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1、1醫(yī)用高分子材料簡介醫(yī)用高分子材料簡介 2目錄目錄今天主要講的內容:1)簡述醫(yī)用材料的歷史2)高分子材料可作為醫(yī)用材料的原因3)醫(yī)用高分子材料的七項性能要求。4)醫(yī)用高分子材料的分類。5)醫(yī)用高分子材料的發(fā)展方向6)應用: a、人工組織和人工器官 b、醫(yī)用縫合線 c、醫(yī)用粘合劑 d、人工晶體 e、烤瓷牙材料3 醫(yī)用材料的發(fā)展史醫(yī)用材料的發(fā)展史公元前公元前3500年年,埃及人就用,埃及人就用棉花纖維棉花纖維、馬鬃馬鬃縫合傷口??p合傷口。墨西哥印地安人用墨西哥印地安人用木片木片修補受傷的顱骨。修補受傷的顱骨。公元前公元前500年的中國和埃及墓葬中發(fā)現(xiàn)假牙、假鼻、假年的中國和埃及墓葬中發(fā)現(xiàn)假牙、假鼻
2、、假耳。耳。 1936年發(fā)明了年發(fā)明了有機玻璃有機玻璃后,很快就用于制作假牙和后,很快就用于制作假牙和補牙,至今仍在使用。補牙,至今仍在使用。 1943年,年,賽璐珞薄膜賽璐珞薄膜開始用于血液透析。開始用于血液透析。 1949年,美國首先發(fā)表了醫(yī)用高分子的展望性論文,年,美國首先發(fā)表了醫(yī)用高分子的展望性論文,第一次介紹了利用第一次介紹了利用PMMA作為人的頭蓋骨、關節(jié)和股作為人的頭蓋骨、關節(jié)和股骨,利用骨,利用聚酰胺纖維作為手術縫合線聚酰胺纖維作為手術縫合線的臨床應用、的臨床應用、 4 50年代,有機硅聚合物年代,有機硅聚合物被用于醫(yī)學領域被用于醫(yī)學領域,使,使人工人工器官器官的應用范圍大大擴
3、大,包括器官替代和整容等的應用范圍大大擴大,包括器官替代和整容等許多方面。此后,一大批人工器官在許多方面。此后,一大批人工器官在50年代試用于年代試用于臨床。臨床。人工血管(人工血管(1951年)、人工食道(年)、人工食道(1951年)、人工心臟瓣膜(年)、人工心臟瓣膜(1952年)、人工心肺年)、人工心肺(1953年)、人工關節(jié)(年)、人工關節(jié)(1954年)、人工(年)、人工(1958年)年)等。等。從從70年代始年代始,高分子科學家和醫(yī)學家積極開展合作研,高分子科學家和醫(yī)學家積極開展合作研究,使究,使醫(yī)用高分子材料快速發(fā)展醫(yī)用高分子材料快速發(fā)展起來。起來。 至至80年代以來年代以來,發(fā)達國
4、家的醫(yī)用高分子材料產業(yè)化,發(fā)達國家的醫(yī)用高分子材料產業(yè)化速度加快,基本形成了一個嶄新的速度加快,基本形成了一個嶄新的生物材料產業(yè)。生物材料產業(yè)。5 目前用高分子材料制成的人工器官中,比目前用高分子材料制成的人工器官中,比較較成功成功的有的有人工血管、人工食道、人工尿道、人工血管、人工食道、人工尿道、人工心人工心臟瓣臟瓣膜、人工關節(jié)、人工骨、整形材膜、人工關節(jié)、人工骨、整形材料料等。等。 巳巳取得取得重大重大研究成果,但還需不斷完善的有研究成果,但還需不斷完善的有人工腎、人工人工腎、人工心臟心臟、人工肺、人工胰臟、人、人工肺、人工胰臟、人工眼球、人造血液工眼球、人造血液等。等。另有一些功能較為復
5、雜的器官,如另有一些功能較為復雜的器官,如人工肝臟、人工肝臟、人人工胃工胃、人工子宮等。則正處于大力研究開、人工子宮等。則正處于大力研究開發(fā)之中。發(fā)之中。 6 高高分子化合物在生物界的普遍存在,決定了分子化合物在生物界的普遍存在,決定了它們在醫(yī)學領域中的特殊地位。在各種材料它們在醫(yī)學領域中的特殊地位。在各種材料中,高分子材料的中,高分子材料的分子結構、化學組成和理分子結構、化學組成和理化性質化性質與生物體組織與生物體組織最為接近最為接近,因此最有可,因此最有可能用作醫(yī)用材料。能用作醫(yī)用材料。7 化學惰性,不會與體液沾染而發(fā)生變化 對人體組織不會引起炎癥或異物反應。 不會致癌。 具有良好的血液相
6、容性。 長期植入體內不會減小機械強度。 能經(jīng)受必要的清潔消毒措施而不產生變性 易于加工成需要的復雜形狀。8醫(yī)用高分子材料的分類醫(yī)用高分子材料的分類 硬組織相容性高分子材料硬組織相容性高分子材料 軟組織相容性高分子材料軟組織相容性高分子材料 血液相容性高分子材料血液相容性高分子材料 高分子藥物高分子藥物9 生物生物可降解型高分子材料可降解型高分子材料 生物非降解型高分子生物非降解型高分子材料材料 植入性高分子材料植入性高分子材料 非植入性高分子材料非植入性高分子材料10 目前在實際應用中,更實用的是僅將醫(yī)用高目前在實際應用中,更實用的是僅將醫(yī)用高分子分子分為兩大類,分為兩大類,一類是直接用于治療
7、人體某一病一類是直接用于治療人體某一病變組變組織、替代人體某一部位或某一臟器、修補人體織、替代人體某一部位或某一臟器、修補人體某一某一缺陷的材料缺陷的材料。如用作人工管道(血管、食道、。如用作人工管道(血管、食道、腸道腸道、尿道等)、人造玻璃體(眼球)、人工尿道等)、人造玻璃體(眼球)、人工臟器(臟器(心臟、心臟、腎臟、肺、胰臟等)、人造皮膚、人造腎臟、肺、胰臟等)、人造皮膚、人造血管血管,手術,手術縫合用線、組織粘合劑、整容材料(縫合用線、組織粘合劑、整容材料(假耳假耳、假眼、假眼、假鼻、假肢等)的材假鼻、假肢等)的材料。料。另一類則是用來制造醫(yī)療另一類則是用來制造醫(yī)療器械、用品的材料,器械
8、、用品的材料,如注射器、手術鉗、血漿袋等。如注射器、手術鉗、血漿袋等。這類材料用來為醫(yī)療事業(yè)服務,但本身并不具備治這類材料用來為醫(yī)療事業(yè)服務,但本身并不具備治療疾病、替代人體器官的功能,因此不屬功能高分療疾病、替代人體器官的功能,因此不屬功能高分子的范疇。子的范疇。 11 醫(yī)用高分子的發(fā)展巳有醫(yī)用高分子的發(fā)展巳有50多年的歷史,其多年的歷史,其應用領域巳滲透到整個醫(yī)學領域,取得的成應用領域巳滲透到整個醫(yī)學領域,取得的成果是十分顯赫的。但距離隨心所欲地使用高果是十分顯赫的。但距離隨心所欲地使用高分子材料及其人工臟器來植換人體的病變臟分子材料及其人工臟器來植換人體的病變臟器尚很遠很遠,因此尚需作深
9、入的研究探索。器尚很遠很遠,因此尚需作深入的研究探索。就目前來說,醫(yī)用高分子將在以下就目前來說,醫(yī)用高分子將在以下4個方面?zhèn)€方面進行深入的研究。進行深入的研究。5. 醫(yī)用高分子的發(fā)展方向醫(yī)用高分子的發(fā)展方向12(1)人工臟器的生物功能化、小型化、體植)人工臟器的生物功能化、小型化、體植化化 目前使用的人工臟器,大多數(shù)只有目前使用的人工臟器,大多數(shù)只有“效應效應器器”的功能,即人工臟器必須與有功能缺陷的功能,即人工臟器必須與有功能缺陷的生物體共同協(xié)作,才能保持體內平衡。研的生物體共同協(xié)作,才能保持體內平衡。研究的方向是究的方向是使人工臟器永久性地植入體內,使人工臟器永久性地植入體內,完全取代病變
10、的臟器完全取代病變的臟器。這就要求高分子材料。這就要求高分子材料本身具有生物功能。本身具有生物功能。13(2)高抗血栓性材料的研制)高抗血栓性材料的研制 至今為止,尚無一種醫(yī)用高分子材料具有完至今為止,尚無一種醫(yī)用高分子材料具有完全抗血栓的性能。許多人工臟器的植換手術全抗血栓的性能。許多人工臟器的植換手術就是因為無法解決凝血問題而歸于失敗。因就是因為無法解決凝血問題而歸于失敗。因 此,盡快解決醫(yī)用高分子材料的抗血栓性問此,盡快解決醫(yī)用高分子材料的抗血栓性問題,巳成為醫(yī)用高分子材料發(fā)展的一個關鍵題,巳成為醫(yī)用高分子材料發(fā)展的一個關鍵性問題,受到各國科學家的重視。性問題,受到各國科學家的重視。14
11、(3)發(fā)展新型醫(yī)用高分子材料)發(fā)展新型醫(yī)用高分子材料 至今為止,醫(yī)用高分子所涉及到的材料大部分限至今為止,醫(yī)用高分子所涉及到的材料大部分限于已工業(yè)化的高分子材料,這顯然不能適應和滿足于已工業(yè)化的高分子材料,這顯然不能適應和滿足十分復雜的人體各器官的功能。因此發(fā)展適合醫(yī)學十分復雜的人體各器官的功能。因此發(fā)展適合醫(yī)學領域特殊要求的新型、專用高分子材料,已成為廣領域特殊要求的新型、專用高分子材料,已成為廣大化學家和醫(yī)學專家的共識。目前研究開發(fā)混合型大化學家和醫(yī)學專家的共識。目前研究開發(fā)混合型人工臟器,即將生物酶和生物細胞固定在合成高分人工臟器,即將生物酶和生物細胞固定在合成高分子材料上,制取有生物活
12、性的人工臟器的工作,子材料上,制取有生物活性的人工臟器的工作, 已經(jīng)取得了相當大的成就。已經(jīng)取得了相當大的成就。4)推廣醫(yī)用高分子的臨床應用)推廣醫(yī)用高分子的臨床應用 高分子材料在醫(yī)學領域的應用雖已取得了很大的高分子材料在醫(yī)學領域的應用雖已取得了很大的成就,但很多尚處于試驗階段。如何將已取得的成成就,但很多尚處于試驗階段。如何將已取得的成果迅速推廣到臨床醫(yī)學應用,以拯救更多患者的生果迅速推廣到臨床醫(yī)學應用,以拯救更多患者的生命,需要高分子材料界與醫(yī)學界的通力協(xié)作。命,需要高分子材料界與醫(yī)學界的通力協(xié)作。15應用:應用:一、人工組織和人工器官一、人工組織和人工器官 人們口中常說的高分子人工器官材
13、料高分子人工器官材料或高分子內植材料高分子內植材料,實事上也是高分子生物高分子生物材料。材料。 人造器官在生物材料醫(yī)學上是指能植入人體或能與生物組織或生物流體相接觸的材料。16從應用情況看,從應用情況看,人工器官的功能開始從部分取代向完全取代發(fā)展,從短時間應用向長時期應用發(fā)展,從大型向小型化發(fā)展,從體外應用向體內植入發(fā)展、人工器官的種類從與生命密切相關的部位向人工感覺器官、人工肢體發(fā)展,從單一功能向綜合功能型發(fā)展。17用于人工臟器的部分高分子材料一覽人工臟器高分子材料心 臟嵌段聚醚氨酯彈性體、硅橡膠腎 臟銅氨法再生纖維素,醋酸纖維素,聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯腈,聚砜,乙烯乙烯醇共聚物(EVA)
14、,聚氨酯豪,聚丙烯,聚碳酸酯,聚甲基丙烯酸羥乙酯肝 臟賽璐玢(cellophane),聚甲基丙烯酸羥乙酯胰 臟共聚丙烯酸酯中空纖維肺硅橡膠,聚丙烯中空纖維,聚烷砜關節(jié)、骨超高分子量聚乙烯,高密度聚乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,尼龍,聚酯18分類分類一、根據(jù)人工臟器和部件的作用及目前研究進展,可將它們分成五大類。 第一類:能永久性地植入人體,完全替代原來臟器或部位的功能,成為人體組織的一部分。 第二類:在體外使用的較為大型的人工臟器裝置、主要作用是在手術過程中暫時替代原有器官的功能。第三類:功能比較單一,只能部分替代人體臟器的功能,例如人工肝臟等。第四類:正在進行探索的人工臟器。第五類:整容性修復材料
15、,這些部件一般不具備特殊生理功能,但能修復人體的殘缺部分,使患者重新獲得端正的儀表。 19按高分子主鏈結構可分為:按高分子主鏈結構可分為: 碳鏈高分子。它們在生物體內降解速率都較慢,如聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及聚四氟乙烯等,為半永久性材料。雜鏈高分子。在生物體內的穩(wěn)定性視主鏈的水解穩(wěn)定性、聚合物結晶度、親水性和交聯(lián)度而定,如有機硅橡膠和聚對苯二甲酸乙二酯等可作為半永久性生物材料。 20生物相容性要求:生物相容性要求: 例如,人工心臟、人工腎臟、人工肝臟、人工血管等臟器和部件長期與血液接觸,因此要求材料必須具有優(yōu)良的抗血栓性能。近年來的研究發(fā)現(xiàn)具有微相分離結構的聚合物往往具有優(yōu)良的血液相容性,如
16、在聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的結構中接枝上親水性的甲基丙烯酸羥乙酯,當接枝共聚物的微區(qū)尺寸在2030 nm范圍內時,就有優(yōu)良的抗血栓性。 以高分子材料作為鎂合金支架的涂層可改善支架的降解性能及生物相容性。目前鎂合金常用的涂覆高分子材料有膠原蛋白、殼聚糖、聚乳酸及其共聚物、有機化合物轉化膜、聚氨酯。這些高分子材料均具有好的生物性能,作為鎂合金的涂層可以改善鎂合金的生物相容性,延緩鎂合金的降解時間。但有機物與鎂合金之間的結合強度主要依靠物理機械力和化學鍵合,物理機械力不能夠滿足要求,必須要對鎂合金表面和有機物進行處理,應用合適的表面活性劑使鎂合金與有機物之間產生化學鍵合,從而達到要求。21事例事例
17、1、人工心臟22 高分子材料一直是人工循環(huán)的主要應用材料。針對人工心臟的特點聚脂類有較好的應用前途,例如研究較多的聚烏拉坦就具有耐用、彈性好、抗老化、順應性好、組織相溶性好的特點。除此之外還有人將其分子輔基改變、合成進硅和維生素E等進一步改善其特性以更有利于人工器官的應用,將人工材料做成人體可降解材料,使其在一定時期后功能完成后自然降解,以免除二次手術。 232、人工肌肉:、人工肌肉: 美國的科學家日前稱,他們最近成功地研制出一種新型的人造肌肉,這種人造肌肉不僅可以自我修復,還可以在運動收縮過程中產生電力,這些電力未來甚至可以為你的手機或者MP3播放器充電。 研究人員們使用了普遍存在的、柔韌靈
18、活的碳納米管作為電極,以取代其它含金屬的膜,能夠做成更像人類的機器人、更輕便靈巧的人造假肢。新研制的靠燃料驅動的人造肌肉很容易進行微型化甚至納米級設備的生產。24二、醫(yī)用縫合線二、醫(yī)用縫合線 醫(yī)用縫合線是常見的線型材料,廣泛應用于各類外科手術中,用以縫合傷口、聯(lián)結組織。隨著科學技術的不斷進步,縫合材料目前經(jīng)歷了四代發(fā)展歷程;第一代為絲線,第二代為羊腸線,第三代為化學合成可吸收縫合線(PGA、PGLA、PLA),第四代為膠原蛋白可吸收縫合線。25第一代:絲線第一代:絲線 非吸收性;早在公元前3500年,古埃及人就用綿纖維、馬鬃來縫合傷口;中國古代史書中也早有用亞麻、頭發(fā)、豬棕、草纖維等用于縫合的
19、記錄;古印第安人還有用大螞蟻頭咬合傷口來進行縫合的記錄;是在當時條件下對各種縫合材料的原始應用。 1930年,臨床開始用現(xiàn)代絲線,絲線是用蠶絲制作而成的,里面有蠶絲蛋白,病人肌體組織對其有排異反應;現(xiàn)代醫(yī)學多用在血管結扎及皮膚間斷縫合。 1938年開始出現(xiàn)化學尼龍線、聚酯線等非吸收性化學合成線;同時開始使用微創(chuàng)傷縫合針;26第二代:羊腸線第二代:羊腸線 可吸收性;出現(xiàn)在公元1800年左右,用于了網(wǎng)球拍的網(wǎng)線。 1860年,英國醫(yī)生Joseph Lister 用滅菌的羊腸線開始現(xiàn)代縫合;從此開始有了最原始的可吸收縫合線,是用羊的腸系膜制作而成的。 優(yōu)點:羊腸線至今仍是一般體內縫合線的材料,它來源
20、廣闊且制作工藝 相對簡單,成本低廉。 缺點:柔韌性差,組織反應大,在消化液和感染環(huán)境下抗張強度耗損快張力較低,在植入人體后吸收時間不確定,有較嚴重的組織排異反應?,F(xiàn)代醫(yī)用羊腸線分為鉻制羊腸線和平制羊腸線,鉻制羊腸線即原料羊腸衣經(jīng)鉻化物溶液浸制處理后而制成的羊腸線,由于含鉻而顯綠色。平制羊腸線即原料羊腸衣未經(jīng)鉻化物處理而制成的羊腸線;鉻制羊腸線和平制羊腸線線均不染色。2728第三代:化學合成縫線第三代:化學合成縫線可吸收性;公元1960年,美國人發(fā)明了化學合成可吸收縫合線;包括PGA、PLA,人工合成可吸收縫線,原材料為:人工代謝產物(乙醇酸、乳酸)聚合而成,生產工藝為紡絲、拉伸、涂層等工序制成
21、,吸收方式為水解;具有操作方便、吸收時間可預知;它的吸收時間與縫線含水量密切相關,含水量高則吸收時間短,含水量低則吸收時間長,因此對生產、儲存環(huán)境要求較高;直到現(xiàn)在,由于主要成分為化學物質并含有化學涂層,所以仍然有吸收不完全,存在輕度組織排異反應。美國1970年開始實行縫合線批準制度;縫合線專利保護期為14年。29第四代:膠原蛋白縫線第四代:膠原蛋白縫線 可吸收性;1995年中國曾家修教授發(fā)明純天然可吸收膠原蛋白縫合線,該種材料膠原蛋白占93%,彈力蛋白占3%,脂肪占4%,為天然成型材料,采用生物原理制成,生產過程中無任何化學成分摻入,為原生態(tài)蛋白質材料。 優(yōu)點:由于主要成分為型膠原蛋白,用于
22、創(chuàng)傷縫合后,能為傷口愈合提供充分營養(yǎng),并且具有吸收完全無致痕、使用方便、生物相容性好、無組織排異反應、吸收時間合適的優(yōu)良特性; 缺點:線不夠長,少量縫線有粗細不均勻現(xiàn)象。30它的吸收時間與縫線粗細密切相關,縫線越粗,吸收時間越長,縫線越細,吸收時間越短;一般吸收期為8-60天,對生產環(huán)境要求較高。另外也有利用新型羊腸線宣傳第四代膠原蛋白縫合線的產品,但由于生產當中經(jīng)過提純、粘合、拉絲、拋光、涂層等工藝,原生態(tài)分子結構已經(jīng)破壞,使用當中斷線較多,仍有組織反應等羊腸線特征。真正意義上的純天然膠原蛋白縫合線最基本特點為:抗張拉力強、吸收效果好、酶解吸收、無拉絲、無紡絲、非編織、無涂層。31理想的手術
23、縫合線應滿足的條件(1)可以進行徹底的消毒殺菌處理;(2)有一定的機械性能,如適當?shù)臋C械強度、延伸度、柔軟性和彈性回復、濕潤強度和摩擦系數(shù);(3)縫合、打結時操作方便,作結后持結性能良好;(4)縫合線在體內一定時間內保持一定的強度;(5)對機體組織有適應性,不致因異物反應而發(fā)生炎癥;(6)能在人體內部自行分解后被吸收或排出體外,可預測的吸收性;(7)產品質量穩(wěn)定可靠,制作容易,價廉易得32 1、在外科手術中,醫(yī)用粘合劑用于某些器官和組織的局部粘合和修補; 2、 手術后縫合處微血管滲血的制止; 3、骨科手術中骨骼、關節(jié)的結合與位;4、齒科手術中用于牙齒的修補等33醫(yī)用粘合劑外科用粘合劑齒科用粘合
24、劑軟組織用粘合劑硬組織用粘合劑34 齒科用粘合劑的歷史可追溯到半個世紀以前。 1940年,首次用于齒科修補手術的高分子材料是聚 甲基丙烯酸甲酯。它是將甲基丙烯酸甲酯乳液與甲 基丙烯酸甲酯單體混合,然后在修補過程中聚合固 化。這種粘合劑的硬度與粘結力均不夠高,所以很 快被淘汰。1965年出現(xiàn)了以多官能度甲基丙烯酸酯 為基料,無機粉末為填料的復合粘合劑,性能大大 提高,至今仍在齒科修復中廣泛應用。35軟組織用粘合劑 這是一類用于齒齦或口腔粘膜等軟組織的粘合劑。 最早用于齒科軟組織粘合的粘合劑是氰基丙烯酸烷基酯。但這種粘合劑在有大量水分存在的口腔中粘結比較團難,所以現(xiàn)在已不再使用。取而代之的是稱為E
25、DH的組織粘合劑。EDH組織粘合劑的組成是氰基丙烯酸甲酯、丁腈橡膠和聚異氰酸酯按100:100:1020(重量比)的比例配制而成,再制成67的硝基甲烷溶液。 這種粘合劑具有較好的撓屈性和活體組織粘結性,最早是用作預防腦動脈瘤破裂的涂層的,后來發(fā)現(xiàn)對齒科軟組織的粘合也有很好的效果。36牙齒硬組織用粘合劑 目前最重要的齒科粘合劑是雙酚A雙(3甲基丙烯酰氧基2羥丙基)醚,簡稱BisGMA。它的分子中同時具有親水基和疏水基,因此,粘結性能優(yōu)良,可用作補牙用復合充填樹脂。它是一種雙官能團單體,聚合時放熱少,體積收縮小,聚合后成體型結構,耐磨,膨脹系數(shù)小。用紫外光照射或用過氧化苯甲酰N,N雙(羥乙基)對甲
26、苯胺引發(fā)體系引發(fā),可在室溫下快速聚合。3738 -氰基丙烯酸酯能與比較潮濕的人體組織強烈結合,因而被選作理想的外科用粘合劑,而且是迄今為止唯一用于臨床手術的粘合劑。 -氰基丙烯酸酯類粘合劑在使用時以-氰基丙烯酸烷基酯為主要成分,加入少量高級多元醇酯(如癸二酸二辛酯等)作增塑劑,可溶性聚合物(如聚甲基丙烯酸酯)作增粘劑,氫醌和二氧化硫作穩(wěn)定劑組成的。 當-氰基丙烯酸酯在空氣中暴露或與潮濕表面接觸時,OH離子迅速引發(fā)其聚合。這就是它能作為瞬間粘合劑的原因。39 -氰基丙烯酸酯聚合物在人體內會分解成甲醛和氰基醋酸烷基酯。分解速度隨烷基碳原子數(shù)增多而降低。水解物對人體的毒性也隨烷基碳原子數(shù)增多而減小。
27、甲酯聚合物在人體內約4周左右開始分解,15周左右可全部水解完;而丁酯聚合物則在16個月后仍有殘存聚合物。分解后的產物大部分被排泄,少量被吸收。通過對其致癌性和組織反應性等的深入跟蹤觀察,均未發(fā)現(xiàn)對人體有不良的影響。4041什么是人工晶體?什么是人工晶體?人工晶體(人工晶體(IOL)是一種植入眼內的人工透鏡,取代)是一種植入眼內的人工透鏡,取代天然晶狀體的作用。第一枚人工晶體是由天然晶狀體的作用。第一枚人工晶體是由John Pike,John Holt和和Harold Ridley共同設計的,于共同設計的,于1949年年11月月29日,日,Ridley醫(yī)生在倫敦醫(yī)生在倫敦St.Thomas醫(yī)院為
28、病醫(yī)院為病人植入了首枚人工晶體。人植入了首枚人工晶體。 42人工晶體想法的來源人工晶體想法的來源在第二次世界大戰(zhàn)中,人們觀察到某些受傷的在第二次世界大戰(zhàn)中,人們觀察到某些受傷的飛行員眼中有玻璃彈片,卻沒有引起明顯的、飛行員眼中有玻璃彈片,卻沒有引起明顯的、持續(xù)的炎癥反應,于是想到玻璃或者一些高分持續(xù)的炎癥反應,于是想到玻璃或者一些高分子有機材料可以在眼內保持穩(wěn)定,由此發(fā)明了子有機材料可以在眼內保持穩(wěn)定,由此發(fā)明了人工晶體。人工晶體。43人工晶體的主要材料人工晶體的主要材料人工晶體經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展,材料主要是人工晶體經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展,材料主要是由線性的多聚物和交連劑組成。通過改變多由線性的多
29、聚物和交連劑組成。通過改變多聚物的化學組成,可以改變人工晶體的折射聚物的化學組成,可以改變人工晶體的折射率、硬度等等。率、硬度等等。44最經(jīng)典的人工晶體材料是最經(jīng)典的人工晶體材料是PMMA,是表面肝素,是表面肝素處理晶體,也就是聚甲基丙烯酸甲酯。處理晶體,也就是聚甲基丙烯酸甲酯。聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)用來制造人工晶體,用來制造人工晶體,幾十年的臨床應用證明,這種材料穩(wěn)定、質輕、幾十年的臨床應用證明,這種材料穩(wěn)定、質輕、透明度好,屈光指數(shù)大,生物相容性好,且不會透明度好,屈光指數(shù)大,生物相容性好,且不會被機體的生物氧化反應所降解。它的理化性質,被機體的生物氧化反應所降解。它
30、的理化性質,未發(fā)現(xiàn)任何降解或釋放出丙烯酸單體。它在組織未發(fā)現(xiàn)任何降解或釋放出丙烯酸單體。它在組織內的穩(wěn)定性也相當好,不僅是由于其本身的理化內的穩(wěn)定性也相當好,不僅是由于其本身的理化惰性,而且對機體的生物反應較輕,對老化及環(huán)惰性,而且對機體的生物反應較輕,對老化及環(huán)境中其它變化的抵抗力也很強,其折射率約為境中其它變化的抵抗力也很強,其折射率約為1491。它能透過較寬范圍的波長。它能透過較寬范圍的波長(300700hm),包括紫外光譜,所以植入人工晶體后,包括紫外光譜,所以植入人工晶體后的的眼與無晶狀體眼一樣感受顏色更亮、更飽和,晝眼與無晶狀體眼一樣感受顏色更亮、更飽和,晝光下會有藍視現(xiàn)象,但紅視
31、不多見。光下會有藍視現(xiàn)象,但紅視不多見。PMMA的主的主要缺點是不能耐受高溫高壓消毒。至今要缺點是不能耐受高溫高壓消毒。至今PMMA仍仍然是制造硬質人工晶體的首選材料。然是制造硬質人工晶體的首選材料。45近年來也用硅膠和水凝膠近年來也用硅膠和水凝膠(hydrogels)制造人制造人工晶體。由于其質軟具有充足的柔韌性,故又工晶體。由于其質軟具有充足的柔韌性,故又稱為軟性人工晶體,可通過小切口植入眼內。稱為軟性人工晶體,可通過小切口植入眼內。水凝膠又根據(jù)聚合體中含水率的多少和其性質水凝膠又根據(jù)聚合體中含水率的多少和其性質,分成,分成2種:聚甲基丙烯酸羥乙酯種:聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)和和高
32、含水率的水凝膠。目前在臨床上使用最廣泛高含水率的水凝膠。目前在臨床上使用最廣泛的軟性人工晶體是硅膠,其次是的軟性人工晶體是硅膠,其次是PHEMA。 46大多數(shù)人工晶體可以阻擋太陽光中的紫外光大多數(shù)人工晶體可以阻擋太陽光中的紫外光線,但不能夠濾過光譜中的藍光部分,近來線,但不能夠濾過光譜中的藍光部分,近來有學者提出,這一部分的光線對于視網(wǎng)膜特有學者提出,這一部分的光線對于視網(wǎng)膜特別是黃斑區(qū)有損傷作用。為了解決這一不足別是黃斑區(qū)有損傷作用。為了解決這一不足,Alcon公司最新推出了公司最新推出了Acrysof natural藍藍光濾過型人工晶體,是在丙烯酸酯材料中增光濾過型人工晶體,是在丙烯酸酯材
33、料中增加了黃色載色基團,可以濾過有害的藍光,加了黃色載色基團,可以濾過有害的藍光,它是目前最接近人眼生理狀態(tài)的人工晶體。它是目前最接近人眼生理狀態(tài)的人工晶體。47人工晶體的應用領域人工晶體的應用領域1、適合微切口的人工晶體、適合微切口的人工晶體微切口的白內障手術是指切口小于微切口的白內障手術是指切口小于2 mm的白內障超的白內障超聲乳化術,目前專為微切口白內障摘除手術設計應聲乳化術,目前專為微切口白內障摘除手術設計應用的人工晶體有用的人工晶體有2種:種:Acri Smart人工晶體,材料人工晶體,材料為疏水型丙烯酸酯,一片式設計,可通過為疏水型丙烯酸酯,一片式設計,可通過1.4 mm切切口,植
34、入后其在囊袋里穩(wěn)定性好,并具用一定的假口,植入后其在囊袋里穩(wěn)定性好,并具用一定的假性調節(jié)力。性調節(jié)力。Thin OptX人工晶體,為親水型丙烯酸人工晶體,為親水型丙烯酸酯材料,其光學部超薄,卷曲折疊,可能過最小為酯材料,其光學部超薄,卷曲折疊,可能過最小為1.0 mm切口,可獲得類似于傳統(tǒng)折疊型人工晶體的切口,可獲得類似于傳統(tǒng)折疊型人工晶體的遠、近視力。遠、近視力。 2、可植入式微型望遠鏡式人工晶體、可植入式微型望遠鏡式人工晶體可植入式微型望遠鏡式人工晶體適用于有黃斑變性可植入式微型望遠鏡式人工晶體適用于有黃斑變性的白內障患者,可將物像放大的白內障患者,可將物像放大3倍,為患者提供單眼倍,為患者提供單眼放大的中心視力,而對側眼保留周邊視力,以提高放大的中心視力,而對側眼保留周邊視力,以提高生活質量。目前,此種晶體還在臨床觀察中。生活質量。目前,此種晶體還在臨床觀察中。3、光調節(jié)人工晶體、光調節(jié)人工晶體由交叉排列的硅凝膠聚合體基質和均勻分布的光敏由交叉排列的硅凝膠聚合體基質和均勻分布的光敏小體組成,當用近紫外線照射晶狀體光學部位時,小體組成,當用近紫外線照射晶狀體光學部位時,可使光敏小體聚合和遷移,從而改變晶狀體的厚度可使光敏小體聚合和遷移,從而改變晶狀體的厚度,進行原位近視、遠視和散光的精細調節(jié),是最有,進行
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