第九章-医用高分子材料详解

第九章 医用高分子材料
应用遇到的问题：血栓问题
当材料用于人工器官植入体内时，必然要与血 液接触。由于人体的自然保护性反应将产生排异现 象，其中之一即为在材料与肌体接触表面产生凝血， 即血栓，结果将造成手术失败，严重的还会引起生命 危险。 对高分子材料的抗血栓性研制是医用高分子研 究中的关键问题，至今尚未完全突破。将是今后医用 高分子材料研究中的首要问题。
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（3） 医用生物陶瓷。有惰性生物陶瓷和活性生物 陶瓷（羟基磷灰石陶瓷、可吸收磷酸三钙陶瓷 等） （4） 医用生物复合材料。如羟基磷灰石涂复钛合金 ，炭纤维或生物活性玻璃纤维增强聚乳酸等高 分子材料。 （5） 生物衍生材料。这类材料是将活性的生物体组 织，包括自体和异体组织，经处理改性而获得 的无活性的生物材料。
第九章 医用高分子材料
1.概述
1.1 生物医用材料的定义 (Biomedical materials)
—— 对生物体进行诊断、治疗 和置换损坏组织、器官或增进 其功能的材料。
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1.2 生物医用材料的分类
（1） 医用金属和合金。主要用于承力的骨、关节和牙等硬
组织的修复和替换。不锈钢、钴基合金、钛及钛合金是目前 医用合金的三大支柱。医用合金还有钽、铌和贵金属等。 （2） 医用高分子生物材料。高分子化合物是构成人体绝大 部分组织和器官的物质，医用高分子生物材料包括合成（如： 聚酯、硅橡胶）和天然高分子（如：胶原、甲壳素）。近来， 生物降解高分子材料得到重视。
（2）按材料与活体组织的相互作用关系分类
1）生物惰性高分子材料 在体内不降解、不变性、不会引起长期组织反 应的高分子材料，适合长期植入体内。 2）生物活性高分子材料 指植入生物体内能与周围组织发生相互作用， 促进肌体组织、细胞等生长的材料。
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3）生物吸收高分子材料
这类材料又称生物降解高分子材料。这类材 料在体内逐渐降解，其降解产物能被肌体吸收代 谢，或通过排泄系统排出体外，对人体健康没有 影响。如用聚乳酸制成的体内手术缝合线、体内 粘合剂等。
用这类材料制造的人工脏器或医疗器具，一经 植入人体内，将伴随人的终生，不再取出。因此要 求有非常优异的生物体适应性和抗血栓性，并有较 高的机械强度和稳定的化学、物理性质。 用这类材料制备的人工脏器包括：脑积水症髓液 引流管、人造血管、人工瓣膜、人工气管、人工尿 道、人工骨骼、人工关节、手术缝合线、组织粘合 剂等。
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1.3 医用高分子材料的概念及其发展简史
1.3.1 基本概念
医用高分子材料 —— 可以用于诊断、治疗 或者替换生物体病患器官或者改善其功能 的高分子材料。 高分子材料最有可能用作医用材料！
第九章 医用高分子材料
高分子材料最有可能用作医用材料？？？
有机高分子是生命的基础。动物体与植物体 组成中最重要的物质——蛋白质、肌肉、纤 维素、淀粉、生物酶和果胶等都是高分子化合 物。 在各种材料中，高分子材料的分子结构、化学 组成和理化性质与生物体组织最为接近，因此 最有可能用作医用材料。
与人体肌肤与粘膜接触，但不与人体内部组 织、血液、体液接触，因此要求无毒、无刺激， 有一定的机械强度。 用这类材料制造的物品如手术用手套、麻醉 用品（吸氧管、口罩、气管插管等）、诊疗用品 （洗眼用具、耳镜、压舌片、灌肠用具、肠、胃、 食道窥镜导管和探头、腔门镜、导尿管等）、绷 带、橡皮膏等。人体整容修复材料，例如假肢、 假耳、假眼、假鼻等，也都可归入这一类中。
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（3）按生物医学用途分类
1）硬组织相容性高分子材料
如骨科、齿科用高分子材料； 2）软组织相容性高分子材料 3）血液相容性高分子材料 4）高分子药物和药物控释高分子材料 5）手术治疗用高分子材料 如：缝合线，黏胶剂，止血剂，各种导管，引流 管，一次性输血输液器材 6）人造器官或组织 如：人造皮肤，血管，骨，关节，肠道，心脏，肾等
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（5）药用高分子
这类高分子包括大分子化药物和药物高分子。 前者是指将传统的小分子药物大分子化，如聚青 霉素； 后者则指本身就有药理功能的高分子，如阴离子 聚合物型的干扰素诱发剂。
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除此之外，还有以下一些常用的分类方法。 （1）按材料的来源分类
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、 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。
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3）天然生物组织与器官
① 取自患者自体的组织，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，例如利用他 人角膜治疗患者的角膜疾病； ③ 来自其他动物的异种同类组织，例如采用猪的 心脏瓣膜代替人的心脏瓣膜，治疗心脏病等。
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2、医用高分子材料的基本要求
医用高分子材料是一类特殊用途的材料。它们 在使用过程中，常需与生物肌体、血液、体液等接 触，有些还须长期植入体内。由于医用高分子与人 们的健康密切相关，因此对进入临床使用阶段的医 用高分子材料具有严格的要求，要求有十分优良的 特性。归纳起来，一个具备了以下七个方面性能的 材料，可以考虑用作医用材料。
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（3）与人体组织短期接触的材料
这类材料大多用来制造在手术中暂时使用或暂 时替代病变器官的人工脏器，如人造血管、人工心 脏、人工肺、人工肾脏渗析膜、人造皮肤等。这类 材料在使用中需与肌体组织或血液接触，故一般要 求有较好的生物体适应性和抗血栓性。
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（4）长期植入体内的材料
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日本医用高分子专家樱井靖久将医用高分 子分成如下的五大类： （1）与生物体组织不直接接触的材料
这类材料用于制造虽在医疗卫生部门使用，但 不直接与生物体组织接触的医疗器械和用品。如药 剂容器、血浆袋、输血输液用具、注射器、化验室 用品、手术室用品等。
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（2）与皮肤、粘膜接触的材料