文档介绍：1第八章医用高分子材料 1. 概述 医用高分子的概念及其发展简史生命科学是 21世纪备受关注的新型学科。而与人类健康休戚相关的医学在生命科学中占有相当重要的地位。医用材料是生物医学的分支之一,是由生物、医学、化学和材料等学科交叉形成的边缘学科。而医用高分子材料则是生物医用材料中的重要组成部分,主要用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断检查、患疾治疗等医疗领域。 2 众所周知,生物体是有机高分子存在的最基本形式,有机高分子是生命的基础。动物体与植物体组成中最重要的物质——蛋白质、肌肉、纤维素、淀粉、生物酶和果胶等都是高分子化合物。因此, 可以说,生物界是天然高分子的巨大产地。高分子化合物在生物界的普遍存在,决定了它们在医学领域中的特殊地位。在各种材料中,高分子材料的分子结构、化学组成和理化性质与生物体组织最为接近,因此最有可能用作医用材料。第八章医用高分子材料 3 医用高分子材料发展的动力来自医学领域的客观需求。当人体器官或组织因疾病或外伤受到损坏时,需要器官移植。然而, 只有在很少的情况下, 人体自身的器官(如少量皮肤)可以满足需要。采用同种异体移植或异种移植,往往具有排异反应, 严重时导致移植失败。在此情况下,人们自然设想利用其他材料修复或替代受损器官或组织。第八章医用高分子材料 4 早在公元前 3500 年,埃及人就用棉花纤维、马鬃缝合伤口。墨西哥印地安人用木片修补受伤的颅骨。公元前 500 年的中国和埃及墓葬中发现假牙、假鼻、假耳。进入 20世纪,高分子科学迅速发展, 新的合成高分子材料不断出现,为医学领域提供了更多的选择余地。 1936 年发明了有机玻璃后,很快就用于制作假牙和补牙,至今仍在使用。 1943 年, 赛璐珞薄膜开始用于血液透析。第八章医用高分子材料 5 1949 年,美国首先发表了医用高分子的展望性论文。在文章中,第一次介绍了利用 PMMA 作为人的头盖骨、关节和股骨,利用聚酰***纤维作为手术缝合线的临床应用情况。 50年代,有机硅聚合物被用于医学领域,使人工器官的应用范围大大扩大,包括器官替代和整容等许多方面。第八章医用高分子材料 6 此后,一大批人工器官在 50年代试用于临床。如人工尿道( 1950 年)、人工血管( 1951 年)、人工食道( 1951 年)、人工心脏瓣膜( 1952 年)、人工心肺( 1953 年)、人工关节( 1954 年)、人工肝( 1958 年) 等。进入 60年代,医用高分子材料开始进入一个崭新的发展时期。第八章医用高分子材料 7 60 年代以前,医用高分子材料的选用主要是根据特定需求,从已有的材料中筛选出合适的加以应用。由于这些材料不是专门为生物医学目的设计和合成的,在应用中发现了许多问题,如凝血问题、炎症反应、组织病变问题、补体激活与免疫反应问题等。人们由此意识到必须针对医学应用的特殊需要,设计合成专用的医用高分子材料。第八章医用高分子材料 8 美国国立心肺研究所在这方面做了开创性的工作,他们发展了血液相容性高分子材料,以用于与血液接触的人工器官制造,如人工心脏等。从 70年代始,高分子科学家和医学家积极开展合作研究, 使医用高分子材料快速发展起来。至 80年代以来, 发达国家的医用高分子材料产业化速度加快,基本形成了一个崭新的生物材料产业。第八章医用高分子材料 9 医用高分于作为一门边缘学科,融和了高分子化学、高分子物理、生物化学、合成材料工艺学、病理学、药理学、解剖学和临床医学等多方面的知识,还涉及许多工程学问题,如各种医疗器械的设计、制造等。上述学科的相互交融、相互渗透,促使医用高分子材料的品种越来越丰富,性能越来越完善,功能越来越齐全。第八章医用高分子材料 10 高分子材料虽然不是万能的,不可能指望它解决一切医学问题,但通过分子设计的途径,合成出具有生物医学功能的理想医用高分子材料的前景是十分广阔的。有人预计,在 21世纪,医用高分子将进入一个全新的时代。除了大脑之外,人体的所有部位和脏器都可用高分子材料来取代。仿生人也将比想象中更快地来到世上。第八章医用高分子材料