醫(yī)用高分子材料

1、.醫(yī)用高分子材料的應用及發(fā)展前景醫(yī)用高分子材料是一門介于現(xiàn)代醫(yī)學和高分子科學之間的新興學科。它涉及到物理學、化學、生物化學、病理學、血液學等多種邊緣學科。目前醫(yī)用高分(子材料的應用已遍及整個醫(yī)學領(lǐng)域 如: 人工器官)外科修復、理療康復、診斷治療等 。一、醫(yī)用高分子材料的特點及基本條件:醫(yī)用高分子材料需長期與人體體表、血液、體液接觸 , 有的甚至要求永久性植入體內(nèi)。因此 , 這類材(料必須具有優(yōu)良的生物體替代性、 力學性能、功能性和生物相容性。一般要滿足下列基本條件:1 在化學上是不活潑的 , 不會因與體液或血液接觸而發(fā)生變化;2 對周圍組織不會引起炎癥反應;3 不會產(chǎn)生遺傳毒性和致癌;4 不會

2、產(chǎn)生免疫毒性;5 長期植入體內(nèi)也應保持所需的拉伸強度和彈性等物理機械性能;6 具有良好的血液相容性;7 能經(jīng)受必要的滅菌過程而不變形;8 易于加工成所需要的、復雜的形態(tài)。二、醫(yī)用高分子材料的種類和應用目前所應用的醫(yī)用高分子材料有聚醚聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、硅橡膠、聚酯、尼龍、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙二醇、聚乳酸天然高分子材料等 , 被廣泛應用于植入性生物材料和人工臟器、介入器材、口腔材料、衛(wèi)生材料及敷料、醫(yī)用縫合 粘合 材料、醫(yī)用醫(yī)用高分子材料涉及到多個學科 ,根據(jù)不同的角度醫(yī)用高分子材料有不同的分類方法 ,尚無統(tǒng)一標準。為了便于比較不同結(jié)構(gòu)的生物材料對

3、于各種治療目的的適用性 ,按生物醫(yī)學用途分類 如下:2.1 硬組織相容性高分子材料硬組織相容性高分子材料 如各種人工骨、人工關(guān)節(jié)、牙根等 是醫(yī)學臨床上應用量很大的一類產(chǎn)品 ,涉及醫(yī)學臨床的骨科、頜面外科、口腔科、顱腦外科和整形外科等多個?？?,往往要求具有與替代組織類似的機械性能 ,同時能夠與周圍組織結(jié)合在一起。如牙科材料 蛀牙填補用樹脂、假牙和人工牙根、人工齒冠材料和硅橡膠牙托軟襯墊等 ;人造骨、關(guān)節(jié)材料聚甲基丙烯酸甲酯等。隨著生命科學、材料科學、醫(yī)學臨床的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高 ,此類材料具有越來越廣闊的臨床應用前景和巨大的經(jīng)濟效益。2.2 軟組織相容性高分子材料軟組織相容性高分子材

4、料主要用于軟組織的替代與修復 ,如隆鼻豐胸材料、人工肌肉 硅橡膠和綸織物 與韌帶材料等。這類材料往往要求具有適當?shù)膹姸群蛷椥砸约败浗M織相容性 ,在發(fā)揮其功能的同時 ,不對鄰近軟組織 如肌肉、肌腱、皮膚、皮等 產(chǎn)生不良影響 ,不引起嚴重的組織病變2.3 血液相容性高分子材料在醫(yī)用高分子材料的應用方面,有相當多的器件必須與血液接觸,例如:各種體外循環(huán)系統(tǒng)、介入治療系統(tǒng)、人工血管 聚對苯二甲酸乙二酯 和人工心瓣等人工臟器。血液相容性高分子材料必須不引起凝血溶血等生理反應,與活性組織有良好的互相適應性。2.4 高分子藥物和藥物控釋高分子材料高分子藥物指帶有高分子鏈的藥物和具有藥效的高分子 ,如:抗癌高

5、分子藥物 非靶向、靶向 、用于心血管疾病的高分子藥物 治療動脈硬化、抗血栓、凝血 、抗菌和抗病毒高分子藥物 抗菌、抗病毒 、抗輻射高分子藥物和高分子止血劑等。高分子材料制備藥物控制釋放制劑主要有兩個目的:1 為了使藥物以最小的劑量在特定部位產(chǎn)生治療藥效;2 優(yōu)化藥物釋放速率以提高療效 ,降低毒副作用。高分子控制釋放體系包括時間控制緩釋體系 如康泰克等 ,理想情形為零級釋放 、部位控制緩釋體系 （靶向藥物 ）和脈沖釋放方式 （智能藥物）。三、醫(yī)用高分子材料的發(fā)展及展望我國醫(yī)用高分子材料的研究起步較早、發(fā)展較快。目前約有 50 多個單位從事這方面的研究 ,現(xiàn)有醫(yī)用高分子材料 60 多種 ,制品達

6、400 余種 ,用于醫(yī)療的聚甲基丙烯酸甲酯每年達 300 t。然而 ,我國醫(yī)用高分子材料的研究目前仍然處于經(jīng)驗和半經(jīng)驗階段 ,還沒有能夠建立在分子設計的基礎(chǔ)上。因此 ,應該以材料的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系 ,材料的化學組成、表面性質(zhì)和生命體組織的相容性之間的關(guān)系為依據(jù)來研究開發(fā)新材料。醫(yī)用高分子材料要應用于生物體必須同時要滿足生物功能性、生物相容性、化學穩(wěn)定性和可加工性等嚴格的要求。生物醫(yī)用材料的研究和發(fā)展方向主要包括以下幾方面:1、組織工程材料組織工程是應用生命科學與工程的原理和方法構(gòu)建一個生物裝置 ,來維護、增進人體細胞和組織的生長 ,以恢復受損組織或器官的功能。它的主要任務是實現(xiàn)受損組織和器官的修

7、復或再建 ,延長壽命和提高健康水平。2、生物醫(yī)用納米材料 藥物控釋材料及基因治療載體材料高分子藥物控制釋放體系不僅能提高藥效 ,簡化給藥方式 ,大大降低藥物的毒副作用 ,而且納米靶向控制釋放體系使藥物在預定的部位 ,按設計的劑量 ,在需要的時間范圍內(nèi) ,以一定的速度在體內(nèi)緩慢釋放 ,從而達到治療某種疾病或調(diào)節(jié)生育的目的。3、復合生物材料作為硬組織修復材料的主體 ,復合生物材料受到廣泛重視 ,它具有強度高、韌性好的特點 ,目前已廣泛用于臨床。高分子材料在醫(yī)用領(lǐng)域已占據(jù)了相當重要的地位 , 但要有更大發(fā)展 , 仍需解決一些技術(shù)問題。由于純 PVC 材料較硬 , 添加一定的增塑劑對生產(chǎn)柔性 PVC產(chǎn)

8、品是十分必要的。但近 10 年來的動物實驗研究表明一種名為鄰苯二甲酸二 2 - 乙基己基 酯 DEHP 的增塑劑有較大毒性作用 , 特別是對肝臟毒性和對男性生殖系統(tǒng)及精子發(fā)育的不良影響。因此國際上已采取各種限制措施 , 并嚴格要求接觸人體的塑料部件的增塑劑含量不得超過011 %。由此可見 , 開發(fā)并采用無毒或低毒增塑劑以代替DEHP 類增塑劑在食品包裝以及醫(yī)藥領(lǐng)域中的應用 ,已成為當前增塑劑工業(yè)的一項重要課題。無毒性增塑劑要求比一般增塑劑有更強的耐移動性 , 耐油性和耐揮發(fā)性。檸檬酸酯正是優(yōu)選的增塑劑 , 但由于市場及技術(shù)方面原因 , 尚未批量生產(chǎn)。同時 PVC材料與不同藥物相互作用時存在著很

9、復雜的因素 ,因此從使用安全角度考慮 ,肯定希望選擇非 PVC材料用品。不過： 1由于 PVC 產(chǎn)品價格比較便宜 , 透明度、柔軟度好 , 目前它在全球市場上占有率依然很高。但是非 PVC 產(chǎn)品在醫(yī)用高分子材料上的應用肯定是未來發(fā)展方向。2 由于硅橡膠的疏水性 , 使其制品植入體后仍有輕微的異物感?？刹捎帽砻娓男缘姆椒ń鉀Q這一問題 , 如在硅橡膠制品表面涂敷親水性物質(zhì) , 或用輻射法使硅橡膠表面接枝 , 或用等離子體處理或通過共混改性 , 都可提高其親水性。3 由于硅橡膠為載體的長效皮下埋植劑在放置有效期滿后必須取出 , 增加了使用者的痛苦和花費。比如皮下埋植避孕劑 , 難以保證所有使用者均能按期取出從而增加避孕失敗的危險。因此引發(fā)了可生物降解型埋植劑的研究 , 即以一種具備生物降解性和甾體藥物通透性的聚合物 , 代替硅橡膠作為釋放孕激素的載體 , 孕激素釋放完畢后載體在體內(nèi)降解吸收而無須取出?？傊?, 單根型埋植劑、生物降解埋植劑是主要的研發(fā)方向。4 隨著生物醫(yī)學工程、組織工程的發(fā)展 , 對醫(yī)用材料的技術(shù)和性能要求日益提高。就硅橡膠而言 ,如何使其充分應用于生物工程與組織工程是今后研究工作的主要方向; 如