醫(yī)用高分子材料

1、醫(yī)用高分子材料功能高分子材料一般指具有傳遞、轉(zhuǎn)換或貯存物質(zhì)、能量和信息作用的高分子及其復(fù)合材料，或具體地指在原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，還具有化學(xué)反應(yīng)活性、光敏性、導(dǎo)電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉(zhuǎn)換性、磁性等功能的高分子及其復(fù)合材料。功能高分子材料是上世紀(jì)60年代發(fā)展起來的新興領(lǐng)域，是高分子材料滲透到電子、生物、能源等領(lǐng)域后開發(fā)涌現(xiàn)出的新材料。近年來，功能高分子材料的年增長率一般都在10艱上，其中高分子分離膜和生物醫(yī)用高分子的增長率高達(dá)50%按照功能分類(1)化學(xué)功能離子交換樹脂、螯合樹脂、感光性樹脂、氧化還原樹脂、高分子試劑、高分子催化劑、高分子增感劑、分解性高分子，電子交換

2、樹脂.(2)物理功能導(dǎo)電性高分子(包括電子型導(dǎo)電高分子、高分子固態(tài)離子導(dǎo)體、高分子半導(dǎo)體)、高介電性高分子(包括高分子駐極體、高分子壓電體)、高分子光電導(dǎo)體、高分子光生伏打材料、高分子顯示材料、高分子光致變色材料等.(3)復(fù)合功能高分子吸附劑、高分子絮凝劑、高分子表面活性劑、高分子染料、高分子穩(wěn)定劑、高分子相溶劑、高分子功能膜和高分子功能電極等.(4)生物、醫(yī)用功能抗血栓、控制藥物釋放和生物活性等二、按照功能特性分類(1)分離材料和化學(xué)功能材料(2)電磁功能高分子材料(3)光功能高分子材料(4)生物醫(yī)用高分子材料醫(yī)用高分子材料是一類根據(jù)醫(yī)學(xué)的需求來研制與生物體結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的、在醫(yī)療上使用的材料醫(yī)

3、用高分子材料是指用以制造人體內(nèi)臟、體外器官、藥物劑型及醫(yī)療器械的聚合物材料，具來源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。天然醫(yī)用高分子材料來源于自然，包括纖維素、甲殼素、透明質(zhì)酸、膠原蛋白、明膠及海藻酸鈉等；合成醫(yī)用高分子材料是通過化學(xué)方法，人工合成的用于醫(yī)用的高分子材料，目前常用的有聚氨酯、硅橡膠、聚酯纖維、聚乙烯基毗咯烷酮、聚醍醍酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。它近二十年來發(fā)展十分迅速，極大的推動了人工器官移植技術(shù)及相關(guān)醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，對人類戰(zhàn)勝疾病和保護(hù)健康具有極其重要的意義。醫(yī)用高分子材料多用于人體，直接關(guān)系到人的生命和健康，一般對其性能的要求是：安全性：必須無

4、毒或副作用極少。這就要求聚合物純度高，生產(chǎn)環(huán)境非常清潔，聚合助劑的殘留少，雜質(zhì)含量為ppm級，確保無病、無毒傳播條件。同時(shí)其高分子化合物本身以及單體雜質(zhì)、降解或磨損產(chǎn)物不對身體產(chǎn)生不良影響。物理、化學(xué)和機(jī)械性能需滿足醫(yī)用所需設(shè)計(jì)和功能的要求。如硬度、彈性、機(jī)械強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、蠕變、磨耗、吸水性、溶出性、耐酶性和體內(nèi)老化性等。以心臟瓣膜為例，最好能使用25萬小時(shí)，要求耐疲勞強(qiáng)度特別好。止匕外，還要求便于滅菌消毒，能耐受濕熱消毒(120140C)、干熱消毒(160190C)、輻射消毒或化學(xué)處理消毒，而不降低材料的性能。不同性能的醫(yī)用高分子材料可根據(jù)其具體情況選擇合適的滅菌方式。適應(yīng)性：包括與醫(yī)療用

5、品中其他材料的適應(yīng)性，材料與人體生物相容性、血液相容性及組織的相容性。材料植入人體后，要求長時(shí)期對體液無影響；與血液相容性好，對血液成分無損害，不凝血，不溶血，不形成血栓；無異物反應(yīng)，在人體內(nèi)不損傷組織，不致癌致畸，不會導(dǎo)致炎癥壞死、組織增生等。特殊功能：不同的應(yīng)用領(lǐng)域，要求材料分別具有一定的特殊功能。例如：具有分離透析機(jī)能的人工腎用過濾膜、人工肺用氣體交換膜，以及人造血液用吸脫氣體的物質(zhì)等，都要求有各自特殊的分離透過機(jī)能。在大多數(shù)情況下，現(xiàn)有高分子材料的表面化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)很難滿足上述要求，通常要采用表面改性處理，如接枝共聚，以改進(jìn)其抗凝血性等性能。止匕外，醫(yī)用高分子材料還需要優(yōu)異的加工成型性

6、，易加工成需要的復(fù)雜形狀的。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，例如2016年楊永超、談清、楊萃、陸蕓聯(lián)合發(fā)表了新型碳化硅-碳復(fù)合材料用于人工小關(guān)節(jié)假體的實(shí)驗(yàn)研究，目的通過對新型碳化硅-碳(C/C-SiC)復(fù)合材料進(jìn)行生物相容性的相關(guān)研究,論證其作為人工小關(guān)節(jié)假體替代材料上的可行性。方法將滅菌處理后的C/C-SiC復(fù)合材料制成表面積與浸提介質(zhì)體積比率分別為1cm2/ml、3cm-2/ml、5cm-2/ml的C/C-SiC復(fù)合材料浸提液作為實(shí)驗(yàn)組，觀察小鼠成纖維細(xì)胞（3T3）在其中的的生長狀態(tài)，并測定各自吸光度（A值），評定其細(xì)胞毒性情況。按50ml/kg的比重每隔24h分別腹腔注射3cm2/ml的浸提液、環(huán)磷酰胺溶

7、液及生理鹽水，毒染4次后取股骨骨髓液，制得涂片，觀察含有微核的嗜多染紅細(xì)胞，分析其遺傳毒性情況。沿兔耳緣靜脈取8ml新鮮兔血，抗凝處理后水浴1h,觀察并計(jì)算溶血率，判定其是否發(fā)生溶血反應(yīng)。將白化豚鼠背部除毛，在其除毛區(qū)上半部分別敷蓋C/C-SiC材料表面積與浸提介質(zhì)體積比為3cm2/ml、5卿醛（陽性對照組）和生理鹽水（陰性對照組）的紗布6h,重復(fù)3周后去除,14d后再于除毛區(qū)下半部敷蓋三種材料，觀察24、48h的皮膚情況并分級。結(jié)果生物毒性方面，實(shí)驗(yàn)組中細(xì)胞生長情況良好，形態(tài)正常，且隨時(shí)間延長細(xì)胞數(shù)量逐漸增加。遺傳毒性方面，骨髓液中嗜多染紅細(xì)胞的微核數(shù)逐漸增加，與生理鹽水組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P0

8、.05）。溶血反應(yīng)中，實(shí)驗(yàn)組與陰性對照組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P0.05）,與陽性對照組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P0.05）。致敏試驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組僅1例在24h內(nèi)呈現(xiàn)1級反應(yīng)，且在48h內(nèi)消失。結(jié)論C/C-SiC復(fù)合材料無細(xì)胞毒性及細(xì)胞遺傳毒性，無致敏反應(yīng)及溶血反應(yīng)，具有較好的生物相容性，可替代傳統(tǒng)的C/C材料成為人工小關(guān)節(jié)假體的理想材質(zhì)。陜西師范大學(xué)物理化學(xué)碩士趙國巍發(fā)表了文章生物醫(yī)用高分子材料的表面改性及其抗凝血性能的研究。醫(yī)用化學(xué)高分子材料的發(fā)展前景廣闊，這種面向人類身體功能材料的研究，將是生命科學(xué)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：楊永超、談清、楊萃、陸蕓新型碳化硅-碳復(fù)合材料用于人工小關(guān)節(jié)假體的實(shí)驗(yàn)研究，中華關(guān)節(jié)外科雜志2016年01期;徐軍新型功能高分子材料的研究與應(yīng)