生物医用高分子材料及应用

4 医药包装用高分子材料
包装药物的高分子材料大体上可分为软、硬两 种类型。
硬型材料如聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等, 由于其 强度高、透明性好、尺寸稳定、气密性好,常用来代 替玻璃容器和金属容器, 制造饮片和胶囊等固体制 剂的包装。
软型材料如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氯乙烯及乙烯醋酸乙烯共聚物等, 常加工成复合薄膜, 主要用来包 装固体冲剂、片剂等药物。
药用高分子可分为三类:
（１）具有药理活性的高分子药物。
它们本身具有药理作用, 断链后即失去药 性, 是真正意义上的高分子药物。天然药理活 性高分子有激素、肝素、葡萄糖、酶制剂等。 合成药理活性高分子如聚4 - 乙烯吡啶- N - 氧 撑是较早研究的代用血浆。
（２）低分子药物的高分子化。
低分子药物在体内新陈代谢速度快, 半 衰期短, 体内浓度降低快, 从而影响疗效, 故需 大剂量频繁进药, 而过高的药剂浓度又会加重 副作用, 此外, 低分子药物也缺乏进入人体部 位的选择性。将低分子药物与高分子结合的 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
氨酯等。 人工心脏
材料多用聚醚氨酯和硅橡胶等。 人工肺
多用聚四氟乙烯、硅橡胶等材料 人工肾
材料除要求具备良好的血液相容性外, 还要求材 料具有足够的湿态强度、有适宜的超滤渗透性等, 可充当这一使命的材料有乙酸纤维素、铜氨再生纤 维素、尼龙、聚砜及聚醚砜等。
为提高人造器官的血液相容性, 现阶段的 研究重点是对现有生物材料的表面进行改性 和修饰, 其方法有: 接枝亲水性长侧链
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
组织工程中的生物材料主要发挥下列作用:
提供组织再生的支架或三维结构;
调节细胞生理功能;
免疫保护，当完成自己的使命后, 作为 组织生长骨架的生物高分子材料则降解为无 毒的小分子被机体吸收。作为这种材料使用 的聚合物主要有聚乳酸( PLA) 等。
3 药用高分子材料
作为药用高分子必须具备下列条件: 本身及其分解产物应无毒, 不会引起炎症, 无致癌性; 进入血液系统的药物不会引起血栓 具有水溶性, 能在体内水解为具有药理活性的基团 能有效到达病灶处, 并积累一定浓度 口服药剂的高分子残基能通过排泄系统排出体外。
（３）药用高分子微胶囊。
将细微的药粒用高分子膜包覆起来形成微小的
胶囊是近年来生物医药工程的一场革命。药物经微 胶囊化处理后可以达到下列目的: 延缓、控制释放 药物, 提高疗效; 掩蔽药物的毒性、刺激性和苦味等 不良性质, 减小对人体的刺激; 使药物与空气隔离, 防止药物在存放过程中的氧化、吸潮等不良反应, 增加贮存的稳定性
生物医用材料ห้องสมุดไป่ตู้类
天然生物材料( 如猪心瓣膜、牛心包、羊膜等) 金属材料( 如钛及其合金) 、 无机非金属材料( 如羟基磷灰石、生物玻璃等) 高分子材料 杂化生物医用材料。
生物医用高分子的发展
材料发展的第一阶段始于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。
5 眼科用高分子材料
隐形眼镜是最常见的眼科用高分子材料制品， 它对材料有如下要求： 具有优良的光学性质, 折光率与角膜相接近 良好的润湿性和透氧性; 生物惰性, 即耐降解且不与接触面发生化学反应 有一定的力学强度, 易于精加工及抗污渍沉淀等。
常用的隐形眼镜材料有聚甲基丙烯酸β-羟乙酯 等，发生病变的角膜和晶状体也可用人工角膜和 人工晶状体替代。
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
生物医用高分子材料及 应用
Polymeric bio materials and its
applications
生物医用高分子材料定义
生物医用高分子材料( Polymeric bio materials) 是指在生理环境中使用的高 分子材料, 它们中有的可以全部植入体内, 有 的也可以部分植入体内而部分暴露在体外, 或 置于体外而通过某种方式作用于体内组织。
6 医用粘合剂与缝合线
生物医用粘合剂是指将组织粘合起来的 组织粘合剂, 医用粘合剂可粘合各种组织, 例 如可进行牙齿粘合, 血管、组织、肌肉粘合, 脑动脉瘤表面补强、防止破裂粘合, 及骨粘合 等。常用的粘合剂有α- 氰基丙烯酸烷基酯类, 甲基丙烯酸甲酯- 苯乙烯共聚物等。
手术用缝合线可分为非吸收型和可吸收型两大 类。
非吸收类包括天然纤维(如蚕丝、、马毛等) 和合成 纤维。
可吸收类包括天然高分子材料(如、骨胶原、纤维蛋 白等) 和合成高分子材料(如聚乙烯醇、聚乳酸等) 。 其中, 由聚乳酸制成的缝合线因性能优越而倍受关 注。这种缝合线强度可靠, 对创口缝合能力强, 又可 生物降解而被肌体吸收, 是一种理想的医用缝合线。
引入生物活性物质抑制血液与外源材料的相 互作用
使材料具有微相分离结构
聚合物表面种植内皮细胞等
2 组织工程用高分子材料
细胞大规模培养技术的日臻成熟和生物 相容性材料的开发与研究, 使得创造由活细胞 和生物相容性材料组成的人造生物组织或器 官成为可能。生物相容性材料的开发是组织 工程核心技术之一。
医用高分子分类及应用
1 与血液接触的高分子材料
与血液接触的高分子材料是指用来制造人 工血管、人工心脏血囊、人工心瓣膜、人工 肺等的生物医用材料, 要求这种材料要有良好 的抗凝血性、抗细菌粘附性, 即在材料表面不 产生血栓．不引起血小板变形, 不发生以生物 材料为中心的感染。
人工血管 材料有尼龙、聚酯、聚四氟乙烯、聚丙烯及聚