医用高分子材料概述及分类
生物医用高分子材料[精选]
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化学灭菌 ，γ射线灭菌 。国内大多采用前两种方法 。
因此在选择材料时 ，要考虑能否耐受得了。
（7） 易于加工成需要的复杂形状
人工脏器往往具有很复杂的形状 ， 因此 ，用于人 工脏器的高分子材料应具有优良的成型性能 。否则 ， 即使各项性能都满足医用高分子的要求 ，却无法加 工成所需的形状 ，则仍然是无法应用的。
★骨水泥是一类传统的骨用粘合剂 ， 1940年就已用
于脑外科手术中 ， 几十年来 ，一直受到医学界和化学 界的重视。
骨水泥是由单体 、聚合物微粒(150--200μm) 、阻聚
剂 ，促进负等组成 。为了便于x射线造影 ，有还加入 造影剂BaSO4 。下表是常用骨水泥的基本组成和配方。
(4) 人造皮肤材料
(5) 医用粘合剂
粘合剂作为高分子材料中的一大类别 ，近年来， 它的应用领域已扩展到医疗卫生部门 。 目前 ， 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； 骨科手术小骨骼、 关节的结合与定位； 齿科手术中用于牙齿的修补 。在 计划生育领域中 ，用粘合剂粘堵输精管或输卵管 ， 既 简便 ，无痛苦感 ，又无副作用 ，必要时还可方便地重 新疏通。
由此可见 ， 当向人体植入高分子材料时 ， 除考虑 材料的物理 、化学性质外 ，还应充分考虑其形状因 素。
表
(4)具有抗血栓性 ，不会在材料表面凝血 (5)长期植入体内 ，不会减小机械强度
表6-3是一些高分子以纤维形式植入狗的动脉 后其机械强度的损失情况。
(6)能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性
医用高分子材料
医用高分子材料摘要：随着高分子材料在社会的各个领域的广泛应用，尤其是在航天工程、医学等领域的应用。
功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。
对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。
关键词：高分子材料药用用途功能分类正文：一、医用高分子材料的定义及分类医用高分子材料有两种定义。
一种是广义医用高分子材料，涵盖所有在医疗活动中使用的高分子材料；另一种定义是符合特殊医用材料要求，在医学领域上应用到人体上，以医疗为目的，具有特殊要求的功能型高分子材料。
按照不同的标准，医用高分子材料有不同的分类。
按用途划分包括：治疗用高分子材料、药用高分子材料、人造器官用高分子材料等；按原材料的来源划分包括：天然高分子医用材料、合成高分子药用材料、含高分子的复合医用材料等；按材料自身的功能和特点可以分为：生物相容性高分子材料、生物降解性高分子材料、生物功能高分子材料等。
二、医用高分子材料的特殊要求由于由于高分子材料直接用于医疗目的，有些需要长期接触或者植入活体内部，因此对材料的要求比较高。
对于医用高分子材料的要求基本可以分为三方面：1、材料学方面的要求，要求材料能满足医疗过程中其对机械、物理和化学方面的要求，如机械强度、稳定性，外观效果等。
2、医学方面的要求，如药物的控制释放、人造血液的黏度、渗透压、人造皮肤的促进愈合作用等。
3、生物学方面的要求，要能和生物活体和平共处，就必须不影响活体正常的生物活动和适应活体的生理方面的要求，并且耐受生理环境。
另外，生物活体对医用高分子材料也有一定的要求：1、血液相容性。
医用高分子材料综述.doc
医用高分子材料综述导言1。
药用聚合物材料是一类生物相容的聚合物赋形剂，已经过安全性评价，并应用于药物制剂。
2.高分子材料在药物制剂中的应用；药物制剂辅料；聚合物前体；药物制剂包装材料；聚合物结构合成化学反应1.重复单元是聚合物链的基本单元。
链节形成结构单元的小分子化合物称为单体，它是合成聚合物的原料。
n是重复单元的数量，也称为聚合度，简称平均聚合度，是聚合物分子量m=m0×DP的量度2.均聚物:通过聚合单体获得的聚合物。
共聚物:由两种或多种单体聚合而成的聚合物。
3、加聚和缩聚加聚的区别:通过添加单体聚合的反应。
不会产生小分子。
重复单元等于单体。
缩聚反应:单体之间的缩合反应，除去小分子形成聚合物。
会产生小分子。
重复单位不等于单体。
4.大分子化合物和小分子的区别。
巨大的分子量(104~107)。
分子间作用力。
没有沸点，没有汽化，大部分是固体或粘稠液体的形式。
独特物理学-1。
药物聚合物材料是一类生物相容的聚合物赋形剂，用于药物制剂，并对其安全性进行评估。
2.高分子材料在药物制剂中的应用；药物制剂辅料；聚合物前体；药物制剂包装材料；聚合物结构合成化学反应1.重复单元是聚合物链的基本单元。
链节形成结构单元的小分子化合物称为单体，它是合成聚合物的原料。
n是重复单元的数量，也称为聚合度，简称平均聚合度，是聚合物分子量m=m0×DP的量度2.均聚物:通过聚合单体获得的聚合物。
共聚物:由两种或多种单体聚合而成的聚合物。
3、加聚和缩聚加聚的区别:通过添加单体聚合的反应。
不会产生小分子。
重复单元等于单体。
缩聚反应:单体之间的缩合反应，除去小分子形成聚合物。
会产生小分子。
重复单位不等于单体。
4.大分子化合物和小分子的区别。
巨大的分子量(104~107)。
分子间作用力。
没有沸点，没有汽化，大部分是固体或粘稠液体的形式。
独特的物理性质:塑料、橡胶和纤维根据聚合物骨架结构分类；有机聚合物、元素有机聚合物和无机聚合物根据聚合反应分类；均聚物和共聚物按分子形态分类:线性聚合物(高压)、支化聚合物(低压)、本体聚合物、星形聚合物、梳状聚合物6.聚合物的命名习惯命名:淀粉和纤维素是根据单体名称命名的:聚乙烯和聚丙烯的商品名称:硅油，常见流动罗尼系统命名法1找到所有的结构单元形式。
医用高分子材料
：如吸引器、缝线、咽头镜、血管注射用具等；③检
查及检查室用具：如采血管、采血瓶、心电图用的
电极、试验管、培养皿等。
医疗
①药物的助剂：高分子材料本身是 惰性的，不参与药的作用，只起增
人造 脏器
器械
稠、外表活性、崩解、粘合、赋形 、润滑和包装等作用，或使药物缓 慢放出而延长药物作用时间。；②
聚合物药物：将具有药性的低分子
1969年世界第一颗人造心脏于临床应用，跳动3天
医用高分子材料的应用
考尔夫最大的成就是创造了最初的肾透析仪和首个人工心脏， 因为卓越的医学奉献，他于2002年获得了拉斯克医学奖。
全植入式人工心脏
2001-07-04 世界首个完整人工心脏移植手术成功 这具人工心脏是由钛金属和塑胶制造 。 是首个不需要通过管线与外部电源连 接的人工心脏。人工心脏可以将病人 的生命延长60天至5年。这种新的人工 心脏同以往在80年代研发的人工心脏 比较，优点是它降低了感染的危险性。 不过，目前这种人工心脏只批准在“末 期〞的心脏病病人身上使用，这些病 人一般上只剩下30天的寿命。
药物 剂型
人造脏器(Artificial organ)、医疗器械和 药物剂型。
医用高分子材料的应用
药物
制剂
诊断
控制
应用领域
人工心脏
医用粘合剂
1〕药物制剂
目的：药物控制释放
定位释放 时间控制 恒速释放
药物制剂
部位控制 反馈控制 脉冲释放
☺
2〕诊断控制
应用目的：临床检测新技术
应用实例：快速响应、高灵敏度、高精确度的检测试剂与工具， 包括试剂盒、生物传感器等
变形 ;
06
具有良好的血液 相容性 ;
医用功能高分子材料~~~~~
如多胺类、聚氢基酸类、聚乙撑亚胺、聚 丙撑亚胺、聚乙烯烃-N-羟基吡啶等。阳离 子高分子还有杀菌性、抗病毒性等。
阴离子高分子
如吡喃衍物（二乙烯基醚和顺丁烯酸酐的 共聚物）
多糖类
1、以离子交换树脂为主体制备的高分子药 物已得到临床应用，如降胆敏， 2、此外主链上带有季铵盐阳离子★结构的 聚合物有很强的镇痉挛作用。 3、草药中的多糖成分。以β （1-3）键为 主、 β （1-6）为支链的多糖衍生物（如 多糖的螺旋）就有抗药性。
对医用高分子材料的基本要求
（1）化学隋性，不会因与体液接触而发生 反应 （2）对人体组织不会引起炎症或异物反应 （3）不会致癌 （4）具有良好的血液相容性 （5）长期植入体内不会减小机械强度 （6）能经受必要的清ห้องสมุดไป่ตู้消毒措施而不产生 变性 （7）易于加工成需要的复杂形状
抗癌药物高分子
4、葡聚糖聚合物在医疗方面主要作为重要 的血容量扩充剂，是人造血浆的主要成分。 比较重要的是右旋糖酐★另外右旋糖酐的 硫酸酯用于抗动脉硬化和作为抗凝血剂， 还可以作为抗癌药物的增效剂使用。
菌体细胞壁
一种叫做BCG（calmette-guerin）的活性 杆菌和另一种叫corynrbacterium parvum的 活性杆菌在实验肿瘤及人体癌症的应用上 取得了较大进展。
医用功能高分子材料
一、医用高分子的概念及其发展简史
生物体是有机高分子存在的最基本形式，有 机高分子是生命的基础。高分子化合物在生物界 的普遍存在，决定了它们在医学领域中的特殊地 位。 医用高分子材料是生物医用材料中的重要组 成部分，主要用于人工器官、外科修复、理疗康 复、诊断检查、患疾治疗等医疗领域。
医用高分子材料
医用高分子材料功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。
近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10%以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50%。
按照功能分类（1）化学功能离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子，电子交换树脂. （2）物理功能导电性高分子（包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分子半导体）、高介电性高分子（包括高分子驻极体、高分子压电体）、高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料、高分子光致变色材料等.（3）复合功能高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等.（4）生物、医用功能抗血栓、控制药物释放和生物活性等 .二、按照功能特性分类(1)分离材料和化学功能材料(2)电磁功能高分子材料(3)光功能高分子材料(4)生物医用高分子材料医用高分子材料是一类根据医学的需求来研制与生物体结构相适应的、在医疗上使用的材料医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料，其来源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。
天然医用高分子材料来源于自然，包括纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等；合成医用高分子材料是通过化学方法，人工合成的用于医用的高分子材料，目前常用的有聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。
它近二十年来发展十分迅速，极大的推动了人工器官移植技术及相关医疗技术的进步，对人类战胜疾病和保护健康具有极其重要的意义。
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。
医用高分子概述
目前常用的齿科粘合剂主要有以下品种： 目前常用的齿科粘合剂主要有以下品种： ① 磷酸锌粘固剂 ② 羧基化粘固剂 ③ 玻璃离子键聚合物粘固剂 ④ 聚甲基丙烯酸酯粘合剂 常用的外科用粘合剂 外科用粘合剂的应用范围很广，如胃、肠道、 外科用粘合剂的应用范围很广，如胃、肠道、 胆囊等消化器官的吻合；血管、气管、食道、 胆囊等消化器官的吻合；血管、气管、食道、尿道 的修补和连接；皮肤、腹膜的粘合；神经的粘合； 的修补和连接；皮肤、腹膜的粘合；神经的粘合； 胰脏切除手术后的粘合； 肝、肾、胰脏切除手术后的粘合；肝、肾、胰、肺 等器官的止血；缺损组织的修复；骨骼的粘合等。 等器官的止血；缺损组织的修复；骨骼的粘合等。 其中大部分是对软组织的粘合
人造皮肤
治疗大面积皮肤创伤的病人，需要将病人的正常皮肤 移植在创伤部位上。但在移植之前，创伤面需要清洗，被 移植皮肤需要养护，因此需要一定时间。在这段时间内， 许多病人由于体液的大量损耗以及蛋白质与盐分的丢失而 丧失生命。因此，人们用高亲水性的高分子材料作为人造 皮肤，暂时覆盖在深度创伤的创面上，以减少体液的损耗 和盐分的丢失，从而达到保护创面的目的。 聚乙烯醇微孔薄膜和硅橡胶多孔海绵是制作人造皮肤 的两种重要材料。这两种人造皮肤使用时手术简便，抗排 异性好，移植成活率高，已应用于临床。高吸水性树脂用 于制作人造皮肤方面的研究，亦已取得很多成果。此外， 聚氨基酸、骨胶原、角蛋白衍生物等天然改性聚合物也都 是人造皮肤的良好材料。
医用高分子材料 概述
制作人：刘秋艳
一、概述
◎前言 生命科学是21世纪备受关注的新型学科。而与 人类健康休戚相关的医学在生命科学中占有相当重 要的地位。医用材料是生物医学的分支之一，是由 生物、医学、化学和材料等学科交叉形成的边缘学 科。而医用高分子材料则是生物医用材料中的重要 组成部分，主要用于人工器官、外科修复、理疗康 复、诊断检查、患疾治疗等医疗领域。
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Drug controlled release
Tissue engineering
Gene therapy
医用高分子材料概述和分类
此后，一大批人工器官在50年代试用于临床。 如人工尿道（1950年）、人工血管（1951年）、 人工食道（1951年）、人工心脏瓣膜（1952）、 人工心肺（1953年）、人工关节（1954年）、人 工肝（1958年）等。进入60年代，医用高分子材 料开始进入一个崭新的发展时期。
医用高分子材料概述和分类
❖ 1960s 可生物降解聚合物，如： Polylactide(PLA)
❖ 1970-80s 隐形眼镜（Contact lens），药物 控制释放(drug controlled release)
❖ 1990s- 聚合物在生物医用材料中的占有率 超过一半
医用高分子材料概述和分类
医用高分子材料概述和分类
4. 医用高分子材料的要求
（Requirements for biomedical polymers）
❖ Basic requirements ❖ 安全性Biocompatibility/Biostability / Biodegradability ❖ 灭菌性Sterilizability
医用高分子材料概述和分类
聚四氟乙烯
医用高分子材料概述和分类
人工关节
例如： 德国产品 UHMWPE材料
•ISO5834-2
•ASTM F648
•可用为人工关节、 人工骨骼植入人体
•极低的能耗
•……
医用高分子材料概述和分类
人工心脏瓣膜
医用高分子材料概述和分类
组织工程人工骨缺损修复示意图
医用高分子材料概述和分类
医用高分子材料概述和分类
2005 年
中国生物医用材料市场
❖ 我国生物医学材料的生物医学工程产业 的市场增长率高达 28％(全球市场增长 率20%),居全球之首。
❖ 我国人工关节 替换年增长率高达30％， 远高于美国的4％。 ----------------国家科技部资料
医用高分子材料概述和分类
❖ 775万肢残患者和每年新增的300万骨损伤患者 --------需要大量骨修复材料
❖ （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医用无高活分子性材的料概生述物和材分类料。
生物衍生材料
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取自其他人的同种组织 例如：利用他人角膜治疗患者的角膜疾病
③来自其它动物的异种组织 例如：采用猪的心脏瓣膜代替人的心脏瓣 膜，治疗心脏病等。
❖ （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。
❖ （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。
❖ 临床应用
医用高分子材料概述和分类
2. 生物医用材料市 场发展概况
医用高分子材料概述和分类
全球生物医用材料市场
单 : 位 亿 美 元
3500
世 界 医 疗 器 械市 场 生物 材料和 制 品
3275
3000
12%
2500 200ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 1500
1650
2300
20%
1000
500
0
2000
2002
医用高分子材料概述和分类
医用高分子材料概述和分类
9.1 概述
一、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。
医用高分子材料概述和分类
二、生物医用材料的分类
按材料来源分
❖ （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。
医用高分子材料概述和分类
高分子材料虽然不是万能的，不可能指望它解 决一切医学问题，但通过分子设计的途径，合成出 具有生物医学功能的理想医用高分子材料的前景是 十分广阔的。有人预计，在21世纪，医用高分子将 进入一个全新的时代。除了大脑之外，人体的所有 部位和脏器都可用高分子材料来取代。仿生人也将 比想象中更快地来到世上。
❖ 2000万心血管病患者 --------每年需要24万套人工心瓣膜
❖ 肾衰患者 --------每年需要12万个肾透析器
❖ ……
医用高分子材料概述和分类
3. History of polymeric biomaterials
1943年 1949年
赛璐珞薄膜开始用于血液透析 美国首先发表了医用高分子的展望性论文。在文章 中，第一次介绍了利用PMMA作为人的头盖骨、关 节和股骨，利用聚酰胺纤维作为手术缝合线的临床 应用情况。50年代，有机硅聚合物被用于医学领 域，使人工器官的应用范围大大扩大，包括器官替 代和整容等许多方面。
医用高分子材料概述和分类
三、生物医用高分子材料
❖ 分类 ❖ 用途 ❖ 制备
医用高分子材料概述和分类
1. 分类
按用途分类
❖ 手术治疗用高分子材料
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
❖ 药用及药物传递用高分子材料
❖ 靶向性高分子载体（肝靶向性，肿瘤靶向性），高分子药 物（干扰素，降胆敏），高分子控制释放载体（胶囊，水 凝胶，脂质体）
医用高分子材料概述和分类
Requirements for biomedical polymers
Other requirements according to specific applications 加工成型性machine-shaping properties 机械性能与稳定性Mechanical properties 环境敏感性Environmental sensitivity 表面性能与结构多空性Surface properties/Porosity 亲疏水性Hydrophilicity / hydrophobicity
❖ 人造器官或组织
❖ 人造皮肤，血管，骨，关节，肠道，心脏，肾等
医用高分子材料概述和分类
医用高分子材料概述和分类
制备生物医用高分子材料？
化学家来做第一步
❖ 化学家合成原始材料并检测各项理化指标
❖ 生物学家检测材料生物毒性及生物相容性
❖ 医学家做临床动物试验-人体试验
❖ 化学工程师制造生物医用高分子材料