人造血管复合材料3
双绒编织人造血管用途
双绒编织人造血管用途人造血管是一种替代的医疗器械，用于修复和替代受损或狭窄的自然血管。
双绒编织人造血管作为一种新型的材料，在血管再生和维修方面具有广泛的应用前景。
首先，双绒编织人造血管具有优异的力学性能，可在体内提供稳定的血流。
它的材料通常由生物相容性高的聚合物制成，如聚乙烯醇（PVA）和聚左旋乳酸（PLA）。
这种材料具有良好的延展性、韧性和耐久性，能够承受较大的内外压力，保持血管的形态和功能。
与传统的人造血管相比，双绒编织人造血管具有更好的生物相容性和生物降解性，不会引发排斥反应或长期植入后产生健康隐患。
其次，双绒编织人造血管具有良好的血液相容性。
它能够抵抗血栓形成和血管炎等不良反应，保持正常的血液流动。
双绒编织人造血管内壁光滑，能够减少血小板和纤维蛋白在血管内的沉积，降低血管硬化的风险。
此外，双绒编织人造血管还具有良好的载药性能，可以通过在材料表面镀覆药物或将药物包裹在纤维中，实现药物的持续释放，降低再狭窄和血管堵塞的可能性。
第三，双绒编织人造血管在临床上具有广泛的应用价值。
它可以用于各种血管修复和替代手术，如动脉瘤修复、血栓切除和冠状动脉搭桥术等。
双绒编织人造血管可以作为血管替代品，用于修复因外伤、感染、疾病或手术切除等原因导致的血管缺损。
与传统的自体或异体移植血管相比，双绒编织人造血管可以避免移植物的供体限制和移植后的排斥反应，减轻患者的痛苦和并发症。
此外，双绒编织人造血管还可以用于血管再生和组织工程方面的研究。
科学家们可以在血管模板上种植干细胞或其他组织工程材料，促进新的血管生长和组织修复。
双绒编织人造血管的微孔结构可以提供细胞附着和扩散的空间，有利于血管内皮细胞和平滑肌细胞的生长和分化。
通过调控材料的成分和结构，还可以实现对新生血管的形态和功能的精密控制。
综上所述，双绒编织人造血管作为一种新型的人工血管材料，具有优异的力学性能、良好的血液相容性和广泛的临床应用价值。
它在血管修复和替代、血管再生和组织工程等领域具有巨大的潜力，将为现代医学的发展和血管疾病的治疗带来新的希望。
医用材料在医学领域中的应用
医用材料在医学领域中的应用医用材料是指应用于医疗服务过程中的任何物质和器材。
医学领域的发展离不开医用材料不断的更新和改良。
本文主要介绍医用材料的种类及其在医学领域的应用。
一、生物材料生物材料是医学领域中广泛使用的材料之一，由于其天然、生物相容性高，常常应用于医学领域的修复和再生工作。
生物材料包括：人工骨、人造血管、植入物等。
其中，人造骨是广泛使用的生物材料之一，在骨折等伤口修复领域有广泛的应用。
同时，生物材料也在心脏病、癌症等广义医疗领域有应用。
二、聚合物类材料聚合物材料也被应用于广泛的医学领域，如：医用塑料、医用聚合物、医用橡胶等。
聚合物类材料通常应用于手术套件、注射器、输液袋等产品的制造中，由于其亲水性好、透明度高等特点，常常被当做食品级、医疗级等环境中使用的安全物料。
三、无机类材料无机类材料是由无机物组成的材料，包括贵金属、抗菌金属等。
无机类材料的应用广泛，例如：铝、氧化锆、钛金属等材料被广泛应用于牙科的正畸工程和夹杂体的诱导，被视为极具现代特色的医用材料。
同时，在心脏和骨科领域，钛金属也有广泛的应用。
四、复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料，例如：玻璃纤维、碳纤维等综合材料。
复合材料在医学领域中的应用也是比较常见的，常常与人工骨、人造血管、人造心脏等使用，如：石墨/聚合物、碳纤维/复合聚合物等，其中玻璃纤维在牙科、耳鼻喉疾病领域有广泛的应用。
总的来看，医用材料是医学领域中必不可少的一部分，是现代医学技术和医学手段的重要组成部分。
随着医学领域的发展和材料科学的进步，各类新型医用材料不断出现，未来医用材料的趋势将是多素材理性组合应用，绿色、环保、高效能的新一代医用材料。
人造血液的研究进展
人造血液的研究进展
任烽;金怡杉;陈露;荣龙;余春红
【期刊名称】《基础医学与临床》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】人造血液是一类具有载氧能力、可暂时替代血液部分功能的液体制剂。
目前已研制出的人造血液可分为人工合成的血红蛋白、天然血红蛋白制成的人工红细胞、全氟碳化合物和干细胞分化红细胞4大类。
本文重点对近年人造血液的国
内外研发进展进行总结,并对人造血液在临床上的应用价值、发展趋势及未来研发
方向进行初步探讨,以期对该领域的发展提供新思路,推进人造血液产品的临床应用。
【总页数】7页(P124-130)
【作者】任烽;金怡杉;陈露;荣龙;余春红
【作者单位】北京航空航天大学生物与医学工程学院;北京航空航天大学医学科学
与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】R977.8
【相关文献】
1.降低血液透析患者人造血管内瘘失功的研究进展
2.综合护理对血液透析患者人造血管内瘘并发症及自我效能感的影响
3.探讨维持性血液透析患者应用人造血管内
瘘的护理措施和护理效果4.人造血液与人造红细胞5.人造血液能代替天然血液吗?因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
材料成血管实验报告
实验名称：材料成血管实验实验日期：2023年X月X日实验地点：实验室实验目的：探讨材料在血管生成中的应用，通过体外实验验证材料诱导血管生成的能力。
实验原理：血管生成是生物体内重要的生理过程，对维持组织器官的代谢和生长具有重要意义。
近年来，材料科学在生物医学领域取得了显著进展，血管生成材料作为一种新型生物材料，具有广阔的应用前景。
本实验旨在通过体外实验验证材料诱导血管生成的能力。
实验材料与仪器：1. 实验材料：（1）材料A：一种新型血管生成材料；（2）材料B：一种对照材料；（3）小鼠成纤维细胞（L929）；（4）小鼠内皮细胞（MVECs）；（5）胎牛血清（FBS）；（6）DMEM培养基；（7）青霉素、链霉素；（8）透明质酸酶；（9）血管内皮生长因子（VEGF）。
2. 实验仪器：（1）细胞培养箱；（2）CO2培养箱；（3）倒置显微镜；（4）酶标仪；（5）流式细胞仪；（6）凝胶成像系统。
实验方法：1. 细胞培养：（1）将小鼠成纤维细胞（L929）和小鼠内皮细胞（MVECs）分别接种于6孔板，置于细胞培养箱中培养；（2）待细胞生长至对数生长期，用0.25%胰蛋白酶消化细胞，按1:10的比例传代；（3）分别将材料A和材料B与L929细胞共培养，以研究材料对成纤维细胞的影响；（4）将L929细胞与MVECs共培养，并在培养体系中加入VEGF，以研究材料对血管生成的影响。
2. 材料诱导血管生成实验：（1）将材料A和材料B分别与L929细胞共培养，观察材料对成纤维细胞的影响；（2）将L929细胞与MVECs共培养，并在培养体系中加入VEGF，分别将材料A和材料B添加到培养体系中，观察材料对血管生成的影响；（3）通过倒置显微镜观察细胞形态变化，记录血管生成情况；（4）通过酶标仪检测细胞增殖情况；（5）通过流式细胞仪检测细胞凋亡情况；（6）通过凝胶成像系统观察血管生成情况。
实验结果：1. 材料A和材料B对成纤维细胞的影响：材料A和材料B均能促进成纤维细胞的增殖，但材料A的促进作用更明显。
浅谈人造血液与人造血管
浅谈人造血液与人造血管王月悦化科院环科系08080402摘要：简单介绍了人造血液与人造血管出现的必然性以及国、内外人造血液与人造血管的发展及研究现状。
综述了它们的应用，指明了其发展的方向关键词：人造血液、人造血管、必然性、现状、氟碳化合物人工血液(Artificial blood)是指一类具有载氧能力的人造制剂,它能代替血液在组织中进行氧气和二氧化碳的交换[1]。
现实生活中，与血管有关的疾病往往是危及人生命的。
比如,下肾主动脉、髂动脉以及下行的胸主动脉瘤的膨胀会导致血管扩张;动脉粥样硬化会导致动脉变窄甚至闭塞;颈动脉粥样硬化会导致中风;冠状动脉粥样硬化会导致心脏病,当血管由于动脉硬化老化或破损等原因而不能正常工作时,需进行血管移植。
因此我们引入了人造血管的概念,人造血管在血管移植方面发挥着重要的作用[3]。
（一）人造血液与人造血管出现的必然性众所周知,如果人体失血超过30%,必须进行输血抢救，但是,在早期的临床上输血往往失败。
这又是什么原因呢？1 9 00年,奥地利33岁的生物学家兰特斯坦纳将同一个人的红细胞分别注入几个人的血清中,结果有的血清中发生了凝集反应,有的却没有反应。
由此发现人血存在着3种基本组合,即A、B、O三种血型。
以后进一步发现,人类的血型为A、B、O、A B四型,并发现一些亚型。
血型的发现,奠定了血液分类学的基础,也揭开了输血之所以会失败的奥秘。
从此临床上严格规定输血前必须进行血型鉴定。
但是,由于血型的限制,血源的匾乏,以及输血前准备工作的繁琐,使科学家们对血液的研究转向研制人造血液。
（二）人造血液与人造血管的发展人造血液的发展应该从本世纪30年代说起，那时候的生物学家将重点放在研究血红蛋白的结构上。
但是,限于当时的条件,他们只能从人血中提出红细胞,进行脱氧、冷冻和干燥,制成血红素粉保存起来。
到用时.用生理盐水配成血红素液,作为血液代用品。
然而,这并非是人造血,实际上是人血的提取物。
人造血管技术的研究进展
人造血管技术的研究进展随着人类寿命的延长和疾病率的上升，心血管疾病已成为世界范围内的重大健康挑战。
治疗血管疾病的主要方法是通过植入血管支架修复已损坏的血管。
然而，随着支架植入数量的增加，许多患者出现再狭窄和血栓形成等并发症，也加速了充满争议的三叉戟植入术的放弃。
故而，人造血管技术的研究显得愈发具有优势，要想实现人工血管的替代自然血管，就必须从几个方面进行研究：材料、结构和实现。
1. 材料纤维素、蛋白质、羟基磷灰石等生物材料已广泛用于血管替代。
其中，羟基磷灰石因具有形态稳定性、良好生物相容性、生物固有的生物活性和可溶性等优点在仿生血管的制备中显示出了巨大的潜力。
针对生物材料的不足，金属材料、聚合物等也成为研究的热点领域。
例如，材料科学家使用纳米技术制备的金属材料的表面粗糙度得以与生物组织直接结合，从而增强了仿生血管的生物相容性。
这些新材料和新技术的涌现促进了医学技术的创新和发展，也使仿生血管成为可能。
2. 结构仿生血管的结构是实现仿生的一个重要方面。
为了让仿生血管能够更好地与自然血管相配合，科学家们尝试了各种方法，以实现仿生的状态。
常见的是模仿自然血管的分级分布，并且确定内层和外层的材料和结构比例，以便实现良好的生物相容性和结构稳定性。
另外，凹-凸纹、毛细血管等细微结构也被引入仿生血管的制备中，以实现仿生血管的外形与自然血管一致。
3. 实现仿生血管的生产应追求高效、稳定、简便、成本低等优点。
人工血管的制备通常由多种工艺组合而成。
例如，3D打印技术、仿生表面处理等都为仿生血管的制备和实现提供了可能性。
其中，3D打印技术作为制造仿生血管的重要手段，不仅工艺技术成熟，而且可以制备各种形式和大小的人工血管，从而实现微创手术。
总之，人造血管技术的研究进展不仅是医学技术的创新，更是人工智能、纳米科技等新技术融合的产物。
在仿生血管的实现方面，科学家们还需要大量的研究和实践，使得仿生血管在临床上应用更加广泛和实用，为医学科学的发展带来新的突破。
新型人造血管的研究与应用
新型人造血管的研究与应用随着医学技术的不断进步和科技的不断创新，全球范围内的医疗设备和治疗手段越来越先进，其中，人造血管技术的研究和应用也逐渐成为了医学界的热点和关注焦点。
人造血管是一种科技创新的产物，它具有非常广阔的临床应用前景，可以为心脑血管疾病患者提供更为安全、可靠和有效的治疗手段。
一、新型人造血管的原理与分类人造血管是通过人工合成的方式来模拟天然血管，使其可以应用于多种组织和器官的修复和再生。
在新型人造血管的研究中，研究者们通常会选择合适的材料、结构和形态来设计和制造人造血管。
根据结构和材料的不同，人造血管可以分为多种不同的类型，比如合成纤维素类人造血管、生物活性材料类人造血管、聚合物类人造血管等。
其中，聚合物类人造血管是十分常见的一种类型，它是由聚合物材料合成的模型，具有高度的柔性、可塑性和生物相容性。
二、新型人造血管的研究与应用1.临床应用前景人造血管可以在多种疾病的治疗中发挥重要的作用，比如在冠心病和动脉硬化等心脑血管疾病的治疗中，心血管疾病严重威胁着人类的生命健康，对于这些疾病患者，可移植的健康人血管数量有限，而人工合成的新型人造血管则可以发挥其优异的功能和性质，为这些疾病患者提供更为安全、有效的治疗手段。
2.研究进展与挑战在新型人造血管的研究中，研究者们通常需要面对一些困难和挑战。
例如，在材料选择和构建结构等方面需要掌握一定的专业技术和知识，新型人造血管的耐用性和生物相容性等科学问题也需要进一步解决。
此外，新型人造血管在临床应用中的安全性和有效性等方面也需要进一步的研究和探索。
三、新型人造血管的发展趋势1.新型材料的应用新型人造血管的研究与应用中，有许多新材料可以应用于人工合成，比如聚合物增强的复合材料、生物可降解材料等，可以进一步提高人造血管的耐用性和长期生物相容性。
2.微型制造技术应用新型人造血管的研究与应用中，微型制造技术的发展可以提供更加灵活和高效的人造血管制造手段，促进新型人造血管的研发进展。
人造血管制备技术
人造血管制备技术人造血管制备技术是一种用于制造人工血管的技术，旨在替代或修复受损或阻塞的自然血管。
这项技术对于治疗心血管疾病和其他相关疾病具有重要的临床应用前景。
1. 原理人造血管制备技术的原理是通过合成或生物制造材料来构建一个具有相似结构和功能的血管。
这些人造血管通常由两个主要组成部分构成：支架和细胞。
支架：支架是人造血管的骨架，可以提供结构支持和机械强度。
常用的支架材料包括生物相容性高的聚合物、金属合金和生物降解材料等。
支架的设计需要考虑到血液流体力学的要求，如合适的直径、壁厚和弯曲性能等。
细胞：细胞是人造血管内膜的主要成分，可以促进血管的内皮化。
内皮细胞有助于减少血栓形成和抑制血管炎症反应。
常用的细胞来源包括人体自体细胞、干细胞和细胞系等。
2. 材料选择在人造血管的制备中，材料选择起着至关重要的作用。
理想的材料应具备以下特性：生物相容性：材料应与人体组织相容，不引起免疫反应或排斥反应。
生物降解性：材料能够逐渐降解并被代谢，从而为新生组织提供空间。
机械性能：材料应具备足够的强度和柔韧性，以承受血液流体力学的力学应力。
血液相容性：材料应具备良好的抗血栓性和抗炎性，以减少血栓和炎症反应的发生。
常用的材料包括：聚合物：聚乳酸（PLA）、聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）、聚己内酯（PCL）等。
天然蛋白质：胶原蛋白、丝素蛋白等。
金属合金：钛合金、镍钛合金等。
3. 制备方法人造血管的制备方法多种多样，下面介绍几种常用的方法：电纺法：电纺法是一种常用的人造血管制备方法。
该方法通过将聚合物溶液注入电纺枪，并在高电压作用下使溶液喷出，并在收集器上形成纤维网。
通过调节电压、喷丝速度和收集器的运动等参数，可以控制纤维的直径和形态。
制备完成后，纤维网可以用于构建血管支架，然后通过细胞培养等方法进行内皮化处理。
生物三维打印：生物三维打印是一种先进的制备方法，可以按照设计的模型直接打印出具有复杂结构和形态的人造血管。
该方法利用生物打印机将支架材料和细胞一层层地打印叠加，形成三维结构。
生物医用纺织品——人造血管
常见的ePTEF材料
常见的PU材料
第二阶段：合成过程：一般采用医用级聚酯 纺制成复丝，用针织和机织方法制成，加工 成蛇腹状以获得与人体血管相似的屈曲和伸 缩性，再经表面毛羽化处理，以利于血液中 血清蛋白的附着，形成薄而牢固的假膜，与 人体组织愈合，达到“器官化”的效应。
目前已经商品化的人造血管有：涤纶人造血管、 真丝人造血管、膨体聚四氟乙烯人造血管和聚氨 酯人造血管。较大直径的人造血管生产技术已较 为成熟了，上海长海医院与东华大学协作，进行 多年研究，取得了很大进展。
力，在生物体内不老化；来自（2）富有弹性、伸展性，具有适当的孔隙，抗 血栓性，能牢固缝合； （3）有利于血液流动，保持持久的强度；可靠 的耐降解抗腐蚀性等。
目前常用人造血管使用最多的原料是合成纤维， 有：膨体聚四氟乙烯（ePTFE）和聚氨酯（PU）。 (expanded PTFE):是一种新型的医用高分子材料， 由聚四氟乙烯树脂经拉伸等特殊加工方法制成。 白色，富有弹性和柔韧性，具有微细纤维连接而 形成的网状结构，这些微细纤维形成无数细孔， 使膨体PTFE可任意弯曲(过360° )，血液相容性 好，耐生物老化，用于制造人造血管、心脏补片 等医用制品。 (Polyurethane Resin)：作为一种具有高强度、抗 撕裂、耐磨等特性的高分子材料,在日常生活、 工农业生产、医学等领域广泛应用。
谢谢！
三、人造血管技术突破
近几年聚氨酯（PU）材料发展很快，出现了一些 更具生物稳定性的PU人造血管，可用于小直径的人造 血管。如corvitat（一种血管类型）其材料是碳酸盐和 甲氨酯多聚化合物，外膜增强型设计，有PET网和蛋白 涂层，具有很好的径向支撑力。这些最新的商品化PU 人造血管长期的通畅率还有待进一步检验。 2015年11月，日本国立循环器官疾病研究中心宣 布，该中心研究人员成功研制出直径仅为0.6毫米的人 工血管。这是目前世界最细的人工血管，有望应用于 脑和心脏的血管搭桥手术等领域。该中心一个研究小 组利用胶原蛋白遇到进入体内的异物时会将其包裹的 性质，将直径0.6毫米、长2厘米的外表被硅覆盖的不 锈钢丝植入大鼠后背皮下，约两个月后取出，发现不 锈钢丝周围形成胶原蛋白的管状物。研究人员将管状 物移植到实验鼠大腿后，观察了约六个月，发现其发 挥了人工血管的作用。
复合材料在医学中的应用
复合材料在医学中的应用复合材料是指由两种或两种以上不同的材料通过化学或物理方法组合而成的一种新型材料。
其特点是具有多种性能，如高强度、高韧性、耐热、耐腐蚀等，广泛应用于建筑、航空、新能源等领域。
而近年来，复合材料也逐渐被应用于医学领域，为医疗技术的进步和患者病情的治疗提供了新的可能。
一、1. 生物材料领域复合材料被广泛应用于生物医学领域中的生物材料方面。
复合材料能够与生物体相容性良好，可以被用来制造人工骨、人工心脏瓣膜和人造耳鼻喉等。
生物材料方面的复合材料，由于其特殊的材质组合，可以提高医疗器械的强度和稳定性，可以大大减少重复手术的情况，给患者的健康带来更多的保障。
2. 人工关节领域随着人口老龄化的加速，人工关节的需求量越来越大。
而很多复合材料可以用来制造人工关节，例如碳纤维等材料都可以用于人工关节的生产。
这些人工关节可以取代病毒性、感染性等伴随有病症的关节，提高老年人和需要多次关节手术的患者的生活质量。
3. 医疗设备方面复合材料还可以用于医疗设备的生产。
例如，复合材料可以制造医用镜头，因为它具有较高的抗撞性和抗污性，可以更好地保护医疗设备，减少设备的重复维修和更换。
此外，复合材料还可以用于制造心脏起搏器、除颤器等相关医疗设备，可以有效地帮助患者预防疾病和健康提升。
二、复合材料在医学领域的优势1. 高性能的稳定性复合材料具有高性能和稳定性，具有较高的强度和韧性，能应对人体多种情况，使人体在受到外伤时得以保护。
由于复合材料具有这些特点，因此它可以使医疗器械做到更好的长期性能稳定，延长医疗器械的使用寿命，减少医疗器械的损坏。
2. 优秀的生物相容性复合材料可以与人体相容性良好，可以被广泛应用于医疗器械的制造等方面。
与普通材料不同的是，这种材料完全不会产生病毒、化学反应等有害物质，不会对人体产生害处，使人体更加健康和健康。
3. 制造革新与传统材料相比，复合材料可以制造更轻的医疗器械，提高医疗器械的防护能力和医疗器械的易操作性，这对医疗保健的推广足以起到重要的作用。
国外人造血管的发展_敖伟
国外人造血管的发展敖 伟 陈南梁 (东华大学,上海,200051)摘 要:叙述了人造血管的产生、性能要求、采用的材料和一般的加工方法,并介绍了国外人造血管发展状况,以及目前存在的问题和将来的发展方向。
关键词:人造血管,医用纺织品,发展,国外0 引言当人体的某部分器官或组织因病变或损坏而失去功能时,就需要进行器官移植。
如当血管由于动脉硬化、血管老化或破损等原因而不能正常工作时,需进行血管移植。
由于异体器官强烈的排异作用、来源少、价格昂贵等原因,使得人造器官成为合理的代替品。
因而人造血管在血管移植方面发挥着重要的作用。
1 人造血管的产生早在40年代,Hufnaged就开始研究生物体血管的移植,当时限于条件,只能采用硬质塑料管代替血管植入生物体内,由于严重的凝血反应,实验没有一例获得成功。
1952年Voorhees在一次实验中偶然发现植入生物体内的真丝缝线上覆盖有一层内皮细胞,他设想假定植入生物体内的织物也发生同样的现象,就能避免血液和植入物的直接接触从而防止凝血现象的产生,这就为人造血管的发展提供了思路。
2 人造器官的性能要求为制造具有实用性的人造血管,首先要明确人造血管的性能要求。
它必须具有良好的生物相容性及一定的机械性能。
生物相容性方面,要求其不引起异常的免疫、排异和过敏反应,对细胞的生长无不良影响,没有致畸、致变作用。
机械性能方面,要求其具有较高的缝接强度;一定的弹性;其变形能力应和所替代的器官或组织相一致;具有长期使用的稳定性,无明显的生物降解现象;结构和几何形状无明显改变;其表面具有一定的粗糙度,以利于周围细胞的成长。
3 采用的材料和加工的方法目前人造血管使用最多的原料是聚酯、聚四氟乙烯纤维,这是因为它们结构稳定性好,在体内可长期工作而不发生降解。
内径大于10mm的人造血管一般用机织物或针织物制成,前者结构稳定,后者弹性较好。
血管的管壁必须保持适当的紧密程度,并具有一定的孔洞,这样周围组织就能附在血管外壁并通过管壁向内生长,使血管内壁覆盖一层薄薄的内皮细胞。
化学选修五第五章第三节功能高分子材料
了解功能高分子材料的结构特点和重要性能；掌握 合成功能高分子材料的原理。 通过对新型有机高分子材料结构和功能的介绍，激 发学生学习化学的兴趣，提高学生学习化学的积极性。
引入： 时代的划分常以材料为标志：石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代 、高分子时代。当今能源、材料、信息工程是影响社会经济发展和进步的三大支柱产业。其中材料是能源和信息发展的基础，而有机合成材料是材料工业的一个重要方面。
需要考虑的问题：高分子应具有怎样的主链？应带有怎样的功能原子团？ 直接由带功能原子团的单体合成高分子？还是先合成高分子主链，在主链上引入功能原子团？
基本合成思想： 直接合成具有新型骨架结构的高分子材料,在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团，使其显示特殊功能。 合成功能高分子材料的路线方法
C
一、功能高分子材料简介
定义：既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子。 功能高分子材料的简单分类： 物理功能高分子材料 液晶高分子、高分子半导体等 化学功能高分子材料 高吸水性材料、高分子分离膜等 生物功能和医用高分子材料 高分子药物、人造器官等
这是具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜，它的特点是能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。
3.高吸水性材料的合成
目的：吸水性强、保水性强、耐挤压
交联剂进行交联以得到网状结构
合成方法
①对天然吸水材料进行改性
②直接由带有强亲水性原子团 的化合物聚合得到
复合材料
定义：将两种或两种以上不同性能的材料组合起来，在性能上取长补短，就可以得到比单一材料性能优越的复合材料。 特点：在复合材料中，一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，就好像人体中的肌肉和骨头一样，各有各的作用，结合在一起就产生某些特殊性能：例如玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)： 基 体 ＋ 增强剂 ＝ 复合材料 酚醛树脂 ＋ 玻璃纤维 ＝某种玻璃钢
5 功能高分子材料
光交联型高分子
感光高分子材料 光分解型高分子
光致变色高分子
1．光交联型高分子
在光照下，分子链间能发生交联偶合反应的感光性高分子。
同时由于液晶分子的取向特性，纤维可以在较 低的拉伸倍率下获得较高的取向度，避免纤维在 高拉伸倍率下，产生内应力和损伤纤维，从而可 以获得高强度、高模量、综合性能好的纤维。
16
聚对苯二甲酰对苯二胺纤维不同纺丝方法 的力学性能对照 纺丝方法
纺丝液浓度（%） 纺丝液温度（oC） 纺丝液光学性质 纤维拉伸强度（克/袋） 断裂伸长率（%） 初始模量（克/袋）
弱碱性阴离子交换
大孔离子交换树脂
大孔离子交换树脂具有和大孔吸附剂相同的骨架结 构，在大孔吸附剂合成后（加入致孔剂），再引 入化学功能基团，便可得到大孔离子交换树脂
优点：
通过在合成时加入惰性致孔剂，克服了普通凝胶 树脂由于溶胀现象，产生的“暂时孔”现象，从 而强化了离子交换的功能； 减少了凝胶树脂在离子交换过程中的“有机污染 ”现象（大分子不易洗脱）； 可以通过致孔剂选择调整孔径大小、树脂的比表 面积，以适应不同的分离要求。
离子交换树脂的应用——蛋白提纯
• 树脂预处理
• 离子交换吸附 • 洗脱
离子交换树脂的应用——水处理
工业用水里存在钙、镁、 两价和三价的铁离子，易使 管道和锅炉结垢。用聚苯乙 烯磺酸型离子交换树脂可以 对水进行软化处理 用于原子能、半导体、电 子工业、高温高压锅炉的水， 要求高质量的无离子水。采 用离子交换树脂混合床法可 使水去离子化
人造血管材料的合成与应用
人造血管材料的合成与应用随着医学技术的飞速发展，人造血管材料的合成与应用也愈发重要。
人造血管技术的发展，对于心脑血管疾病患者来说将是福音。
本文将简要介绍人造血管材料的合成与应用现状。
一、材料的合成人造血管材料的合成是指利用人工或半合成方法制造可漂移至人体内部的体外材料。
其制造材料种类和实践应用的多样性，必须考虑诸多数学、生理和化学方面的观点。
近年来，科技进步的快速提升，使得新材料和新技术得以应用于血管替代物的制造，以进一步提高其使用效果。
目前，材料的合成大致分为两种方式，分别是体外和体内方法。
1、体外方法这种方法是通过无菌环境中之生物统计制法(又称为“轮廓形态学")来制造血管，即，利用高纯度和高度可控材料生产，以创造完全符合血管物理结构的形态学。
2、体内方法这种方法是通过使用基因工程技术，制造出与人体更为类似的材料，基于一系列生物的环境、和环境变化所产生的影响，血管替代物的性能和材料都会适应人体变化和发展。
比较常用的人造血管材料有两种，分别为生物材料和人造材料。
1、生物材料以异位移植血管和人脐静脉为代表，掌握这些材料的技术，精密合成并通过配合具理化药物分子，开发出一系列心血管领域的替代物。
2、人造材料这种血管材料以合成聚合物、生物纳米材料、金属材料等为材料基础，可根据多种生物学特性进行调控和优化，用于捕捉、传递信息的多种信号以及增加血管的生理响应和反应时间。
二、材料的应用人造血管材料的应用主要有四个方面，具体分别是：1、心血管疾病的应用人造血管材料如心脏支架、人造心脏瓣膜等可以用于治疗和预防心血管疾病，从而提高患者的生活质量和预期寿命。
尤其对于那些已经进入老年的患者，这种材料的应用可以避免由于动脉硬化所造成的心脑血管疾病。
2、器官重建等医疗用途人造血管材料可以用于各种器官重建的医疗用途，如肝脏、胰腺、下肢、皮肤等，增加更高的机会，使组织和器官攀附紧密。
3、工程和素材领域人造血管材料可以应用于工程和素材领域，用于生产突破性的体有效率内突破润滑油，酶、电池和信号处理等。
工程学中的多功能材料和复合材料
工程学中的多功能材料和复合材料随着科技不断发展，工程学中的材料也在不断更新换代。
其中，多功能材料和复合材料成为了研究热点，应用范围也越来越广泛。
本文将探讨这两种材料的特点、应用以及未来发展趋势。
一、多功能材料多功能材料是指具备多种功能的材料，可以同时具有结构、力学、热学、光学和电学等多种性能。
这种材料的发展与制造技术和材料科学的进步密切相关。
目前，多功能材料已经被广泛应用于多个领域，例如航空航天、车辆制造、医学等。
在航空航天领域，多功能材料可用于制造高强度、轻量化的飞机材料，大幅降低飞机燃油消耗。
在车辆制造领域，多功能材料可用于制造高强度的车身材料，提高车辆的安全性能。
在医学领域，多功能材料可以用于制造可生长、可降解的植入物，用于人类组织工程学和医学器械等领域。
未来，多功能材料的应用前景十分广阔。
随着制造技术和材料科学的不断进步，多功能材料的性能将得到进一步提升，将有更广泛的应用空间。
二、复合材料复合材料是指由两种或两种以上材料制成的材料，通过界面相互作用实现结构性能的协同作用。
复合材料的制造过程中需要将两种或两种以上的材料结合起来，形成新的材料。
目前，复合材料在航空航天、能源、汽车、医学等领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，复合材料已经成为制造飞机的主要材料，因为其具有优异的重量、强度、刚度等特点。
在能源领域，复合材料也被广泛应用于温室气体减排和能源开发等方面。
在汽车领域，复合材料已经被用于制造车身、车门等部件，取代传统的金属材料。
在医学领域，复合材料可以用于制造人造关节、人造血管等医疗器械。
未来，复合材料将会得到更广泛的应用。
在制造技术和材料科学的不断进步下，复合材料的性能将得到进一步提高，具备更多的应用潜力。
同时，复合材料的研究也将涉及到更广泛的领域，例如环保、生态建设等。
三、多功能材料和复合材料的结合多功能材料和复合材料的结合，可以将两种材料的特点充分发挥出来，形成一种更加优异的材料。
例如，多功能复合材料可以用于制造高强度、高性能的航空器件，在航空航天领域有广泛的应用。
人造血管的设计和制造
人造血管的设计和制造随着医学技术的不断发展，现在我们已经可以设计和制造出具有高度生物相容性的人造血管，来代替病人身体中已经损毁的自然血管，以达到恢复血管功能的目的。
人造血管的设计和制造将涉及到多个领域的知识，包括生物材料科学、生物力学、生物化学、生物医学工程等。
在这篇文章中，我们将会从这些角度来探讨人造血管的设计和制造。
1. 生物材料科学首先，人造血管的设计和制造离不开生物材料科学，因为人造血管必须具备高度的生物相容性，才能够在植入到病人身体内部后被身体正常接受并发挥功能。
目前，常用的人造血管生物材料主要包括聚合物、金属、陶瓷、复合材料等。
其中，聚合物类生物材料因其可加工性和可调性较高而受到广泛的关注，如聚乳酸、聚己内酯等材料。
血管袢状的人造血管材料不同，其相应的生物材料也有所差异。
一些专门用于制造血管内膜的材料，如聚3-羟基丁酸、可降解聚酯醇酸等，其中一些材料的特点是与血液接触时，具有较好的抗凝性和低度或无度的蛋白质吸附，从而起到防止血管壁的增厚和减少血栓形成的作用。
2. 生物力学除了物质本身的生物性能要求外，人造血管的设计也需要考虑生物力学因素。
由于人造血管将用于替代血管功能，因此必须能够承受人体内旋转运动时的扭转和在不同血液压力下的伸缩变化。
例如，我们在人造血管的设计过程中，需要进行相应的模拟和计算，确定血管直径和壁厚的比例，以确保血管能够承受不断变化的动力学负荷。
3. 生物化学生物化学对于人造血管的制造也有很大的作用。
在设计和制造人造血管时，生物化学科学家需要考虑如何预防生物介入、炎症和其它破坏性反应等问题。
此外，生物化学的还要在人造血管植入后对病人身体产生的影响进行评估，如细胞增殖、血栓形成等，以此来引导使用人造血管的适当用量和使用的时间长短，以避免不良反应和手术失败等情况的发生。
4. 生物医学工程人造血管的设计和制造还需要涉及到生物医学工程的知识，这是一门交叉学科，涉及生物学、力学、材料学等多个领域，旨在开发新技术以解决人体器官工程学方面的问题。
什么是人工血管？
什么是人工血管？人工血管是一种医用材料，可被用作血管置换，以替代被损坏或缺失的天然血管。
这样的血管通常是由生物学上可以接受的材料制成，如合成聚合物或人造纤维。
虽然传统的手术方式是通过移植从病人体内取出的自体血管，但由于手术成功率不高和供体来源的有限性，人工血管成为了一个更加可行的替代方法。
下面，我们将从以下几个方面深入介绍人工血管：1. 人工血管的制作人工血管常常由三种材料制成：聚合物、金属薄膜和人造纤维。
聚合物血管通常由聚（乙烯二氟乙烯）或聚（乙烯醇）等材料制成，这些材料长期可用，而且比天然血管更耐用。
金属薄膜血管由锆、铈和钽等材料制成，这些材料具有高度的生物相容性和可塑性。
人造纤维血管则由聚合酰胺和聚苯乙烯等聚合物制成，这些材料具有优异的生物相容性和耐久度，甚至可被用于替代主动脉瘤的部位。
2. 人工血管的种类人工血管常常被分为两种类型：动脉支架和血管置换。
动脉支架是通过在病人体内放置一种小型金属支架以增强被动脉瘤侵蚀的动脉部位。
血管置换则是通过将人工血管接合到缺失或破裂的天然血管上，以重建一个完整的血管系统。
3. 人工血管的优点和缺点与传统的开放性手术方案相比，人工血管置换在组织创伤、恢复时间和手术成功率方面有着很大的优势。
尽管如此，人工血管置换也存在一些不容忽视的缺点。
人工血管材料的生物相容性不易满足所有病人的个体差异，可能会引起感染或血栓形成。
此外，在使用高压或高流量时，人工血管材料的完整性可能会受到一个或多个方面的压力破坏。
4. 人工血管的应用范围人工血管通常被用于官能部位的品质和阈值处于国际健康基准的患者。
这些患者通常需要接受静脉置换或动脉置换，以治疗其严重的血管病变和疾病。
在有严重心脏问题的患者中，人工血管还可以被用来替代大血管疾病。
5. 未来发展趋势虽然人工血管的实际应用已经相当成熟，但对于到底哪种材料和技术最好的问题仍然没有定论，也没有最终预测。
研究团队正在继续研究新材料和技术，以提供更好的方法，预防血栓形成和感染，同时提高人工血管的生物相容性，并在提高操作效率和治疗效果的同时，降低人工血管置换术的成本。
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PU又具有优异的 耐疲劳性、耐磨性、 高弹性和高强度
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PU（聚氨酯复合材料）
PU用于生物体内已有多年的历史， 而PU用于人造血管的研究仅10年的历 史。Gupta将PU与聚酯混编在一起， 制成一种与人颈总动脉顺应性极为相似 的内径为4~6mm的人造血管，在犬体 内试验表明植入6个月后，该血管通畅 率良好，而且血管表面形成了一薄层稳 定的新生内膜。 Jeschke则研制 出内径1.5mm, 长 10mm的PU血管， 将其经过碳化处理得到的PU血管与eP TFE血管进行动物实验对比，发现PU 血管比ePTFE血管具备更优良的性能。 聚氨酯血管在更短的时间内实现了内皮 化，新生内膜厚度明显比膨化聚四氟乙 烯血管内膜薄而均匀，并且血管通畅率 好
防凝血性,不漏血,血管 通畅,血流量大,能耐受 反复穿刺,使用时间长 目前应用最多的人 造血管材料。一般用 来制作内径为6mm一 10mm的人造血管
顺应性较差,其移植物 的通畅率仅为30%,血 管壁易渗出血清,缺乏 生物活性,不能适应生 物体内环境的变化,血 液有形成分容易在血 管内沉积形成血栓尤 其是直径小于6mm的 缺点更加明显
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面对R＜6mm的小口径人造血管
面对内径＜6mm的人造血管PU材料表现比e-PTFE好。但是在体内长期移 植过程中会出现氧化降解等现象, 长期以来，在解决材料的血液相容性问题上，人们对材料表面的修饰研究 得较多，以尽量减轻血栓的形成来提高材料的血液相容性。然而，表面修 饰的方法对血液相容性的改善有限。因此，应用组织工程的方法在材料表 面原位培养人体内皮细胞使材料内皮化，成为改善血液相容性的重要途径。
因此PU较强的疏水性和血液相容性成为限制其发展的主要问题
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小口径丝素聚氨酯人造血管
小口径丝素聚氨酯人造血管制备：
超细丝素粉体制备→丝素&聚氨酯共混溶液制备→管状织物制备→管状织物浸 入到丝素 /聚氨酯溶液中→复合材料血管 1、超细丝素粉体的平均粒径为3.58μm， 大部分的丝素粉体粒径在0.50μm 至3.50μ m这个区间 2、按照一定的质量比将丝素粉体、聚氨酯（TecnobiomedicaSpa(Pomezia, Italy);型 号：2363 80AE）和N, N 二甲基甲酰胺放置于烧瓶中，设定丝素粉体与聚氨酯 的质量比例，设定溶液固含量为15%（质量比），用电动搅拌器搅拌直到均匀， 然后用循环水式多用真空泵将烧瓶内抽为真空，使溶液脱泡。 3、将细度为50 旦的涤纶和氨纶长丝在纬编针织横机上织成管状织物，针数为16， 轨距为14。织出的织物宽度为3~5 mm 4、将纬编管状织物套在玻璃棒模具上，然后将套有管状织物的玻璃棒模具浸入到 丝素/ 聚氨酯溶液中，充分浸渍溶液后，将其放置在一个装置上控制厚度的均 一性，随后将其置于凝固浴溶液中2~3 h 成形，便制成了具有多微孔结构的织 物增强丝素/ 聚氨酯人造血管 左图丝素粉体与聚氨酯含 量比为1/9 时内表面形貌
正在尝试开发以具有优良径向弹性的小口径管状针织物为支撑，与具有良 好生物相容性的聚氨酯复合材料，制备出完全模仿人体正常血管解剖结构 的人造血管，同时把能改善人造血管抗凝血性的药物，通过特殊的方法复 合到蚕丝超细粉体内（平均粒径< 2 μm），这种重新架构出的固体微胶 囊，利用其缓释作用来改善人造血管的抗凝血性，以攻克目前小口径人造 血管的国际难题。
PU在体内长期移植过程中会出 现氧化降解等现象
ePTFE(膨化聚四氟乙烯) 顺应性较差，移植物的 通畅率仅为30%
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实际应用与希望
e-PTFE（聚四氟乙烯）人造血管
具有极稳定的理化 性质和 持久不变的弹 力,被冠以“体内理想 材料之称” 具有无抗原性,生 物相容性好,能承受动 脉压力
造血管具有一层抗血栓膜面
(4)表面具有抗血栓的人造血管 。
使用祛聚、抗凝、溶血栓药物处理人造血管内壁,使人 造血管具有一层抗血栓膜面
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最新现状介绍
德国科学家日前利用3D立体打印技术 成功研制出了一种人造血管。该项研究成果将有 望被用于人体试验和药物测试。他们运用化合高 分子材料结合能够有效抵抗排异反应的生物分子 制作出了一种特殊的“印刷墨水”，其印制出来的 物质经化学反应后能够形成一种有弹性的固体， 方便科学家根据人类血管构造将其雕塑成3D立体 人造血管 单一材料很难满足人造血管的各项生物力学与 生物相容性的要求，现在国内外已有学者开始研 究多材料多层次的复合人造血管。日本学者 Sonoda 开发出双层的复合人造血管，徐卫林等
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人造血管研究现状
应用 特点
似体内血管的抗栓表层
(1)腔面内衬内皮细胞的人造血管 在人造血管表面种植血管内皮细胞可以形成一个类 (2)自体组织片移植型人造血管 将自体静脉组织碎片经注射器注水压力使其镶嵌于人 造血管空隙,提供内皮细胞. 。 使用祛聚、抗凝、溶血栓药物处理人造血管内壁,使人 (3)复合壁人造血管。 T
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实际应用与希望
PU（聚氨酯复合材料）
聚氨酯材料的微相 分离结构使其具有比 其它高分子材料更好 的生物相容性(包括 血液相容性和组织相 容性)结构非常类似 生物体血管内壁：宏 观上是十分光滑的表 面
从微观上看，却 是一个双层脂质的液 体基质层，中间嵌有 各类糖蛋白和糖脂质 。这种宏观光滑、微 观多相分离的结构使 其血管壁具有优异的 抗凝血性能
模拟人体血管三层结构，利用聚氨酯
与蚕丝粉体的共混膜做内衬和外膜，以织物为骨 架，通过仿生技术生产出全世界惟一的三层结构 人造血管。在前期的检测中发现其各项指标均优 于目前临床常规使用的人造血管，且在狗的颈动 脉替换实验中，通畅率非常高，有可能在不久的 将来在临床中得到广泛使用。
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人造血管复合材料
——三团
血管
血管分为大动脉、中动脉、小动脉、毛细血管、小静脉、
一千多亿条血管。 现代医学证明,人体血管的自然长度约为15万公里, 几乎可以把地球捆绑四圈。 全球每年有超过60万人需要进行血管重建手术。
中静脉、大静脉。一个人共有 其中大于6毫米的“人造血管”已经实现了商品化，而小 于6毫米的小口径血管制备则成为一个国际性的难题
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右图 丝素粉体与聚氨酯含 三团 name Company 量比为1/9 时截面形貌
通过在涤纶/ 氨纶管状织物上复合丝素/ 聚氨酯的方法制作一种复 合结构的小口径人造血管，这种复合结构的人造血管截面显现多微 孔结构，并且微孔分布均匀，内表面也较光滑。力学测试的结果表 明，随着管壁厚度的增加，人造血管的断裂强力、断裂功和初始模 量都上升；随着氨纶含量的增加，人造血管的断裂功和初始模量下 降, 但断裂伸长和断裂强力先增大后减小；随着丝素粉体含量的增 加，所有测试的力学性能指标均有所下降。
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成员分工： 李奔、倪非非（人造血管材料） 王妍妍（人造血管发展方向） 来有华（人造血管现状) 周川莉 (PU的研究调查） 黄琳岚（总结制作PPT)
thanks for listenning
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Contents
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历史及现状介绍 人造血管的评判指标及材料对比 实际应用与希望 丝素/UP复合人造血管
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人造血管历史
发展历史
20世纪40年代 1952年 1957年 1970年 William Gore 发现植入生 Hufnaged 涤纶人造血 创造了非织物的 物 体内的真丝 采用硬质塑料 管诞生 膨体聚四氟乙烯 缝线上覆盖内 管代替血管 人造血管 皮细胞 至今 复合材料与 仿生物 性能多元发展
下图为 复合微管的拉伸断裂曲线 涤纶/氨纶为50/50；壁厚为050 mm 下图为不同丝素含量比例下复合微 管的拉伸性能 涤纶/氨纶为50/50；管壁厚度为0.6 0 mm
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面对的问题 高分子材料的发展 材料工程、生物工程、医学和纺织工程等 各个学科的交叉学科，需要突破行业间的 隔阂，密切合作 对人造血管生物力学性能表征的研究，在 研究开发过程中没有合适的测试手段对产 品的质量进行体外检测和评价
人造血管评判指标 对血液的渗透性 良好的力学性能
生物相容性 纵向和径向的顺应性
生物体内的稳定性7ຫໍສະໝຸດ 三团 name Company
一般材料缺点对比
天然材料如弹性蛋白胶原蛋白等 在体内与组织接触时会发生氧 化降解反应,导致局部炎症
涤纶人造血管它不能完全满足 小口径人造血管的制造要求
真丝人造血管其螺旋型给缩不 够稳定,易造成血管吸瘪,并且保形 性差、强力较低限制了临床的应用