生物医用材料_尹玉姬
生物医用人工骨修复材料研究现状
生物医用人工骨修复材料研究现状1.研究背景人体骨组织本身有一定的再生和自修复能力，但只限于小面积的骨缺损，并且随着年龄的增长、疾病、其他因素，这种能力会有所衰退。
其中，软骨是一种致密的结缔组织。
关节软骨缺乏血供以及受伤后未分化的细胞难以迁移到受伤部位，所以其自身修复的能力较差。
因此对于创伤、感染、肿瘤以及发育异常的个原因引起较大的骨缺损，单纯依靠骨组织自身的修复自然无法自然自愈，需要进行骨移植手术治疗。
常用人工骨修复材料分为四类，为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料、复合材料[1]。
1.人工骨修复材料分类及特点2.1 金属材料用于人工骨的金属材料主要材料为不锈钢、钛合金、钴基合金，此外还有贵金属、纯金属钽、铌、锆。
金属材料的优点是力学强度高，缺点是可能有毒性、易腐蚀，应力遮挡效应，易造成骨质疏松[2]。
2.2 无机非金属材料无机非金属材料具有与天然骨良好的亲和性，可在人体内稳定存在，适合用作人体硬组织部位的替换材料。
磷酸钙、生物活性玻璃是骨修复研究中常用的无机非金属材料[3]。
磷酸钙有良好的生物降解性、理想的生物相容性和骨传导性。
磷酸钙表面能形成磷灰石层，与骨组织通过化学键稳定结合，进而提高与受损骨间的整合效果。
2.3 有机高分子材料骨组织工程研究中常用的有机高分子材料，根据来源可分为天然高分子与人工合成高分子两类。
其中，天然高分子包括胶原、纤维蛋白、丝素蛋白、甲壳素、透明质酸、海藻酸钠和壳聚糖等；人工合成高分子包括聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、羟基乙酸-乳酸共聚物（PLGA）和聚已内酯[4]。
胶原是天然骨中有机质的主要组成成分，具有良好的生物相容性。
它能为钙盐沉积提供位点，同时还能与调控细胞矿化的蛋白相结合，促进骨基质矿化。
但存在机械强度较低、降解过快等不可调控的缺陷。
2.4 复合材料复合材料是根据材料的优缺点，将两种或以上的不同材料进行复合制得，不仅兼具组分材料的性质，还可以得到单组分材料不具备的新性能。
注射用香菇多糖原料药沉降工艺优化
北 方药学 ２ １ 年第 ９卷第 ７期 ０２ ｐ Ｈ值对香菇多糖沉降的单因素试 验 ：结果见表 ２ （ ）
表 ２
表 ５
２ｌ
ｐ Ｈ值
收 率 百 分 比（ ％）
９５ １．３ ０５ １．４ １ １ １．４ １ ． ． ２ ０１ １．２ １ １ ． ２１ ２ ６ ０ ５ ５
２４ ３９ ５８ ７９ ７５ ６７ ６１ ． ３ ．７ ．８ ．２ ．９ ．４ ． ２
实验结果表 明调节溶液 ｐ Ｈ为 １ 左右 ，可 以获得较好 的 １ 收率和纯度 ， 实验 中发现产品 的色泽 随溶液 的 ｐ Ｈ值升高而有 所加深 。 ３４反应温度对香菇多糖 纯化的影响 ． 称 １０ ８ｇ香菇多糖粗 品（３ ４ ６批 ， ００１ 自制 ， 含量 为 ３ ．％） ０ ７ ， 加纯 化水 １０ ８ Ｌ溶胀溶解 ， 滤 ， 过 高速离 心机 离去极少 量的不 溶物 ， 得清液 。 将此清液混匀分九份 ， Ｔ Ｂ用 量 比均为 ０１ ，用氢氧化 ＣＡ ． ５ 钠溶液调节反应液 的 ｐ Ｈ值到 １．， １ 将这 组溶液 的温度分别调 ０ 节 为 １ ℃、５ ２ ℃、５ ３ ℃、５ｃ ４ ｃ 、５ ５ ℃。并使 ０ １ ℃、０ ２ ℃、０ ３ ｃ、０Ｃ ４ ℃、 ０ 每份 的体积相 同， 反应 时间相 同 ， 沉降 时间相 同 ， 出物经 同 析 法酸碱处理 ， 乙醇 、 乙醚洗涤后真空干燥得成 品检测 。 温度对香菇多糖沉降 的单 因素试验 ：结果见表 ３ （ ）
。 ２ ２ ２ ， ， 。 ２ ， 。 ２ 。 ２ ， 。 ３ ： 。 ， ２
Ｒ＿ ＿
５
４８ ．５
由表 可知 ： ：：。 ＡＢＣＤ 为香菇 多糖 沉 降反应 的最佳工 艺条 件， 即料水 比为 １１０ 、 降剂用量百 分 比为 １％、 ：０ ０ 沉 ５ 反应温度
明胶及其在生物医学材料中的应用
明胶及其在生物医学材料中的应用1关林波1**,但卫华1***,曾睿2，3,米贞健2,林海1,但年华1，2,陈驰1,曲健健1,叶易春11. 四川大学皮革化学与工程教育部重点实验室，610065；2. 成都佰乐金生物科技有限公司，610065；3. 四川大学轻纺与食品学院，610065；摘 要：明胶是一种天然的高分子材料,其理化性质、生物学性能研究表明其是制造生物医用材料的良好材料。
本文阐述了明胶的各种性质,根据大量前人研究材料总结出当明胶与其他生物材料复合时,明胶基生物医用材料在医学领域的各个方面都有着良好的应用。
关键词：明胶 生物医学材料 应用1． 概述明胶是由胶原部分水解而得到的一类蛋白质，明胶的性质与胶原的结构有关。
胶原分子具有棒状三螺旋结构，当其部分水解制备明胶的过程中，胶原的这种三螺旋结构发生部分分离和断裂。
胶原具有重要的生物学性质—力学性能高、促进细胞生长、止血、生物相容性和生物降解性，多年来一直促使许多研究者设想制备胶原基生物材料。
然而直到近20年随着胶原化学的发展，人们对胶原的结构和性质有了更为清楚的认识，这种设想才得以变为现实。
在胶原的应用发展同时，明胶所表现出来的一些良好的理化性能，使得它在医药工业、临床医学和临床治疗中有广泛的应用。
2． 明胶的结构及理化性质[1～4]2.1 明胶的结构及分类明胶不是一种单一化合物，其成分受胶原来源的影响，其氨基酸组成与胶原相似，但因预处理的差异，组成成分也可能不同。
不同规格的明胶分子量一般为20 000～250 000不等。
当胶原蛋白的分子水解时，三股螺旋互相拆开，其肽链有不同程度的分离和断裂。
这种分离和断裂方式有三种(如图一)：(1)螺旋完全松开，成为三条互不联结的、不规则盘旋的肽链；(2) 一条肽链分离，另两条肽链松开后仍有氢键联结；(3) 三条肽链松开后仍有氢键相互联结。
胶原蛋白分子的棒状三螺旋结构按上述三种方式分离和断裂后就形成了明胶分子的结构。
参考文献1
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青龙衣提取物对人肝癌细胞株抑制作用的实验研究
样 变， 部分 细胞坏 死 ； 激 光共 聚 焦显微镜 检 测 结果 显 示 胡桃 醌作 用 于肝 癌 细胞 Ｓ ＭＭＣ一７ ７ ２ １后 细胞 内
未成熟外果皮 ， 该药始载于《 开宝本草》 ， 自《 山东 中草 药手册 》 称 之为 “ 青龙 衣 ” 后 一直 延 用此 名 称 Ｊ 。青龙
衣抗肿 瘤 民间广 泛应 用 ， 许 多 学 者从 不 同角 度 对 其进
Ｄ ＭＥ Ｍ 高糖 培养 基 （ 美国 Ｇ Ｉ Ｂ Ｃ Ｏ） ； 胎 牛血 清 （ 杭
姬艳 菊 ， 徐 巍
（ 哈尔滨 医科 大学 附属 第一 医 院中西 医结合 科 ， 黑 龙 江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ） 摘 要： 目的 ： 通过 青龙 衣提取 物 对人 肝 癌 细胞株 Ｓ ＭＭＣ一 ７ ７ ２ １的抑制 作 用 ， 筛选 出其抑 瘤 活性 成 分 并
探 讨 其机 制 。方 法 ： 青龙 衣抑 瘤 活性成 分胡桃 醌 与 氟尿 嘧啶 、 奥 沙利铂 、 亚砷 酸 注射 液分 别作 用 于人肝
行 了研究 ， 希望 通过 提 纯 找 寻到 价 廉 有效 的抗 肿 瘤 新 药＿ ３ Ｉ ９ ］ 。本研究 用 石油 醚 、 乙酸 乙酯 、 正 丁醇 萃 取青 龙 衣所 得单 体作 用 于 人 肝 癌 细 胞 株 Ｓ ＭＭ Ｃ一７ ７ ２ １ ， 阐 明
其真 正抑 瘤成分 胡 桃醌 并 对 抑 瘤 机 理进 行 相 关 研究 ， 为抗 肿瘤新 药研 发 提供实 验基 础 。
Ｃ ａ 浓度增 加 。结论 ： 青龙 衣提 取 物 抑 瘤 活性 成 分 为化 合 物胡 桃 醌 ； 胡 桃 醌 对人 肝 癌 细胞 株 Ｓ ＭＭＣ一
柞蚕丝素蛋白生物医用材料及其制备方法[发明专利]
![柞蚕丝素蛋白生物医用材料及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e44321e5de80d4d8d15a4fff.png)
专利名称：柞蚕丝素蛋白生物医用材料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：左保齐
申请号：CN200610155970.4
申请日：20061230
公开号：CN101036802A
公开日：
20070919
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种生物医学工程材料及其制备方法，特别涉及一种细胞易黏附生长的三维组织修复材料及其制备方法，属生物医用材料技术领域。
它以天然柞蚕丝为原料，柞蚕丝素蛋白溶解后，采用静电纺丝方法，得到柞蚕丝素蛋白纤维构成的三维无纺网状结构，纤维直径为50nm～
20μm，纤维间孔隙为1～500μm，无纺网厚度为50nm～20mm；柞蚕丝素的分子量为10×10～20×10D。
这种生物医学工程材料具有无毒无害，生物相容性良好，细胞黏附生长性能优良的特点，且原料丰富，成本低廉，可望代替高成本的胶原等生物医用材料，用作人工皮肤、肌腱、软骨、硬脑膜等修复材料，特别是组织细胞诱导材料。
申请人：苏州大学
地址：215006 江苏省苏州市沧浪区十梓街1号
国籍：CN
代理机构：苏州创元专利商标事务所有限公司
代理人：陶海锋
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丝素蛋白在骨组织工程中的应用的研究进展
丝素蛋白在骨组织工程中的应用研究进展张艳红1朱良均1姚菊明2（1浙江大学动物科学学院/应用生物资源研究所，杭州 310029；2浙江理工大学纺织与材料学院，杭州，310018）摘要丝素蛋白因其良好的生物相容性，支持多种细胞的黏附及增殖，成为一种优良的生物材料，广泛应用于组织工程研究中。
本文简述了丝素蛋白的结构和主要性能，以及丝素蛋白在骨组织工程中的应用及研究进展。
关键词丝素蛋白；骨组织工程；生物材料；研究进展Application and advance of silk fibroin protein in bone tissueengineeringZhang yanhong1 Zhu liangjun1 Yao juming2(1Institute of Applied Bioresources, College of Animal Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310029; 2College of Materials and Textiles,Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018)Abstract: Silk fibroin is a good kind of biomaterial with excellent biocompatibility. It supported the cell adhesion and proliferation. In recent years, silk fibroin has been widely used in the research of tissue engineering. In this article, the recent development of silk fibroin in bone tissue engineering has been reviewed.In addition, the structure and the properties of silk fibroin have also been reviewed.Key words: silk fibroin; bone tissue engineering; biomaterials; advance骨组织工程是将种子细胞、生长因子和生物材料三要素复合以后应用于体内的骨组织再生和体外的骨组织构建，其中生物材料为细胞的生长、繁殖、新陈代谢以及形成新组织提供支持，是骨组织工程中的关键因素[1]。
预混合磷酸钙骨水泥研究进展
预混合磷酸钙骨水泥研究进展
张永东;尹玉姬;白人骁
【期刊名称】《中国骨伤》
【年(卷),期】2008(021)004
【摘要】磷酸钙骨水泥以其良好的生物相容性、骨传导性及可塑性被作为骨缺损重要的修复材料,其性能的改进研究仍然是生物医学骨组织工程领域的热点课题.预混合磷酸钙骨水泥较传统原位即时混合型磷酸钙骨水泥具有方便临床手术操作、节约手术时间、便于保存等优点,克服了即时混合不均匀、不充分的缺点,并能根据缺损部位形状不同而随意塑形,因而预混合磷酸钙骨水泥也成为该领域研究热点之一.【总页数】3页(P320-322)
【作者】张永东;尹玉姬;白人骁
【作者单位】天津医科大学,天津,300070;天津大学材料科学与工程学院;天津市骨科研究所
【正文语种】中文
【中图分类】R6
【相关文献】
1.燃烧室贫油多旋流预混合预蒸发特性数值研究 [J], 周君辉;王力军
2.自体富血小板血浆混合磷酸钙骨水泥修复椎体骨缺损的实验研究 [J], 郭瑛;贾连顺;吴维敏;张力军;邢国;彭波;吴柏
3.硅酸钙基类预混合根管封闭剂生物学性能研究进展 [J], 陈耀忠; 潘洁
4.预混顺序对复合型磷酸钙骨水泥晶体特征的影响 [J], 刘燕;姚丽芸;周彬;毛靖
5.惰性多孔介质中预混合燃烧的研究进展 [J], 杜礼明;解茂昭;邓洋波
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壳聚糖-明胶-透明质酸薄膜的制备及其性能的研究
壳聚糖-明胶-透明质酸薄膜的制备及其性能的研究刘海峰;尹玉姬;毛津淑;姚康德;杨光辉;崔磊;曹谊林【期刊名称】《中国生物医学工程学报》【年(卷),期】2005(024)003【摘要】本实验采用表面修饰法和共混法两种不同的方法将透明质酸引入壳聚糖-明胶体系,制备了壳聚糖-明胶-透明质酸复合薄膜,考察了薄膜的表面形貌、亲水性和力学性能等理化性能以及生物相容性.实验结果表明,壳聚糖-明胶-透明质酸薄膜具有良好的亲水性,而共混法和表面修饰法制备的薄膜在力学性能上各有所长.体外细胞培养结果表明,成纤维细胞在共混法制备的薄膜上的黏附和生长情况要明显好于表面修饰法制备的薄膜.【总页数】6页(P271-276)【作者】刘海峰;尹玉姬;毛津淑;姚康德;杨光辉;崔磊;曹谊林【作者单位】天津大学材料科学与工程学院,天津,300072;天津大学材料科学与工程学院,天津,300072;天津大学材料科学与工程学院,天津,300072;天津大学材料科学与工程学院,天津,300072;上海组织工程研究与开发中心,上海,200235;上海组织工程研究与开发中心,上海,200235;上海组织工程研究与开发中心,上海,200235【正文语种】中文【中图分类】R318.08【相关文献】1.壳聚糖-明胶-透明质酸-硫酸肝素复合支架的制备及性能评价 [J], 林小敏;关水;葛丹;刘天庆;马学虎;崔占峰2.壳聚糖微球及壳聚糖-明胶复合物微球的制备及缓释性能研究 [J], 曲凤华;栗明献;陈微;李超英3.透明质酸/壳聚糖双层修饰的介孔生物活性玻璃的制备与性能研究 [J], 仇可新4.透明质酸/壳聚糖双层修饰的介孔生物活性玻璃的制备与性能研究 [J], 仇可新5.静电纺明胶/透明质酸固态面膜的制备与性能研究 [J], 陈洋;唐予远;任改焕;李博;张亚洲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
生物医用高强度水凝胶的研究进展
生物医用高强度水凝胶的研究进展李钒;张金龙;尹玉姬【期刊名称】《化工进展》【年(卷),期】2012(031)011【摘要】水凝胶是一种高含水量的三维网状聚合物,广泛应用于各个领域,但力学性能较差的特点限制了其在生物医用领域的应用。
因此,如何提高水凝胶的力学强度成为国内外专家学者研究的重点。
本文主要介绍了几种新型高强度水凝胶的合成及研究进展,包括滑动水凝胶、双网络水凝胶、复合水凝胶以及其它水凝胶,详细分析了影响这些水凝胶力学性能的因素。
指出研制具有生物相容性、可生物降解、可注射、可负载活性因子并且具备良好的力学性能水凝胶是今后的研究方向。
%Hydrogels are there-dimensional polymer network in which the voids are filled with water. Hydrogels have been widely used in various fields including biomedical engineering. However, they have very limited applicability due to their poor mechanical strength. Therefore, many efforts have been focused on the enhancement of mechanical properties of hydrogels. This review mainly introduces some novel high strength hydrogels, such as slide-ring hydrogels, double network hydrogels, composite hydrogels and others and analyzes the factors affecting mechanical properties of hydrogels. Biocompatible, degradable, injectable, loading growth factor and high strength hydrogels as major research directions.【总页数】10页(P2511-2519,2534)【作者】李钒;张金龙;尹玉姬【作者单位】天津大学材料科学与工程学院,天津市材料复合与功能化重点实验室,天津300072;天津大学材料科学与工程学院,天津市材料复合与功能化重点实验室,天津300072;天津大学材料科学与工程学院,天津市材料复合与功能化重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TQ317【相关文献】1.高强度水凝胶纳米复合材料的研究进展 [J], 王静;刘红科;刘平生;李利2.生物医用水凝胶研究进展 [J], 王薇;关国平;王璐3.生物医用水凝胶材料的研究进展 [J], 罗芳4.高强度疏水缔合水凝胶的研究进展 [J], 高光辉;姜海成;高阳;任秀艳5.高强度胶原水凝胶的制备和应用研究进展 [J], 李阳阳;梅瑶瑶;许婷婷;陈冰清;李季衡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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专论与综述 Monograph and Re view生物医用材料尹玉姬 李 方 叶 芬 姚康德(天津大学高分子材料研究所,天津,300072)提 要 介绍了生物医用材料的进展和一些潜在的应用前景。
关键词 生物医用材料,生物相容性,组织工程 生物医用材料(Biomedical Materials)又称生物材料(Biomaterials),是和生物系统接合以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。
许多临床应用的生物医用材料原本不是按生物医用材料所设计,而是以现有材料解决实际问题。
近几年来,逐渐开始重视生物医用材料的设计与制备,使其本体特别是表面具有所需的化学、物理和生物特性,因而扩大了应用领域[1]。
20世纪80年代后期,工程学科与医学学科交叉产生的组织工程兴起,将工程科学原理和方法与生命科学(医学、生物学)相融合,使生物组织功能再生、维持和改善。
组织工程的产生对相关生物医用材料提出了新的挑战,除生物功能性和生物相容性外,更要求与组织接触时产生所期望的响应。
1 生物医用材料的研究与开发1.1 生物医用材料生物医用材料的设计与制备,趋于使材料具有所需的化学、物理和生物功能,此类材料既可直接制备,亦可将所需组分引入材料,或由现有材料经化学或物理修饰产生相应功能。
1.1.1 生物陶瓷 天然矿化物含有少量有机大分子,以控制无机组分的成核、生长、微结构及矿化材料的性质等,大分子包括蛋白质、糖蛋白和多糖,其结构中富含羧酸(如蛋白质中的谷氨酸和天冬氨酸残基)。
此类大分子嵌入矿化物微结构内使脆性材料增韧,这与微裂缝的偏位和裂缝扩展吸收能相关。
Samuel I.Stupp研究组探索以天然大分子控制生物陶瓷的微结构,制备出“有机磷灰石”并用做人工骨。
这类“有机磷灰石”含有聚氨基酸、寡肽和合成聚电解质[2]。
1.1.2 表面修饰金属 硬组织材料如人工关节和人工牙根,除生物相容性外,更要求承受一定负荷。
常用表面涂层的方法赋予不锈钢SUS316、Co-Cr合金、钛合金等材料生物相容性和耐磨损性。
此类表面工程包括:(1)向金属表面添加异种粒子,使金属表面合金化和陶瓷化;(2)表面基材以不同的金属涂层和陶瓷涂层修饰。
可用离子注入和电子射线法进行上述表面改性,如向SUS316L和钛合金表面渗氮,以提高人工股关节和人工膝关节的耐磨性。
为改善与骨的结合性,可采用钙离子注入方法。
用高能量电子线对金属表面进行热处理后,表面成为非晶态,这将有助于提高表面的硬度。
金属表面用生物活性陶瓷羟基磷灰石和AW玻璃涂层的效果经动物试验后已被临床应用所确认。
钛及其合金经碱处理后形成生物相容性良好的表面层,有关这方面的研究正在进行中[3]。
1.1.3 高分子生物医用材料 可用一般单体共聚制备几乎单分散的高分子材料。
所制得的聚合物可含有特异的亲水或疏水基团、生物降解重复单元。
也可形成三维扩展的星型聚合物和树枝型聚合物,这种聚合物有一个中央核,高度支化结构使其具有大量端基。
一个二乙烯基苯核能扩展40到50个聚氧化乙烯(PE O)。
与线性PE O相比,这种聚合物的密度显著增加。
由于PE O密度的提高能更好地从空间上排斥蛋白质或细胞的吸附,这种方法可有效提高材料的生物相容性[1]。
随着基因工程技术的发展,可制备出均一结构的蛋白质,包括含有非天然氨基酸的多肽。
但要注意的是免疫原性和所制备人工蛋白质的纯度。
聚合物表面或本体改性是高分子生物医用材料的主要发展方向,如将聚氧化乙烯(PEO)接枝或引入现有聚合物如聚氨酯中,以提高生物相容性或控制蛋白质的吸附。
1.2 组织工程相关生物医用材料为使生物医用材料与细胞/组织接触时产生所期望的反应,控制材料与细胞/组织间的相互作用极为重要。
如何抑制生物医用材料与细胞间非特异相互作用,促进生物特异作用乃是关键所在。
可将不同类型的配体(如肽、寡糖和脂质体)设置于材料表面,藉配体与细胞表面受体间的生物识别赋予材料生物特异性。
如精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(R GD)三氨基酸序列通过细胞表面整联蛋白受体可促进细胞的粘连、迁移和功能,且能控制附着细胞的类型。
根据不同的目标细胞,可采用特异的氨基酸序列。
如促进内皮细胞粘连,可采用精氨酸-谷氨酸-天冬氨酸-缬氨酸(Arg-Glu-Asp-Vsl)序列,此类方法可用在人工血管方面[4]。
nger研究组构建了新型生物素化聚(乳酸-嵌段-乙二醇),此生物降解高分子材料是生物素化聚乙二醇(PE G)和聚乳酸(PLA)的嵌段共聚物。
其本体性能由PLA嵌段控制,表面性质由PE G嵌段决定,它可抑制蛋白质的非特异性相互作用。
生物素化高分子材料表面与抗生物素蛋白可藉偶合物产生特异结合,这有利于内皮细胞在R GD 修饰表面上偶联蛋白介导铺展[5]。
1.3 生物活性物质控制释放载体生物活性物质控制释放技术的关键是载体材料。
作为载体,生物活性物质在其中必须稳定,能确保活性物质按需释放。
此外对特定的剂型有特殊要求,如注射制剂注射时的疼痛感,眼睛对眼用制剂的舒适感觉等等。
对剂型而言,其溶解度/溶解速率是必须考虑的一个因素。
20世纪80年代美国药典将药物释放体系分类为立刻释放、缓和释放、延迟释放、长效释放和靶向释放,均需以载体材料的结构、传递、降解机理进行调控。
此外,以环境(pH、离子强度、温度等)响应高分子材料开发了病灶信号响应药物释放体系。
2 生物医用材料应用概况2.1 生物接合材料吸收性缝合线由肠线、再生胶原和甲壳质等天然纤维以及聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)和其共聚物等合成纤维制备。
天然纤维虽生物亲和性好,但强度较低,而合成纤维会引起异物反应,其单丝硬度也过高。
用柔软而强度高的聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维制备非吸收性缝合线的研究正在进行中。
医用粘合剂一般用于粘连组织或粘膜,其使用范围与粘接性能、寿命和生物惰性相关。
生物粘合剂的性能取决于其表面润湿性、粘合剂对聚合物和组织界面的渗入情况及其间相互作用,而粘合剂降解特性的可调控性与降解产物的毒性亦在考虑之列[6]。
2.2 软组织用材料2.2.1 人工血管 现常以聚酯纤维和聚四氟乙烯(PTFE)纤维为基材。
抗血栓性优异的人工血管亦采用聚氨酯、聚乙烯醇(PVA)等,但仍不能制备小口径血管。
为确保在体内的抗血栓性,需植入后释放肝素。
将具有天然抗血栓性能的内皮细胞覆在人工血管内侧,可赋予其长久的抗血栓性,但由于消毒困难,易感染,操作复杂,还没有用到临床上。
2.2.2 人工皮肤 现已由创伤敷料发展到皮肤代用品。
用患者自身细胞培养的皮肤取代物发展前景广阔,这与现代医疗的个体化趋势相关。
2.2.3 人工心脏 要求良好的血液相容性和动态耐久性,现仍以多嵌段聚氨酯为主要材料,用于辅助心脏功能。
2.2.4 眼科材料 硬质隐形眼镜以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为主,软质隐形眼镜可用聚甲基丙烯酸2-羟基乙酯(PHE MA)、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸丁酯等制备。
但在光性能、机械性能、表面亲水性、透氧性、抗污染性以及价格、人体舒适感等方面仍待改进。
人工晶体一般用PMMA 制造。
PHE MA和硅氧烷、聚乙烯醇(PVA)等的软人工晶体在开发中。
人工角膜由聚四氟乙烯和PMMA制备,关键是解决组织粘合性。
2.3 硬组织用材料2.3.1 硬组织修复材料 人工骨、人工关节主要以金属、陶瓷及高密度聚乙烯制备。
作为硬组织修复材料除了生物相容性外,更要求高强度以满足长期使用的特点。
正在探索超高分子量聚乙烯和生物相容性良好的羟基磷灰石、氧化铝陶瓷的复合以及高模量碳纤维、氧化铝纤维等材料的复合。
超高强度聚乙烯复合纤维可用于硬组织的修复。
而聚乙烯醇对人工关节软骨的适用性正在评价中。
由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯和碳纤维制备的人工韧带在强度和硬组织粘连性能上仍存在问题,正试图在碳纤维上包覆聚乳酸、聚乙醇酸或再生胶原以解决组织诱导问题。
外科手术中,降解聚合物由于可防止体内永久性异物存在问题,因此相对于其他材料更受欢迎。
从材料角度考虑,降解聚合物组织相容性好,手术方便,骨整合性好,但大多数可降解聚合物强度太低,不能用做承载型植入物。
解决方法之一是设计自增强复合材料,即把聚乙醇酸(PGA)圆柱状纤维埋在PGA基材内。
此类材料已在2万余例患者身上进行试验,其中部分结果优于金属固定装置。
但缺点是X射线透视的能见度差,确保骨愈合的刚性损失太快,8%的患者出现非感染性炎症反应,这可能是由聚合物的酸性降解产物引起的。
另一种方法是合成较高强度的聚合物,如聚二氧杂环己酮,已被美国药品与食品管理局批准用做缝合线,但其力学性能尚不能满足长骨骨折治疗的要求。
其他还有含芳香族单体如酪氨酸的可降解主链聚合物。
近年来,以可降解高聚物作为基体形成的羟基磷灰石(HA)复合材料已成为合成骨材料研究热点之一。
多孔可降解高聚物的应用能使成骨细胞长入复合材料空隙使其粘附、分化和增殖,提高HA 的骨传导性。
固态的HA/可降解高聚物材料可作为承力环境中的骨替代材料使用。
国内外研究多采用HA/胶原、HA/聚乳酸、H A/聚乙烯醇、HA/聚羟基丁酸戊酸酯,作者们则用溶胶-凝胶法制备HA/壳聚糖-明胶网络复合材料。
结果表明所制备复合材料的弯曲强度达到了密质骨弯曲强度的下限,断裂强度接近人体密质骨。
2.3.2 口腔材料 口腔生物医用材料研究与开发正面临性能/价格比的挑战,如何以相对价廉和重现性高的方法制备力学稳定性好的惰性聚合物是关键。
因此,现广泛采用高交联度聚合物,此类材料由多官能度的丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯经紫外辐射交联而成。
交联聚合物(如聚二甲基丙烯酸酯)广泛用做口腔材料。
修牙是交联材料的重要应用场合,要求单体无毒,在氧与水存在下迅速聚合,聚合物性质和牙质相匹配,能与组织很好粘接,不降解,长时间不发黄等。
为治疗牙周炎还将生物医用材料用于控制释放装置,常用乙烯-醋酸乙烯酯或其他聚合物包牙齿的薄柱,以释放四环素或其他药物。
此时也可采用降解聚合物。
2.4 生物型人工器官众所周知,胰脏内的胰岛能分泌对糖代谢起重要作用的胰岛素等激素,胰岛受损将导致胰岛素依存型糖尿病。
将胰岛封入半透膜(免疫隔离膜)后再移植就是所谓的生物型人工胰。
用琼脂和聚苯乙烯磺酸包埋胰岛,将形成免疫隔离膜,能通透氧、营养物(糖)等低分子物,但阻挡免疫细胞、抗体和补体等大分子物渗入囊内,同时,胰岛分泌的胰岛素向外扩散,发挥胰的功能。
这方面的研究现已进入临床试验。
生物型人工肝正在研制中。
体外培养肝细胞后,种植在三维载体中,探索肝干细胞分化诱导技术。
先用小动物模型进行移植试验,而后做中型动物试验,目的是能形成含血管和胆管的细胞聚集体,最终使其组织化[7]。
2.5 生物医用材料新方向许多现有材料有可能成为有用的生物医用材料。
如有些导电材料或聚合物可用于生物传感器、药物释放电化学控制装置。