功能高分子材料论文 生物医学方面的应用
高分子材料在生物医学工程中的应用有哪些
高分子材料在生物医学工程中的应用有哪些在当今生物医学工程领域,高分子材料正发挥着越来越重要的作用。
高分子材料具有独特的性能和多样化的特点,为解决众多医学难题提供了有效的解决方案。
高分子材料在人工器官领域的应用堪称一大亮点。
以人工心脏为例,其制造需要使用具有优异机械性能和生物相容性的高分子材料。
例如,聚氨酯具有良好的弹性和耐磨性,常被用于制造人工心脏的心室和瓣膜等部件。
这些高分子材料不仅能够模拟人体心脏组织的力学性能,还能有效抵抗血液的冲刷和侵蚀,延长人工心脏的使用寿命。
在组织工程中,高分子材料更是不可或缺。
组织工程旨在构建和修复受损的组织和器官。
高分子支架材料为细胞的生长和分化提供了适宜的环境。
聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)等可降解高分子材料,能够随着组织的再生逐渐被人体吸收,避免了二次手术取出的风险。
它们的孔隙结构和表面化学性质可以通过精心设计,以促进细胞的黏附、增殖和分化,从而实现组织的重建和修复。
药物输送系统也是高分子材料的重要应用方向之一。
传统的药物治疗往往存在药物浓度波动大、副作用多等问题。
高分子材料可以作为药物载体,实现药物的控释和靶向输送。
例如,纳米粒子包裹的高分子材料可以通过特定的修饰,使其能够识别病变细胞表面的标志物,从而将药物精准地输送到病灶部位,提高治疗效果的同时减少对正常组织的损伤。
高分子材料在医疗器械方面也有广泛的应用。
医用导管,如输液管、导尿管等,通常采用柔软且具有良好生物相容性的高分子材料,如聚氯乙烯(PVC)和硅橡胶。
这些材料不仅能够保证导管的柔韧性和通畅性,还能减少对人体组织的刺激和损伤。
在伤口敷料领域,高分子材料同样表现出色。
水凝胶类高分子敷料能够保持伤口湿润的环境,促进伤口愈合。
它们具有良好的透气性和吸水性,可以吸收伤口渗出液,同时防止外界细菌的侵入,为伤口的恢复创造了有利条件。
另外,高分子材料在牙科领域也有重要地位。
补牙材料、牙冠材料等常常基于高分子树脂。
高分子材料在生物医学领域的应用研究进展
高分子材料在生物医学领域的应用研究进展近年来,随着生物医学领域的不断发展,高分子材料作为一类重要的材料,已经在生物医学领域得到广泛的应用。
高分子材料具有良好的生物相容性、可控制的释放性能以及可塑性等特点,使其在生物医学材料中有着巨大的潜力。
本文将对高分子材料在生物医学领域的应用研究进展进行综述。
一、高分子材料在组织工程中的应用组织工程是一门旨在通过组织工程支架和细胞培养来重建和修复受损组织或器官的学科。
高分子材料作为一种理想的组织工程支架材料,被广泛应用于组织工程的研究中。
例如,聚乳酸(PLA)和聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)等高分子材料在骨组织工程中具有良好的应用前景。
它们可以被制成各种形状的支架,提供细胞附着和生长的支持,并逐渐降解为体内组织。
二、高分子材料在药物传递系统中的应用药物传递系统是指将药物以一种可控的方式传递到特定部位的系统。
高分子材料能够通过改变材料的性质和结构,实现对药物的控制释放。
例如,聚乙二醇(PEG)被广泛用于制备纳米粒子药物传递系统。
通过改变PEG链的长度和密度,可以调节纳米粒子的稳定性和药物的释放速率,从而提高药物的治疗效果。
三、高分子材料在仿生材料中的应用仿生材料是指模仿生物体组织、器官或器械的形态、结构和功能所设计的材料。
高分子材料因其良好的生物相容性和可塑性,在仿生材料的研究中具有重要的应用价值。
例如,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)被广泛应用于义眼、牙齿修复和关节置换等医疗器械中。
PMMA具有良好的透明性和易形性,可以模拟天然组织的外观和形态,提高患者的生活质量。
四、高分子材料在抗菌材料中的应用抗菌材料是指能够抑制细菌生长和传播的材料。
高分子材料因其具有良好的可控性和生物相容性,被广泛用于抗菌材料的研究。
例如,聚苯乙烯(PS)和壳聚糖(CS)可以通过改变它们的化学结构,提高材料的抗菌性能。
这些高分子材料可以在医疗器械、医用敷料和口腔护理产品等方面发挥重要作用,有效减少病原菌对人体的危害。
高分子材料在生物医药中的应用
高分子材料在生物医药中的应用随着生物医学研究水平的不断提高,高分子材料得到了更广泛的应用。
高分子材料是具有高分子量的聚合物,这些材料可以被制成各种不同的形状和大小。
它们在生物医药中的应用研究已经持续了许多年。
高分子材料的应用范围涵盖了许多领域,包括生物学、医学和化学等多个领域。
一、高分子材料在生物医药领域中的作用1.治疗癌症高分子材料在癌症治疗方面已经得到了广泛的应用。
与传统的治疗方法相比,它们能够更好地减轻患者的痛苦。
其中,最常见的一种方法是使用聚乳酸酯材料来制作生物降解的支架,这种支架可以在肿瘤的周围区域放置,以减轻组织对肿瘤的侵袭。
此外,高分子材料还可以通过注射载药纳米粒子等方式向肿瘤患处施加无创的治疗。
2.组织工程高分子材料在组织工程领域中也被广泛使用。
其中,与骨骼方面有关联的研究受到了广泛的关注。
这种材料可以从人体中取出,然后在实验室中进行不同的形状与大小的形态加工,研究可以提高离体生物组织在细胞增殖、分化、扩散等方面的生物相容性,使生成的生物材料可以更好地满足不同患者的需求,对于医患双方来说,这是一种全新的替代方案。
3.修复较小的受损组织此外,高分子材料还在人类修复受损组织方面发挥了巨大的作用。
与上述的组织工程相关的研究类似,这种材料可以在组织重建方面用于填充受损的组织缺失,以增强组织的生物活性和细胞增殖能力。
高分子材料甚至还可以帮助修复更广泛的组织面积——例如在斯蒂芬-约普里的研究中,研究者使用的是含有高粘度明胶的纳米材料,可以在企鹅管的位置上进行非常小的切口,以最小化疤痕的形成。
二、高分子材料的开发和应用高分子材料的开发和应用是一项基础性犀利的工作,需要设计和生产出创新的高分子材料,并将其转化为实际应用。
此过程中,需要在材料的物理属性、形状参数等方面进行综合考虑。
这个过程和分子模拟模型的仿制有些相似——设计人员需要仔细研究每一种材料,如何使用聚合技术改变其物理特性、化学性质和生物相容性。
生物高分子材料在生物医学领域中的应用研究
生物高分子材料在生物医学领域中的应用研究随着生物医学技术的不断发展,生物高分子材料得到了广泛的关注和应用。
生物高分子材料是一类由天然或合成高分子组成的材料,具有良好的生物相容性、可降解性、可塑性、透明度高等优点,被广泛应用于药物传递、组织工程、生物检测以及医用材料等领域中。
本文将从生物高分子材料的种类、制备方法以及在生物医学领域中的应用研究等方面进行探讨。
一、生物高分子材料的种类生物高分子材料包括天然和人工合成两种类型。
天然高分子材料包括蛋白质、多糖、胶原蛋白、纤维素等,这些材料来源广泛,具有良好的生物相容性和生物相似性,适用于人体内的多种组织工程修复和药物传递。
人工合成高分子材料包括聚酯、聚酰胺、聚乳酸、聚醚酯等,这些材料可以通过化学方法进行修饰和改变材料的物理化学特性,从而得到更符合应用需求的材料。
二、生物高分子材料的制备方法生物高分子材料的制备方法主要有两类:天然高分子材料的提取和人工合成高分子材料的合成。
天然高分子材料的提取主要是通过生物菌群发酵、分离和提取等工艺,获取具有高纯度和生物活性的天然高分子材料。
人工合成高分子材料的合成主要是通过化学方法控制分子量、分子结构和官能团的引入等操作,制备具有特定功能和性能的高分子材料。
三、1.生物高分子材料在药物传递中的应用研究生物高分子材料在药物传递中的应用,主要是利用材料本身的可降解性和生物相容性,将药物载体嵌入到高分子材料中,从而达到控制释放、提高生物利用度和削减副作用等目的。
代表性的应用包括利用聚酯、聚糖等材料制备的颗粒或支架材料,用于胶囊、微小颗粒、纳米颗粒等形式进行药物的传递。
2.生物高分子材料在组织工程中的应用研究组织工程是一种利用生物学、医传工程等多学科和技术手段制备、修复、再生功能组织的技术,而生物高分子材料的应用可以实现组织工程的目的,诸如不同组织成分、强度、生物相容性、可降解性能或可辅助生物修复的性质。
代表性的应用包括利用蛋白质和碳水化合物等材料制备的支架材料,用于心脏、血管、骨骼、软骨等组织工程的应用。
高分子材料的生物医学应用
高分子材料的生物医学应用随着生物医学技术的不断发展,高分子材料得到了越来越广泛的应用。
高分子材料具有良好的可调性、生物相容性和生物降解性,使其成为一种非常理想的生物医学材料。
本文将深入探讨高分子材料在生物医学领域中的应用。
一、高分子材料的优势高分子材料具有很多优势,包括可调性、生物相容性和生物降解性。
这些优势使其成为一种理想的生物医学材料。
首先,高分子材料可以通过设计调整其化学结构,以得到所需的材料属性,如机械性能、玻璃化转变温度、溶解性和生物相容性。
其次,高分子材料可以被制造成各种形态,如纤维、颗粒和薄膜等,以满足不同的医学需要。
值得一提的是高分子材料具有非常好的生物相容性,这使得它们得到了广泛应用。
生物相容性是指高分子材料不会对生物体产生不良反应,例如炎症或毒性反应。
这是因为高分子材料中的化学键往往比有机物的化学键更加稳定,更不容易分解,并且化学性质也更加惰性,这使得它们不容易与生物体中的分子发生反应。
最后,高分子材料具有生物降解性,这使得它们成为一种理想的生物医学材料。
高分子材料的生物降解性意味着它们可以被生物体分解并排出。
这极大地降低了植入体内材料可能带来的副作用。
二、高分子材料在生物医学领域中的应用1. 包装和输送系统高分子材料可以被用于制造药物或生物制品的包装和输送系统。
这些系统可以帮助延长药物的持续释放,并且可以帮助药物达到更好的生物利用度。
2. 医用透明质酸透明质酸是一种天然高分子材料,与人体组织相似,可以作为植入物来填补组织空隙,如关节间隙、肌肉缺损和皮肤组织缺失。
透明质酸作为面部美容材料的使用也逐渐普及。
3. 医用聚乳酸聚乳酸是一种可生物降解的高分子材料。
聚乳酸被广泛应用于骨修复和髋部置换手术。
其生物相容性和生物降解性使得它能够减少手术后的并发症和在多年后减少患者的再次手术。
4. 医用聚己内酯聚己内酯是一种生物可降解高分子材料,常见的应用是缝合线。
具有很好的耐受性和生物相容性,可以降低人体对异物的排异反应,从而减少术后并发症。
功能高分子材料在生物医学中的应用研究
功能高分子材料在生物医学中的应用研究近年来,随着生物医学领域的不断发展,功能高分子材料因其独特的化学结构和物理性质,在生物医学中被广泛应用。
这些功能高分子材料不仅具有生物相容性和生物可降解性,而且还能适应生物环境并具有优异的生物学性能。
本文将对目前功能高分子材料在生物医学中的应用研究做出探讨。
一、功能高分子材料在医用材料中的应用1.生物学性能优异功能高分子材料因其化学结构的独特性,在医用材料中应用已经成为一种趋势。
例如,医用高分子材料在生物体内能够表现出优异的生物相容性和生物可降解性。
同时,这些材料可以改善生物体的组织再生,提高生物体组织的生物学性能。
2.组织工程在生物医学中,功能高分子材料还被广泛应用于组织工程和生物替换器的制造。
这些高分子材料旨在更好地模拟能代生物体组织的物理、化学和生物学特性。
二、功能高分子材料在生物医学中的应用研究1.聚磷酸酯类聚磷酸酯类是目前应用最广泛的一类功能高分子材料,常用于制备骨修复材料。
其优异的生物学性能、结构可调和组织相似度高都是优势。
2.交联生物水凝胶交联生物水凝胶适用于生物医学中的腺体细胞、血管细胞和神经细胞。
由于生物水凝胶的三维结构和化学功能活性和可调性,因此在生物医学领域得到了广泛的研究和应用。
3.生物可降解电子材料生物可降解电子材料在生物体内可以被分解提供养分,为细胞生长和再生提供能量和支持。
这些材料可以被使用于生物物理和生物化学系统,同时还可以在生物电子、生物传感和生物催化中提供优异的性能。
4.纳米孔材料在生物医学应用中,纳米孔材料用于蛋白质分离、基因治疗、药物释放和传感器制备。
这些材料的优异的特性包括反应速度快、化学活性和热稳定性高。
5.生物质量多孔材料生物质量多孔材料具有极大的应用潜力,适用于生物体组织的修复和再生。
这些高分子材料有着良好的生物相容性和生物可降解性,并且还可以通过化学组成和物理性质进行调节。
三、功能高分子材料在生物医学中的前景与展望未来,随着生物医学领域的不断发展,功能高分子材料的应用也将不断拓展。
高分子材料在生物医学领域的应用
高分子材料在生物医学领域的应用高分子材料是一类由大量分子组成的化合物,具有特殊的物理和化学性质,被广泛应用于生物医学领域。
随着技术的发展和不断的研究,高分子材料在生物医学领域的应用正在逐渐扩大。
一、生物医学材料的概述生物医学材料是指用于修复和替代人体组织和器官的材料,以及用于医疗器械的制造的材料。
高分子材料由于其独特的化学结构和性质,逐渐成为生物医学材料的重要组成部分。
它们可以用于制备人工关节、心脏支架、人工血管等医疗器械,也可以用于修复组织和器官缺损。
二、高分子材料在人工关节领域的应用人工关节是用高分子材料制造的,用于替代受损关节的功能。
高分子材料具有良好的生物相容性和机械性能,可以在人体内长期稳定地发挥作用。
人工关节的应用不仅可以缓解患者疼痛,还可以改善其生活质量。
三、高分子材料在心脏支架领域的应用心脏支架是一种用于治疗冠心病的设备,它可以帮助恢复血液流动,并防止再次闭塞血管。
高分子材料可以用于制备心脏支架,其特殊的化学结构可以使血管更加柔软和韧性,从而减少损伤并提高血管的耐久性。
四、高分子材料在人工血管领域的应用高分子材料还可以用于制备人工血管,用于治疗动脉粥样硬化等血管疾病。
人工血管具有良好的生物相容性和血流动力学性能,可以有效地改善患者的生活质量。
五、高分子材料在组织工程领域的应用组织工程是一种通过生物材料和细胞组成的人工组织的修复和再生技术。
高分子材料可以作为支架材料,为细胞提供生长和分化的环境,促进组织再生。
例如,高分子羟基磷灰石可以用于骨组织工程,高分子胶原蛋白可以用于软组织工程,这些材料都可以有效地修复和再生受损组织。
综上所述,高分子材料在生物医学领域的应用具有广阔的前景。
随着技术的不断创新和研究的深入,高分子材料的应用范围将进一步扩大,为人类的健康事业做出更大的贡献。
生物高分子材料在医学上的应用
生物高分子材料在医学上的应用随着生物技术的发展,生物高分子材料在医学上的应用越来越广泛。
生物高分子材料是指来源于天然生物体的高分子物质,如蛋白质、多糖、核酸等。
这些材料因其生物相容性、可降解性、生物活性等特点,在医学上具有很大的应用潜力。
本文将从生物高分子材料在医用医学器械、组织工程、药物传递等方面的应用进行介绍。
一、生物高分子材料在医用医学器械上的应用1. 缝线在外科手术中使用排异性低、容易分解的缝线是非常重要的。
许多生物高分子材料已被制成缝线,如医用纤维素、明胶、聚乳酸、聚己内酯等。
这些材料在体内能被分解,避免了长时间的残留和不适感,而且对人体没有毒副作用,因此被广泛应用于外科手术中。
2. 口腔修复材料生物高分子材料也广泛应用于口腔修复领域。
明胶、壳聚糖、海藻酸钠等生物高分子材料可制成多种口腔修复材料,如口腔粘合剂、口腔填充材料、支架材料等。
这些材料能够与口腔组织良好地结合,提高修复效果,并降低了对口腔组织的损伤。
3. 包装材料生物高分子材料在医学包装领域也有广泛的应用,例如用明胶包裹胶囊、用海藻酸钠制作片剂包装等。
这些材料能够减少包装对药品的影响,确保药品的质量和功效。
二、生物高分子材料在组织工程上的应用1. 组织工程支架组织工程支架是一种用于支持和促进组织再生的三维结构。
生物高分子材料可用于制作组织工程支架,如聚乳酸、明胶、壳聚糖等,这些材料具有良好的成形性和生物相容性,能更好地支持细胞生长和组织再生。
2. 细胞培养基质生物高分子材料还可用于制作细胞培养基质,如明胶、壳聚糖等。
这些材料能够为细胞提供适当的支持和生长环境,促进细胞的增殖和分化,有助于细胞培养和研究。
三、生物高分子材料在药物传递上的应用1. 微球载药微球是一种用于药物传递的技术,通过将药物包装在微球内,可以将药物缓慢地释放到体内。
生物高分子材料如明胶、海藻酸钠、壳聚糖等,被制成微球,应用于药物传递。
这些材料具有优良的生物相容性和可降解性,不会对体内组织造成长期的负面影响。
高分子材料在医学领域的应用
高分子材料在医学领域的应用章节一:引言高分子材料是指由大分子化合物组成的材料,在医学领域,高分子材料的应用非常广泛。
无论是替代人体组织的生物材料,还是用于制造人工器官和医用器械,高分子材料都扮演着非常重要的角色。
本文将着重介绍高分子材料在医学领域的应用,为读者提供有用的参考资料。
章节二:生物材料生物材料是一种用于替代人体组织的高分子材料。
生物材料的应用范围非常广泛,包括骨骼,软骨,肌肉,心血管系统,神经系统等。
生物材料可以很好地模拟人体组织,其材料性能以及力学性能都非常适合在医学领域中使用。
生物材料有许多种类,包括生物降解材料和生物稳定材料。
生物降解高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性能,可以在人体内被降解成小分子,不会对人体造成损害。
而生物稳定材料一般不可降解,适用于长期替代人体组织的情况。
章节三:人工器官人工器官是通过高分子材料制造的器官,又称为生物材料器官。
人工器官的制造使得许多疾病可以得到有效的治疗,例如心脏病,肾衰竭以及糖尿病等。
现在的人工器官,主要包括人工耳蜗,人工心脏以及人工肝脏等。
以人工心脏为例,它由多种高分子材料构成,主要是用于模拟人体心脏的外部形态和功能。
高分子材料的选择要求其具有良好的生物相容性和机械刺激响应性能。
这些人工器官在临床上的应用为许多危重病人提供了希望,大大提高了他们的生命质量。
章节四:医用器械在医学领域中,许多医用器械也需要使用到高分子材料。
例如,许多医用止血棉,肝素管以及缝合线都是由高分子材料制成的。
这些医用器械需要保证其具有良好的生物相容性和耐用性能,以确保在使用时不会对人体造成负面影响。
在一些高端医疗仪器中,高分子材料也扮演着非常重要的角色。
例如在核磁共振仪中,高分子材料主要用于制造磁体绕线,这些绕线需要能够承受高达数十特斯拉的磁场强度,同时不受热胀冷缩影响。
章节五:结论高分子材料在医学领域的应用非常广泛,不仅可以替代人体组织,制造人工器官,还可以用于制造医用器械。
高分子材料在生物医学中的应用研究
高分子材料在生物医学中的应用研究一、引言高分子材料在生物医学和生命科学领域中有着广泛的应用。
高分子材料的特异性、生物相容性和功能化等特点,使其在生物医学领域中得到了越来越广泛的应用,如医用生物材料、药物传递、组织工程等领域。
本文主要介绍高分子材料在医学领域的应用,探讨其发展现状和未来发展方向。
二、高分子材料在医学领域的应用1. 医用生物材料在医学领域中,高分子材料主要应用于医用生物材料。
医用生物材料是指在医学领域中应用的各种材料,例如:人工血管、关节置换、修复骨折等等。
高分子材料具有良好的生物相容性,可以用于各种医疗器械的制造。
高分子材料制成的人工血管和骨折修复材料等产品广泛应用于诸如动脉疾病、骨质疏松等疾病的治疗中,已经成为了不可缺少的医用生物材料。
2. 药物传递高分子材料在药物传递领域中有着广泛的应用。
药物的选择性传递是药物传递系统的一个重要目标,高分子材料的天然界面活性可以帮助药物分子与细胞膜的相互作用,从而提高药物的运送效率,加速药物的释放,达到药物的快速治疗效果。
此外,高分子材料还可以调控药物的释放速度和时间,避免药物对人体的太强烈的刺激。
因此,高分子材料的应用在药物传递领域有着巨大潜力,对提高药物传递效率也有重要的意义。
3. 组织工程高分子材料在组织工程领域的应用越来越重要。
组织工程是指利用生物材料和细胞工程技术等手段重建和修复生物组织的过程。
高分子材料作为组织工程材料具有可形变性、生物相容性、多孔性、生物活性分子的能力等特点。
高分子材料可以为细胞提供平台,支撑和孔道结构,起到组织工程材料的作用。
此外,高分子材料还可以调节细胞外基质,促进细胞的分化和增殖,增加细胞周围的生长环境。
三、高分子材料在生物医学中的发展趋势随着生物医学技术的不断发展,高分子材料在各个领域的应用也会有所变化。
高分子材料在医学领域中的应用前景也十分广阔,具体表现在以下几个方面:1. 生物可降解材料可生物降解材料的使用可以避免植入后和医学废弃物带来的环境污染,有助于推进对高分子材料产品的研究和发展,为生物医学领域提供更为可持续的解决方案。
功能性高分子材料在生物医学领域中的应用
功能性高分子材料在生物医学领域中的应用首先,功能性高分子材料在药物传输方面有着重要的应用。
药物传输是指将药物通过不同的途径(如口服、注射等)送达到患者体内治疗疾病的过程。
功能性高分子材料可以被设计成控释系统,通过调控其结构和性质,可以实现药物的缓释、定向释放和靶向导引等功能。
例如,聚乳酸-co-羟基乙酸(PLGA)是一种常用的生物可降解聚合物,在药物传输中有广泛的应用。
通过调节PLGA的分子量、孔径大小和降解速率等参数,可以控制药物的释放速率和持续时间,从而达到理想的药物治疗效果。
其次,功能性高分子材料在组织工程方面也有着重要的应用。
组织工程是指通过人工或生物材料,再加上合适的细胞种植和生长因子的作用,来修复、再生或替代受损组织的过程。
功能性高分子材料可以提供一个类似于生物环境的支架结构,为细胞生长和组织再生提供支持。
例如,聚乳酸酸(PLLA)是一种常用的生物相容性材料,在组织工程中可以用来制作骨修复材料。
PLLA具有良好的机械性能和生物降解性能,可以为细胞提供良好的生长环境,促进骨组织的再生和修复。
此外,功能性高分子材料在生物传感方面也有着重要的应用。
生物传感是指通过将生物分子与高分子材料相互作用,实现对生物分子的检测和分析的过程。
功能性高分子材料可以通过与生物分子的特异性识别相结合,实现对生物分子的高灵敏性和高选择性检测。
例如,聚酰胺酶是一种常用的生物传感材料,可以通过调节其分子结构和表面功能基团的化学性质,实现对特定生物分子(如蛋白质、DNA等)的检测和分析。
总之,功能性高分子材料在生物医学领域中具有广泛的应用。
通过对功能性高分子材料结构和性质的调控,可以实现药物的缓释、组织的修复和生物分子的检测等功能,为生物医学领域的治疗和诊断提供了新的方法和技术。
随着科学技术的发展,功能性高分子材料在生物医学领域中的应用将会越来越广泛,为人类健康和生命质量的提高做出更大的贡献。
高分子材料在生物医学影像中的应用有哪些
高分子材料在生物医学影像中的应用有哪些在当今生物医学领域,影像技术的发展日新月异,为疾病的诊断、治疗和研究提供了重要的支持。
而高分子材料作为一种具有独特性能的材料,在生物医学影像中发挥着越来越重要的作用。
本文将详细探讨高分子材料在生物医学影像中的多种应用。
一、用于造影剂的高分子材料造影剂是在医学影像检查中用于增强器官或组织对比度的物质。
高分子材料可以通过修饰和优化,成为性能优异的造影剂。
1、磁共振成像(MRI)造影剂一些高分子材料,如基于钆(Gd)的高分子配合物,具有较高的弛豫率,能够显著提高 MRI 图像的对比度。
与小分子造影剂相比,高分子造影剂在体内的循环时间更长,增强效果更持久,且具有更低的毒性。
2、计算机断层扫描(CT)造影剂含碘的高分子化合物可作为 CT 造影剂。
它们在血管内的停留时间较长,能够更清晰地显示血管的形态和结构,对于诊断心血管疾病等具有重要意义。
3、超声造影剂高分子材料制成的微泡是常用的超声造影剂。
这些微泡具有良好的稳定性和生物相容性,可以特异性地靶向病变组织,提高超声诊断的准确性。
二、作为药物载体的高分子材料在影像中的应用在靶向治疗中,药物需要准确地输送到病变部位。
高分子材料可以作为药物载体,实现药物的精准投递,同时在影像中发挥示踪作用。
1、纳米粒子载体高分子纳米粒子可以负载药物,并通过表面修饰实现对肿瘤等病变组织的靶向识别。
在影像中,这些纳米粒子可以显示出药物的分布和代谢情况,有助于评估治疗效果。
2、聚合物胶束载体聚合物胶束能够将水溶性差的药物包裹在内部,提高药物的溶解性和稳定性。
同时,它们可以通过连接造影剂分子,实现药物输送和影像监测的双重功能。
三、用于分子影像的高分子材料分子影像能够在细胞和分子水平上对生物过程进行无创、实时的监测。
高分子材料在这一领域也有出色的表现。
1、荧光分子探针高分子荧光材料可以设计成具有特定荧光性能的分子探针,与生物分子结合后,通过荧光成像技术检测生物分子的存在和分布。
高分子材料在生物医用领域的应用研究
高分子材料在生物医用领域的应用研究在当今科技飞速发展的时代,高分子材料以其独特的性能在生物医用领域发挥着日益重要的作用。
这些材料不仅为医疗技术的进步提供了有力支持,还为改善人类健康状况带来了新的希望。
高分子材料之所以能在生物医用领域大展身手,主要得益于它们具有一系列优异的特性。
首先,高分子材料的化学组成和结构可以进行精确调控,从而满足不同的生物医学需求。
例如,通过改变聚合物的单体种类、比例和聚合方式,可以调整材料的物理性能、生物相容性和降解速率等。
其次,高分子材料具有良好的加工性能,可以通过注塑、挤出、纺丝等多种方法制备成各种形状和尺寸的医疗器械和组织工程支架。
此外,它们还表现出相对较低的毒性和免疫原性,减少了对生物体的不良影响。
在生物医用领域,高分子材料的应用范围十分广泛。
其中,用于药物输送系统是一个重要的方面。
传统的药物治疗往往存在药物利用率低、副作用大等问题,而高分子材料制成的药物载体可以有效地解决这些难题。
例如,纳米粒子作为药物载体,可以实现药物的靶向输送,将药物精准地递送到病变部位,提高治疗效果的同时降低对正常组织的损伤。
聚合物胶束也是一种常见的药物载体,它能够增加难溶性药物的溶解度,延长药物在体内的循环时间。
组织工程是另一个高分子材料大显身手的领域。
组织工程旨在构建具有生物活性的组织或器官替代品,以修复或替代受损的组织和器官。
高分子材料在组织工程中可作为支架材料,为细胞的生长和分化提供适宜的微环境。
例如,聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)及其共聚物(PLGA)等可生物降解的高分子材料,具有良好的生物相容性和可调控的降解速率,被广泛用于骨组织工程、软骨组织工程等领域。
这些材料可以被制备成三维多孔支架,其孔隙结构和力学性能能够模拟天然组织的微环境,促进细胞的黏附、增殖和分化,最终实现组织的再生和修复。
此外,高分子材料在医疗器械方面也有着不可或缺的地位。
例如,人工心脏瓣膜、血管支架、缝合线等都离不开高分子材料的应用。
功能性高分子材料在生物医学领域中的应用
功能性高分子材料在生物医学领域中的应用随着现代医学的发展,越来越多的生物医学技术被广泛应用于临床诊疗。
而其中的一个重要领域就是功能性高分子材料在生物医学领域中的应用。
由于高分子材料具有独特的物理、化学性质和生物相容性,使它们在医疗设备和治疗方法的发展中具有广泛而重要的应用价值。
1. 高分子材料在人工器官、医疗器械和药物缓释系统中的应用人工器官、医疗器械和药物缓释系统等现代医疗技术的发展离不开高分子材料。
例如,生物可降解高分子材料能够作为缓释药物的包装材料,使药物缓慢释放,达到更好的治疗效果。
而在人工器官的制造中,材料的生物相容性、物理特性、生物力学行为、微结构等多个方面的指标都是必须要考虑的问题。
高分子材料由于具有调节性能的优势,能够满足人工器官制造追求生物相容性、生物性能和多模型综合评价等要求。
2. 高分子材料在组织工程和再生医学中的应用组织工程和再生医学是生物医学领域中另一个重要的应用领域。
组织工程是一种通过建立人造组织代替患者缺失或彻底破坏组织和器官的临床方法。
再生医学同样具有同样的目的,并致力于建立能够替代病变或损伤组织的再生组织。
在这两个领域中,高分子材料扮演着重要的角色,它们能够作为载体或骨架来帮助细胞和生物材料组织愈合。
例如,聚乳酸和其他生物可降解高分子材料广泛应用于组织工程和再生医学领域中,这是因为它们具有高度的生物相容性、可调节的物理和化学性质等特性,从而更好地整合到生物组织内。
3. 高分子材料在生物传感器、光电器件和纳米技术中的应用除了上述应用领域之外,高分子材料也被广泛应用于生物传感器、光电器件和纳米技术中。
生物传感器是一种能够检测人体生理变化、动态监测体内生化和生理分析的智能化检测系统,它可以帮助医师诊断疾病和指导治疗。
光电器件相对于传统器件更为集成化、高效化,且基于不同的分子结构设计出的材料可以实现带宽增强、量子效应和非线性效应等。
而纳米技术作为当前最前沿的科技领域之一,其应用也正在逐渐渗透到生物医学领域中,需要大量的高分子材料来对纳米材料进行制备和构建。
高分子材料在生物医学领域中的应用研究
高分子材料在生物医学领域中的应用研究高分子材料是具有高分子量的有机化合物,具有良好的可塑性、回弹性、化学稳定性等优良性质,应用范围广泛。
随着生物医学技术的发展,高分子材料在生物医学领域中的应用也越来越受到重视。
本文将着重介绍高分子材料在人体组织修复、药物传输等方面的最新应用研究进展。
一、大分子结构的聚合物在人体组织修复中的应用1. 聚乳酸(Polylactic Acid, PLA)聚乳酸是一种生物可降解的聚合物,可被人体代谢为无毒、无害的二氧化碳和水。
其具有良好的生物相容性、生物降解性、组织钙化促进作用等优良特性。
目前,聚乳酸已被广泛应用在人体组织修复领域中。
2. 聚己内酯(Poly ε-caprolactone, PCL)聚己内酯是一种生物可降解聚合物,具有较好的生物相容性、生物降解性、尺寸稳定性等优良性质。
PCL在生物医学领域中的应用主要是在组织工程、缺损修复等方面。
3. 聚丙烯酸(Poly Acrylic Acid, PAA)聚丙烯酸是一种无毒、无味的高分子物质,具有良好的水溶性和生物相容性,在人体组织修复等领域中得到了广泛的应用,目前已经应用于人工关节、人工软骨、生物外壳材料等方面。
二、高分子材料在药物传输方面的应用研究1. 纳米聚乳酸颗粒纳米聚乳酸颗粒是采用纳米尺度的聚乳酸颗粒载药的一种新型药物传输技术。
由于其尺寸小、溶解度高等优势,该技术已经被应用于生物医学领域中的肿瘤治疗、疫苗传输等方面。
2. 水凝胶水凝胶是一种高分子材料,具有良好的生物相容性和水溶性,在药物传输等方面具有巨大的潜力。
水凝胶已广泛应用于人工眼角膜、眼药物治疗和口腔接触治疗等方面,取得了较好的应用效果。
总之,高分子材料在生物医学领域中的应用前景广阔,未来的研究方向将更侧重于新型高分子材料的开发和改进,以提高治疗效果和患者的生活质量。
高分子材料在生物医学领域的应用
高分子材料在生物医学领域的应用随着科学技术不断的发展,生物医学领域日新月异。
高分子材料因其良好的生物相容性、可降解性、可控性等优势,在生物医学领域发挥着重要的作用。
本文将从高分子材料的种类、特点以及在生物医学领域的应用方面进行阐述。
一、高分子材料的种类与特点高分子材料是指由大量分子链结构构成的材料。
广义上,高分子材料可以是有机或无机合成的聚合物,也可以是纤维素、蛋白质等天然高分子物质。
它们具有下列特点:1.生物相容性良好:高分子材料在与生物组织接触时,不会引起过敏反应和毒性反应。
2.可降解性好:高分子材料在人体内会逐渐分解成小分子,降解产物能够被人体代谢和排泄。
3.可控性强:高分子材料的合成工艺和制品性能可以根据需要进行调控。
4.多功能性强:高分子材料可以通过改变其化学结构、形态等,具有反应性、生物活性等多重特性。
二、高分子材料在生物医学领域的应用1.组织工程组织工程是利用生物材料、生化因子和细胞等手段,建造人工组织和器官。
高分子材料在组织工程中发挥着重要作用。
例如,人造骨与人工皮肤、人造关节等组织工程产物均包含高分子材料。
2.医用纤维一些高分子材料适用于医用纤维的制备。
生物降解高分子材料与抗菌性能强的高分子材料是重要的医用纤维原料。
这类材料可以制成消毒用药、医用纱布等。
3.药物输送高分子材料可以用于药物输送,这需要材料具有可控的制备性质,能做出某些空转组织所需的合适形状的材料,必须能够适用于各种材料处理工艺。
例如,通过将药物包含在聚合物内,可以延长药物的缓释时间,达到药物更好的控制吸收和治疗效果的目的。
4.生物传感高分子材料具有很好的生物传感能力,可以制备成传感器用于检测体内的生理和药理指标。
可以用于血糖监测、血压监测等方面。
高分子材料传感器综合了传感、分析和调节功能于一体,具有极高的研究和应用前景。
5.人工器官高分子材料能够用于建造人工器官,大大改善病人的生活质量。
高分子材料能够制备成合适的形状和尺寸,使得人工器官更好的接近实际情况。
高分子材料在生物医学工程中的应用与发展
高分子材料在生物医学工程中的应用与发展第一章引言在现代医学工程领域中,高分子材料扮演着至关重要的角色。
高分子材料以其丰富的独特性能和可调控的特性,为生物医学工程领域带来了许多创新性的解决方案。
本文将着重介绍高分子材料在生物医学工程中的应用和发展,并探讨其在生物医学工程中的前景。
第二章高分子材料在组织工程中的应用组织工程是生物医学工程领域中一个重要的领域,而高分子材料在组织工程中扮演了不可或缺的角色。
生物可吸收高分子材料如PLA和PGA等被广泛应用于组织修复和再生。
这些材料既能够提供结构支撑,又能够被机体逐渐降解,最终完全被新生组织所替代。
另外,通过调整高分子材料的成分和结构,可以实现对组织构建过程的精确控制,如孔隙度和生物活性物质的释放速率。
第三章高分子材料在药物传递系统中的应用药物传递系统是生物医学工程领域中的一个重要研究方向,高分子材料的应用在该领域中具有巨大潜力。
通过改变高分子材料的相容性和渗透性,可以有效地控制药物的释放速度和剂量,从而提高药物治疗的效果和安全性。
例如,利用高分子材料制备的微胶囊可以实现缓释治疗,使药物在体内持续释放,减少剂量频次,提高患者的便利性和生活质量。
第四章高分子材料在医学影像领域中的应用医学影像在疾病的预防、诊断和治疗过程中起着关键作用,而高分子材料的应用为医学影像的发展和进步带来了新的机遇。
高分子材料可以作为对比剂或载体,通过调整其结构和性质,实现对影像的增强效果。
同时,高分子材料也可用于制备导向剂和纳米探针,提高医学影像的分辨率和特异性。
第五章高分子材料在生物传感器中的应用生物传感器是生物医学工程领域中用于检测和监测生物体内生理和病理过程的重要工具,而高分子材料在生物传感器中的应用呈现出巨大的潜力。
高分子材料可以用于制备传感薄膜、传感器膜和生物识别材料,实现对生物分子和生物参数的高灵敏度检测和准确测量。
第六章高分子材料在人工器官和假肢中的应用人工器官和假肢的研发和应用是生物医学工程领域中的一个重要方向,高分子材料为其提供了广泛的选择。
高分子材料在生物医学领域的应用研究
高分子材料在生物医学领域的应用研究引言高分子材料是一类由聚合物构成的材料,具有广泛的应用领域。
在生物医学领域,高分子材料正发挥着重要的作用。
本文将重点探讨高分子材料在生物医学领域的应用研究,并按照材料的不同类别进行划分。
一、生物可降解高分子材料生物可降解高分子材料是指能够自然降解并被生物体代谢排出体外的材料。
这种材料在生物医学领域具有重要的应用潜力。
例如,聚乳酸和聚羟基酸等生物可降解高分子材料可用于制造缝合线、修复组织或器官,因其良好的生物相容性和可降解性能,可以减少二次手术和组织反应。
二、生物仿生材料生物仿生材料是指模仿生物体的结构和功能设计的一类材料。
在生物医学领域,生物仿生材料的应用非常广泛。
例如,聚脲酯和聚乙烯醇等材料可用于制造人工血管,具有良好的生物相容性和柔软度,能够模拟真实血管的形态和功能,对心脑血管疾病的治疗具有重要意义。
三、生物传感材料生物传感材料是指能够检测和传递生物体内外信息的一类材料。
在生物医学领域,生物传感材料的应用也是非常重要的。
例如,聚丙烯酸和聚乙烯吡咯烷酮等材料可用于制造生物传感器,可以检测血糖、血压、体温等生理指标,并实时传递给医生和患者,提供准确的实时监测和诊断。
四、生物组织工程材料生物组织工程材料是指能够促进组织修复和再生的一类材料。
在生物医学领域,生物组织工程材料的应用非常广泛。
例如,聚合甲基丙烯酸甲酯和聚对苯二甲酸酯等材料可用于制造人工骨骼和软骨,能够促进骨骼和软骨的再生和修复,对于骨折和关节疾病的治疗具有重要作用。
五、生物控释材料生物控释材料是指能够控制药物释放速率的材料。
在生物医学领域,生物控释材料的应用非常重要。
例如,聚乳酸-羟基乙酸聚合物和胶原蛋白等材料可用于制造药物控释微球,能够持续释放药物,提高药物的效果和降低副作用,对于治疗肿瘤和炎症等疾病具有重要意义。
结论高分子材料在生物医学领域的应用研究具有广阔的前景。
生物可降解材料、生物仿生材料、生物传感材料、生物组织工程材料和生物控释材料等不同类型的高分子材料在生物医学领域发挥着重要的作用。
高分子材料基质的生物医学应用研究
高分子材料基质的生物医学应用研究高分子材料是一类由重复结构的大分子化合物构成的材料,具有重要的物理化学性质和广泛的应用潜力。
随着生物医学的快速发展,高分子材料作为生物医学领域的重要组成部分,其在生物医学应用中的研究和应用也越来越受到关注。
一、高分子材料在组织工程中的应用组织工程是一门利用多种生物材料培养和修复受损组织器官的学科。
高分子材料常用于构建支架结构,为细胞提供合适的生长环境。
例如,生物降解高分子材料如聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)等可作为生物降解支架,用于组织修复和再生。
这些材料具有良好的生物相容性和生物降解性能,能够提供支持和引导组织工程中的细胞生长和分化。
二、高分子材料在药物控释系统中的应用药物控释系统是一种将药物缓慢、持续地释放到体内的方法,可以使药物在有效浓度范围内维持较长时间,提高治疗效果并减少副作用。
高分子材料在药物控释系统中起到载药和控释的作用。
例如,聚乙二醇(PEG)是一种常用的高分子材料,可以通过调节其分子量和结构,控制药物的释放速率和时间。
聚乳酸-羟基磷灰石(PLA-HAP)复合材料也被广泛应用于骨组织工程中的药物控释系统,可以实现骨生长因子的持续释放。
三、高分子材料在医学影像中的应用医学影像技术在诊断和治疗中起到了重要的作用。
高分子材料在医学影像中的应用主要体现在造影剂的研发和应用上。
例如,聚乙二醇(PEG)修饰的纳米粒子可以作为磁共振成像(MRI)的造影剂,通过调节粒子的大小和表面修饰,能够提高成像的对比度和敏感度。
纳米粒子表面的高分子材料也可以用于封装荧光染料,应用于荧光成像。
四、高分子材料在生物传感器中的应用生物传感技术是指利用生物材料制备传感器来检测生物分子或生物过程的技术。
高分子材料在生物传感器中可以用作传感层或信号放大层。
例如,聚合物薄膜可以用于制备生物传感器的传感层,通过改变聚合物薄膜的性质,可以实现对特定生物分子的高灵敏度和选择性检测。
聚合物纳米颗粒也可以用于生物传感器的信号放大层,通过增加纳米颗粒的表面积,提高了传感器的检测灵敏度。
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功能高分子材料论文(生物医学方面的应用)摘要:了解生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况,综述国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果,展望对未来的生物医用高分子材料的发展趋势,通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用,以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。
关键词:功能高分子材料,生物医用高分子材料。
1 生物医用高分子材料的现状生物医用高分子材料是以医用为目的,用于和活体组织接触,具有诊断、治疗或替换机体中组织、器官或增进其功能的高分子材料,生物医用高分子材料是在高分子材料科学不断向医学和生命科学渗透,高分子材料广泛应用于医学领域的过程中,逐渐发展起来的一类生物材料,它已形成一门介于现代医学和高分子科学之间的边缘科学。
在功能高分子材料领域, 生物医用高分子材料可谓异军突起, 目前已成为发展最快的一个重要分支。
生物医用高分子材料的发展经历了三个阶段,第一阶段始于1937 年,其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料, 如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。
第二阶段始于1953 年, 其标志是医用级有机硅橡胶的出现, 随后又发展了聚羟基乙酸酯缝合线以及四种聚(醚- 氨) 酯心血管材料, 从此进入了以分子工程研究为基础的发展时期。
该阶段的特点是在分子水平上对合成高分子的组成、配方和工艺进行优化设计, 有目的地开发所需要的高分子材料。
目前的研究焦点已经从寻找替代生物组织的合成材料转向研究一类具有主动诱导、激发人体组织器官再生修复的新材料,这标志着生物医用高分子材料的发展进入了第三个阶段。
其特点是这种材料一般由活体组织和人工材料有机结合而成, 在分子设计上以促进周围组织细胞生长为预想功能, 其关键在于诱使配合基和组织细胞表面的特殊位点发生作用以提高组织细胞的分裂和生长速度在国外,生物医用高分子材料研究已有50多年的历史,早在1947 年美国已发表了展望性论文。
随后,美国、日本、欧洲等工业发达国家不断有文章报道,有些并已在临床上得到应用。
我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。
目前约有50多个单位从事这方面的研究,现有医用高分子材料60多种,制品达400余种,用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年达300 t。
然而,我国医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段,还没有能够建立在分子设计的基础上。
自上世纪70年代开始进行人工器官的研制,已有部分器官进入临床应用。
在1980年成立了中国生物医疗工程学会后,于1982 年又成立了中国医学工程学会人工脏器及生物材料专业委员会,使得生物医学器材获得进一步发展. 生物医用高分子材料作为一门边缘科学,融合了高分子化学和物理、高分子材料工艺学、药理学、病理学、解剖学和临床医学等方面的知识,还涉及许多工程学问题。
生物医用高分子材料的发展,对于战胜危害人类的疾病,保障人民身体健康,探索人类生命奥秘具有重大意义。
2 生物医用高分子材料的基本要求及生物相容性对于生物医用高分子材料来说,除了要有医疗功能外,还必须强调安全性,即不仅要治病,而且对人体健康无害。
当然,对生物医用高分子材料的要求也不是一律不变的,可因其使用环境或功能的不同而异,如外用医疗材料与肌体接触时间短,要求可稍低,而与血液直接接触,或体内使用的材料则要求较高。
3 生物医用高分子材料的种类生物医用高分子材料按性质可分为非降解和可生物降解两大类。
非生物降解的生物医用高分子包括:聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等,其在生理环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的力学性能。
可生物降解的生物医用高分子材料则包括胶原、脂肪族聚酯、聚氨基酸、聚己内酯等,这些材料能在生理环境中发生结构性破坏,且降解产物能通过正常的新陈代谢被基体吸收或排出体外。
非降解和可生物降解生物医用高分子材料在生物医学领域各具有自己独特的发展地位,然而,随着生物医学和材料科学的发展,人们对生物医用高分子材料提出了更高的要求,可生物降解生物医用高分子材料越来越得到人们的亲睐。
因此,在这里主要讨论可生物降解医用高分子材料的种类。
根据来源来划分,可生物降解医用高分子材料可分为天然可生物降解和合成可生物降解两大类。
4 生物医用高分子材料的应用根据不同的角度、目的甚至习惯,医用高分子材料应用有不同的分类方法,尚无统一标准。
主要在人造器官、人造组织、以及其它的一些高分子药剂等。
4.1人造器官(1)人工肾:四十年前荷兰医生用赛璐洛玻璃纸作为透析膜, 成功地滤除了患者血液中的毒素。
目前人工肾以中空丝型最为先进, 其材质有醋酸纤维, 赛璐洛和聚乙烯醇。
其中以赛璐路居多, 占98%, 它是一种亲水性的、气体和水都能通过的材料, 同时要求有很好的选择过滤性, 病人的血液从人工肾里流过由它们所构成的中空丝膜, 就可将尿素、尿酸,Ca2+等物质通过, 并留在人工肾里继而排出, 而人体所需的营养、蛋白质却被挡住,留在血液里返回人体, 从而对血液起到过滤作用, 目前中空纤维膜已在西德的恩卡公司、日本旭化成和夕沙毛公司研究成功, 并用于工业化生产。
(2)人工肺:人工肺并不是对于人体肺的完全替代,而是体外执行血液氧交换功能的一种装置,目前以膜式人工肺最为适合生理要求,它是以疏水性硅橡胶, 聚四氟乙烯等高分子材料制成。
(3)人工心脏:1982年美国犹他大学医疗中心, 成功地为61岁的牙科医生克拉克换上了Jarvak一7型人工心脏, 打破了人造心脏持久的世界纪录, 美国人工心脏专家考尔夫博士指出闭,人工心脏研制成功与否取决于找到合适的弹性体, 作为人工心脏主体心泵的高分子材料,现在所用的材料主要为硅橡胶。
(4)其它,如人工心脏瓣膜、心脏起搏器电极的高分子包覆层、人工血管、人工喉、人工气管、人工食管、人工膀胱等。
4.2人造组织指用于口腔科、五官科、骨科、创伤外科和整型外科等的材料,包括:(1)牙科材料:主要采用聚甲基丙烯酸甲酯系、聚砜和硅橡胶等,如蛀牙填补用树脂、假牙和人工牙根、人工齿冠材料和硅橡胶牙托软衬垫等;(2)眼科材料:这类材料特别要求具有优良的光学性质、良好的润湿性和透氧性、生物惰性和一定的力学性能,主要制品有人工角膜(PTFE、PMMA)、人工晶状体(硅油、透明质酸水溶液)、人工玻璃体、人工眼球、人工视网膜、人工泪道、隐型眼镜(PMMA、PHEMA、PVA)等;;(3)骨科材料:人工关节、人工骨、接骨材料(如骨钉)等,原材料主要有高密度聚乙烯、高模量的芳香族聚酰胺、聚乳酸、碳纤维及其复合材料;(4)肌肉与韧带材料:人工肌肉、人工韧带等,原材料有PET、PP、PTFE、碳纤维等;(5)皮肤科材料:人工皮肤,含层压型人工皮肤、甲壳素人工皮肤、胶原质人工皮肤、组织膨胀器。
4.3药用高分子(1)高分子缓释药物载体:药物的缓释是近年来人们研究的热点。
目前的部分药物尤其是抗癌药物和抗心血管病类药物(如强心苷)具有极高的生物毒性而较少有生物选择性,通常利用生物吸收性材料作为药物载体,将药物活性分子投施到人体内以扩散、渗透等方式实现缓慢释放。
通过对药物医疗剂量的有效控制,能够降低药物的毒副作用,减少抗药性,提高药物的靶向输送,减少给药次数,减轻患者的痛苦,并且节省财力、人力、物力。
目前存在时间控制缓释体系(如“新康泰克”等,理想情形为零级释放)、部位控制缓释体系(脉冲释放方式)。
近年来研究较多的是利用聚合物的相变温度依赖性(如智能型凝胶),在病人发烧时按需释放药物,还有利用敏感性化学物质引致聚合物相变或构象改变来释放药物的物质响应型释放体系。
(2)高分子药物(带有高分子链的药物和具有药理活性的高分子):如抗癌高分子药物(非靶向、靶向)、用于心血管疾病的高分子药物(治疗动脉硬化、抗血栓、凝血)、抗菌和抗病毒高分子药物(抗菌、抗病毒、抗支原体感染)、抗辐射高分子药物、高分子止血剂等。
将低分子药物与高分子链结合的方法有吸附、共聚、嵌段和接枝等。
第一个实现高分子化的药物是青霉素(1 962年),所用载体为聚乙烯胺,以后又有许多的抗生素、心血管药和酶抑制剂等实现了高分子化。
天然药理活性高分子有激素、肝素、葡萄糖、酶制剂等。
5 生物医用高分子材料的发展方向(1)可生物降解医用高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重视, 无论是作为缓释药物还是作为促进组织生长的骨架材料, 都将得到巨大的发展。
(2)1906 年En rililich 首次提出药物选择性地分布于病变部位以降低其对正常组织的毒副作用, 使病变组织的药物浓度增大, 从而提高药物利用率这一靶向给药的概念。
此后一个世纪以来, 靶向药物的载体材料一直吸引了医药工作者的兴趣。
其中高分子纳米粒子以其特有的优点是近年来国内外一个极为重要的研究热点。
(3)任何一种材料都是通过其表面与环境介质相接触的, 因此材料的开发与应用必然涉及其表面问题的研究。
一般高分子材料的表面对外界响应性较弱, 但有些高分子表面的结构形态会因外界条件(如pH、温度、应力、光及电场等) 的改变在极短时间内发生相应的变化, 从而造成表面性质的改变, 此乃智能高分子表面。
因此设计这类智能表面将是生物医用高分子材料发展的一个重要方面。
(4)随着科学的发展,由高分子材料制成的人工脏器正在从体外使用型向内植型发展,为满足医用功能性、生物相容性的要求,把酶和生物细胞固定在合成高分子材料上,从而制成各种脏器,将使生物医用高分子材料发展前景越来越广阔。
(5)通常,在组织工程的应用中,高分子材料支架要负载上生长因子,以促进组织在生物体内的再生,另一方面,把特殊的粘附因子,如粘连蛋白结合到支架上,可使聚合物表面能够促进对某种细胞的粘附,而排斥其它种类的细胞,即支架对细胞进行有选择的粘附。
为了使生长因子和粘附因子能够结合到可降解高分子材料上,就需要对材料进行表面改性,而有时表面改性很困难, 因此,可利用与天然聚合物杂化的方法来达到上述目的, 同时由于这些材料有良好的机械性能,又可以弥补天然聚合物强度不高、稳定性差的缺点。
可见,生物杂化材料在这方面的表现是相当突出的, 必将成为医用生物高分子材料发展的一个主要趋势。
6.生物医用高分子材料的研究进展我国生物医学高分子研究起步较晚。
自20世纪70年代末起,北京大学和南开大学从事这一领域的研究。
“九五”期间由何炳林与卓仁禧主持的国家自然科学基金重大项目组织大批科研力量进行研究,在此领域取得了显著成绩。
1998年“生物医学高分子”项目获教育部科技进步一等奖。
我国现有医用高分子材料60多种,制品达400余种。
早在1999年6月,科技部生物领域专家组就在南京和上海召开了“生物芯片技术”和“组织工程技术”研讨会,会议决定启动这2个研究项目H⋯,并作为该领域的重点课题。