医用高分子(1)PPT课件

生物体的结构层次 示意图
高分子材料结构层次 示意图
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作为医用高分子的基 本要求：
1、化学惰性，不会因与体液接触而发生反应
人体环境对高分子材料主要有以下一些影响： 1)体液引起聚合物的降解、交联和相变化； 2)体内的自由基引起材料的氧化降解反应； 3)生物酶引起的聚合物分解反应； 4)在体液作用下材料中添加剂的溶出； 5)血液、体液中的类脂质、类固醇及脂肪等物质渗 入高分子材料，使材料增塑，强度下降。
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但对医用高分子来说，在某些情况下，“老 化”并不一定都是贬意的，有时甚至还有积极的 意义。
如作为医用粘合剂用于组织粘合，或作为医 用手术缝合线时，在发挥了相应的效用后，反倒 不希望它们有太好的化学稳定性，而是希望它们 尽快地被组织所分解、吸收或迅速排出体外。
在这种情况下，对材料的附加要求是：在分 解过程中，不应产生对人体有害的副产物。
8.1 概述
一、医用高分子的概念
生命科学——是21世纪备受关注的新型学科。与人类健
康休戚相关的医学，在生命科学中占有相当重要的地位。
医用材料——是生物医学的分支之一，是由生物、医学
、化学和材料学等学科交叉形成的边缘学科。
医用高分子材料
侠义是指那些医用生物材料，作用或应用于 人体，起组织、药用、替代、修复、增强、治疗 、处理、护理等作用的合成高分子材料。
▪人工血管（1951年）
▪人工食道（1951年）
▪人工心脏瓣膜（1952年）
▪人工心肺（1953年）
▪人工关节（1954年）
▪人工肝（1958年）
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➢ 进入60年代，医用高分子材料开始进入一个崭 新的发展时期。
60年代以前，医用高分子材料的选用主要是 根据特定需求，从已有的材料中筛选出合适的加 以应用。
广义是指在医疗行业或在医药领域内被使用
的人工合成的高分子材料。
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二、医用高分子的发展简史
（1）医用高分子材料发展的基础和动力
➢ 生物体是有机高分子存在的最基本形式，有机 高分子是生命的基础。
➢ 在各种材料中，高分子材料的分子结构、化学 组成和理化性质与生物体组织最为接近，因此可 以用作医用材料。
由于这些材料不是专门为生物医学目的设计 和合成的，在应用中发现了许多问题，如凝血问 题、炎症反应、组织病变问题、补体激活与免疫 反应问题等。
人们由此意识到必须针对医学应用的特殊需
要，设计合成专用的医用高分子材料。
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➢ 从70年代始，高分子科学家和医学家积极开 展合作研究，使医用高分子材料快速发展起来。
我们仅希望变化尽可能少一些，或者说寿
命尽可能长源自文库些。
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一般来说，化学稳定性好的，不含易降解基团 的高分子材料，机械稳定性也比较好。
聚酰胺的酰胺基团在酸性和碱性条件下都易降 解，因此，用作人体各部件时，均会在短期内损 失其机械强度，故一般不适宜选作植入材料。
➢ 至80年代以来，发达国家的医用高分子材料 产业化速度加快，基本形成了一个崭新的生物 材料产业。
➢ 在21世纪，医用高分子将进入一个全新的时 代。除了大脑之外，人体的所有部位和脏器都 可用高分子材料来取代。仿生人也将比想象中 更快地来到世上。
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三、医用高分子的分类
（1）从高分子材料角度来分类
硬质塑料材料
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2、对人体组织不会引起炎症或异物反应
有些高分子材料本身对人体有害，不能用作 医用材料。
而有些高分子材料本身对人体组织并无不良 影响，但在合成、加工过程中不可避免地会残留 一些单体，或使用一些添加剂。
当材料植入人体以后，这些单体和添加剂会 慢慢从内部迁移到表面，从而对周围组织发生作 用，引起炎症或组织畸变，严重的可引起全身性 反应。
但研究表明，在排除了小分子渗出物的影响
之外，与其它材料相比，高分子材料本身并没有
比其他材料更多的致癌可能性。
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4、具有良好的血液相容性
当高分子材料用于人工脏器植入人体后，必然 要长时间与体内的血液接触。因此，医用高分子对 血液的相容性是所有性能中最重要的。
血栓的形成：一般认为材料表面与血液接触后 ，蛋白质和脂质吸附于材料表面，材料发生构象变 化，有些则导致血液中各有关成分发生相互作用， 有的凝血，有的溶血反应，最终形成血栓。
医用塑料材料 中软质材料
医
膜、片质材料
用
高
已硫化弹性体
分
医用弹性体
后硫化弹性体
子
多孔弹性体
材
医用纤维材料
料
医用粘合剂
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（2）从医疗和医学角度来分类
生物医学材料
人工器官 人造血液 外科材料 药物释放媒介材料
医疗器械和其它材料
医疗器械
诊断器械 检验器械 治疗器械
包装材料 其它 卫生消毒材料
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8.2 医用高分子材料的基本要求
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3、不会致癌
根据现代医学理论认为，人体致癌的原因是 由于正常细胞发生了变异。当这些变异细胞以极 其迅速的速度增长并扩散时，就形成了癌。
当医用高分子材料植入人体后，高分子材料本 身的性质，如化学组成、交联度、相对分子质量 及其分布、分子链构象、聚集态结构、高分子材 料中所含的杂质、残留单体、添加剂都可能与致 癌因素有关。
用棉花纤维、马鬃缝合伤口， 中国人用羊肠缝堵伤口。古老 的印地安人用木片修补过受伤 的颅骨。
➢ 四千多年前中国、埃及的一 些墓葬中发现假牙、假耳。
➢ 进入20世纪，高分子科学迅
速发展，新的合成高分子材料
不断出现，为医学领域提供了
更多的选择余地。
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➢ 此后，一大批人工器官在50年代试用于临床。
▪人工尿道（1950年）
➢ 来自医学领域的客观需求。当人体器官或组织因疾
病或外伤受到损坏时，需要器官移植。然而，只有在很少
的情况下，人体自身的器官（如少量皮肤）可以满足需要
。采用同种异体移植或异种移植，往往具有排异反应。在
此情况下，人们自然设想利用其他材料修复或替代受损器
官或组织。
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➢（大2）约医五千用多高年分前子，材埃料及发人展就史
医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大难
题是材料的抗血栓问题。
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5、长期植入体内不会减小机械强度
许多人工脏器一旦植入体内，将长期存留 ，有些甚至伴随人们的一生。因此，要求植入 体内的高分子材料在极其复杂的人体环境中， 不会很快失去原有的机械强度。
事实上，在长期的使用过程中，高分子材 料受到各种因素的影响，其性能不可能永远保 持不变。