臨床醫(yī)學(xué)之醫(yī)用高分子材料

1醫(yī)用高分子材料王平山，博士教授，博士生導(dǎo)師醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）12醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）高長(zhǎng)有，馬列編著趙長(zhǎng)生主編2（2）對(duì)人體組織不會(huì)引起炎癥或異物反應(yīng)

有些高分子材料本身對(duì)人體有害，不能用作醫(yī)用材料。而有些高分子材料本身對(duì)人體組織并無(wú)不良影響，但在合成、加工過(guò)程中不可避免地會(huì)殘留一些單體，或使用一些添加劑。當(dāng)材料植入人體以后，這些單體和添加劑會(huì)慢慢從內(nèi)部遷移到表面，從而對(duì)周?chē)M織發(fā)生作用，引起炎癥或組織畸變，嚴(yán)重的可引起全身性反應(yīng)。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）3（3）不會(huì)致癌根據(jù)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論認(rèn)為，人體致癌的原因是由于正常細(xì)胞發(fā)生了變異。當(dāng)這些變異細(xì)胞以極其迅速的速度增長(zhǎng)并擴(kuò)散時(shí)，就形成了癌。而引起細(xì)胞變異的因素是多方面的，有化學(xué)因素、物理因素，也有病毒引起的原因。醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）4醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）BrianCancerBrianCancerCell5醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）CancerCellUnderAttackbytheImmuneSystem6醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）受體酪氨酸激酶（RTK）通路利用蛋白質(zhì)Sos和Ras之間的相互作用，并會(huì)導(dǎo)致一些癌癥和其他疾病的分子變化。紐約大學(xué)化學(xué)系和紐約大學(xué)隆根醫(yī)學(xué)中心的科學(xué)家研發(fā)出了一種新高分子化合物，能阻止與很多癌癥有關(guān)的蛋白質(zhì)的信號(hào)傳導(dǎo)，這對(duì)抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)至關(guān)重要。人造Sos有高分子或大分子的結(jié)構(gòu)，能阻止Sos和Ras之間相互作用。7醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）化學(xué)致癌物質(zhì)：其種類(lèi)最多，分布極廣。無(wú)機(jī)化合物如：石棉．砷化物．鉻化物等．放射性元素鈷、鐳、氡等有機(jī)化合物如：聯(lián)安苯，烯環(huán)烴．有機(jī)亞硝酸，黃曲毒素等都是化學(xué)致癌因子．8醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）多環(huán)或雜環(huán)芳烴[如苯并(a)芘、苯并(a)蒽等；單環(huán)芳香胺（如鄰甲苯胺、鄰茴香胺）；雙環(huán)或多環(huán)芳香胺（如2-萘胺、聯(lián)苯胺等）；喹啉（如苯并（g）喹啉等）；硝基呋喃；偶氮化合物(如二甲氨基偶氮苯等)；鏈狀或環(huán)狀亞硝胺類(lèi)幾乎都致癌。9醫(yī)用高分子材料（臨床醫(yī)學(xué)）具有廣譜及較強(qiáng)抗菌活性，對(duì)革蘭陽(yáng)性及陰性菌均有抑制作用長(zhǎng)期大劑量服用可出現(xiàn)粒細(xì)胞減少、血小板減少磺胺嘧啶10當(dāng)醫(yī)用高高分子材材料植入入人體后后，高分分子材料料本身的性質(zhì)質(zhì)，如化學(xué)組成成、交聯(lián)聯(lián)度、相相對(duì)分子子質(zhì)量及及其分布、、分子鏈鏈構(gòu)象、、聚集態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)、、高分子子材料中中所含的雜雜質(zhì)、殘殘留單體體、添加加劑都可能與與致癌因因素有關(guān)。但但研究表表明，在在排除了了小分子子滲出物物的影響響之外，與與其他材材料相比比，高分分子材料料本身并并沒(méi)有比比其他材料料更多的的致癌可可能性。。醫(yī)用高分分子材料料（臨臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）11（4）具有良良好的血血液相容容性當(dāng)高分子子材料用用于人工工臟器植植入人體體后，必必然要長(zhǎng)時(shí)間間與體內(nèi)內(nèi)的血液液接觸。。因此，，醫(yī)用高分分子對(duì)血液的相相容性是所有性性能中最最重要的的。高分子材材料的血血液相容容性問(wèn)題題是一個(gè)個(gè)十分活活躍的研究課課題，但但至今尚尚未制得得一種能能完全抗抗血栓的的高分子材材料。這這一問(wèn)題題的徹底底解決，，還有待待于各國(guó)國(guó)科學(xué)家的的共同努努力。醫(yī)用高分分子材料料（臨臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）12醫(yī)用用高高分分子子材材料料（（臨臨床床醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)））LDPEPPPTFEPMMAPoly(2-hydroxyethylmethacrylate)13（5）長(zhǎng)長(zhǎng)期期植植入入體體內(nèi)內(nèi)不不會(huì)會(huì)減減小小機(jī)機(jī)械械強(qiáng)強(qiáng)度度許多多人人工工臟臟器器一一旦旦植植入入體體內(nèi)內(nèi)，，將將長(zhǎng)長(zhǎng)期期存存留留，，有有些甚甚至至伴伴隨隨人人們們的的一一生生。。因因此此，，要要求求植植入入體體內(nèi)內(nèi)的的高高分子子材材料料在極極其其復(fù)復(fù)雜雜的的人人體體環(huán)環(huán)境境中中，，不不會(huì)會(huì)很很快快失失去去原有有的的機(jī)機(jī)械械強(qiáng)強(qiáng)度度。事實(shí)實(shí)上上，，在在長(zhǎng)長(zhǎng)期期的的使使用用過(guò)過(guò)程程中中，，高高分分子子材材料料受受到各各種種因因素素的的影影響響，，其其性性能能不不可可能能永永遠(yuǎn)遠(yuǎn)保保持持不不變變。。我們們僅僅希希望望變變化化盡盡可可能能少少一一些些，，或或者者說(shuō)說(shuō)壽壽命命盡盡可可能能長(zhǎng)一一些些。。醫(yī)用用高高分分子子材材料料（（臨臨床床醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)））14一般般來(lái)來(lái)說(shuō)說(shuō)，，化化學(xué)學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定定性性好好的的，，不不含含易易降降解解基基團(tuán)團(tuán)的高高分分子子材材料料，，機(jī)機(jī)械械穩(wěn)穩(wěn)定定也也比比較較好好。。如如聚酰酰胺胺的酰酰胺基基團(tuán)團(tuán)在在酸酸性性和和堿堿性性條條件件下下都都易易降降解解，，因因此此，，用用作作人體體各各部部件件時(shí)時(shí)，，均均會(huì)會(huì)在在短短期期內(nèi)內(nèi)損損失失其其機(jī)機(jī)械械強(qiáng)強(qiáng)度度，，故故一般般不不適適宜宜選選作作植植入入材材料料。。而而聚四四氟氟乙乙烯烯的化化學(xué)學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性性較較好好，，其其在在生生物物體體內(nèi)內(nèi)的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性也也較較好好。。表表9——1是一一些些高高分分子子以以纖纖維維形形式式植植入入狗狗的的動(dòng)動(dòng)脈脈后后其其機(jī)機(jī)械械強(qiáng)強(qiáng)度的的損損失失情情況況。。醫(yī)用用高高分分子子材材料料（（臨臨床床醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)））15醫(yī)用用高高分分子子材材料料（（臨臨床床醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)））表9——1高分分子子材材料料在在狗狗體體內(nèi)內(nèi)的的機(jī)機(jī)械械穩(wěn)穩(wěn)定定性性材料名稱植入天數(shù)機(jī)械強(qiáng)度損失/％尼龍－676174.6107380.7滌綸樹(shù)脂78011.4聚丙烯酸酯6701.0聚四氟乙烯6775.316（6）能能經(jīng)經(jīng)受受必必要要的的清清潔潔消消毒毒措措施施而而不不產(chǎn)產(chǎn)生生變變性性高分分子子材材料料在在植植入入體體內(nèi)內(nèi)之之前前，，都都要要經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)嚴(yán)嚴(yán)格格的的滅菌菌消消毒毒。。目目前前滅滅菌菌處處理理一一般般有有三三種種方方法法：：蒸蒸汽汽滅滅菌、、化化學(xué)學(xué)滅滅菌菌、、γ射線線滅滅菌菌。。國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)大大多多采采用用前前兩兩種種方法法。。因因此此在在選選擇擇材材料料時(shí)時(shí)，，要要考考慮慮能能否否耐耐受受得得了了。。醫(yī)用用高高分分子子材材料料（（臨臨床床醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)））17（7）易易于于加加工工成成需需要要的的復(fù)復(fù)雜雜形形狀狀人工工臟臟器器往往往往具具有有很很復(fù)復(fù)雜雜的的形形狀狀，，因因此此，，用用于于人工工臟臟器器的的高高分分子子材材料料應(yīng)應(yīng)具具有有優(yōu)優(yōu)良良的的成成型型性性能能。。否否則，，即即使使各各項(xiàng)項(xiàng)性性能能都都滿滿足足醫(yī)醫(yī)用用高高分分子子的的要要求求，，卻卻無(wú)無(wú)法加加工工成成所所需需的的形形狀狀，，則則仍仍然然是是無(wú)無(wú)法法應(yīng)應(yīng)用用的的。。此外外還還要要防防止止在在醫(yī)醫(yī)用用高高分分子子材材料料生生產(chǎn)產(chǎn)、、加加工工工工程中中引引入入對(duì)對(duì)人人體體有有害害的的物物質(zhì)質(zhì)。。應(yīng)應(yīng)嚴(yán)嚴(yán)格格控控制制原原料料的的純純度。。加加工工助助劑劑必必須須符符合合醫(yī)醫(yī)用用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。。生生產(chǎn)產(chǎn)環(huán)環(huán)境境應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)具具有適宜的潔潔凈級(jí)別，，符合國(guó)家家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）18與其他高分分子材料相相比，對(duì)醫(yī)醫(yī)用高分子子材料的要求是非常常嚴(yán)格的。。對(duì)于不同同用途的醫(yī)醫(yī)用高分子子材料，往往又又有一些具具體要求。。在醫(yī)用高高分子材料料進(jìn)入臨床應(yīng)用用之前，都都必須對(duì)材材料本身的的物理化學(xué)性性能、機(jī)械性性能以及材材料與生物物體及人體體的相互適適應(yīng)性進(jìn)行全面評(píng)評(píng)價(jià)，然后后經(jīng)國(guó)家管管理部門(mén)批批準(zhǔn)才能進(jìn)進(jìn)入臨床使用用。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）192.高分子材料料的生物相相容性生物相容性性是指植入入生物體內(nèi)內(nèi)的材料與與肌體之間的適應(yīng)性性。對(duì)生物物體來(lái)說(shuō)，，植入的材材料不管其其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)如如何，都是是外來(lái)異物。出于本能能的自我保保護(hù)，一般都都會(huì)出現(xiàn)排斥現(xiàn)象。這種排斥斥反應(yīng)的嚴(yán)嚴(yán)重程度，決定定了材料的的生物相容容性。因此此提高應(yīng)用用高分子材料與與肌體的生生物相容性性，是材料料和醫(yī)學(xué)科科學(xué)家們必須面面對(duì)的課題題。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）20由于不同的的高分子材材料在醫(yī)學(xué)學(xué)中的應(yīng)用用目的不同，生物相相容性又可可分為組織相容性性和血液相容性性兩種。組織織相容性是是指材料與與人體組織織，如骨骼、牙齒、內(nèi)部部器官、肌肌肉、肌腱腱、皮膚等的相互適適應(yīng)性，而血液液相容性則則是指材料料與血液接接觸是不是是會(huì)引起凝血、溶血血等不良反應(yīng)應(yīng)。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）212.1高分子材料料的組織相相容性2.1.1高分子材料料植入對(duì)組組織反應(yīng)的的影響高分子材料料植入人體體后，對(duì)組組織反應(yīng)的的影響因素包括材料料本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)質(zhì)（如微相結(jié)構(gòu)構(gòu)、親水性、疏水性性、電荷等等）、材料中中可滲出的的化學(xué)成分（如殘留單體體、雜質(zhì)、、低聚物、、添加劑等等）、降解或代謝產(chǎn)物物等。此外，，植入材料料的幾何形狀也可能引起組織反反應(yīng)。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）22（1）材料中滲滲出的化學(xué)學(xué)成分對(duì)生生物反應(yīng)的的影響材料中逐漸漸滲出的各各種化學(xué)成成分（如添加劑、、雜質(zhì)、單體體、低聚物物以及降解解產(chǎn)物等）會(huì)導(dǎo)致不不同類(lèi)型的組織織反應(yīng)，例例如炎癥反反應(yīng)。組織織反應(yīng)的嚴(yán)嚴(yán)重程度與滲出出物的毒性性、濃度、、總量、滲滲出速率和和持續(xù)期限等密密切相關(guān)。。一般而言言，滲出物毒性性越大、滲出量越多多，則引起起的炎癥反反應(yīng)越強(qiáng)。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）23例如，聚氨酯和聚聚氯乙烯中可能存在在的殘余單單體有較強(qiáng)的的毒性，滲滲出后會(huì)引引起人體嚴(yán)嚴(yán)重的炎癥癥反應(yīng)。而硅橡膠、聚聚丙烯、聚聚四氟乙烯烯等高分子的的毒性滲出物通通常較少，，植入人體體后表現(xiàn)的的炎癥反應(yīng)應(yīng)較輕。如果滲出物物的持續(xù)滲滲出時(shí)間較較長(zhǎng)，則可可能發(fā)展成慢性炎癥癥反應(yīng)。如如某些被人人體分解吸吸收較慢的的生物吸收性高高分子材料料容易引起慢慢性無(wú)菌性性炎癥。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）24（2）高分子材材料的生物物降解對(duì)生生物反應(yīng)的的影響高分子材料料生物降解解對(duì)人體組組織反應(yīng)的的影響取決于降解速度、、產(chǎn)物的毒毒性、降解解的持續(xù)期期限等因素。降解速速度慢而降降解產(chǎn)物毒毒性小，一一般不會(huì)引引起明顯的組織織反應(yīng)。但但若降解速速度快而降降解產(chǎn)物毒毒性大，可能導(dǎo)導(dǎo)致嚴(yán)重的的急性或慢慢性炎癥反反應(yīng)。如有有報(bào)道采用聚酯材料作為人人工喉管修修補(bǔ)材料出出現(xiàn)慢性炎炎癥的情況。醫(yī)用高分子材材料（臨床床醫(yī)學(xué)）25（3）材料物理形形態(tài)等因素對(duì)對(duì)組織反應(yīng)的的影響高分子材料的的物理形態(tài)如如大小、形狀、、孔度、表面平滑度等因素也會(huì)影影響組織反應(yīng)應(yīng)。另外，試驗(yàn)動(dòng)物的種屬差差異、材料植植入生物體的的位置等生物學(xué)因素以及植入技術(shù)等人為因素也也是不容忽視視的。一般來(lái)來(lái)說(shuō)，，植入入體內(nèi)內(nèi)材料料的體體積越越大、、表面面越平滑，，造成成的組組織反反應(yīng)越越嚴(yán)重重。植植入材材料與與生物物組織之間間的相相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，也會(huì)會(huì)引發(fā)發(fā)較嚴(yán)嚴(yán)重的的組織織反應(yīng)應(yīng)。醫(yī)用高高分子子材料料（（臨床床醫(yī)學(xué)學(xué)）26曾對(duì)對(duì)不不同同形形狀狀的的材材料料植植入入小小白白鼠鼠體體內(nèi)內(nèi)出出現(xiàn)現(xiàn)腫腫瘤瘤的情情況況進(jìn)進(jìn)行行過(guò)過(guò)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)，，發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)當(dāng)當(dāng)植入入材材料料為為大大體體積積薄薄片片時(shí)，，出出現(xiàn)現(xiàn)腫腫瘤瘤的的可可能能性性比比在在薄薄片片上上穿穿大大孔孔時(shí)時(shí)高高出出一一倍左左右右。。而而海海綿綿狀狀、、纖纖維維狀狀和和粉粉末末狀狀材材料料幾幾乎乎不不會(huì)會(huì)引起起腫腫瘤瘤（見(jiàn)見(jiàn)表表9——2）。。醫(yī)用用高高分分子子材材料料（（臨臨床床醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)））27醫(yī)用用高高分分子子材材料料（（臨臨床床醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)））表9—2不同形狀狀的材料料對(duì)產(chǎn)生生腫瘤的的影響*（%）形狀材料薄片大孔薄片海綿狀纖維狀粉末狀玻璃33.318000賽璐珞2319000滌綸樹(shù)脂188000尼龍427100聚四氟乙烯205000聚苯乙烯2810010聚氨酯3311110聚氯乙稀240200硅橡膠4116000*試驗(yàn)周期期為兩年年28原因可能能是由于于材料的的植入使使周?chē)牡募?xì)胞代謝謝受到障礙礙，營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)和氧的的供應(yīng)不不充分以以及長(zhǎng)期期受到異異物刺激而而使細(xì)胞胞異常分分化、產(chǎn)產(chǎn)生變異異所致。而而當(dāng)植入材料為為海綿狀狀、纖維維狀和粉粉末狀時(shí)時(shí)，組織織細(xì)胞可可圍繞材料料生長(zhǎng)，，因此不不會(huì)由于于營(yíng)養(yǎng)和和氧的不不足而變變異，因此此致癌危危險(xiǎn)性較較小。醫(yī)用高分分子材料料（臨臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）292.1.2高分子子材料料在體體內(nèi)的的表面面鈣化化觀察發(fā)發(fā)現(xiàn)，，高分分子材材料在在植入入人體體內(nèi)后后，再再經(jīng)過(guò)一段段時(shí)間間的試試用后后，會(huì)會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)鈣化化合物物在材材料表表面沉積的現(xiàn)象象，即鈣化現(xiàn)象。鈣化現(xiàn)象象往往是導(dǎo)導(dǎo)致高分子材料在在人體內(nèi)應(yīng)應(yīng)用失效的的原因之一一。試驗(yàn)結(jié)結(jié)果證明，鈣化化現(xiàn)象不僅僅是膠原生生物材料的的特征，一一些高分子水溶溶膠，如聚聚甲基丙烯烯酸羥乙酯酯在大鼠、、倉(cāng)鼠、荷蘭豬的的皮下也發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有鈣化現(xiàn)象象。醫(yī)用高分子材材料（臨床床醫(yī)學(xué)）30用等離子體發(fā)發(fā)射光譜法分分析鈣化沉積積層的元素組成，發(fā)現(xiàn)鈣鈣化層中以鈣、磷兩種元素為主主，鈣磷比為1.61～1.69，平均值1.66，與羥基磷灰灰石中的鈣磷比1.67幾乎相同，此外還含有有少量的鋅和和鎂。這表明，鈣化現(xiàn)象是高高分子材料植植入動(dòng)物體內(nèi)內(nèi)后，對(duì)肌體組織造造成刺激，促促使肌體的新新陳代謝加速速的結(jié)果。醫(yī)用高分子材材料（臨床床醫(yī)學(xué)）31影響高分子材材料表面鈣化化的因素很多多，包括生物因素（如物物種、年齡、、激素水平、、血清磷酸鹽鹽水平、脂質(zhì)、蛋蛋白質(zhì)吸附、、局部血流動(dòng)動(dòng)力學(xué)、凝血血等）和材料因素（親親水性、疏水水性、表面缺缺陷）等。一般而言言，材料植入入時(shí)，被植個(gè)體越年年青，材料表面越可能能發(fā)生鈣化。多孔材料的的鈣化情況比比無(wú)孔材料要嚴(yán)重重。醫(yī)用高分子材材料（臨床床醫(yī)學(xué)）322.1.3高分子材料的的致癌性雖然目前尚無(wú)無(wú)足夠的證據(jù)據(jù)說(shuō)明高分子子材料的植入會(huì)引起人體體內(nèi)的癌癥。。但是，許多多試驗(yàn)動(dòng)物研研究表明，當(dāng)高分分子材料植入入鼠體內(nèi)時(shí)，，只要植入的的材料是固體材料料而且面積大大于1cm2，無(wú)論材料的的種類(lèi)（高分子、金屬屬或陶瓷）、形狀（膜、片狀或板板狀）以及材料本本身是否具有有化學(xué)致癌性性，均有可能能導(dǎo)致癌癥的發(fā)發(fā)生。這種現(xiàn)現(xiàn)象稱為固體致癌性或異物致癌性。醫(yī)用高分子材材料（臨床床醫(yī)學(xué)）33根據(jù)癌癥的發(fā)發(fā)生率和潛伏伏期，高分子子材料對(duì)大鼠的致癌性可可分為三類(lèi)。。①能釋放出小小分子致癌物物的高分子材材料，具有高發(fā)生率，潛潛伏期短的特特征。②本本身身具具有有癌癌癥癥原原性性的的高高分分子子材材料料，，發(fā)發(fā)生生率率較較高，，潛潛伏伏期期不不定定；；③只只是是作作為為簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單異異物物的的高高分分子子材材料料，，發(fā)發(fā)生生率率較較低，潛伏期期長(zhǎng)。顯然然只有第三三類(lèi)高分子子材料才有有可能進(jìn)行臨床床應(yīng)用。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）34研究發(fā)現(xiàn)，，異物致癌癌性與慢性性炎癥反應(yīng)應(yīng)、纖維化特別是纖纖維包膜厚厚度密切相相關(guān)。例如如當(dāng)在大鼠鼠體內(nèi)植入高分分子材料后后，如果前前3～12個(gè)月內(nèi)形成成的纖維包膜厚厚度大于0.2mm，經(jīng)過(guò)一定定的潛伏期期后通常會(huì)出現(xiàn)癌癌癥。而低低于此值，，癌癥很少少發(fā)生。因因此0.2mm可能是誘發(fā)發(fā)鼠體癌癥癥的臨界纖纖維包膜厚厚度。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）352.2高分子材料料的血液相相容性2.2.1高分子材料料的凝血作作用（1）血栓的形形成通常，當(dāng)人人體的表皮皮受到損傷傷時(shí)，流出出的血液會(huì)自動(dòng)凝固固，稱為血栓。實(shí)際上，，血液在受受到下列因素影響時(shí)時(shí)，都可能能發(fā)生血栓栓：①血管壁壁特性與狀態(tài)發(fā)生變變化；②血血液的性性質(zhì)發(fā)生變變化；③血血液的流動(dòng)狀態(tài)態(tài)發(fā)生變化化。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）36根據(jù)現(xiàn)代醫(yī)醫(yī)學(xué)的觀點(diǎn)點(diǎn)，對(duì)血液液的循環(huán)，，人體內(nèi)存在兩個(gè)對(duì)對(duì)立系統(tǒng)，，即促使血血小板生成成和血液凝凝固的凝血系統(tǒng)和由肝素、、抗凝血酶酶以及促使使纖維蛋白白凝膠降解的的溶纖酶等等組成的抗凝血系統(tǒng)統(tǒng)。當(dāng)材料植植入體內(nèi)與血血液接觸時(shí)時(shí)，血液的的流動(dòng)狀態(tài)態(tài)和血管壁壁狀態(tài)都將發(fā)生生變化，凝凝血系統(tǒng)開(kāi)開(kāi)始發(fā)揮作作用，從而而發(fā)生血栓。醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）37血栓的形成成機(jī)理是十十分復(fù)雜的的。一般認(rèn)認(rèn)為，異物與血液接接觸時(shí)，首首先將吸附附血漿內(nèi)蛋蛋白質(zhì)，然然后粘附血小板板，繼而血血小板崩壞壞，放出血血小板因子子，在異物表面面凝血，產(chǎn)產(chǎn)生血栓。。此外，紅紅血球粘附附引起溶血；凝凝血致活酶酶的活化，，也都是形形成血栓的的原因。（見(jiàn)圖圖9—1)醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）38圖9—1血栓形成過(guò)過(guò)程示意圖圖醫(yī)用高分子子材料（（臨床醫(yī)學(xué)學(xué)）39（2）影響血小小板在材料料表面粘附附的因素1)血小板的粘粘附與材料料表面能有有關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，，血小板難難粘附于表表面能較低低的有機(jī)硅聚合物，而易粘附附于尼龍、玻璃璃等高能表面面上。此外，在聚甲基丙烯烯酸－β－羥乙酯、、接枝聚乙乙烯醇、主鏈和和側(cè)鏈中含含有聚乙二二醇結(jié)構(gòu)的的親水性材材料表面上，血血小板的粘粘附量都比比較少。這這可能是由由于容易被水介介質(zhì)潤(rùn)濕而而具有較小小的表面能能。因此，，有理由認(rèn)為為，低表面能能材料具具有較好好的抗血血栓性。醫(yī)用高高分子子材料料（（臨床床醫(yī)學(xué)學(xué)）40也有觀觀點(diǎn)認(rèn)認(rèn)為，，血小小板的的粘附附與兩兩相界界面自自由能有更更為直直接的的關(guān)系系。界界面自自由能能越小小，材材料表表面越不活活潑，，則與與血液液接觸觸時(shí)，，與血血液中中各成成分的的相互作用用力也也越小小，故故造成成血栓栓的可可能性性就較較小。。大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)事實(shí)實(shí)表明明，除除聚四四氟乙乙烯外外，臨臨界表表面張張力小的材材料，，血小小板都都不易易粘附附（見(jiàn)見(jiàn)表9—3）。醫(yī)用高高分子子材料料（（臨床床醫(yī)學(xué)學(xué)）41醫(yī)用高高分子子材料料（（臨床床醫(yī)學(xué)學(xué)）表9—3材料表表面張張力與與血小小板粘粘附量量的關(guān)關(guān)系材料臨界表面張力/Pa血小板粘附量/％①*②*尼龍－6611.65637聚四氟乙烯2.9305.4聚二甲基硅氧烷2.27.34.5聚氨酯2.01.80.2*①人人血浸浸漬3分鐘；；②狗狗血循循環(huán)1分鐘。。422)血小板板的粘粘附與與材料料的含含水率率有關(guān)關(guān)有些高高分子子材料料與水水接觸觸后能能形成成高含含水狀狀態(tài)（20％～90％以上上）的的水凝凝膠。。在水水凝膠膠中，，由于于含水量量增加加而使使高分分子的的實(shí)質(zhì)質(zhì)部分分減少少，因因此，，植入人體體后，，與血血液的的接觸觸機(jī)會(huì)會(huì)也減減少，，相應(yīng)應(yīng)的血血小板粘附附數(shù)減減少。。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)表明明，丙烯酰酰胺、、甲基基丙烯烯酸－β－羥乙乙酯和和帶有有聚乙乙二醇醇側(cè)基基的甲甲基丙丙烯酸酸酯與其他他單體體共聚聚或接接枝共共聚的的水凝凝膠，都具具有較較好的抗血血栓性性。醫(yī)用高高分子子材料料（（臨床床醫(yī)學(xué)學(xué)）43一般認(rèn)認(rèn)為，，水凝凝膠與與血液液的相相容性性，與與其交聯(lián)密度、、親水水性基基團(tuán)數(shù)數(shù)量等等因素有有關(guān)。。含親親水基基團(tuán)太太多的聚聚合物物，往往往抗抗血栓栓性反反而不不好。。因?yàn)闉樗z表面不不僅對(duì)對(duì)血小小板粘粘附能能力小小，而而且對(duì)對(duì)蛋白白質(zhì)和和其他細(xì)胞胞的吸吸附能能力均均較弱弱。在在流動(dòng)動(dòng)的血血液中中，聚聚合物的親親水基基團(tuán)會(huì)會(huì)不斷斷地由由于被被吸附附的成成分被被“沖沖走””而重新新暴露露出來(lái)來(lái)，形形成永永不惰惰化的的活性性表面面，使使血液中中血血小小板板不不斷斷受受到到損損壞壞。。研研究究認(rèn)認(rèn)為為，，抗血血栓栓性性較較好的的水水凝凝膠膠，，其其含含水水率率應(yīng)應(yīng)維維持持在在65％～～75％。醫(yī)用用高高分分子子材材料料（（臨臨床床醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)））443)血小小板板的的粘粘附附與與材材料料表表面面疏疏水水－－親親水水平平衡衡有有關(guān)關(guān)綜合合上上述述討討淪淪不不難難看看出出，，無(wú)無(wú)論論是是疏疏水水性性聚聚合合物物還是是親親水水性性聚聚合合物物，，都都可可在在一一定定程程度度上上具具有有抗抗血血栓栓性。。進(jìn)進(jìn)一一步步的的研研究究表表明明，，材材料料的的抗抗血血栓栓性性，，并并不不簡(jiǎn)簡(jiǎn)單決決定定于于其其是是疏疏水水性性的的還還是是親親水水性性的的，，而而是是決決定定于于它們們的的平平衡衡值值。。一個(gè)個(gè)親親水水－－疏疏水水性性調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)得得較較合合適適的的聚合合物物，，往往往往有有足足夠夠的的吸吸附附力力吸吸附附蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)，，形形成成一一層隋隋性性層層，，從從而而減減少少血血小小板板在在其其上上層層的的粘粘附附。醫(yī)用高分子材材料（臨床床醫(yī)學(xué)）45例如如，，甲基基丙丙烯烯酸酸－－β－羥羥乙乙酯酯/甲基基丙丙烯烯酸酸乙乙酯共共聚聚物物比單單純純的的聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸－－β－羥羥乙乙酯酯對(duì)血血液的的破破壞壞性性要要小??；；甲基基丙丙烯烯酸酸乙乙酯酯/甲基基丙丙烯烯酸酸共共聚聚物也比比單單純純的的聚甲基基丙丙烯烯酸酸對(duì)對(duì)血血液液的的破破壞壞性性要要小小。。用作作人人工工心心臟臟材材料料的的聚聚醚醚型型聚聚氨氨酯酯，，具具有有微微相相分離離的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，也也是是為為達(dá)達(dá)到到這這一一目目的的而而設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的。。醫(yī)用用高高分分子子材材料料（（臨臨床床醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)））464)血小小板板的的粘粘附附與與材材料料表表面面的的電電荷荷性性質(zhì)質(zhì)有有關(guān)關(guān)人體體中中正正常常血血管管的的內(nèi)內(nèi)壁壁是是帶帶負(fù)負(fù)電電荷荷的的，，而而血血小小板、、血血球球等等的的表表面面也也是是帶帶負(fù)負(fù)電電荷荷的的，，由由于于同同性性相相斥斥的原原因因，，血血液液在在血血管管中中不不會(huì)會(huì)凝凝固固。。因因此此，，對(duì)對(duì)帶帶適適當(dāng)當(dāng)負(fù)電電荷荷的的材材料料表表面面，，血血小小板板難難于于粘粘附附，，有有利利于于材材料料的抗抗血血栓栓性性。。但但也也有有實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)事事實(shí)實(shí)表表明明，，血血小小板板中中的的凝凝血因因子子在在負(fù)負(fù)電電荷荷表表面面容容易易活活化化。。因因此此，，若若電荷荷密密度度太大大，，容容易易損損傷