现在研究的一项重大课题。

目前， 研究和应用的固定化方法可以归纳为吸附法、包埋法、共价结合法、肽键结合法和交联法等几大类。酶和细胞的固定化方法虽然很多， 但是每种方法都各有其优缺点， 在实际应用中必须综合加以考虑。从制备的难易程度上看， 吸附法是将酶直接或者通过离子交换吸附到载体上的一种方法， 相对比较容易。

包埋法是将酶包埋于凝胶或其他聚合体格子内，工艺也比较简便。而共价结合法则涉及到酶的功能团与聚合物载体的共价键结合条件较剧烈， 制备过程繁琐。

交联法是利用功能团试剂与酶分子之间进行分子交联， 制备程序相对复杂。从结合程度方面看， 物理吸附法中酶与载体的结合不牢固， 易于脱落， 因此很少有实用价值， 而离子吸附法中酶与含有离子交换基团的水不溶性载体结合相对牢固。包埋法、共价结合法、交联法的结合程度都比吸附法更强。可以看出， 吸附法操作简单， 对酶活性影响不大， 但酶与载体的结合较弱， 易于脱落， 并不是一种理想的固定化方法。共价结合法和交联法中酶与载体的结合较强。

应用低温辐射技术辐射诱导甲基丙烯酸β -羟乙脂丙烯酸羟乙酯共聚合制备了高分子载体固定氨氧化细菌， 经充分溶胀后的聚合物表面水接触角几乎为0 ， 含水率为450%， 润湿性能良好； 聚合物表面具有极性官能团； 聚合物的非晶结构有利于小分子尤其是水分子的渗透和扩散，多孔结构有利于微生物的生长和繁殖。

三、结语
对于医用高分子材料来说， 辐射技术无论在单一材料以及复合材料的合成以及改性上都显示出其特殊性与重要性。与传统的高分子化学制备方法相比， 辐射法制备改性医用高分子材料的优点在于：
① 不需要添加剂， 没有引发剂残留， 可以得到清洁、安全的接枝共聚物， 保证材料的纯净性；
② 辐射接枝操作简单易行， 可以在常温或者低温下进行， 并可以通过调整射线辐照剂量、剂量率、接枝聚合单体浓度和基材溶胀的深度控制反应程度；
③ 辐射过程对材料也是一个消毒过程， 避免了其他消毒方法对制品的破坏。因此， 随着辐射接枝、交联、固定化等辐射技术在医用高分子材料制备、改性研究和应用， 将大大促进医用材料的发展。

作者简介： 周成飞（ 1 9 5 8 - ） ， 男， 研究员， 主要从事高分子功能材料及其辐射加工技术的研究工作。


之「四」共「四」篇


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