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医用高分子材料
目录
今天主要讲的内容：
1简述医用材料的历史
2高分子材料可作为医用材料的原因
3医用高分子材料的七项性能要求。
4医用高分子材料的分 高分子材料在医学领域的应用虽已取得了很大的成就;但很多尚处于试验阶段。如何将已取得的成果迅速推广到临床医学应用;以拯救更多患者的生命;需要高分子材料界与医学界的通力协作。
应用： 一、人工组织和人工器官
人们口中常说的高分子人工器官材料或高分子内植材料;实事上也是高分子生物材料。
人造器官在生物材料医学上是指能植入人体或能与生物组织或生物流体相接触的材料。
从应用情况看;人工器官的功能开始从部分取代向完全取代发展;从短时间应用向长时期应用发展;从大型向小型化发展;从体外应用向体内植入发展、人工器官的种类从与生命密切相关的部位向人工感觉器官、人工肢体发展;从单一功能向综合功能型发展。
用于人工脏器的部分高分子材料一览
人工脏器
高分子材料
心 脏
嵌段聚醚氨酯弹性体、硅橡胶
肾 脏
铜氨法再生纤维素;醋酸纤维素;聚***丙烯酸甲酯;聚丙烯***;聚砜;乙烯－乙烯醇共聚物EVA;聚氨酯豪;聚丙烯;聚碳酸酯;聚***丙烯酸－β－羟乙酯
肝 脏
赛璐玢cellophane;聚***丙烯酸—β—羟乙酯
胰 脏
共聚丙烯酸酯中空纤维
肺
硅橡胶;聚丙烯中空纤维;聚烷砜
关节、骨
超高分子量聚乙烯;高密度聚乙烯;聚***丙烯酸甲酯;尼龙;聚酯
分类
一、根据人工脏器和部件的作用及目前研究进展;可将它们分成五大类。
第一类：能永久性地植入人体;完全替代原来脏器或部位的功能;成为人体组织的一部分。
第二类：在体外使用的较为大型的人工脏器装置、主要作用是在手术过程中暂时替代原有器官的功能。
第三类：功能比较单一;只能部分替代人体脏器的功能;例如人工肝脏等。
第四类：正在进行探索的人工脏器。
第五类：整容性修复材料;这些部件一般不具备特殊生理功能;但能修复人体的残缺部分;使患者重新获得端正的仪表。
按高分子主链结构可分为：
①碳链高分子。它们在生物体内降解速率都较慢;如聚乙烯、聚***丙烯酸甲酯及聚四***乙烯等;为半永久性材料。
②杂链高分子。在生物体内的稳定性视主链的水解稳定性、聚合物结晶度、亲水性和交联度而定;如有机硅橡胶和聚对苯二甲酸乙二酯等可作为半永久性生物材料。
生物相容性要求：
例如;人工心脏、人工肾脏、人工肝脏、人工血管等脏器和部件长期与血液接触;因此要求材料必须具有优良的抗血栓性能。近年来的研究发现具有微相分离结构的聚合物往往具有优良的血液相容性;如在聚苯乙烯、聚***丙烯酸甲酯的结构中接枝上亲水性的***丙烯酸－β－羟乙酯;当接枝共聚物的微区尺寸在20～30 nm范围内时;就有优良的抗血栓性。
以高分子材料作为镁合金支架的涂层可改善支架的降解性能及生物相容性。目前镁合金常用的涂覆高分子材料有胶原蛋白、壳聚糖、聚乳酸及其共聚物、有机化合物转化膜、聚氨酯。这些高分子材料均具有好的生物性能;作为镁合金的涂层可以改善镁合金的生物相容性;延缓镁合金的降解时间。但有机物与镁合金之间的结合强度主要依靠物理机械力和化学键合;物理机械力不能够满足要求;必须要对镁合金表面和有机物进行处理;应用合适的表面活性剂使镁合金与有机物之间产生化学键合;从而达到要求。
事例
1、人工心脏
高分子材料一直是人工循环的主要应用材料。针对人工心脏的特点聚脂类有较好的应用前途;例如研究较多的聚乌拉坦就具有耐用、弹性好、抗老化、顺应性好、组织相溶性好的特点。除此之外还有人将其分子辅基改变、合成进硅和维生素E等进一步改善其特性以更有利于人工器官的应用;将人工材料做***体可降解材料;使其在一定时期后功能完成后自然降解;以免除二次手术。
2、人工肌肉：
美国的科学家日前称;他们最近成功地研制出一种新型的人造肌肉;这种人造肌肉不仅可以自我修复;还可以在运动收缩过程中产生电力;这些电力未来甚至可以为你的手机或者MP3播放器充电。
研究人员们使用了普遍存在的、柔韧灵活的碳纳米管作为电极;以取代其它含金属的膜;能够做成更像人类的机器人、更轻便灵巧的人造假肢。新研制的靠燃料驱动的人造肌肉很容易进行微型化甚至纳米级设备的生产。
二、医用缝合线
医用缝合线是常见的线型材料;广泛应用于各类外科手术中;用以缝合伤口、联结组织。随着科学技术的不断进步;缝合材料目前经历了四代发展历程；第一代为丝线;第二代为羊肠线;第三代为化学合成可吸收缝合线PGA、PGLA、PLA;第四代为胶原蛋白可吸收缝合线。
第一代：丝线
非吸收性；早在公元前3500年;古埃及人就用绵纤维、马鬃来缝合伤口