醫(yī)用高分子材料

1、醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用及發(fā)展前景醫(yī)用高分子材料是一門介于現(xiàn)代醫(yī)學和高分子科學之間的新興學科。它涉及 到物理學、化學、生物化學、病理學、血液學等多種邊緣學科。訂前醫(yī)用高分（子 材料的應(yīng)用已遍及整個醫(yī)學領(lǐng)域 如：人工器官）外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷治療 等。一、醫(yī)用高分子材料的特點及基本條件：醫(yī)用高分子材料需長期與人體體表、血液、體液接觸，有的其至要求永久 性植入體內(nèi)。因此，這類材（料必須具有優(yōu)良的生物體替代性、力學性能、功 能性和生物相容性。一般要滿足下列基本條件：1在化學上是不活潑的，不會因與體液或血液接觸而發(fā)生變化；2對周圍組織不會引起炎癥反應(yīng)；3不會產(chǎn)生遺傳毒性和致癌；4不會產(chǎn)生免疫毒性；5長

2、期植入體內(nèi)也應(yīng)保持所需的拉伸強度和彈性等物理機械性能；6具有良好的血液相容性；7能經(jīng)受必要的滅菌過程而不變形；8易于加工成所需要的、復(fù)雜的形態(tài)。二、醫(yī)用高分子材料的種類和應(yīng)用前所應(yīng)用的醫(yī)用高分子材料有聚瞇聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、硅橡 膠、聚酯、尼龍、聚甲基丙烯酸中酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、 聚乙二醇、聚乳酸天然高分子材料等，被廣泛應(yīng)用于植入性生物材料和人工臟 器、介入器材、口腔材料、衛(wèi)生材料及敷料、醫(yī)用縫合粘合 材料、醫(yī)用醫(yī)用高分子材料涉及到多個學科，根據(jù)不同的角度醫(yī)用高分子材料有不同 的分類方法，尚無統(tǒng)一標準。為了便于比較不同結(jié)構(gòu)的生物材料對于各種治療H 的的適用性，按生

3、物醫(yī)學用途分類如下：2.1 硬組織相容性高分子材料硬組織相容性高分子材料如各種人工骨、人工關(guān)節(jié)、牙根等是醫(yī)學臨床上 應(yīng)用量很大的一類產(chǎn)品，涉及醫(yī)學臨床的骨科、頜面外科、口腔科、顱腦外科和 整形外科等多個?？?，往往要求具有與替代組織類似的機械性能，同時能夠與周 圍組織結(jié)合在一起。如牙科材料 蛀牙填補用樹脂、假牙和人工牙根、人工齒冠 材料和硅橡膠牙托軟襯墊等；人造骨、關(guān)節(jié)材料聚甲基丙烯酸甲酯等。隨著生命 科學、材料科學、醫(yī)學臨床的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，此類材料具有越 來越廣闊的臨床應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟效益。2.2 軟組織相容性高分子材料軟組織相容性高分子材料主要用于軟組織的替代與修復(fù)，如隆

4、鼻豐胸材料、 人工肌肉硅橡膠和綸織物與韌帶材料等。這類材料往往要求具有適肖的強度和 彈性以及軟組織相容性，在發(fā)揮其功能的同時，不對鄰近軟組織如肌肉、肌腱、 皮膚、皮等產(chǎn)生不良影響，不引起嚴重的組織病變2.3 血液相容性高分子材料在醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用方面，有相當多的器件必須與血液接觸，例如:各種 體外循環(huán)系統(tǒng)、介入治療系統(tǒng)、人工血管聚對苯二甲酸乙二酯和人工心瓣等人 工臟器。血液相容性高分子材料必須不引起凝血溶血等生理反應(yīng),與活性組織有 良好的互相適應(yīng)性。2.4 高分子藥物和藥物控釋高分子材料高分子藥物指帶有高分子鏈的藥物和具有藥效的高分子，如:抗癌高分子藥 物 非靶向、靶向、用于心血管疾病的高

5、分子藥物 治療動脈硬化、抗血栓、凝 血、抗菌和抗病毒高分子藥物抗菌、抗病毒、抗輻射高分子藥物和高分子止 血劑等。高分子材料制備藥物控制釋放制劑主要有兩個LI的：1為了使藥物以最 小的劑量在特定部位產(chǎn)生治療藥效;2優(yōu)化藥物釋放速率以提高療效，降低毒副 作用。高分子控制釋放體系包括時間控制緩釋體系如康泰克等，理想情形為零 級釋放、部位控制緩釋體系（靶向藥物）和脈沖釋放方式（智能藥物）。三、醫(yī)用高分子材料的發(fā)展及展望我國醫(yī)用高分子材料的研究起步較早、發(fā)展較快。LI前約有50多個單位從 事這方面的研究，現(xiàn)有醫(yī)用高分子材料60多種，制品達400余種，用于醫(yī)療 的聚屮基丙烯酸屮酯每年達300 to然而，我

6、國醫(yī)用高分子材料的研究訂前仍然 處于經(jīng)驗和半經(jīng)驗階段，還沒有能夠建立在分子設(shè)計的基礎(chǔ)上。因此，應(yīng)該以材 料的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，材料的化學組成、表面性質(zhì)和生命體組織的相容性之間的 關(guān)系為依據(jù)來研究開發(fā)新材料。醫(yī)用高分子材料要應(yīng)用于生物體必須同時要滿足 生物功能性、生物相容性、化學穩(wěn)定性和可加工性等嚴格的要求。生物醫(yī)用材料 的研究和發(fā)展方向主要包括以下兒方面：1、組織工程材料組織丄程是應(yīng)用生命科學與工程的原理和方法構(gòu)建一個生物裝置，來維護、 增進人體細胞和組織的生長，以恢復(fù)受損組織或器官的功能。它的主要任務(wù)是實 現(xiàn)受損組織和器官的修復(fù)或再建，延長壽命和提高健康水平。2、生物醫(yī)用納米材料藥物控釋材料及

7、基因治療載體材料高分子藥物控制釋放體系不僅能提高藥效，簡化給藥方式，大 大降低藥物的毒副作用，而且納米靶向控制釋放體系使藥物在預(yù)定的部位，按設(shè) 計的劑量，在需要的時間范圍內(nèi)，以一定的速度在體內(nèi)緩慢釋放，從而達到治療 某種疾病或調(diào)節(jié)生育的LI的。3、復(fù)合生物材料作為硬組織修復(fù)材料的主體，復(fù)合生物材料受到廣泛重視，它具有強度高、 韌性好的特點前已廣泛用于臨床。高分子材料在醫(yī)用領(lǐng)域已占據(jù)了相當重要的地位，但要有更大發(fā)展，仍需 解決一些技術(shù)問題。由于純PVC材料較硬,添加一定的增塑劑對生產(chǎn)柔性PVC 產(chǎn)品是十分必要的。但近10年來的動物實驗研究表明一種名為鄰苯二甲酸二2 -乙基己基酯DEHP的增塑劑有

8、較大毒性作用，特別是對肝臟毒性和對男性 生殖系統(tǒng)及精子發(fā)育的不良影響。因此國際上已釆取各種限制措施，并嚴格要 求接觸人體的塑料部件的增塑劑含量不得超過011%畀1|此可見,開發(fā)并采用無 毒或低毒增塑劑以代替DEHP類增塑劑在食品包裝以及醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用，已 成為肖前增塑劑工業(yè)的一項重要課題。無毒性增塑劑要求比一般增塑劑有更強的 耐移動性，耐油性和耐揮發(fā)性。檸檬酸酯正是優(yōu)選的增塑劑，但山于市場及技 術(shù)方面原因，尚未批量生產(chǎn)。同時PVC材料與不同藥物相互作用時存在著很復(fù) 雜的因素，因此從使用安全角度考慮，肯定希望選擇非PVC材料用品。不過：1由于PVC產(chǎn)品價格比較便宜,透明度、柔軟度好,目前它在全

9、球市場上 占有率依然很高。但是非PVC產(chǎn)品在醫(yī)用高分子材料上的應(yīng)用肯定是未來發(fā)展 方向。2由于硅橡膠的疏水性，使其制品植入體后仍有輕微的異物感?？刹捎帽?面改性的方法解決這一問題，如在硅橡膠制品表面涂敷親水性物質(zhì)，或用輻射 法使硅橡膠表面接枝，或用等離子體處理或通過共混改性，都可提高其親水 性。3山于硅橡膠為載體的長效皮下埋植劑在放置有效期滿后必須取出，增加 了使用者的痛苦和花費。比如皮下埋植避孕劑，難以保證所有使用者均能按期 取出從而增加避孕失敗的危險。因此引發(fā)了可生物降解型埋植劑的研究，即以 一種具備生物降解性和當體藥物通透性的聚合物，代替硅橡膠作為釋放孕激素 的載體，孕激素釋放完畢后載體在體內(nèi)降解吸收而無須取出?？傊?，單根型埋 植劑、生物降解埋植劑是主要的研發(fā)方向。4隨著生物醫(yī)學工程、組織工程的發(fā)展，對醫(yī)用材料的技術(shù)和性能要求日益提 高。就硅橡膠而言，如何使其充分應(yīng)用于生物丄程與組織工程是今后研究丄作的 主要