氟碳化物高分子

科技工作者之家 2020-11-17

目前关于氟碳化物的物理,化学和生物学性能研究已达到了一个新水平,对其应用价值的探索也随之深入。氟碳化物作为功能性高分子材料广泛应用于医学领域。

发展近两年来,全氟碳化物(PFG)在生物医学应用方面取得了可观的进展。通过大量的研究对于PFC的结构、物理与生物性能有深入的了解,并对如下问题进行探讨;PFC适当的使用条件以获得最佳疗效;PFC的药物代谢动力学和如何控制PFC的副作用;并探索出评价PFC的新模型。目前可大批量生产不同浓度并能热消毒的PFC,其液态稳定性良好,大量人体和动物实验研究表明,PFC在以临床剂量使用时是安全的。作为携氧载体最初设计是将PFC用于预防暂时的组织缺氧,可从根本上提高血浆的携氧能力。多年的试验研究表明,PFC在临床各科均有潜在的临床应用价值。尤其在治疗心血管疾患和肺部疾患、抗肿瘤辅助治疗和新型造影剂方面均有显著效果。PF之所以得到如此广泛的应用是因为PFC具有许多特有的性能。首先是其携氧功能,氧溶解系数很高,有效供氧量较血红蛋白有成比例地增加。在病理状态下可释放82%的氧。且在运送和释放氧时不受温度的影响。而人体血红蛋白在温度降低时对氧的亲合力增加。PFC摄取/释放氧的速度也远远超过人体血红蛋白,为14~24ms,血红蛋白为90ms。此外PFC颗粒小,仅为血红蛋白的1/80。粘度又低于血液而略高于水,具有良好的流变学性能,可进入毛细血管和部分被阻塞的血管。因此可改善微循环和循环障碍部位的供氧。

PFC生物相容性好,并具有独特的物理和生物学性能,除对氧和二氧化碳具有高溶解系数外,对于其他菲极性气体亦有极高的溶解能力利用这一特性可治疗心血管手术所致的气体栓子和减压病。再者它具有不透射线性,现已成为一种新型造影剂。在此项应用中PFC的生物代谢特性和其高含量的氧分子还叮为显影产生特殊的影像增强效果。最新研究发现PFC具有吸附脂质的作用和对肝微粒体酶的透导作用,因此还有望开辟新的应用领域。1

应用举例在人造血液上,已经用氟碳化物取代血红蛋白作输氧体。血液中氧的输送机理,是利用血红蛋白与氧气疗法时所看到的一样,只要能提高氧的溶解性,也可以起到与血红蛋白相同的输氧作用。氟碳化物正是着眼于这点而开发出来的。但是,若将这种与生物体完全无关的化合物应用于人体,在输氧功能之外,还必须考虑该化合物对人体的毒性和体外排出性等与人体的适应性问题。2

产品举例全氟化合物是一种血液代用品,具有良好的携氧能力。氟碳化物有100余种,经筛选后,以全氟三丁胺,全氟丁基四氢呋喃常用,化学性能稳定,效果良好。其乳化剂型的微粒直径为0.1μm,对氧反应迅速(大约为14~26 μs)。这表明氟碳在瞬间即可完成O2与CO2的反应过程,并能输送和释放氧,而且不受温度的影响。在16℃时其效能最好。氟碳是单纯的物理溶解,氧含量与氧分压呈直线关系。因此在低温情况下,氟碳释放氧不受影响。氟碳化物能有效维持渗透压,可在血液中保存5~7天。

氟碳化合物在体内的转归是:以异物形式被网状内皮系统吞噬,然后沉积在肝、脾、骨髓和肺中逐渐被排除。目前临床将其应用于心肌保护,尚在实验之中。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学

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