医用高分子材料历史及发展

医用高分子材料历史与发展
摘要：本文介绍了医用高分子材料的种类、特点，并介绍了人体可吸收医用高分子材料、智能性生物医用高分子材料等的发展现状和趋势，对全面了解医用高分子材料的应用及发展将会有一定的帮助。

关键词：医用塑料；医疗器械；生物可降解材料；缝合线；人体组织工程材料
Abstract：In this paper, the types of medical polymer materials、characteristics and processing technologieswere introduced, the development and trends were also involved. Degradable organisms materials play an important role in medical field．111e materials can be usedas medical suture，bonesetting material，body tissue rebuilding material ，medical paper，wounddressing and so on
Keywords: medical plastics; medical equipment; biological degradability material，medical suture，bod y tissue rebulding material
一、医用高分子材料历史
用高分子材料发展的4个阶段
第1阶段：时间大约是7千年前至19世纪中叶，是被动地使用天然高分子材料阶段。

这一时期的高分子材料有，大漆及其制品、蚕丝及织物、麻、棉、羊皮、羊毛、纸、桐油等。

第2阶段：从19世纪中页到20世纪20年代，是对天然高分子材料进行化学改性，从而研制新材料阶段。

在这阶段中，人类首次研制出合成高分子材料(酚醛树脂)。

这一时期的高分子材料有，硫化橡胶，赛璐珞(硝基纤维素脂)、硝基纤维素酯，人造丝、纤维素粘胶丝、酚醛树脂清漆和电木等。

第3阶段：20-世纪30年代至60年代，是人类大量研制新合成高分子材料阶段。

在这一阶段，“高分子科学”概念已经诞生，大批高分子化学家投入到新聚合物的合成和新材料开发的研究领域。

从而导致了至今天仍有重要意义的大批通用高分子材料的诞生。

例如顺丁、丁苯、丁纳等合成橡胶的出现；尼龙66、聚酯(PET)、聚丙烯腈等合成纤维的出现；聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、有机硅、有机氟、杂环高分子等塑料和树脂的出现。

第4阶段：从20世纪60年代至今，是人类对高分子材料大普及、大扩展阶段。

在这个阶段，人类对上述聚合物的使用更加合理，聚合物生产的价格更为低廉，从而使高分子材料渗透到国民经济及人类生活的各个方面，使高分子材料成为了人类社会继金属材料，无机材料之后的第3大材料。

二、医用高分子材料种类
塑料作为一种十分重要的材料，在医疗卫生领域得到了广泛应用。

它既可制成一次性医疗器械如点滴瓶、注射器等，又能用于非一次性医疗设备如计量器、外科仪器等，医用塑料领域是目前塑料工业最有发展潜力的市场之一。

根据实际应用，医用塑料材料大致分为制作人工脏器、修复人体缺陷和制作医疗器械三大类。

(1)植入体内，永久性替代使用的人工脏器或部位的塑料材料。

例如人工血管、人工心脏瓣膜、人工食道、人工气管、人工胆管、人工尿道等。

此外，在手术过程中，用于体外暂时替代使用的人工脏器有人工肾脏、人工心脏、人工肺、人工肝脏等。

(2)修复人体某部分缺陷的人工材料。

例如人工皮肤、人工骨、人工关节、人工耳朵、人工鼻、假肢、角膜接触眼镜等。

(3)用作医疗器械的塑料材料。

例如医用容器有输液瓶、输液袋、输血袋、腹膜透析液袋、血袋等；一次性医疗用品有注射器、输液器、输血器、静脉导液管、各种插管、血液导管、检验用具、病人用具、手术室用具、诊疗用具和绷带等。

不同种类的塑料在医用塑料市场上的消费比例是不同的。

聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE) 用量最大，各占28%和24%；聚苯乙烯(PS)占18%；聚丙烯(PP)占16%；工程塑料占14%。

在工程塑料中，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)占23%，ABS/苯乙烯－丙烯晴共聚物(SAN)占16%；聚碳酸酯(PC)占12%；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)占10%，其它医用工程塑料有尼龙(PA)、聚甲醛(POM)、聚氨酯(PUR)、有机硅、氟聚合物、纤维素塑料、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等[1]。

三、可生物降解医用材料的用途
生物可降解材料正引起人们越来越广泛的兴趣。

尤其在医药卫生领域内，生物可降解的医用材料得到了大力开发，被广泛应用于“人体组织工程”材料、体内缝合线、外科用正骨材料等，其应用前景十分看好。

可降解生物医用材料一般都是由对人体无毒无害的，能在人体内部自行分解后被吸收或排出体外的高分子材料制成。

其大分子链中一般都含有酯基，遇到水会发生水解。

经过一定时间后，大分子变成了小分子，或被人体吸收或被排出体外。

其分解吸收周期视材料的不同分子结构、不同环境条件而异。

1．1 医用缝合线
可生物降解材料在医学方面比较重要的用途之一是医用缝合线。

在对人体进行内脏器官外科手术时，若采用非降解性的聚酰胺、聚丙烯缝合线缝合伤口，则伤口痊愈后此类缝合线将永久留在体内，而人体内部组织会对此缝合线产生排异现象。

羊肠线是一种传统的可被人体降解吸收的体内缝合线，它在人体内的吸收周期约为15天左右，而人体内脏器官的外科手术刀口往往难以在此期间愈合。

因而人体内脏器官的外科手术对分解周期较长的新型可降解医用缝合线的需求就十分迫切。

聚乙交酯一丙交酯(PGLA)可吸收医用缝合线正是上述手术所需的理想的缝合线，它的强度和手感都要比普通合成纤维优异，在人体内可保持其强度三四个星期，吸收周期根据缝合线的成分和大小型号约为两三个月，使得外科手术刀口有足够的时间愈合。

PGLA可吸收缝合线自20世纪80年代问世以来很快被医学界接受，广泛用作外科手术缝合线，大多用于表皮下的手术、粘膜表层手术和脉管缝合手术，取代了长期使用的羊肠线以及合成纤维缝合线。

目前在一些发达国家，PGLA可吸收医用缝合线已在医用缝合线领域占相当比例，其需求还在不断扩大。

估计2000年美国医用缝合线的80％采用了聚乙交酯一丙交酯类共聚纤维。

1．2 人体组织工程材料
“人体组织工程”是一个比较新的名词，是医学界21世纪的一个重要生物组织工程。

所谓“人体组织工程”指的是用人造材料再造人体的某些器官如内脏、鼻子、耳朵等。

医生可根据需求随时到“人体组织库”内为病人选取所需的器官并加以再造。

这类器官具有仿生人
造血管等，日后能成为人体的一部分并起着相应的作用，与假鼻子、假耳朵的功能不能同日而语。

降解性的生物医用材料如聚乙交酯、聚丙交酯、甲壳质类纤维可在人造器官中起着载体骨架的作用。

即先用这些材料预制成具有一定形状的、可以输送营养液的人造器官框架，然后在此框架上植入神经系统等人体必需组织。

待人造器官植入人体后，作为框架的生物降解材料逐渐被人体吸受，而先前植入人造器官的预制人体组织逐渐长成成为人体的一部分，新的器官生成了。

1．3 医用纤维纸
医学技术的发展趋势之一是，纸越来越广泛地用作敷贴于人体组织的材料。

一般在腹部动了外科手术后，体内器官如肠、胃等有所挪位，为防止产生肠粘连，医生通常要求病人早日起床活动，另外一个办法便是在肠、胃之间放置隔离纸(膜)。

普通植物纤维纸的化学性质和生理性质与人体组织大不相同，容易引起皮肤发炎。

预期动物纤维纸可以克服这种缺点，而甲壳质纤维纸是最有这种应用前景的。

在日本，已有人提出了甲壳质纸的制造方法，并在美国申请了专利 J。

采用适当的工艺条件和溶剂，可制得孔多、有良好透气性和吸水性的特别适合于作医用材料的甲壳质纤维纸。

四、展望
高分子材料虽然不是万能的，不可能指望它解决一切医学问题，但通过分子设计的途径，合成出具有生物医学功能的理想医用高分子材料的前景是十分广阔的。

有人预计，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。

作为生物医药和材料这两大新世纪支柱的跨缘学科的生物医药新材料毫无疑问将成为科研开发的主攻方向，人体可吸收医用材料必将更多地进入医疗领域。

从某种程度上说，这也将成为衡量一个国家科技发展水平以及国民经济实力的标志之一。

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