医用醋酸纤维素及其衍生物

医用醋酸纤维素是指纯度达到医用级要求，无毒性杂质的醋酸纤维素酯(Cellulose Acetate,CA)，它是由天然纤维素(Cellulose)与醋酸（或醋酐）起酯化作用而制得的。纤维素的分子式为(C₆H₁₀O₅)n，每个基本链节中含有三个可酯化的羟基，因此，可以形成三种酯： 即一醋酸纤维素酯、二醋酸纤维素酯及三醋酸纤维素酯。醋酸纤维素是这三种酯的统称。纤维素与醋酸起酯化作用时，主要产物是三酯，很难控制使反应停留在生成一酯或二酯的中间阶段。通常二酯是由三酯部分水解而获得。在医学上及工业上应用的醋酸纤维素主要是二酯及三酯或二者的混合物。三酯在强度、密致性、耐热性、耐潮性以及收缩率等方面均优于二酯，但在溶解性及加工性能方面却比二酯差。三酯只溶于三氯甲烷、二氯甲烷等少数溶剂中，在丙酮中只溶胀而不溶解；而二酯则可以溶于丙酮、丁酮、醋酸甲酯、硝基甲烷、乳酸乙酯等许多有机溶剂中。以溶液的形式进行加工成型时（如成膜或抽丝），二酯优于三酯。通常在制造薄膜、片材、涂料、纤维时，首先是把醋酸纤维素酯溶于适当的溶剂，配成10～25%浓度的溶液，经过滤后即可进行涂布、浇铸、纺丝等加工程序。在制备其他制品时，除纤维外尚须加入一定量的增塑剂，常用的增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、二乙酯等。也可以将醋酸纤维素与增塑剂在一定温度下混炼后造粒，供挤出或注射成型使用。在工业上及医学上较多地使用醋酸根含量为55～58%的二酯及三酯的混合物。
醋酸纤维素的特性与临床应用 醋酸纤维素具有良好的成膜性能，可制成平面膜，也可制成空心纤维膜，这种膜具有良好的渗透性。纯度达到医用级要求的醋酸纤维素不会分解出有毒物质，因此对人体无毒性反应，对体液的短期作用稳定。虽然其抗凝血性较差，但对血液无严重破坏作用，不会引起溶血。因而，医用醋酸纤维素被广泛用作血液透析膜及过滤膜，用于人工肾及人工肝解毒支持装置中，通过血液透析或过滤来清除血液中的低、中分子有害物质。用醋酸纤维膜 （包括平面膜及空心纤维膜）制成的人工肾已广泛用于临床，用醋酸纤维膜制成的人工肝透析解毒装置也在临床试用中。将醋酸纤维膜过滤装置与聚丙烯腈纤维膜过滤装置结合使用，还可以治疗腹水，方法是使病人的腹水先通过醋酸纤维素空心纤维膜，滤去癌细胞及细菌，再经聚丙烯腈空心纤维膜浓缩其蛋白质后，注回病人的静脉内。此法在停止或阻缓浆液积累方面效果显著。醋酸纤维素还被用作吸附型人工肾、人工肝解毒装置的吸附剂的包膜材料，以改善吸附剂对血液有形成分的破坏性及溶血性。
醋酸纤维素的耐水解性较差，长期与体液接触可发生水解及降解，其最终产物是对人体无毒的醋酸及葡萄糖，因而不能作为长期与体液接触的植入材料使用。医用醋酸纤维膜强度虽然不及近年发展起来的聚砜膜、聚碳酸酯膜及聚丙烯腈膜，但其原料易得，价格便宜，易于制取，对中低分子有害物质的透过性及透水性与上述各种膜相当或接近，强度基本上可以满足使用要求，因此在医学上仍有很大的使用价值。
醋酸纤维素衍生物 三醋酸纤维素的一个或两个醋酸基被其他基团取代时，可生成一系列醋酸纤维素的衍生物，其中一些衍生物可用作控制释放及控制溶解的膜材料。如酞酸醋酸纤维素曾被用作微胶囊药物的包衣材料；烃胺基醋酸纤维素及对一氨基苯甲酸醋酸纤维素曾被用作胃溶性药物的包衣材料； 而醋酸纤维素邻苯二甲酸酯(CAP)及醋酸纤维素琥珀酸酯(CAS)则是肠溶性药物的包衣材料。进一步研究及开发醋酸纤维素的衍生物在医学上的应用将是很有意义的。