醫(yī)用高分子概述課件

↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子1醫(yī)用高分子材料

概述制作人：高分09-3壓軸組↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子2一、概述◎前言生命科學(xué)是21世紀(jì)備受關(guān)注的新型學(xué)科。而與人類健康休戚相關(guān)的醫(yī)學(xué)在生命科學(xué)中占有相當(dāng)重要的地位。醫(yī)用材料是生物醫(yī)學(xué)的分支之一，是由生物、醫(yī)學(xué)、化學(xué)和材料等學(xué)科交叉形成的邊緣學(xué)科。而醫(yī)用高分子材料則是生物醫(yī)用材料中的重要組成部分，主要用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷檢查、患疾治療等醫(yī)療領(lǐng)域?！虬l(fā)展歷史早在公元前3500年，埃及人就用棉花纖維、馬鬃縫合傷口。墨西哥印地安人用木片修補受傷的顱骨。公元前500年的中國和埃及墓葬中發(fā)現(xiàn)假牙、假鼻、假耳。進入20世紀(jì)，高分子科學(xué)迅速發(fā)展，新的合成高分子材料不斷出現(xiàn)，為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了更多的選擇余地。1936年發(fā)明了有機玻璃后，很快就用于制作假牙和補牙，至今仍在使用。1943年，賽璐珞薄膜開始用于血液透析。↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子3↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子5醫(yī)用高分子

此后，隨著各個學(xué)科的發(fā)展，醫(yī)用高分子作為一門邊緣學(xué)科，融和了高分子化學(xué)、高分子物理、生物化學(xué)、合成材料工藝學(xué)、病理學(xué)、藥理學(xué)、解剖學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等多方面的知識，還涉及許多工程學(xué)問題，如各種醫(yī)療器械的設(shè)計、制造等。上述學(xué)科的相互交融、相互滲透，促使醫(yī)用高分子材料的品種越來越豐富，性能越來越完善，功能越來越齊全。↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子6目前用高分子材料制成的人工器官中，比較成功的有人工血管、人工食道、人工尿道、人工心臟瓣膜、人工關(guān)節(jié)、人工骨、整形材料等。巳取得重大研究成果，但還需不斷完善的有人工腎、人工心臟、人工肺、人工胰臟、人工眼球、人造血液等。另有一些功能較為復(fù)雜的器官，如人工肝臟、人工胃、人工子宮等。則正處于大力研究開發(fā)之中。從應(yīng)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(yīng)用向長時期應(yīng)用發(fā)展，從大型向小型化發(fā)展，從體外應(yīng)用向體內(nèi)植入發(fā)展、人工器官的種類從與生命密切相關(guān)的部位向人工感覺器官、人工肢體發(fā)展。醫(yī)用高分子↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子7醫(yī)用高分子的分類◎日本醫(yī)用高分子專家櫻井靖久將醫(yī)用高分子分成如下的五大類：（1）與生物體組織不直接接觸的材料這類材料用于制造雖在醫(yī)療衛(wèi)生部門使用，但不直接與生物體組織接觸的醫(yī)療器械和用品。（2）與皮膚、粘膜接觸的材料用這類材料制造的醫(yī)療器械和用品，需與人體肌膚與粘膜接觸，但不與人體內(nèi)部組織、血液、體液接觸，因此要求無毒、無刺激，有一定的機械強度。（3）與人體組織短期接觸的材料這類材料大多用來制造在手術(shù)中暫時使用或暫時替代病變器官的人工臟器。↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子8醫(yī)用高分子的分類（4）長期植入體內(nèi)的材料用這類材料制造的人工臟器或醫(yī)療器具，一經(jīng)植入人體內(nèi)，將伴隨人的終生，不再取出。（5）藥用高分子這類高分子包括大分子化藥物和藥物高分子。前者是指將傳統(tǒng)的小分子藥物大分子化，后者則指本身就有藥理功能的高分子?！虬床牧吓c活體組織的相互作用關(guān)系分類（1）生物惰性高分子材料

(2）生物活性高分子材料

(3）生物吸收高分子材料◎按生物醫(yī)學(xué)用途分類（1）硬組織相容性高分子材料（2）軟組織相容性高分子材料

(3）血液相容性高分子材料（4）高分子藥物和藥物控釋高分子材料醫(yī)用高分子的分類↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子10↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子12三、高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用◎高分子人工臟器及部件的應(yīng)用現(xiàn)狀高分子材料作為人工臟器、人工血管、人工骨骼、人工關(guān)節(jié)等的醫(yī)用材料，正在越來越廣泛地得到運用。人工臟器的應(yīng)用正從大型向小型化發(fā)展，從體外使用向內(nèi)植型發(fā)展，從單一功能向綜合功能型發(fā)展。為了滿足材料的醫(yī)用功能性、生物相容性和血液相容性的嚴(yán)峻要求，醫(yī)用高分子材料也由通用型逐步向?qū)Ｓ眯桶l(fā)展，并研究出許多有生物活性的高分子材料，例如將生物酶和生物細(xì)胞等固定在高分子材料分子中，以克服高分子材料與生物肌體相容性差的缺點，在開發(fā)混合型人工臟器的工作也正在取得可喜的成績。皮膚硝基纖維素，聚硅酮—尼龍復(fù)合物，聚酯，甲殼素角膜聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸－β－羥乙酯，硅橡膠玻璃體硅油，聚甲基丙烯酸－β－羥乙酯鼻、耳硅橡膠，聚乙烯乳房聚硅酮血管聚酯纖維，聚四氟乙烯，嵌段聚醚氨酯人工紅血球全氟烴人工血漿羥乙基淀粉，聚乙烯基吡咯烷酮膽管硅橡膠鼓膜硅橡膠食道聚硅酮喉頭聚四氟乙烯，聚硅酮，聚乙烯氣管聚乙烯，聚四氟乙烯，聚硅酮，聚酯纖維腹膜聚硅酮，聚乙烯，聚酯纖維尿道硅橡膠，聚酯纖維↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子14◎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(shù)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(fù)材料，這些部件一般不具備特殊生理功能，但能修復(fù)人體的殘缺部分，使患者重新獲得端正的儀表。↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子15◎醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用

血液相容性材料與人工心臟許多醫(yī)用高分子在應(yīng)用中需長期與肌體接觸，必須有良好的生物相容性，其中血液相容性是最重要的性能。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(jié)構(gòu)的聚合物往往具有優(yōu)良的血液相容性，如例如在聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)中接枝上親水性的甲基丙烯酸－β－羥乙酯，當(dāng)接枝共聚物的微區(qū)尺寸在20～30nm范圍內(nèi)時，就有優(yōu)良的抗血栓性。↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子16↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子17這類聚合物的共同特點是分子結(jié)構(gòu)都是由軟鏈段和硬鏈段兩部分組成的，分子間有較強的氫鍵和范得華力。聚醚軟段聚集形成連續(xù)相，而由聚氨酯和聚脲組成的硬鏈段聚集而成的分散相微區(qū)則分散在連續(xù)相中，因此具有足夠的強度和理想的彈性。同時分子鏈中的聚醚鏈段和聚氨酯、聚脲鏈段分別提供了材料的水、疏水平衡。↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子18人造皮膚

治療大面積皮膚創(chuàng)傷的病人，需要將病人的正常皮膚移植在創(chuàng)傷部位上。但在移植之前，創(chuàng)傷面需要清洗，被移植皮膚需要養(yǎng)護，因此需要一定時間。在這段時間內(nèi)，許多病人由于體液的大量損耗以及蛋白質(zhì)與鹽分的丟失而喪失生命。因此，人們用高親水性的高分子材料作為人造皮膚，暫時覆蓋在深度創(chuàng)傷的創(chuàng)面上，以減少體液的損耗和鹽分的丟失，從而達(dá)到保護創(chuàng)面的目的。

聚乙烯醇微孔薄膜和硅橡膠多孔海綿是制作人造皮膚的兩種重要材料。這兩種人造皮膚使用時手術(shù)簡便，抗排異性好，移植成活率高，已應(yīng)用于臨床。高吸水性樹脂用于制作人造皮膚方面的研究，亦已取得很多成果。此外，聚氨基酸、骨膠原、角蛋白衍生物等天然改性聚合物也都是人造皮膚的良好材料。↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子20醫(yī)用粘合劑從醫(yī)用粘合劑的使用對象和性能要求來區(qū)分，可分成兩大類，一類是齒科用粘合劑，另一類則是外科用（或體內(nèi)用）粘合劑。由于口腔環(huán)境與體內(nèi)環(huán)境完全不同，對粘合劑的要求也不相同。此外，齒科粘合劑用于修補牙齒后，通常需要長期保留，因此，要求具有優(yōu)良的耐久性能。而外科用粘合劑在用于粘合手術(shù)創(chuàng)傷后，一旦組織愈合，其作用亦告結(jié)束，此時要求其能迅速分解，并排出體外或被人體所吸收。粘合劑作為高分子材料中的一大類別，近年來已擴展到醫(yī)療衛(wèi)生部門，并且其適用范圍正隨著粘合劑性能的提高、使用趨于簡便而不斷擴大。醫(yī)用粘合劑在醫(yī)學(xué)臨床中有十分重要的作用。在外科手術(shù)中，醫(yī)用粘合劑用于某些器官和組織的局部粘合和修補；手術(shù)后縫合處微血管滲血的制止；骨科手術(shù)中骨骼、關(guān)節(jié)的結(jié)合與定位；齒科手術(shù)中用于牙齒的修補等。↖(^ω^)↗醫(yī)用高分子21目前常用的齒科粘合劑主要有以下品種：①磷酸鋅粘固劑②羧基化粘固劑③玻璃離子鍵聚合物粘固劑④