第14章 医用高分子_PPT幻灯片

❖ 医用高分子（Biomedical polymers）材料 是生物材料（Biomaterials）的重要组成部分, 用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断 检查、治疗疾患等医疗保健领域 ,并要求对人 体组织、血液不产生不良影响。研究内容包 括两个方面，一是设计、合成和加工符合不 同医用目的的高分子材料与制品；二是最大 限度地克服这些材料对人体的伤害和副作用。
（2）短期植入（短期接触）材料，指短时期内与内部组 织或体液接触的材料， 如血液体外循环的管路和器件 （透析器、心肺机等）。
（3）体内体外连通使用的材料，指使用中部分在体内部 分在体外的器件， 如心脏起搏器的导线、各种插管等。
（4）体表接触材料与一次性使用医疗用品材料。
14.1.3 对医用高分子材料的基本要求
（4）高分子药物和药物控释高分子材料，指本身具有药 理活性或辅助其他药物发挥作用的高分子材料，随制剂 不同而有不同的具体要求，但都必须无毒副作用、无热 原、不引起免疫反应。
14.2.1.4 按与肌体组织接触的关系分类
（1）长期植入材料，泛指植入体内并在体内存在一定时 间的材料，如人工血管、人工关节、人工晶状体等。
14.2.1.2 按材料与活体组织的相互作用关系分类
(1)生物惰性（bioinert）高分子材料，指在体内不降解、不变性、 不引起长期组织反应的高分子材料，适合长期植入体内。 （2）生物活性（bioactive）高分子材料，其原意是指植入材料能 够与周围组织发生相互作用，一般指有益的作用，如金属植入体 表面喷涂羟基磷灰石，植入体内后其表层能够与周围骨组织很好 地相互作用，以增加植入体与周围骨组织结合的牢固性。但目前 尚有一种广义的解释，指对肌体组织、细胞等具有生物活性的材 料，除了生物活性植入体之外，还包括高分子药物、诊断试剂、 高分于修饰的生物大分子治疗剂等。 （3）生物吸收（bioabsorbable）高分子材料，又称生物降解 （biodegradable）高分子材料。这类材料在体内逐渐降解。其 降解产物被肌体吸收代谢，在医学领域具有广泛用途。
§14.1 医用高分子概论
14.1.1 医用高分子发展简史
公元前3500年．古埃及人就用棉花纤维、马鬃缝 合伤口。墨西哥印地安人用木片修补受伤的颅骨。 公元前2500年中国和埃及的墓葬中发现有假牙、 假鼻、假耳。
❖ 1851年发明天然橡胶硫化方法之后开始采用硬胶 木制作人工牙托和颚骨。
❖ 1936年发明了有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）后， 很快就用于制作假牙和补牙，至今仍在使用。
14.2.1.3 按生物医学用途分类
（1）硬组织相容性高分子材料，主要包括用于骨科、齿 科的高分子材料，要求具有与替代组织类似的机械性能， 同时能够与周围组织结合在一起。
（2）软组织相容性高分子材料，主要用于软组织的替代 与修复，往往要求材料具有适当的强度和弹性，不引起 严重的组织病变。
（3）血液相容性高分子材料，用于制作与血液接触的人 工器官或器械，不引起凝血、溶血等生理反应，与活性 组织有良好的互相适应性。
（2）无热原反应。 （3）不致癌。 （4）不致畸。 （5）不引起过敏反应或干扰肌体的免疫机理。 （6）不破坏邻近组织，也不发生材料表面钙化沉积。 （7）对于与血液接触的材料，还要求具有良好的血液相容性。血
14.1.2 医用高分子的分类
14.1.2.1 按来源分类
(1) 天然医用高分子材料，如胶原、明胶、 丝蛋白、角质蛋白、纤维素、粘多糖、甲 壳素及其衍生物等。 （2）人工合成医用高分子材料，如聚氨酯、 硅橡胶、聚酯等，60年代以前主要是商品 工业材料的提纯、改性，之后主要根据特 定目的进行专门的设计、合成。
绪论
❖ 生物材料：生物医学材料，它是指“以医疗为目的，用 于与组织接触以形成功能的无生命的材料”。
❖ 生物医学材料必须具备以下两个条件：1) 要求材料与 组织短期接触无急性毒性、无致敏作用、无致炎作用、 无致癌作用和其它不良反应。2) 还应具备耐腐蚀性能及 相应的生物力学性能和良好的加工性能。
❖ 生物医学材料的分类：金属材料、无机非金属材料和有 机高分子材料
❖ 1943年，赛璐璐（硝酸纤维素）薄膜开始用于血 液透析。
❖ 从70年代始，高分子科学家和医学家积极开 展合作研究，医用高分子材料快速发展起来 并不断取得成果。
❖ 在80年代， 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。近年来，高效、定向的高分子药物 控制释放体系的研究取得了许多重要成果。
（3）易于加工成型。 （4）材料易得、价格适当。 （5）便于消毒灭菌。
14.1.3.2 对医用高分子材料的人体效应的要求
（1）无毒 ，即化学惰性。一般而言，化学结构稳定的纯净高分子 材料对肌体是无毒的。因此，医用高分子材料要经过仔细纯化， 材料的配方组成和添加剂的规格要严格控制，成型加工的工艺条 件、环境以及包装也要严格保证。
（3）天然生物组织与器官，天然生物组织用于器官 移植已有多年历史，至今仍是重要的危重疾病的治 疗手段。天然生物组织包括：①取自患者自体的组 织（Autogenic），例如采用自身隐静脉作为冠状动 脉搭桥术的血管替代物；②取自其他人的同种异体 组织（Allogenic），例如利用尸体角膜治疗患者的 角膜疾病；③来自其它动物的异种同类组织 （Exogenic），例如采用猪的心脏瓣膜代替人的心 脏瓣膜，治疗心脏病。
14.1.3.1 对医用高分子材料本身性能的要求
(1) 耐生物老化。对于长期植入的医用高分子材料，生物稳定 性要好。但是，对于暂时植入的医用高分子材料 ，则要求能够 在确定时间内降解为无毒的单体或片断，通过吸收、代谢wk.baidu.com程 排出体外。 因此 耐生物老化只是针对某些医学用途对高分子 材料的一种要求。
（2）物理和力学稳定性。针对不同的用途，在使用期内医用高分 了材料的强度 、弹性、尺寸稳定性、耐曲挠疲劳性、耐磨性应 适当。对于某些用途，还要求具有界面稳定性，例如人工髋关 节和人工牙根的松动问题与材料-组织结合界面的稳定性有关。