最新中南大学医用高分子材料-临床医学-3-30
中南大学医用高分子材料-临床医学 (2012-3-16)
医用高分子材料 （临床医学）
4.2.3 医用粘合剂 粘合剂作为高分子材料中的一大类别，近年来 已扩展到医疗卫生部门，并且其适用范围正随着粘 合剂性能的提高、使用趋于简便而不断扩大。医用 粘合剂在医学临床中有十分重要的作用。在外科手 术中，医用粘合剂用于某些器官和组织的局部粘合 和修补；手术后缝合处微血管渗血的制止；骨科手 术中骨骼、关节的结合与定位；齿科手术中用于牙 齿的修补等。
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医用高分子材料 （临床医学）
尤其可贵的是α-氰基丙烯酸酯能与比较潮湿的 人体组织强烈结合，因而被选作理想的外科用粘合 剂，而且是迄今为止唯一用于临床手术的粘合剂。 α-氰基丙烯酸酯类粘合剂在使用时以α-氰基 丙烯酸烷基酯为主要成分，加入少量高级多元醇酯 （如癸二酸二辛酯等）作增塑剂，可溶性聚合物 （如聚甲基丙烯酸酯）作增粘剂，氢醌和二氧化硫 作稳定剂组成的。
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医用高分子材料 （临床医学）
生物医用高分子材料 （Biomedical materials）
指对生物体进行诊断、治疗和置换损坏组织、 器官或增进其功能的材料。
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医用高分子材料 （临床医学）
按材料来源分：
• （1） 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）。（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） • （2） 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。
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粘结连接 防止出血、漏液 其 他
Байду номын сангаас
医用高分子材料 （临床医学）
外科用粘合剂经过50多年的发展，至今已有几 十种品种。但根据使用要求，仍以较早开发的α— 氰基丙烯酸酯最为合适。 α-氰基丙烯酸酯是一类瞬时粘合剂，单组分无 溶剂，粘结时无需加压，可常温固化，粘结后无需 特殊处理。由于其粘度低，铺展性好，固化后无色 透明，有一定的耐热性和耐溶剂性。
医用高分子材料的研究与应用
医用高分子材料的研究与应用随着医学技术不断的更新迭代，医药研究的需求也日益增长，而医用高分子材料在现代医学中也扮演着越来越重要的角色。
医用高分子材料是指用于医学领域的高分子材料，其种类包括但不限于聚合物，纤维素和半合成材料等。
这些材料在医学中具有多种独特的物理和化学特性，广泛应用于医疗器械，医学成像和组织修复等领域。
1、医用高分子材料在医学成像中的应用医用高分子材料在医学成像中的应用是其最常见的应用之一。
传统的医学成像如X光、CT等都是通过反射和吸收原理来进行成像。
而医用高分子材料在医学成像中的应用，主要是通过对不同物质的吸收能力，来影响成像效果，从而达到更详细的成像结果。
举例来说，当我们摄入含有高分子材料的碘盐溶液时，在X光成像时，因为高分子材料对X射线的吸收较强，从而影响肝、脾等器官的成像效果，能够明显地显示器官的血液流动情况，以及体内多种病变情况。
2、医用高分子材料在组织修复中的应用随着医学技术的不断提高，替代医学治疗技术正在兴起，而医用高分子材料在这方面也具有着很大的应用前景。
在组织修复中，医用高分子材料主要用来代替被破坏的人体组织，从而加速修复和康复。
目前，已经有多种医用高分子材料被应用于组织修复，如聚乳酸酰胺（PLA）、聚乳酸（PLLA）等。
其中聚乳酸被广泛应用于组织修复中，其原因在于其材料特性能够模拟真实组织，如PLLA环境良好、无毒、可生物降解、不形变、易于制造等周边特性。
因此，PLA及其衍生物已被广泛应用于组织修复中，包括骨科手术、皮肤修复和牙科等领域。
3、医用高分子材料在药物传输中的应用医用高分子材料在药物传输中也有很多应用。
高分子材料可用于控制药物的释放、负荷、递送和存储等方面。
材料特性的差异和改变会导致药物的释放方式不同，从而实现不同的剂量控制方案。
例如一种名为肝素的聚酰胺材料，它能够稳定了药物负载，同时使药物能够持续的释放出来，从而提高药物的疗效并降低药物副作用。
因此，医用高分子材料在药物传输等方面应用广泛，包括植入物、膜材料、啮齿动物根管治疗等领域。
生物医用高分子材料
生物医用高分子材料生物医用高分子材料是一种具有广泛应用前景的新型材料，它在医学领域中发挥着越来越重要的作用。
生物医用高分子材料是指能够与生物体相容并在生物体内具有一定功能的高分子材料，其应用范围涉及医疗器械、医用材料、组织工程、药物传递系统等多个方面。
本文将从生物医用高分子材料的特点、应用领域、发展趋势等方面进行介绍。
首先，生物医用高分子材料具有良好的生物相容性和生物降解性。
这意味着这类材料可以与生物体组织相容，不会引起排斥反应或过敏反应，并且在一定条件下可以被生物体降解或代谢，不会对生物体造成长期的不良影响。
这一特点使得生物医用高分子材料在医学领域中得到广泛应用，例如可用于制备生物可降解的缝合线、修复骨折的支架材料等。
其次，生物医用高分子材料在医疗器械和医用材料领域有着重要的应用。
例如，生物医用高分子材料可以用于制备人工关节、心脏起搏器、血管支架等医疗器械，同时也可以用于制备医用敷料、人工皮肤、植入式医用材料等。
这些应用为医学诊疗和治疗提供了重要的支持，推动了医学技术的不断进步。
此外，生物医用高分子材料在组织工程和药物传递系统中也有着广泛的应用。
在组织工程领域，生物医用高分子材料可以被用于制备人工器官、组织修复材料等，为组织修复和再生提供了新的途径。
在药物传递系统方面，生物医用高分子材料可以被用于制备缓释药物载体、靶向输送系统等，提高了药物的疗效和降低了药物的副作用。
未来，随着生物医用高分子材料领域的不断发展，其在医学领域中的应用前景将会更加广阔。
例如，生物医用高分子材料的功能化设计和智能化材料的开发将会为医学诊疗提供更多的选择，同时生物医用高分子材料与生物学、医学、材料学等学科的交叉融合也将会带来更多的创新成果。
总之，生物医用高分子材料具有良好的生物相容性和生物降解性，其在医疗器械、医用材料、组织工程、药物传递系统等领域有着重要的应用。
随着生物医用高分子材料领域的不断发展，其在医学领域中的应用前景将会更加广阔，为医学技术的不断进步和医学治疗的不断改善提供重要支持。
《医用高分子材料》PPT课件
•
如果在缩聚过程中有三个或三个以上的官能度的单体
存在，或是在加聚过程中有自由基的链转移反应发生，或
是双烯类单体第二键被活化等，则单体单元的键接顺序通
常有无规、交替、嵌段和接枝之分，能生成支化的或交联
的高分子。支化高分子又有星型、梳型和无规支化之分。
• 1) 线型分子链
• 由许多链节组成的长链，通常是卷曲为团状，这类高 聚物有较高的弹性、塑性好、硬度低，是典型的热塑性材 料的结构，如图镜 照片
5.2.1 近程结构
1. 高分子链的组成
• 高分子是链状结构，高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成 的链状分子。
• 通常的有机高分子化合物，它是由碳-碳主链或由碳与氧、氮或硫等 元素形成主链的高聚物，即均链高聚物或杂链高聚物。
• 高密度聚乙烯(HDPE)结构为－[CH2CH2]n－，是高分子中分子结构最 为简单的一种，它的单体是乙烯，重复单元即结构单元为CH2CH2 ， 称为链节，n为链节数，亦为聚合度。
I 图5-3 高分子链II结构示意图 III
(Ⅰ线型结构；II支链型结构；III交联网状
• 2) 支链型分子链
➢ 在主链上带有支链，这类高聚物的性能和加工成型能力都 接近线型分子链高聚物。
➢ 线型和支链型高分子加热可熔化，也可溶于有机溶剂，易 于结晶，因此可反复加工成型，称作“热塑性树脂”。
➢ 合成纤维和大多数塑料都是线型分子。
定在高分子材料表面上以提高其抗凝血性； • （3）设计微相分离结构； • （4）改变表面粗糙度。
以嵌段共聚高分子材料为例, 它由两种或多种 不同性质的单体段聚合而成. 当单体之间不相容 时, 它们倾向于发生相分离, 但由于不同单体之间 有化学键相连, 不可能形成通常意义上的宏 观相 变, 而只能形成纳米到微米尺度的相区, 这种相分 离通常称为微相分离, 不同相区所形成 的结构称为 微相分离结构.
新型医用高分子材料研究进展
新型医用高分子材料研究进展在当今社会，随着人们生活水平的提高和科技的不断发展，新型医用高分子材料在生物医学领域中被广泛研究和应用。
这些材料具有良好的生物相容性、生物降解性和生物活性等特点，能够用于医用植入材料、组织工程、药物缓释等方面，对改善人们的生命质量起到积极的作用。
一、医用高分子材料的定义和分类医用高分子材料是指那些被广泛应用于医疗、卫生、生物制品等领域的高分子化合物。
按照材料的来源，可以将其分为天然高分子材料和合成高分子材料。
天然高分子材料包括胶原蛋白、壳聚糖、明胶等，这些材料来源于天然的生物体，具有较好的生物相容性。
合成高分子材料则是人工合成的高分子化合物，如聚乳酸（PLA）、聚酯（PE）、聚氨酯（PU）等，这些材料具有可控性好、成本低等优点。
二、医用高分子材料的应用领域医用高分子材料在生物医学领域的应用十分广泛，包括医用植入材料、组织工程、药物缓释等方面。
1.医用植入材料医用植入材料是指用于修复、替代或改变受伤或缺失组织的生物医学材料。
医用植入材料能够取代或修复受损的组织和器官，恢复组织功能，减轻患者疼痛和痛苦。
目前，聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等生物降解性高分子材料被广泛应用于医用植入材料制备。
2.组织工程组织工程是指利用体外培养的细胞、生物降解高分子材料等技术手段构建类似于人体组织和器官的二三维结构。
组织工程技术可以用于修复或替换受损或缺失的组织、器官等，从而实现对机体的修复和重建。
聚乳酸等生物降解高分子材料在组织工程中具有良好的生物相容性和生物降解性，能够为组织工程的研究提供良好的基材和支持。
3.药物缓释药物缓释是指将药物通过高分子化合物嵌入主体内，使得药物可以缓慢地释放到生物体内，增加药物的生物利用度和降低药物的毒性。
目前，聚乳酸等生物降解性高分子材料广泛应用于药物缓释领域，如缓释缬沙坦、地塞米松等。
三、新型医用高分子材料的研究进展随着生物医学领域的不断发展和进步，新型医用高分子材料研究工作也不断推进。
医用高分子材料基础知识
医用高分子材料基础知识一、医用高分子材料的分类合成高分子材料：合成高分子材料是指通过化学反应合成的材料，常见的有聚合物类和聚合物复合材料。
聚合物类包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯等，聚合物复合材料则是指在聚合物基础上加入其他物质，如纤维素纤维增强聚合物复合材料。
天然高分子材料：天然高分子材料是指存在于自然界中的高分子材料，常见的有蛋白质、多糖、天然橡胶等。
例如胶原蛋白是人体内最主要的组织结构蛋白，常用于制备生物材料。
二、医用高分子材料的特性1.生物相容性：医用高分子材料必须具有良好的生物相容性，不会引起机体的排斥反应和免疫反应。
2.可加工性：医用高分子材料具有良好的加工性能，可以通过注塑、挤出、吹塑、热压等工艺制备成各种形状和尺寸的产品。
3.生物降解性：一些医用高分子材料具有生物降解性，可以在体内被生物酶或细胞降解，从而减少二次手术。
4.力学性能：医用高分子材料需要满足不同应用领域的力学性能要求，如抗拉强度、伸长率、弹性模量等。
5.导电性：一些医用高分子材料需要具备导电性能，可以用于制作生物传感器和电刺激设备等。
三、医用高分子材料的应用领域1.医疗器械：医用高分子材料广泛应用于医疗器械的制造，如导管、输液管、手术器械等。
2.医用敷料：医用高分子材料可以制备成不同形状和尺寸的敷料，对于伤口的修复和保护具有重要作用。
3.组织工程与再生医学：医用高分子材料可以用于组织工程的材料支架和载体，也可以与干细胞结合用于组织再生医学。
4.药物缓释系统：医用高分子材料可以用于制备药物缓释系统，控制药物的释放速率和时间，提高药物的疗效和稳定性。
5.人工器官：医用高分子材料可以用于制作人工心脏瓣膜、血液透析器、人工血管等人工器官。
总之，医用高分子材料在医学领域中具有广泛的应用前景，具备良好的生物相容性、可加工性、生物降解性、力学性能和导电性能等特性。
随着技术的不断发展，医用高分子材料将为医学诊疗和治疗带来更多创新和进步。
医用高分子材料
2010级材料化学 刘茜 100110020013
接骨材料
1 国产不锈钢
2 进口不锈钢
3 国产钛合金 4 进口钛合金
现在已有聚砜、碳纤维复合材料、聚乳酸和
聚乙烯醇复合材料等 作为骨钉、骨板、髓 内钉、永久性植入的人工肢体。
医用缝合线
实际应用的手术缝合线，主要分
→
波动型喷气气垫不仅能有效地防治褥疮，其和缓的波动犹 如对患者轻柔的按摩，可促进卧床者的血液循环，防止局 部组织长久受压；采用进口高分子环保材料制成，冬天不 变硬、夏天不沾身；低嘲音设计，使用寿命长。
谢谢大家~~
为两大类：可被人体吸收型和非吸 收型。 随着人们生活水平的逐步提高和对 美的不断追求，现在更倾向于选用 吸收效果更好，拉力更强，综合性 能更理想的可被人体吸收型的医用 缝合线。
高分子代用石膏绷带
→
由闭孔聚乙烯泡沫材料制成的高分子代用石 膏绷带，比石膏轻很多，且不怕水，透气性 好。
防褥疮发生的护理材料
生物医学高分子材料汇总
[( CH2 CO O CH2 CO O )P ...( CH CO CH 3
聚-对-二氧杂环已酮（PDS）
O
CH CO O )]P CH3
[CH2 CH2 O CH2 CO O ]P
有几种已工业化生产的聚合物，虽不是专 门为生物医学应用而生产，但通过用专门的技 术进行加工后也可以制成供生物医学方面应用 的纤维、细丝、微孔材料和管状材料。
我国的甲壳质资源极其丰富，而且曾是研究 开发甲壳质制品较早的国家之一。早在1958年， 就对甲壳质的性能及生产进行过研究，并用于 纺织染整上作上浆剂。进入20世纪80年代后期， 甲壳质资源的开发利用引起了一些科研院所的 重视，并开始了在医疗和保健等领域的研究与 开发。
3.甲壳质及壳聚糖的生物活性
（3） 农业领域
-----作植物种子处理剂
6．甲壳素类纤维的制备技术
1) 甲壳素类纤维纺丝原液的制备
以壳聚糖为原料时，多选用5%以下的醋酸水溶液 作为溶剂。
甲壳素纺丝原液的制备多采用溶解性能优异的有 机溶剂,加适当的氯化锂助溶。
2) 甲壳素类纤维的成型
制备甲壳素类纤维可采用干法纺丝、湿法纺丝和 干-湿法纺丝等不同的成型工艺 。
3．生物降解吸收性
指材料在活体环境中可发生速度能控 制的降解，并能被活体在一定时间内自 行吸收代谢或排泄。
按照在生物体内降解方式可分为水 解型和酶解型两种。
（三）具备效果显示功能
具有显示其医用效果的功能，即生物功 能性。
1.可检查、诊断疾病
2．可辅助治疗疾病如注射器、缝合线和 手套等手术用品材料
1.严格控制用于合成医用高分子材料的原料 的纯度，不能代入有害杂质，重金属含量不 能超标。
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医用高分子材料 （临床医学）
• 近几年 ,用于集成电路工艺的微加工技术, 如薄膜沉积(thin-film deposition)、光刻 蚀(photolit hog-rap hy)、微模塑 (micromolding)和蚀刻(etching)等迅速发 展并向药物释放领域渗透.利用微加工技术 制备微尺度药物释放装置,可以设计定制其 尺寸、形状并精确控制表面微结构和形貌, 便于实现药物靶向释放或控制药物释放速率.
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医用高分子材料 （临床医学）
• 同样,将基因工程细胞(如表达血管内皮细胞 生长抑制因子 endostatin) 包埋于海藻酸 钠/聚赖氨酸微胶囊中,持续释放的 endostatin 对内皮细胞增殖的抑制率达 6712 %,21 天后使瘤重减少 7213 %.
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医用高分子材料 （临床医学）
• 但是,由于一些关键问题尚未很好解决 ,细 胞微囊化药物释放系统目前仍停留在动物实 验和一些临床前研究阶段.主要有:材料的生 物相容性问题,要通过纯化除杂,降低其毒性 和免疫原性;细胞问题,动物细胞多存在安全 性和伦理问题,构建稳定持续表达产物(理想 情况下能根据植入部位微环境变化响应表达) 的基因工程细胞,或与干细胞结合将是有效 途径;工艺问题,需研发能重复生产形态、强 度和通透性好的微胶囊标准化技术、仪器和 规模化生产工艺。
脑部药物释放方法,其中一种有效的手段是利用大脑内皮
细胞上存在的受体分子,以受体介导的跨细胞摄入机理实
现脑靶向给药,即利用抗生物素蛋白2生物素识别技术,将
药物与生物素连接,同时以抗生物素蛋白链菌素连接能靶
向受体的载体(如胰岛素或转铁蛋白),通过载体受体识别
靶向大脑内皮细胞上相应的受体分子而被吸收。
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医用高分子材料 （临床医学）
• 靶向技术特异性强,它与各种释放系统的结合将 大大提高药物疗效 ,但从释放系统中将药物分子 传递到靶组织在很大程度上仍不能控制 ,今后对 各种靶向机理的深入认识和新的靶向技术的开发 将有利于其临床作用的真正发挥.
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医用高分子材料 （临床医学）
• 细胞治疗 ,尤其是细胞微囊化移植治疗糖尿病、 癌症等疾病的临床前研究取得了令人兴奋的结果。 与肽类和蛋白质等生化药物相比 ,细胞就像一个 加工厂 ,可根据生理需要分泌治疗性肽和蛋白质 , 从产业化角度它可省略目前生化药物生产必需的 分离纯化过程 ,节省了成本;从临床应用角度它可 保证治疗性物质的化学稳定性 ,便于植入病变部 位实现有效给药.因此 ,细胞微囊化实质上代表了 一种以局部或系统方式长期释放治疗性药物的释 放系统.
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医用高分子材料 （临床医学）
• 通过口腔黏膜释放的药物有心血管药物 ,如硝化甘油、 卡托普利、维拉帕米和普罗帕酮;激素类药物,如睾丸 激素和雌激素的口腔黏膜剂,能够促进肌肉生长、增加 肌力、调节机体状态等; Oralin (胰岛素)即是基于 Rapid MistTM专利技术的口腔喷雾剂,将胰岛素制成精 细颗粒气雾剂(7-10μm) ,借助高速喷雾装置将药物喷 入患者口中,适时给以促吸收剂,胰岛素分子被快速吸 收,10 min 内就可在系统循环中检测到,血药浓度和降 血糖水平。
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医用高分子材料 （临床医学）
• 如以 DNA 与阳离子聚合物聚乙烯亚胺( PEI) 间 的静电作用制备纳米复合物,然后利用高碘酸氧 化的转铁蛋白( transfer rin)上的醛基与 PEI 上氨基反应制备 DNA2 transfer rin2 PEI复合 物,并外覆聚乙二醇将能与复合物发生相互作用 的非特异性血液成分和非靶向细胞屏蔽开 ,可靶 向远处肿瘤表达基因,编码高活性、高细胞毒性 的肿瘤坏死因子,导致肿瘤出血坏死,抑制肿瘤生 长.
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医用高分子材料 （临床医学）
高长有，马列 编著
赵长生 主编
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医用高分子材料 （临床医学）
黏膜靶向药物释放
• 黏膜存在于人体各腔道内 ,具有一定渗透性 且血管分布丰富 ,可吸收药物直接进入系统循 环 ,从而避免了口服药物面临的胃肠道代谢和 肝脏首过效应 ,是药物释放的又一个重要途径.
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肿瘤靶向药物
• 肿瘤靶向药物释放系统多利用能识别肿瘤的抗体、 多肽和凝集素等分子修饰微粒及脂质体等载体, 可将抗癌药物直接释放到肿瘤部位或进入肿瘤 细 胞, 以 抑 制 和 杀 死 肿 瘤. 单 克 隆 抗 体(MAbs)、外源凝集素等修饰的药物载体靶 向治疗转移性乳腺癌、结肠直肠癌和白血病的临 床效果良好。而将治疗性基因靶向肿瘤是治愈恶 性疾病中一个有吸引力的概念。
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医用高分子材料 （临床医学）
• 同样,结合糖基化配体的脂质体或聚氨基酸载体 的主动靶向方法也可以实现基因的靶向释放。另 外,因为肿瘤源自肿瘤抑制基因不正常工作及其 编码蛋白质的失活,其药物作用靶点多在细胞内, 可利用单克隆抗体介导和受体介导的细胞内吞作 用实现药物2载体主动跨细胞膜吸收,将重组蛋白 质或基因释放到肿瘤细胞中。更为直接和有效、 无需受体和/或转运体的转导肽(PTDs,蛋白质转 导功能区)介导的主动跨膜吸收是正在开发中的 细胞内药物释放的新方法。
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新药物控释和技术
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细胞治疗方法
• 细胞微囊化方法是阴离子聚合物海藻酸钠与 阳离子聚合物聚赖氨酸或壳聚糖之间的聚电 解质络合技术,即先将海藻酸钠与细胞悬液 以特殊装置滴入二价阳离子溶液(如CaCl2 ) 形成凝胶珠,再加入聚赖氨酸和壳聚糖进行 聚电解质络合反应形成微胶囊.利用该技术 包埋动物胰岛,植入啮齿类、犬类及灵长类 糖尿病动物体内,可在较长时间内释放胰岛 素 ,维持血糖水平,美国国立卫生研究院最 近批准了20 例微囊化猪胰岛移植治疗糖尿 病
大脑中存在独特的血脑屏障(blood brain barrier,BBB),
由软脑膜、 脑毛细血管壁和包在血管壁外的星状胶质细
胞形成的胶质膜构成,它将大脑软组织的胞外流体与血液
分隔开,既使大脑不受系统循环影响,又可将潜在的毒性物
质从大脑中清除. 为了克服血脑屏障,人们已经开发多种