医用高分子材料的结构与性能.doc

目 录 摘 要 1 1 前言 2 2 医用高分子材料的分类 2 2.1 来源 2 2.2 降解性 3 2.3 应用方向 4 2.3.1 人工脏器 4 2.3.2 人工组织 4 2.3.3 护理和医疗用具相关的医用材料 4 2.3.4 药用高分子 5 3 医用高分子的性质 5 3.1 生物功能性 5 3.2 生物相容性 5 4 医用高分子的表面改性方法 6 4.1 物理方法 6 4.1.1 表面涂层 6 4.1.2 物理共混 7 4.2 化学方法——表面接枝法 7 4.2.1 表面接枝改性 7 4.2.2 等离子体表面改性 8 4.2.3 光化学固定法 8 4.3 表面仿生化改性 9 4.3.1 表面肝素化 9 4.3.2 表面磷脂化 9 4.3.3 表面内皮化——内皮细胞固定法 9 5 总结与展望 10 参考文献 11  摘 要 由于其良好的生物相容性，医用高分子材料是现阶段最为安全的一类医用材料。同时，合成加工的简便，来源的广泛，使得医用高分子材料的功能性越来越多，应用范围也越来越广泛。但由于结构的限制，医用高分子材料在人体中的相容性还未达非常理想地到人们要求。因此，也就产生了以表面改性为主的一系列增进其相容性的改性方法。本文通过对医用高分子材料的定义、分类、性质以及表面改性方法的介绍，体现了医用高分子材料的优越和不足之处，同时也对医用高分子材料的未来进行了展望。 关键词：医用高分子；生物相容性；表面改性 1 前言 医用高分子材料（medical polymer）是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的高分子材料，是生物医用材料的重要组成之一[1]。医用高分子材料需长期与人体体表、血液、体液接触，有的甚至要求永久性植入体内。因此，这类材料必须具有优良的生物体替代性（力学性能、功能性）和生物相容性[2]。 生物医用高分子材料需要满足的基本条件：在化学上是不活泼的，不会因与体液或血液接触而发生变化；对周围组织不会引起炎症反应；不会产生遗传毒性和致癌；不会产生免疫毒性；长期植入体内也应保持所需的拉伸强度和弹性等物理机械性能，具有良好的血液相容性；能经受必要的灭菌过程而不变形；易于加工成所需要的复杂的形态[3]。 随着近代医学及材料科学的发展，对生物医用高分子材料的需求越来越大。目前全世界应用的有90多个品种，西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%-20%的速度增长。以美国为例，每年有数以百万计的人患有各种组织、器官的丧失或功能障碍，需进行800万次手术进行修复，年耗资超过400亿美元，器官衰竭和组织缺损所需治疗费占整个医疗费用的一半[4]。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求，我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。 2 医用高分子材料的分类 2.1 来源 按照来源，可将医用高分子材料分为合成医用高分子材料和天然高分子材料。 常见的合成医用高分子材料包括PE（polyethylene，聚乙烯）、PP（polypropylene，聚丙烯）、PC（polycarbonate，聚碳酸酯）、PLA（polylactic acid，聚乳酸）及其衍生物、有机硅橡胶等。其优点是工艺成熟，机械性能相对较好，加工性能较好， 能够同时表现多种功能性[5]。 常见的天然医用高分子材料包括壳聚糖、明胶、海藻酸盐类、纤维素等。天然医用高分子材料来源广泛，而且大多无毒无害，与人体的相容性相对较好，因此天然高分子材料逐渐成为医用高分子材料的首选，对其进行的研究也越来越深入[6]。 2.2 降解性 按照降解性，可将医用高分子材料分为降解性和非降解性高分子材料。 降解性医用高分子大多为生物高分子材料，表1列举了常见的生物医用高分子及其应用。同时也有不少合成的高分子材料，如聚乳酸及其衍生物，聚己内酯等具有可降解性。可降解医用高分子在生物体中能够被降解，降解产物大多为水和二氧化碳，对人体无毒无害，是应用最为广泛的医用高分子材料[7]。 非降解性医用高分子材料则包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氯乙烯、有机硅橡胶等。非降解性医用高分子材料多为合成材料，有着良好的相容性，同时因为是合成高分子，所以可以根据不同的需要得到不同的性能，加工性能相对更好。一般来说，非降解性医用高分子的机械性能也较好，故常用于医疗器械或者组织填充物[8]。 表 1 常见的生物医用高分子及其应用 聚合物 特点 应用 蛋白质 良好的血液相容性 静脉注射类药物释放体系 胶原 良好的生物相容性，可消化吸收性对组织的恢复有促进作用，无异物反应 可降解缝线，人造皮肤，伤口敷料，人造腱、血管，硬脑膜代用品，止血剂，眼科治疗装置，取代眼睛玻璃体