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高分子智慧水膠應用於傷口照護 第 1 題

四 依據理論及原理

水膠（hydrogel）是由高分子構成，為 3D 網狀結構並具親水性質，隨著溶劑的吸

附或脫附而有膨脹或收縮的行為，此種特性使水膠性質介於液體及固體之間。如果水膠

的膨潤性會隨著溫度的改變產生劇烈的變化，此種對環境具有應答性的水膠稱為溫感性
水膠，是目前最被廣泛討論研究的。依水膠膨潤程度與溫度關係，又可分為正溫度敏感

性與負溫度敏感性，溫感性水膠有低臨界溶液溫度 LCST（Lower Critical Solution

Temperature）特性，高分子溶液隨溫度上升，當溫度超過 LCST 值時，溶液會開始產
生相轉移變化，形成膠體型態。目前常見的溫感性水膠均有降解太快、降解產物產生嚴重

pH 值下降及藥物釋放太快的缺點。

本研究希望以芳香族聚酸酐取代常見的甘醇酸。聚酸酐具有表面降解的特性，且又已

經通過美國食品暨藥物管理局（Food and Drug Administration，FDA）的認可，因此

聚酸酐用於生醫材料的研究也日益增加。聚酸酐的優缺點都在於酸酐鍵對於水有最大的不

穩定度和其降解後產生無毒性的雙酸單體，因此聚酸酐能在藥物控制釋放方面扮演著重要
的角色。聚酸酐的優勢與限制分述如表 4-1。

表 4-1 聚酸酐的優勢與限制

(1) 製備聚酸酐所需的材料並不昂貴，而且是對人體安全無害的二羧基酸，且很多都
是人體成份或是可代謝的。
(2) 聚酸酐的合成是屬於一步合成，不須經純化處理。
優勢
(3) 高分子的結構很明確且水解的速率是可預測的。
(4) 在可預測速率下，此類高分子可以控制其釋放生物活性劑達數週。
(5) 降解後會產生雙酸，而這些產物可以在數週到數個月內完全被人體排出體外。
(1) 水解的不穩定，使得聚酸酐需要儲存在冷凍除濕的環境。
限制 (2) 機械性質偏低。
(3) 低分子量的聚酸酐在有機溶劑或是儲存在室溫下，會自行解聚。

本研究主要是希望改善目前常見溫感性水膠成膠後的缺點，減緩降解後酸性環境的問
題及穩定的藥物釋放曲線。因此合成聚乙二醇 - 芳香族聚酸酐與聚乳酸的共聚物，量測其

溫感性質與藥物釋放曲線。並利用高分子溫感性水膠的特性，將水膠噴灑於傷口上，使其

形成一層薄膜，兼具無毒性、能富含水分且不沾黏的傷口照護材料，不僅方便操作亦可免

除更換傷口照護材料疼痛的困擾。

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