醫(yī)用高分子材料

醫(yī)用高分子材料第1頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)定義的“生物材料”就是生物醫(yī)學(xué)材料，它是指“以醫(yī)療為目的，用于與組織接觸以形成功能的無生命的材料”。生物醫(yī)學(xué)材料是生物醫(yī)學(xué)科學(xué)中的最新分支學(xué)科，是生物、醫(yī)學(xué)、化學(xué)和材料科學(xué)交叉形成的邊緣學(xué)科

第2頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三生物醫(yī)學(xué)材料必須具備：一、要求材料與組織短期接觸無急性毒性、無致敏作用、無致炎作用、無致癌作用和其他不良反應(yīng)。二、還應(yīng)具備耐腐蝕性能及相應(yīng)的生物力學(xué)性能和良好的加工性能。生物醫(yī)學(xué)材料(三大類):

金屬材料無機(jī)非金屬材料有機(jī)高分子材料第3頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三

近年來，生物醫(yī)學(xué)材料的研究與發(fā)展突飛猛進(jìn)，從人工器官到高效、定向的高分子藥物控制釋放體系的研究，幾乎遍及生物醫(yī)學(xué)各個(gè)部門，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已顯示出十分重要的作用。在硬組織修復(fù)材料和血液灌流吸附材料方面已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化:在藥物控制釋放體系的研究中，醫(yī)用生物降解材料的研究與開發(fā)方面已有了較大突破。

第4頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)

醫(yī)用高分子材料概述第5頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents

一、醫(yī)用高分子材料的分類1.按來源1.按來源分類(1)天然膠原，明膠，角質(zhì)蛋白，纖維素，甲殼素及其衍生物(2)人工合成聚氨酯，硅橡膠，聚酯(3)天然生物組織與器官自體組織，同種異體組織，異種同類第6頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents2.按材料與活體組織的相互作用關(guān)系(1)生物惰性(bioinert)

體內(nèi)不降解，不變性，不引起長(zhǎng)期組織反應(yīng)(2)生物活性(bioactive)

植入材料能夠與周圍組織相互作用(3)生物吸收(bioabsorbale)

生物降解，其降解產(chǎn)物被肌體吸收代謝第7頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents3.按生物醫(yī)學(xué)用途(1)硬組織相溶性

骨科，齒科，具有替代組織類似機(jī)械性能(2)軟組織相溶性

替代與修復(fù)，有彈性和強(qiáng)度，不引起組織嚴(yán)重病變(3)血液相溶性

與血液接觸的人工器官或機(jī)械，不引起凝血，溶血等生理反應(yīng)，與活組織以良好的互相適應(yīng)性(4)高分子藥物和藥物控釋高分子材料

有藥理活性或輔助作用第8頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents4.按與肌體組織接觸關(guān)系(1)長(zhǎng)期植入

人工血管，人工關(guān)節(jié)，人工晶狀體等(2)短期植入(3)體內(nèi)外連通(4)體表接觸與一次性使用醫(yī)療用品第9頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三二、基本要求1.對(duì)醫(yī)用高分子材料本身性能(1)耐生物老化(2)物理和力學(xué)穩(wěn)定(3)易于加工成型(4)便于消毒滅菌第10頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三2.對(duì)醫(yī)用高分子材料的人體效應(yīng)(1)無毒(2)無熱原反應(yīng)(3)不致癌(4)不致畸(5)不引起過敏或干擾肌體的免疫機(jī)理(6)不破壞鄰近組織，不發(fā)生材料表面鈣化(7)血液相溶性第11頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三3.對(duì)醫(yī)用高分子材料生產(chǎn)與加工(1)防止引入對(duì)人體有害物質(zhì)(2)加工助劑要符合醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)(3)生產(chǎn)環(huán)境有適宜的潔凈級(jí)別第12頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三三、醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用第13頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第14頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第15頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)

醫(yī)用高分子材料的生物相容性第16頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三一、肌體軟組織對(duì)植入材料的反應(yīng)反應(yīng)程度，生物反應(yīng)，生物降解，化學(xué)結(jié)構(gòu)，致癌性，體內(nèi)的表面鈣化第17頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三二、血液的反應(yīng)凝血作用，對(duì)蛋白質(zhì)的吸附抗凝血高分子材料的設(shè)計(jì)具有微相分離結(jié)構(gòu)聚氨酯嵌段共聚物（軟段為聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷等，硬段為脲基、氨基甲酸酯等）高分子材料的表面改性高分子材料的肝素化(肝素是一種防止凝血的多糖藥物）第18頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三三、在體內(nèi)的結(jié)構(gòu)與性能變化化學(xué)變化材料的降解加工中引入小分子的釋放物理性能變化第19頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三四、可溶性高分子在體系內(nèi)的代謝1體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)2高分子的排泄3在細(xì)胞中的存儲(chǔ)4可溶性高分子在體內(nèi)的代謝水解反應(yīng)，氧化反應(yīng)，綴合反應(yīng)，締合反應(yīng)5免疫反應(yīng)

第20頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents

五、血液凈化高分子材料1.血液凈化膜材料第21頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三2血液凈化吸附材料非專一吸附劑高選擇吸附劑特異性吸附劑第22頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)

生物惰性高分子材料第23頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents一、醫(yī)用有機(jī)硅高分子材料在體內(nèi)長(zhǎng)期存在，穩(wěn)定，無有害反應(yīng)聚硅氧烷，聚硅烷硅橡膠(siliconerubber)分子量148000以上的交聯(lián)物，有二甲基、甲基乙基，乙基，甲基苯基，氟，氰，亞苯基硅橡膠等。第24頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents醫(yī)用有機(jī)硅高分子室溫硫化硅橡膠生理惰性好，無色透明，高溫消毒不變色、不變形，有粘合性。做成植入人體的器官和外部整容修補(bǔ)手術(shù)用。人工二尖瓣，人工喉頭，人工指關(guān)節(jié)體外循環(huán)用品，心肺器薄膜，心肺機(jī)輸血泵管第25頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents二、聚氨酯聚氨酯彈性體既可是熱塑性，又可是熱固性材料。第26頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三聚氨酯有良好的軟組織相容性和血液相容性，臨床用于人工心臟的搏動(dòng)膜，人工軟骨，人工血管，血袋，血液容器，醫(yī)用粘合劑等。第27頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents三、聚甲基丙烯酸甲酯隱形眼鏡，矯正視力和治療白內(nèi)障，牙科材料。四、水溶膠水溶膠是不溶性含水高分子材料，通過水溶性高分子的交聯(lián)、引入疏水基團(tuán)或結(jié)晶得到。有聚甲基丙烯酸羥乙酯，聚丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮等。第28頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)

生物活性性高分子材料第29頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三表面肝素化高分子材料

1肝素恒速釋放材料

2肝素固定化材料

酶、抗體的固定化材料

固定抗體

高分子材料的生物雜化

第30頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)

可生物降解材料第31頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三內(nèi)酯（交酯）如己內(nèi)酯，乙交酯，丙交酯，是通過開環(huán)聚合得到的具有優(yōu)良生物相容性和可生物降解的脂肪族聚酯。乳酸(LA)在有機(jī)鋁催化劑作用下開環(huán)聚合得到聚乳酸(PLA)一、脂肪族聚酯第32頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第33頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第34頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三二、聚乳酸及其共聚物三、聚己內(nèi)酯及其共聚物四、天然高分子材料膠原，明膠，纖維蛋白，甲殼素與殼聚糖第35頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第36頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第37頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)

高分子材料在藥學(xué)的應(yīng)用第38頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三Contents一、藥用輔料第39頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三二、藥物控制釋放體系定量給藥脈沖釋放體系人體組織器官人工骨第40頁，共41頁，2023年，2月20日，星期三藥物控制釋放體系自組裝藥物控制系統(tǒng)(self-asse