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【摘要】合成与天然磷脂结构相类似的高分子材料,以提高生物医用高分子材料的生物相容性是开发生物材料的一个重要方向。该类基于仿细胞膜外层结构设计合成的磷酰胆碱改性聚合物已成为一个新的研究热点。本文综述了磷脂聚合物的最新研究进展及其在医药、化妆品、材料等领域的应用，并对其发展作了展望。
【关键词】磷脂聚合物；生物相容性；仿生材料；研究进展；应用
磷脂聚合物的研究最初开始于1971年。到目前为止,已经合成出各种性能各异的磷脂聚合物。由于磷脂聚合物是生物膜的主要构成物，因而磷脂具有良好的生物相容性，因此已在医药、生物、材料、化妆品等多个领域得到广泛应用。
1.磷脂聚合物的研究进展
1.1侧链型磷脂聚合物
1.1.1初期磷脂聚合物
最初的磷脂聚合物,其单体没有明显的双离子性，这是初期磷脂聚合物的共同特征。因此,聚合物在自发组织过程中,不能完全相分离,不能形成类似生物膜的双层非均相结构,达不到最佳生物相容性。
1.1.2磷脂酰乙醇胺类聚合物
从1974年到1977年,一系列有价值的磷脂聚合物相继而出。与初期的磷脂聚合物单体相比,它们已经具有非常明显的双离子性。从理论角度出发,一定条件下磷脂酰乙醇胺类聚合物能够形成类似生物膜的双层非均相结构。但是此类单体也有不足之处,其合成过程非常繁琐,而且成本高、难度大。
1.1.3磷酸胆碱类单体
1982年,日本的Nakaya等利用另外一种方法成功合成了第一种磷酸胆碱类单体,并对MPC的合成方法进行了改进。磷酸胆碱类单体在结构上的共同特征是含有磷酸胆碱端基,具有双离子性,一定条件下其聚合物可以形成类似生物膜的双分子层。与磷脂酰乙醇胺类单体相比,磷酸胆碱类单体的合成过程相对简单,而且成本较低。因此,在很短的时间里,磷酸胆碱类单体彻底取代了磷脂酸乙醇胺类单体,是磷脂聚合物发展史上的一个里程碑。
1.1.4其它侧链型磷脂聚合物单体
在侧链型磷脂聚合物中,除了以上三种外,还有一些结构稍微复杂的磷脂聚合物单体。它们通常具有庞大的烷烃分子链,因而往往与普通的聚合物有较好的相容性。而且,对于非极性材料的表面,此类聚合物将呈现出很好的黏附性,极大的改善材料表面的生物相容性。
1.2主链型磷脂聚合物
除侧链型磷脂聚合物外,主链型磷脂聚合物同样具有优越的性能,也引起了人们极大的兴趣。与侧链型磷脂聚合物不同的是,主链型磷脂聚合物往往不是引发聚合生成,而类似一种开环聚合。显而易见,它的合成方式避免了引发剂等杂质的引入,这对于改善生物相容性是非常有利的。
1.3其它磷脂聚合物
迄今为止,出现了形式多样的磷脂聚合物。除了前面所述的两大类外,还有一些其它磷脂聚合物具有独特的性能和结构。为了最大程度的模仿生物膜,1988年,有关报道提出了主链为多肽、侧链为类磷脂基的磷脂多肽聚合物。1995年,侧链为类磷脂基的有机氧烷也问世,它具有较高的强度、良好的耐热性和生物相容性。
2.磷脂聚合物的应用
2.1磷脂聚合物在医药方面的应用
磷脂聚合物的研究与应用在医药领域中主要集中于磷脂聚合物型脂质体、PEG修饰型脂质体和磷脂修饰型聚合物。目前高分子生物可降解辅料虽然很多,但其中降解产物具有药理生理作用的产品并不多。而磷脂本身是人体必需的营养成分和调节人体机能的必要物质。以它作为降解产物的高分子生物可降解辅料无疑会获得两全其美的效果。目前研究的主要困难是如何加强大分子药物的吸收;如何保证药物在制剂过程和进入人体发挥药效前的活性和稳定性。磷脂修饰多肽,磷脂修饰DNA以及磷脂聚合物包裹药物都为解决这个问题提供了希望。由此看来,磷脂聚合物在未来的医药学领域中有着广阔的发展前景。
2.2 磷脂聚合物在化妆品中的应用
磷脂聚合物中磷酰胆碱基团的强极性使其对水有很高的亲和力,同时疏水基团的引入使得这类聚合物还能与疏水分子产生相互作用,两者相辅相成,赋予这类聚合物一些独特的性质,从而使其发挥出更为理想的护肤和护发效果。
2.2.1保湿作用
保湿作用是磷脂聚合物在化妆品中最重要的作用。磷脂聚合物作为一种新的高分子类保湿剂,与其他的保湿剂相比,其最大的特点是在涂抹后,即使经水洗也不会降低其吸湿、保湿性能。对干燥皮肤及头发均有很好的保湿效果。
2.2.2对表面活性剂刺激性的缓和效果
表面活性剂是人们日常所使用的清洁类化妆品中的一种重要组分。在去除皮肤表面污垢的同时,还会对皮肤产生一定的刺激,削弱皮肤天然的保护屏障,导致皮肤干燥起屑。据报道,磷脂聚合物能有效地抑制表面活性剂对皮肤的刺激,具有良好的护肤效果。
2.2.3香料缓释作用
香料是化妆品的重要组分之一,其挥发速度对化妆品的使用效果有很大影响。磷脂聚合物中由于疏水基团的引入使其对香料有很强的亲和力,可以作为缓释剂与香料结合,减慢香料的挥发,使香味更加持久。另外，由于磷脂聚合物与皮肤的良好适应性和亲和力,使其可以降低香料对敏感皮肤的刺激作用,减少过敏反应。
2.2.4增强皮肤对化妆品中活性成分的吸收作用
化妆品中的活性成分要达到营养、改善皮肤状况和预防皮肤疾病的功效,关键是活性物质必须透过角质层而达到相应的作用部位并维持一定时间。磷脂聚合物可以形成具有仿细胞膜结构的纳米胶束,对难以通过皮肤障碍的各类营养物质进行包封之后,可以改变其外在的物理性质,从而增强有效成分对皮肤的渗透性,达到深层和持久的皮肤护理。另外,化妆品中的有些添加剂如维生素C、维生素E、氨基酸、超氧化歧化酶(SOD)等暴露在空气中容易氧化变质,用磷脂聚合物将其包封之后,可增加其稳定性,改善使用效果。
3.综述语
在过去的20多年,磷脂的研究得到迅速的发展,在磷脂的性质、含可聚合官能团类磷脂单体的合成与聚合等领域进行了大量的工作,合成了包括主链磷脂和侧链磷脂在内的多种多样的聚合物。通过分子设计,可以赋予磷脂分子多种特异性质,含冠醚、胆固醇、糊精、多肽等的磷脂聚合物已经有报道。由于磷脂聚合物得天独厚的优越性能，我们有理由认为,开发集多种功能于一体的磷脂聚合物必将是仿生材料的重要研究方向之一。■
【参考文献】
［１］Nakaya T,Li Y-J. Prog Polym Sci,1999,24:143.
［２］Nakaya T,Shoji H,Imoto M J.Macromol Sci Chem,1988,A25:115.
［３］Yamada M,Li Y J,Nakaya T.Macromolecules,1995,28:2590.
［４］Marty J P. Ann Dermatol Venereol[J], 2002,129:131-136.
［５］程艳,祁彦,王超,等.香料香精化妆品[J],2006,(3):31-34.
［６］虞瑞尧.中国美容医学[J],2002,11(4):393-395
［７］刘碧莲.日用化学品科学[J],2001,24(3):42.
［８］土田卫,岛田邦男,猪又洁,等.日用化学品科学[J],2003,26(6):17-20.
［９］李小迪.香料香精化妆品[J],2004,(2):44-4.
【关键词】磷脂聚合物；生物相容性；仿生材料；研究进展；应用
磷脂聚合物的研究最初开始于1971年。到目前为止,已经合成出各种性能各异的磷脂聚合物。由于磷脂聚合物是生物膜的主要构成物，因而磷脂具有良好的生物相容性，因此已在医药、生物、材料、化妆品等多个领域得到广泛应用。
1.磷脂聚合物的研究进展
1.1侧链型磷脂聚合物
1.1.1初期磷脂聚合物
最初的磷脂聚合物,其单体没有明显的双离子性，这是初期磷脂聚合物的共同特征。因此,聚合物在自发组织过程中,不能完全相分离,不能形成类似生物膜的双层非均相结构,达不到最佳生物相容性。
1.1.2磷脂酰乙醇胺类聚合物
从1974年到1977年,一系列有价值的磷脂聚合物相继而出。与初期的磷脂聚合物单体相比,它们已经具有非常明显的双离子性。从理论角度出发,一定条件下磷脂酰乙醇胺类聚合物能够形成类似生物膜的双层非均相结构。但是此类单体也有不足之处,其合成过程非常繁琐,而且成本高、难度大。
1.1.3磷酸胆碱类单体
1982年,日本的Nakaya等利用另外一种方法成功合成了第一种磷酸胆碱类单体,并对MPC的合成方法进行了改进。磷酸胆碱类单体在结构上的共同特征是含有磷酸胆碱端基,具有双离子性,一定条件下其聚合物可以形成类似生物膜的双分子层。与磷脂酰乙醇胺类单体相比,磷酸胆碱类单体的合成过程相对简单,而且成本较低。因此,在很短的时间里,磷酸胆碱类单体彻底取代了磷脂酸乙醇胺类单体,是磷脂聚合物发展史上的一个里程碑。
1.1.4其它侧链型磷脂聚合物单体
在侧链型磷脂聚合物中,除了以上三种外,还有一些结构稍微复杂的磷脂聚合物单体。它们通常具有庞大的烷烃分子链,因而往往与普通的聚合物有较好的相容性。而且,对于非极性材料的表面,此类聚合物将呈现出很好的黏附性,极大的改善材料表面的生物相容性。
1.2主链型磷脂聚合物
除侧链型磷脂聚合物外,主链型磷脂聚合物同样具有优越的性能,也引起了人们极大的兴趣。与侧链型磷脂聚合物不同的是,主链型磷脂聚合物往往不是引发聚合生成,而类似一种开环聚合。显而易见,它的合成方式避免了引发剂等杂质的引入,这对于改善生物相容性是非常有利的。
1.3其它磷脂聚合物
迄今为止,出现了形式多样的磷脂聚合物。除了前面所述的两大类外,还有一些其它磷脂聚合物具有独特的性能和结构。为了最大程度的模仿生物膜,1988年,有关报道提出了主链为多肽、侧链为类磷脂基的磷脂多肽聚合物。1995年,侧链为类磷脂基的有机氧烷也问世,它具有较高的强度、良好的耐热性和生物相容性。
2.磷脂聚合物的应用
2.1磷脂聚合物在医药方面的应用
磷脂聚合物的研究与应用在医药领域中主要集中于磷脂聚合物型脂质体、PEG修饰型脂质体和磷脂修饰型聚合物。目前高分子生物可降解辅料虽然很多,但其中降解产物具有药理生理作用的产品并不多。而磷脂本身是人体必需的营养成分和调节人体机能的必要物质。以它作为降解产物的高分子生物可降解辅料无疑会获得两全其美的效果。目前研究的主要困难是如何加强大分子药物的吸收;如何保证药物在制剂过程和进入人体发挥药效前的活性和稳定性。磷脂修饰多肽,磷脂修饰DNA以及磷脂聚合物包裹药物都为解决这个问题提供了希望。由此看来,磷脂聚合物在未来的医药学领域中有着广阔的发展前景。
2.2 磷脂聚合物在化妆品中的应用
磷脂聚合物中磷酰胆碱基团的强极性使其对水有很高的亲和力,同时疏水基团的引入使得这类聚合物还能与疏水分子产生相互作用,两者相辅相成,赋予这类聚合物一些独特的性质,从而使其发挥出更为理想的护肤和护发效果。
2.2.1保湿作用
保湿作用是磷脂聚合物在化妆品中最重要的作用。磷脂聚合物作为一种新的高分子类保湿剂,与其他的保湿剂相比,其最大的特点是在涂抹后,即使经水洗也不会降低其吸湿、保湿性能。对干燥皮肤及头发均有很好的保湿效果。
2.2.2对表面活性剂刺激性的缓和效果
表面活性剂是人们日常所使用的清洁类化妆品中的一种重要组分。在去除皮肤表面污垢的同时,还会对皮肤产生一定的刺激,削弱皮肤天然的保护屏障,导致皮肤干燥起屑。据报道,磷脂聚合物能有效地抑制表面活性剂对皮肤的刺激,具有良好的护肤效果。
2.2.3香料缓释作用
香料是化妆品的重要组分之一,其挥发速度对化妆品的使用效果有很大影响。磷脂聚合物中由于疏水基团的引入使其对香料有很强的亲和力,可以作为缓释剂与香料结合,减慢香料的挥发,使香味更加持久。另外，由于磷脂聚合物与皮肤的良好适应性和亲和力,使其可以降低香料对敏感皮肤的刺激作用,减少过敏反应。
2.2.4增强皮肤对化妆品中活性成分的吸收作用
化妆品中的活性成分要达到营养、改善皮肤状况和预防皮肤疾病的功效,关键是活性物质必须透过角质层而达到相应的作用部位并维持一定时间。磷脂聚合物可以形成具有仿细胞膜结构的纳米胶束,对难以通过皮肤障碍的各类营养物质进行包封之后,可以改变其外在的物理性质,从而增强有效成分对皮肤的渗透性,达到深层和持久的皮肤护理。另外,化妆品中的有些添加剂如维生素C、维生素E、氨基酸、超氧化歧化酶(SOD)等暴露在空气中容易氧化变质,用磷脂聚合物将其包封之后,可增加其稳定性,改善使用效果。
3.综述语
在过去的20多年,磷脂的研究得到迅速的发展,在磷脂的性质、含可聚合官能团类磷脂单体的合成与聚合等领域进行了大量的工作,合成了包括主链磷脂和侧链磷脂在内的多种多样的聚合物。通过分子设计,可以赋予磷脂分子多种特异性质,含冠醚、胆固醇、糊精、多肽等的磷脂聚合物已经有报道。由于磷脂聚合物得天独厚的优越性能，我们有理由认为,开发集多种功能于一体的磷脂聚合物必将是仿生材料的重要研究方向之一。■
【参考文献】
［１］Nakaya T,Li Y-J. Prog Polym Sci,1999,24:143.
［２］Nakaya T,Shoji H,Imoto M J.Macromol Sci Chem,1988,A25:115.
［３］Yamada M,Li Y J,Nakaya T.Macromolecules,1995,28:2590.
［４］Marty J P. Ann Dermatol Venereol[J], 2002,129:131-136.
［５］程艳,祁彦,王超,等.香料香精化妆品[J],2006,(3):31-34.
［６］虞瑞尧.中国美容医学[J],2002,11(4):393-395
［７］刘碧莲.日用化学品科学[J],2001,24(3):42.
［８］土田卫,岛田邦男,猪又洁,等.日用化学品科学[J],2003,26(6):17-20.
［９］李小迪.香料香精化妆品[J],2004,(2):44-4.