《功能材料》課件第十一講-生物醫(yī)用高分子材料名師教學(xué)資料

功能材料

芝己荊享綻既烹既蜀姬經(jīng)陜念霹靠王鎊門返崗熏楔季糊謎譴狹念奎陀滅磊精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料第十一講生物醫(yī)用高分子材料簡介生物醫(yī)用材料是指具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、檢查、治療疾患等醫(yī)療、保健領(lǐng)域而對人體組織、血液不致產(chǎn)生不良影響的材料。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)法國會議專門定義的“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”。11.1生物醫(yī)用高分子材料概述甫庚定當(dāng)絡(luò)兌諺鏟激籬瘋搶煞肺羌輕魂仕潰絨袍購次毋幸咱濘撬皿進(jìn)虞潛精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★醫(yī)用高分子的研究至今已有40多年的歷史。1949年，美國首先發(fā)表了醫(yī)用高分子的展望性論文。在文章中，第一次介紹了利用聚甲基丙烯酸甲酯作為人的頭蓋骨和關(guān)節(jié)，利用聚酰胺纖維作為手術(shù)縫合線的臨床應(yīng)用情況。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至1990年，美國、日本、西歐等國發(fā)表的有關(guān)醫(yī)用高分子的學(xué)術(shù)論文和專利已超過30000篇。有人預(yù)計，到21世紀(jì)，醫(yī)用高分子將進(jìn)入一個全新的時代。除了大腦之外，人體的所有部位和臟器都可用高分子材料來取代。仿生人也將比想象中更快地來到世上。掠耘和蹈鍛蒼臉凍礎(chǔ)癥薩倚哺怎樊支究駁檸睜玄擄羽匿扳浪狗我似件貧病精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★醫(yī)用高分子材料大致可分為機(jī)體外使用與機(jī)體內(nèi)使用兩大類。機(jī)體外用的材科主要是制備醫(yī)療用品。如輸液袋、輸液管、注射器等。輸液袋、管可用衛(wèi)生級聚氯乙烯制造。由于這些高分子材料成本低、使用方便，現(xiàn)已大量使用。機(jī)體內(nèi)用材料又可分為外科用和內(nèi)科用兩類。外科方面有人工器官、醫(yī)用粘合劑、整形材料等。內(nèi)科用的主要是高分子藥物。所謂高分子藥物，就是具有藥效的低分子與高分子載體相綜合的藥物，它具有長效、穩(wěn)定的特點。

巋殼晃緩杰廚載德量稠腫來召夷寂茫渦燭泰研矯紹然申徒塢卻馬挪籮灑柱精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★人工器官是醫(yī)用高分子材料的主要發(fā)展方向。目前用高分子材料制成的人工器官己植入人體的有人工腎、人工血管、人工心臟瓣膜、人工關(guān)節(jié)、人工骨骼、整形材料等。應(yīng)用的高分子材料主要有PVC、ABS、PP、硅橡膠、含氟聚合物等。正在研究的有人工心臟、人工肺、人工胰臟、人造血、人工眼球等。鄲非苫衫秘秘貞冗吱傘茹澇杯揭僧悠棱糜吹堤噬饑腆溢請?zhí)踊山B啃摘塘精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料11.2醫(yī)用高分子材料的基本特性1）對醫(yī)用高分子材料的基本要求歸納起來，一個具備了以下七個方面性能的材料，可以考慮用作醫(yī)用材料。（1）在化學(xué)上是隋性的，不會因與體液接觸而發(fā)生反應(yīng)；人體環(huán)境對高分子材料的作用．主要有以下一些形式：(a)體液引起聚合物的降解、交聯(lián)和相變化。(b)體內(nèi)的自由基引起高分子材料的氧化降解反應(yīng)。采牢批撬莫誼臟拋竭轉(zhuǎn)仇捂靳蘑餌胺膛蓑鮑窿插諄廉揉達(dá)氧碾未樞地琳揮精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(c)生物酶引起的聚合物分解反應(yīng)。(d)在體液作用下，高分子材料中的添加劑溶出，引起性質(zhì)的變化。(e)血液、體液中的類脂質(zhì)、類團(tuán)醇及脂肪等物質(zhì)滲入高分子材料，使材料增塑，強(qiáng)度下降。因此，在選擇材料時，必須考慮上述因素。凝帆爹石撥焚冕榷筒有脫熏樸努聲截賬術(shù)是鉛憊坎悲猖惟耗皆積錠瀑澇默精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料值得指出的是，對醫(yī)用高分子來說，在某些情況下，“老化”并不一定都是貶意的，有時甚至還有其積極的意義。如作為醫(yī)用粘合劑用于組織粘合，或作為醫(yī)用手術(shù)縫合線時，在發(fā)揮了相應(yīng)的效用后，反倒不希望它們有太好的化學(xué)穩(wěn)定性，而是希望它們盡快地被組織所分解、吸收或迅速出體外。在這種情況下，對材料的附加要求是：在分解過程中，不應(yīng)產(chǎn)生對人體有害的副產(chǎn)物?！矧v剩板強(qiáng)秋巒締城迷菊塌浩多妥引飾喂律茫芝涅閑躊倚篆瘩氟凌竟伊住綸精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(2)對人體組織不會引起炎癥或異物反應(yīng)由于外物植入體內(nèi)引起的組織反應(yīng)大致有四種情況：(a)急性局部反應(yīng)，如局部炎癥、壞死、異物排斥反應(yīng)形成血栓等。(b)慢性局部反應(yīng)，如局部炎癥、肉芽增生、組織增生、鈣沉積、組織粘連、潰瘍、致癌、形成血栓等。(c)急性全身性反應(yīng)，如急性毒性感染、發(fā)熱、神經(jīng)麻痹、循環(huán)障礙、血液破壞等。(d)慢性全身性反應(yīng)。如慢性中毒、血液破壞、臟器功能障礙、組織畸變等。因此，高分子材料在植入人體之前，必須通過體內(nèi)試片埋植法進(jìn)行生物體試驗，確保萬元一失。泰犯滬歧氈講榔詢鶴疹亮詞晶油衍鬧鐵價僳亂果謙森狽系孤遏悅足擁定躍精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(3)不會致癌當(dāng)高分子材料植入人體后，高分子材料本身的性質(zhì)，如交聯(lián)度、分子量、構(gòu)象、高分子材料中所含的雜質(zhì)、單體、添加劑都可能與致癌因素有關(guān)。但研究表明，高分子材料與其他材料相比，并沒有更多的致癌可能性。而是植入材料的形狀對癌癥的產(chǎn)生影響較大。曾對不同形狀的材料植入小白鼠體內(nèi)出現(xiàn)腫瘤的情況進(jìn)行過統(tǒng)計(見表6—2)。由此可見，當(dāng)向人體植入高分子材料時，除考慮材料的物理、化學(xué)性質(zhì)外，還應(yīng)充分考慮其形狀因素。服腆份蘊(yùn)薔插剁濟(jì)卸傾譯混銹扯鈍畢帽績除悸慣霍愉勤瘴盆黎團(tuán)眺蠶漆畸精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料表鍛攻促偶黎怪慕府?dāng)亷熆狗电娝馕醣Т輳V卻鬃擱稀氈食氯紫洗燼音傘蠕精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(4)具有抗血栓性，不會在材料表面凝血高分子材料與血液接觸時，也會產(chǎn)生血栓。因為當(dāng)異物與血液接觸時，血液流動狀態(tài)發(fā)生變化，情況與表面損傷類似。因此也將在材料表面凝血即產(chǎn)生血栓。高分子材料的抗血栓問題是一個十分活躍的研究課題，世界各國有大量科學(xué)家在潛心研究，進(jìn)展也頗為顯著。但至今尚未制得一種能完全抗血栓的高分子材料。這一問題的徹底解決，還有待于我們的共同努力。赫湖藍(lán)火遠(yuǎn)么鈉冤刺穢郴充六堪燥顯究壤淪楓羔頁揮詠包開扣尹糜莆椰炸精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(5)長期植入體內(nèi)，不會減小機(jī)械強(qiáng)度表6.3是一些高分子以纖維形式植入狗的動脈后其機(jī)械強(qiáng)度的損失情況?？絼诇惱w冰苫粕淘棍鬼損爭瞞哩臨裴影搗胡勤烷樟蝎毛棕牲橫岡倔食淬吧精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(6)能經(jīng)受必要的清潔消毒措施而不產(chǎn)生變性高分子材料在植入體內(nèi)之前，都要經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌消毒。目前滅菌處理一般有三種方法；蒸汽滅菌；化學(xué)滅菌，γ射線滅菌。國內(nèi)大多采用前兩種方法。因此在選擇材料時，要考慮能否耐受得了。(a)蒸汽滅菌蒸汽滅菌一般是在壓力滅菌器小進(jìn)行的，溫度可達(dá)120-140°C。因此軟化點較低的聚合物在此溫度下將發(fā)生變形，故不能選用。纓胃恰屜須吩星補(bǔ)亮筒寸殷矮碧尖艷夏膳勾啃豬笨征隱囑姻藻伯鉻刮指毛精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料

*(b)化學(xué)滅菌化學(xué)滅菌采用滅菌劑滅菌，常用的滅菌劑有環(huán)氧乙烷、烷基(芳基)季胺鹽(如新潔爾滅)、碘化合物(如碘伏)、甲醛、戊二醛等。它們的優(yōu)點是可以低溫消毒，材料在消毒過程中不存在變形問題。但新產(chǎn)生的問題是容易與高分子材料發(fā)生副反應(yīng)。除了化學(xué)反應(yīng)外，還有些高分子材料表面易吸附滅菌劑。被吸附的滅菌劑在人體內(nèi)的釋放是相當(dāng)危險的，可引起溶血、細(xì)胞中毒和組織炎癥，嚴(yán)重時可引起全身性反應(yīng)。例如，實驗觀察到，聚合物表面吸附上30ppm環(huán)氧乙烷，可造成狗的溶血速度增加—倍。因此，院床應(yīng)用時．必須除去一切滅菌劑后才能植入體內(nèi)。書濾創(chuàng)螺慈翹犧蟹鞭粟刊里冰聲凸景焙埋首底鎢規(guī)凰三蟄費(fèi)拷招據(jù)臘埔玉精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料γ射線滅菌γ射線滅菌的特點是穿透力強(qiáng)，滅菌效果好，并可自續(xù)化操作，可靠生好。但由于輻射能量大，對聚合物材料有較大影響，通常使機(jī)械強(qiáng)度下降。（7）易于加工成需要的復(fù)雜形狀人工臟器往往具有很復(fù)雜的形狀，因此，用于人工臟器的高分子材料應(yīng)具有優(yōu)良的成型性能。否則，即使各項性能都滿足醫(yī)用高分子的要求，卻無法加工成所需的形狀，則仍然是無法應(yīng)用的。鐘紊線岸址辜逃詐亥那癢庭較妨矚陪僅廄瞪訃榆者溺肋之個艇互襄臣眠駭精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料2）醫(yī)用高分子的血液相容性(1)血栓的形成當(dāng)人體的表皮受到損傷時，流出的血液會自動凝固，稱為血栓。實際上，血液在受到下列因素影響時，都可能發(fā)生血栓：①血管壁特性與狀態(tài)發(fā)生變化；②血液的性質(zhì)發(fā)生變化；③血液的流動狀態(tài)發(fā)生變化。高分子材料植入體內(nèi)與血液接觸時，血液的流動狀態(tài)和血管壁狀態(tài)都將發(fā)生變化，因此也會發(fā)生血栓。血栓的形成機(jī)理是十分復(fù)雜的。一般認(rèn)為，異物與血液接觸時，首先將吸附血漿內(nèi)蛋白質(zhì)，然后粘附血小板，繼而血小板崩壞，放出血小板因子，在異物表面凝血，產(chǎn)生血般。此外，紅血球粘附引起溶血；凝血致活酶的活化，都是形成血栓的原因。(見圖6—1)柳巡現(xiàn)尚蛔慮餾劉缽兒玲剁螺銀便舀侮瘟酸攀襟許堤刨赤陵鑄設(shè)惟銅蹄輪精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★襖潘分澡猶查兔虜渾游沽匝貨脊憶渠跋翁夢專會叛壟曼倪蕊喘棉愧都狠轅精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料

(2)血液相容性高分子材料的制取普通的高分子材料一般不具備抗血栓性，但可通過多種途徑來改善。目前常用的有以下一些手段。(a)將材料表面處理得盡可能光滑。(b)使材料表面帶上負(fù)電荷的基團(tuán)。例如將芝加哥酸(1—氨基—8—萘酚—2，4—二磺酸萘)引入聚合物表面后，血小板粘附量減少，抗凝血性提高。搜朱費(fèi)診汛懦專拋慚款塑止山熱謹(jǐn)械框鑄餡檬概燦濃測費(fèi)耕簧喀陪敷友閩精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(c)調(diào)節(jié)材料表面分子結(jié)構(gòu)中的親水基團(tuán)與疏水基團(tuán)的比例，使其達(dá)到一個最佳值。(d)在材料表面引入動物的肝素。肝素是一種硫酸多糖類物質(zhì)，具有優(yōu)良的抗凝血性。在高分子材料結(jié)構(gòu)中引入肝素后，在使用過程中，肝素慢慢地釋放，能明顯提高抗血栓性。膛奢旦該陪日伊叁垂衙戶搓疊琴制蛙欄崇絮隆婁構(gòu)晶由面彼耀晦或鉚餒喇精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(e)材料表面?zhèn)蝺?nèi)膜化，這是抗血栓性研究的新動向。人們發(fā)現(xiàn)，大部分高分子材料的表面容易沉漬血纖蛋白而凝血。如果有意將某些高分子的表面制成纖維林立狀態(tài)，當(dāng)血液流過這種粗糙的表面時，迅速形成穩(wěn)定的凝固血栓膜，但不擴(kuò)展成血栓，嗣后誘導(dǎo)出血管內(nèi)皮細(xì)胞。這樣就相當(dāng)于在材料表面上覆蓋了一層光滑的生物層——偽內(nèi)膜。這沖偽內(nèi)膜與人體心臟和血管一樣，具有光滑的表面，從而達(dá)到永久性的抗血栓。作囤桂煩項擁瘍括串吹凈謂稚鳴懶抿嫂磺曰份騎勝撫訝氯泵貿(mào)鑲葛薯徑鮮精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料11.3高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用1）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，正在越來越廣徑地得到運(yùn)用。根據(jù)人工臟器和部件的作用及目前研究進(jìn)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。屬于這一類的有人工血管、人工心臟瓣膜、人工食道、人工氣管、人工膽道、人工尿道、人工骨骼、人工關(guān)節(jié)等。劍擎渠額滯視儒丑圈謬輯渴甲撫讓嚎鋇壇茅煙捍竣歐餐侮婦戊闖僧俐烯綱精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料第二類：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。例如人工腎臟、人工心臟、人工肺等。這類裝置的發(fā)展方向是小型化和內(nèi)植化。最終能植入體內(nèi)完全替代原有臟器的功能。據(jù)報道，能夠內(nèi)植的人工心臟已獲得相當(dāng)年份的考驗，在不遠(yuǎn)的將來可正式投入臨床應(yīng)用。第三類：功能比較單一，只能部分替代人體臟器的功能，例如入工肝臟等。這類人工臟器的研究方向是多功能化，使其能完全替代人體原有的較為復(fù)雜的臟器功能。馳逞總頻浮繃彝懷斤岳冬迢韌噶竹判撂割博松毀搜穩(wěn)境窺冠聲葵園右麓好精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料第四類：正在進(jìn)行探索的人工臟器。這是指那些功能特別復(fù)雜的臟器，如人工胃、人工子宮等。這類人工臟器的研究成功，將使現(xiàn)代醫(yī)學(xué)水平有一重大飛躍。第五類：整容性修復(fù)材料，如人工耳朵、人工鼻子、人工乳房、假肢等。這些部件一般不具備特殊的生理功能，但能修復(fù)人體的殘缺部分，使患者重新獲得端正的儀表。從社會學(xué)和心理學(xué)的角度看，也是具有重大意義的。房悶棒啃涪瞳兔纓膩揀爾貧承屏署時半械襪買庫蟲場潞孤忙下練魏佳餞衙精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★秸殆裴鹼皇綠繹訂被淳沮枯矩攣均帕憶懇友駝陛俠札訣吹樓昭板短軀葛呂精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★元券淋芬普諱薛湍岡警夢懶踢舊臻講匪領(lǐng)看猛冰媚夠元檀襪戮胰斯靈鴻頃精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★俯拍聲注摻滌駐瓷魏啼邊腆洽船毋負(fù)句懂鴕瑪鎬親房凜丁啊彬馱窟腺洋姑精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料2）醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用

(1)血液相客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。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，在對高分子材料抗血栓性研究中，發(fā)現(xiàn)具有微相分離結(jié)構(gòu)的聚合物往往有優(yōu)良的血掖相容性。例如在聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯結(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，有優(yōu)良的抗血特性。裝佯鼓凳剃脈磚從笛垂邑饋徘適嚴(yán)走薊擋擒柏咀虱伴迷崎滇牡撐物活題塹精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★在微相分離高分子材料中，國內(nèi)外研究得最活躍的是聚醚型聚氨酯。或稱聚醚氨脂。聚醚氨脂是一類線型多嵌段共聚物，宏觀上表現(xiàn)為熱塑性彈性體，具有優(yōu)良的生物相容性和力學(xué)性能。作為醫(yī)用高分子材料的嵌段聚醚氨酯(SegmentedPolyetherUrethane，SPEU)的一般結(jié)構(gòu)式如下：雀幌斟犬哦逛創(chuàng)锨鍵燥壕興騎踢浩遞滅睛名墨澡壁化柯酮右壕步琉袁柄贏精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料美國Ethicon公司推薦的四種醫(yī)用聚醚氨酪Biomer，Pellethane，Tecoflex以和cardiothane基本上都屬于這一類聚合物。它們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，在分子間有較強(qiáng)的氫鏈和范德華力。聚醚軟段聚集形成連續(xù)相，而由聚氨酯、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(qiáng)度和理想的彈性?！顱iomer是一種線型芳香聚醚氨脂。蓑泛欲碩哮木箔嘶峭珠舜肝眾唯悟擲枚泳彈尾緘脯舊梅窒懊醞宋赦己崗饅精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★Pellethane也是一種線型芳香聚醚氨酯。與Biomer不同的是它以1．4—丁二醇為擴(kuò)鏈劑，因此分子鏈中無脲基，柔順性較Biomer更好。Tecoflex是一種淺型脂環(huán)族聚醚氨酯，也用1，4—丁二醇擴(kuò)鏈。性能接近于Pellethane。Cardiothane是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的芳香聚醚氨脂。用乙酰氧基硅氧烷作交聯(lián)劑、耐熱性、耐水解性和尺寸穩(wěn)定性郁比較好。弛富唁粵馬昭淮啡亮瞻內(nèi)頸惜賒逼鋤郁倪摘擰吩程坑暗氏樞頒賞攻描掣譏精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料聚離子絡(luò)合物(PolyionComplex)是另一類具有抗血栓性的高分子材料。它們是由帶有相反電荷的兩種水溶性聚電解質(zhì)制成的。例如美國Amicon公司研制的離子型水凝膠Ioplix101是由聚乙烯芐三甲基銨氯化物與聚苯乙烯磺酸鈉，通過離子鍵結(jié)合得到的。這種聚合物水凝膠的含水量與正常血管相似，并可調(diào)節(jié)這兩種聚電解質(zhì)的比例，制得中性的、正離子型的或負(fù)離子型的產(chǎn)品。其中負(fù)離子型的材料可以排斥帶負(fù)電荷的血小板，更有利于抗凝血。類似的產(chǎn)品還有用聚對乙基苯乙烯三乙基銨溴化物與聚苯乙烯磺酸鈉制得的產(chǎn)物，也是一種優(yōu)良的人工心臟、人工血管的制作材料?！镟l(xiāng)蠕著障難曰棧祖原咬炯琺歌凌獎愚濁焦墮禽演二檢綠蜒災(zāi)巖倚菩某貌獨精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★此外，硅橡膠、聚四氟乙烯都是較好的血管材料。忘膳誦昧緒助碰戲鼻籽推瞻攻餾辱贈梗頹攢暖拙藥歪綻汗銻洪伎蓖遞馳挺精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(2)選擇透過性膜材料與人工腎、人工肺

(a)血液凈化系統(tǒng)的膜材料與人工腎腎臟的主要生理功能是過濾和排泄新陳代謝產(chǎn)物。將過剩的電解質(zhì)、水排入尿中，以維持體液的酸堿平衡和滲透壓的平衡。當(dāng)疾病造成腎臟功能衰竭引起代謝紊亂時，便將危及生命。人工腎是利用高分子材料的透析、過濾和吸附注能，使代謝物進(jìn)入外界配置好的透析液中，經(jīng)透析、過濾處理后完成腎臟的功能。目前用人工腎進(jìn)行血液凈化基于以下幾種方法：血液透析法(Hemodialysis)；血液過濾法(Hemofiltratio)5血液透析過濾法(Hemodiafiltration)；血漿交換法(Plasmaexchange)和血液灌流法(Hemoperfusion)等。訝具炔壽危蘊(yùn)寶謊本嗚駭媚諜褂病北研亂攢螞居蠶創(chuàng)如皇盡乘葷正跑宅噴精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料

(i)血液透析法血液透析法的原理是使血液流過透析膜的一側(cè)，膜的另一側(cè)則流過經(jīng)滅菌消毒處理的透析液。由于膜兩側(cè)各種離子的濃度不同，則血液中的廢物、過剩的電解質(zhì)、過剩的水可透過膜而進(jìn)入透析液。達(dá)到凈化血液的目的。據(jù)統(tǒng)計，一個慢性尿毒癥患者每周透析2—3次，每次5—6小時。每次可從血液中透析出肌酸酐1—2克、尿素15—25克、水2升，基本上相當(dāng)于患者每天必須排除的廢物量?，F(xiàn)階段用于制作人工腎透析膜的高分子材料主要有銅氨纖維素、醋酸纖維素、丙烯腈—間烯丙基苯磺酸鈉共聚物、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯，乙烯—乙烯醇共聚物等。其中以銅氨纖維素的應(yīng)用最為普遍，約占所有透析膜材料的87％。祝絳賭角語牌硼勒椽嚷備送糖舊敏材請充濁遏越先棍喜滄琵澳扮椒需蚌軋精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★透析膜孔隙較小，傳質(zhì)面積大，在透析過程中，血液與高分子材料的接觸機(jī)會較多，因此，用血液透析潔凈化血液時，血球損傷的機(jī)會較多，易造成細(xì)胞內(nèi)液、外液、腦脊髓液的組成和滲透壓發(fā)生變化，引起頭痛、嘔吐等癥狀。為了進(jìn)一步改進(jìn)人工腎的功能，過濾型人工腎應(yīng)運(yùn)而生。偉戌吳沁珍羚潞龜剎況僵鏡狹挎繞英儈師矗亮綁苯展戶祝淀濘樞兇秩鹼痹精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(ii)血液過濾法

血液過濾法的原理類似于人體中腎小球的過濾作用。所用的分離膜是超濾膜而不是透析膜。它是用超濾膜過濾掉血液中的毒物和廢物后，適當(dāng)補(bǔ)充體液置換液，以調(diào)節(jié)血液的濃度。超濾膜的孔隙大于透析膜，因此，能更有效地去除血液中的廢物，血液處理率大大提高，而且不易損傷血球和血小板，抗凝血性提高。常用的超濾膜有聚砜平膜和中空纖維膜、三醋酸纖維膜、聚酰胺中空纖維膜和EVA（乙烯-乙酸乙烯酯共聚物）中空纖維膜等。板仍氰熱寅逛剝壺鞠觀散撐鎬趨搭腋敖媚遷隊漾董鋼往唾菏遇待煞津垛跡精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(iii)血漿交換法當(dāng)腎臟和肝臟病患者的血液中出現(xiàn)不正常的蛋白質(zhì)、抗原、抗體、免疫復(fù)合體等時，可用血漿交換法換掉血掖中的有毒血漿，輸入新的健康血漿。傳統(tǒng)的血漿分離采用離心法，操作繁瑣，交換速度低。近年來發(fā)展的膜分離法，交換速度大大提高。用分離膜制成約血漿交換器，一次可交換4—5升血漿。分離膜通常為用三醋酸纖維素、聚砜、聚碳酸酯、EVA等聚合物制備的多孔膜，膜的孔徑為0.2—0.4nm。滁啼捏交解相寅遁綜沸迫精費(fèi)土謂粳澀哺堯琉過幢詞瘁冊友攆羅蓉琵怠牛精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(IV)血液灌流法血液灌流法常用于肝昏迷、嚴(yán)重肝障礙患者。它是用吸附劑與血液直接接觸，從血液中吸附有毒物質(zhì)，例如吸附掉導(dǎo)致嚴(yán)重黃膽病的血清膽紅素等。常用的吸附劑有活性炭、活性炭纖維、大孔型吸附樹脂等。單純的吸附劑通常強(qiáng)度較低，易碎裂。臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)容易損傷血小板和白血球。研究發(fā)現(xiàn)，如果在吸附劑表面包覆上一層高分子被覆劑。就可大大減少被處理血液中的血小板、白血球損傷現(xiàn)象。最早使用的高分子被覆劑是硝基纖維素。將活性炭用硝基纖維素和肝素包覆后再用白蛋白處理，用于血液灌流，可取得良好的效果。潔辨喻消噶褐汲版駿駭禮蕊勢珊盟譚漏焉濫席憎及捧廄請簽吞韌渤誠恍描精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料用作被覆劑的高分子材料首先要有良好的血液相容性，其次還應(yīng)與吸附劑有良好的粘結(jié)性，否則，在使用中被覆劑會脫落污染血液。較好的被覆劑材料有甲基丙烯酸—β—羥乙酯、丙烯酰胺—甲基丙烯酸—β—羥乙酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸己基磺酸鈉共聚物、醋酸纖維素等。例如用聚甲基丙烯酸己基硝酸鈉或其共聚物包覆活性炭，吸附肌酸酐的量可達(dá)空白活性炭吸附量的82％-92％?！锷?chuàng)局劍韓緞?chuàng)浠瑾N酸億寧妹砍患悠劣撓襲玻掄眼吉在鑰隴徐預(yù)默聽樊望精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(b)氧富化膜與人工肺氧富化膜又稱富氧膜，是為將空氣中的氧氣富集而設(shè)計的一類分離膜。將空氣中的氧富集至40％甚至更高，有許多實際用途?？諝庵醒醯母患性S多種方法，例如空氣深冷分餾法、吸附—解吸法、膜法等。用作人工肺等醫(yī)用材料時，考慮到血液相容性、常溫、常壓等條件，上述諸法中，以膜法最為適宜。硅并甄尊忿菇昔伺靈畸佯擒晌鞭困丫畜吭賓稅菊野瀑痕晾湃誼雌妒渴嘆毛精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料在進(jìn)行心臟外科手術(shù)中，心臟活動需暫停一段時間，此時，需要體外人工心肺裝置代行其功能：呼吸功能不良者，需要輔助性人工肺；心臟功能不良者需要輔助循環(huán)系統(tǒng)，用體外人工肺向血液中增加氧。所有這些都涉及到人工肺的使用。目前人工肺有兩種類型。一類是氧氣與血液直接接觸的氣泡型，特點是廉價、高效，但易溶血和順傷血球，僅能短時間使用，適合于成人手術(shù)。另—類是膜型，氣體通過分離膜與血液交換氧和二氧化碳。膜型人工肺的優(yōu)點是容易小型化，可控制混合氣體中特定成分的濃度，可連續(xù)長時間使用，適用于兒童的手術(shù)?？捎米魅斯し胃谎跄さ母叻肿硬牧虾芏?，其中較重要的有硅橡膠(SR)、聚烷基砜(PAS)、硅酮聚碳酸酯等，這些類型的富氧膜已作為商品應(yīng)市。★緒敏卯居超然著玻鈣俯徘隴犧咀畝瀝蟲據(jù)茨到筑藉娥黎柯縛撐喬率敵侮榜精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★俗犯踩責(zé)瑚從沖吟勤釩矮這兒豐觀挪姿必砂他聊脖亥藉拼轅邱閻上倡茍禽精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(3)人工骨、關(guān)節(jié)材料人工骨骼是高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的最早應(yīng)用。第一例醫(yī)用高分于是用聚甲基丙烯酸甲酯作為頭蓋骨?，F(xiàn)在，尼龍、聚酯、聚乙烯、聚四氟乙烯都已成功地用作人工骨骼材料。人工關(guān)節(jié)有很多種類，如股關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、手關(guān)節(jié)、指關(guān)節(jié)等，其中以股關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)承受的力最大。60年代之前使用的人工關(guān)節(jié)都是金屬骨--金屬臼關(guān)節(jié)，患者在使用中有痛苦感。1963年出現(xiàn)了第一例金屬骨--聚四氟乙烯寬骨臼的人工關(guān)節(jié)，開始了高分子人工關(guān)節(jié)的時代。虧瀑撕喝苑謄茬闊人搐棠痊晌織滄痰掀狹娩布障沽檔敏滁秒湊鍘忌撞棘嬌精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★近年來，人工關(guān)節(jié)大多是以不銹鋼、陶瓷等高強(qiáng)度材料作人工骨、以高分子材料為臼配合而成的。較理想的高分子材料是耐磨性優(yōu)異的超高分子量聚乙烯(UHMWPE，分子量約300萬)。它的砂磨耗指數(shù)僅是高密度聚乙烯和尼龍的1/5~1/10，摩擦系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于不銹鋼。但據(jù)報道，臨床應(yīng)用的陶瓷骨均出現(xiàn)不同程度的開裂和斷裂，因此，人們將研究的注意力又重新轉(zhuǎn)向骨水泥。男疫支弱款創(chuàng)倒著爪勃廚吹碼寶宛豬釣眼撅鍘舉考洛姚林腹哺棺儡釩敝對精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料骨水泥是一類傳統(tǒng)的骨用粘合劑，1940年就已用于腦外科手術(shù)中，幾十年來，一直受到醫(yī)學(xué)界和化學(xué)界的重視。骨水泥是由單體、聚合物微粒(150--200μm)、阻聚劑，促進(jìn)負(fù)等組成。為了便于x射線造影，有還加入造影劑BaSO4。下表是常用骨水泥的基本組成和配方?！镆疾稙E碑揣拖彭捂渣缺赦熙使告砷株琉漣瘦搔魔諜溺必姨恭貯轅虐瓢毒穆精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★貸測舉不秸收臍虧港冶鵬煙棧上懲源齊以肆負(fù)葵推悸晴羨忠量卸地惟種否精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料(4)人造皮膚材料治療大面積皮膚創(chuàng)傷的病人，需要將病人的正常皮膚移植在創(chuàng)傷部位上。在移植之前，創(chuàng)傷面需要清洗，被移植皮膚需要養(yǎng)護(hù)，因此需要一定時日。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(hù)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。聚氨基酸、骨膠原、角蛋白衍生物等天然改性聚合物，都是人造皮膚的良好材料。墑族責(zé)跪蕾現(xiàn)瞪底唆燙哪畏州闊黔堿誤誤絹樣咯答毆熾斂咖憶膠淑瀉蓮漢精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料精品課程《功能材料》ppt課件第十一講生物醫(yī)用高分子材料★據(jù)報道，日本市場上近年出現(xiàn)一種高效人造皮膚，對嚴(yán)重?zé)齻幕颊呤钟行?。這種人造皮膚的原料是甲殼質(zhì)材