热塑性聚氨酯表面改性提高生物相容性研究进展

热塑性聚氨酯表面改性提高生物相容性研究进展
摘要
热塑性聚氨酯是由两种化学性质不相似的链段组成的嵌段共聚物，它是一种热塑性弹性体。

其特点是具有高拉伸强度和断裂伸长率，良好的耐磨损性、抗挠曲性、耐溶剂性、耐水解性、耐微生物能力，而且容易成型加工，并具有性能可控的优点，使其能在很多方面有着广泛的用途，最重要的是,聚氨酯具有良好的组织相容性和血液相容性。

本文综述了聚氨酯表面化学改性提高生物相容性的研究进展，并指出改性面临的主要问题。

关键词：热塑性聚氨酯；表面改性；生物相容性；研究进展
生物医用高分子材料有其自身的局限性。

当合成材料植入机体内，细胞膜表面的受体会寻找与之接触材料表面所提供的信号，以区别自体或异体，即免疫应答反应]3,2,1[。

未经表面改性的医用高分子材料生物相容性差，使得机体产生强烈的免疫排斥反应，从而导致移植手术失败。

因此，生物医用高分子材料必须具备与生物体器官、细胞器、组织细胞及生物大分子高度相容，无毒性、无致癌性、无热原反应，对机体组织、血液、免疫等系统无不良反应等优良的功能特性。

于是，对医用高分子材料进行表面改性从而完善其生物相容性成为人们高度关注的重大课题。

热塑性聚氨酯是由两种化学性质不相似的链段组成的嵌段共聚物，它是一种热塑性弹性体]74[-。

最重要的是,聚氨酯具有良好的组织相容性和血液相容性。

普遍认为，当考虑生物材料与血液或组织之间的相互作用时，材料的表面性能比其本体性能更重要。

聚氨酯材料的生物稳定性研究，证明大多数相关于生物降解的点和应力开裂出现在聚氨酯表面20um的范围之内。

血液与材料的相互作用主要出现在它们的界面上，血液相容性生物材料强烈依赖于它们的表面特征，如
8[-。

表面改性是一种不影响材料PTMO富集在聚氨酯的表面会导致高的凝血性]12
本体而改进材料性能的理想技术。

根据这个原则，已经有大量的研究报道了他们对生物聚氨酯材料的表面化学改性。

为改进聚氨酯弹性体表面血液相容性，减小血浆蛋白和球蛋白及血小板在材料表面的粘附，常常考虑在材料的表面引入疏水性的大分子，增加表面疏水性，
减少粘附能力。

如在聚醚聚氨酯分子中引入烷基链，增加白蛋白在聚氨酯表面的吸附，改善材料的血液相容性。

Grasel 等]12[将长链烷烃(C18)接枝到嵌段聚氨酯上，材料表面的疏水性增大，接枝后聚合物薄膜对白蛋白的亲合性增加。

长链烷烃的接枝明显减少了由于剪切导致的白蛋白的解吸附，因而有利于提高材料表面的血液相容性。

含氟聚合物改性聚氨酯也极大吸引了研究者的兴趣]13[，主要因为含氟聚合物拥有极低的表面能，相对好的血液相容性、润滑性、不粘性、热学及氧化稳定性。

Sasnterre 等]14[做了大量的工作,他们用一系列长链的含氟元素单官能醇,通过轻基捕获聚氨酷预聚体中二异氰酸酯基团,合成了两端为疏水性的含氟链,中间为亲水链的聚氨酷大分子(SMM),然后与聚氨酯材料共混，研究表明,这样的改性方法即没有改变聚氨酯的基体本质,又具有了抗氧化水解的能力,增加了热稳定性。

总结与展望
尽管热塑性聚氨酯的合成与表面改性提高生物相容性研究已经取得了很多进展，但由于血液的复杂性，细胞、血液对材料反应的复杂性，血液与材料相互作用的机理并不完全清楚，材料表面结构与抗凝血性的理论研究也并不完善，很多改性的聚氨酯材料仍不能在人体内长期的使用。

因而如何从分子设计的角度合成出生物稳定性和血液相容性好，且具有长期使用性的聚氨酯材料仍是一个迫切需要解决的课题。

聚碳酸酯型聚氨酯]2317[ 具有比聚醚聚氨酯更好的相混合程度，低的水汽透过率，小直径血管和内部血管治疗中更好的向内生长能力以及体内移植后柔顺性损失小、表面性能突出等优点，因此在生物材料领域日益受到人们的关注。

但相关聚合方法与聚合条件、聚合物结构与热学性能、力学性能、血液相容性方面的关系等方面都研究较少。

用合成材料模拟生物结构是生物材料研究领域一个持续的热点，如何设计与获得生物有机体相似的结构是生物材料合成的一个主要方向。

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