生物医用高分子材料资料
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生物医用高分子材料
第二类：在体外使用的较为大型的人工脏器装臵、 主要作用是在手术过程中暂时替代原有器官的功能。 例如人工肾脏、人工心脏、人工肺等。这类装臵 的发展方向是小型化和内植化。最终能植入体内完 全替代原有脏器的功能。据报道，能够内植的人工 心脏已获得相当年份的考验，在不远的将来可正式 投入临床应用。 第三类：功能比较单一，只能部分替代人体脏器 的功能，例如入工肝脏等。这类人工脏器的研究方 向是多功能化，使其能完全替代人体原有的较为复 杂的脏器功能。
★ 聚离子络合物(Polyion Complex)是另一类具有抗血
栓性的高分子材料。它们是由带有相反电荷的两种水 溶性聚电解质制成的。例如美国Amicon公司研制的离
子型水凝胶Ioplix 101是由聚乙烯苄三甲基铵氯化物与
聚苯乙烯磺酸钠，通过离子键结合得到的。这种聚合
物水凝胶的含水量与正常血管相似，并可调节这两种
★医用高分子的研究至今已有40多年的历史。1949 年，美国首先发表了医用高分子的展望性论文。在 文章中，第一次介绍了利用聚甲基丙烯酸甲酯作为 人的头盖骨和关节，利用聚酰胺纤维作为手术缝合 线的临床应用情况。 据不完全统计，截至1990年， 美国、日本、西欧等国发表的有关医用高分子的学 术论文和专利已超过30000篇。 有人预计，到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。
表
(4)具有抗血栓性，不会在材料表面凝血
高分子材料与血液接触时，也会产生血栓。因为 当异物与血液接触时，血液流动状态发生变化，情 况与表面损伤类似。因此也将在材料表面凝血即产 生血栓。
高分子材料的抗血栓问题是一个十分活跃的研究 课题，世界各国有大量科学家在潜心研究，进展也 颇为显著。但至今尚未制得一种能完全抗血栓的高 分子材料。这一问题的彻底解决，还有待于我们的 共同努力。
第九章生物医用高分子材料
• （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。
• 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
• ……
2020/6/17
材料
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。
• 人造器官或组织
• 人造皮肤，血管，骨，关节，肠道，心脏，肾等
2020/6/17
材料
2020/6/17
材料
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
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。
• （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。
• 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
• ……
2020/6/17
材料
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。
• 人造器官或组织
• 人造皮肤，血管，骨，关节，肠道，心脏，肾等
2020/6/17
材料
2020/6/17
材料
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
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。
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类应用于生物医学领域的高分子材料，具有优良的生物相容性、生物降解性和生物活性等特点。
这类材料旨在解决生物医学领域中的各种问题，如组织工程、药物缓释、生物传感等。
以下将介绍几种常见的生物医用高分子材料及其应用。
首先是生物可降解高分子材料，如聚乳酸（PLA）和聚乳酸-羟基磷灰石（PLGA）。
这类材料能够在体内逐渐降解，并最终被代谢排出体外，具有较好的生物相容性。
它们主要应用于组织修复与再生领域，如制作支架用于骨骼修复、软组织修复和脑部损伤修复等。
其次是生物活性高分子材料，如天然高分子材料胶原蛋白和壳聚糖。
这些材料本身具有一定的生物活性，能够促进细胞黏附、分化和增殖。
它们常用于组织工程中的细胞载体和生物传感器的制备，如用胶原蛋白包裹干细胞用于皮肤再生、用壳聚糖包裹药物用于药物缓释等。
另外一类是生物仿生高分子材料，如聚乙二醇（PEG）。
这类材料模拟生物体内的液体环境，具有良好的生物相容性和抗生物粘附能力。
它们主要应用于制备人工器官、药物控释系统和生物分离材料等，如用PEG涂层改善人工心脏瓣膜的生物相容性、用PEG修饰纳米材料用于靶向药物传递等。
此外，还有一种重要的生物医用高分子材料是羟基磷灰石（HA）。
羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性，能够与骨组织有很好的结合性。
它常用于骨修复和牙科领域，如制备骨替代材料、牙齿填充材料和人工牙齿的固定材料等。
总之，生物医用高分子材料在生物医学领域中具有广泛的应用前景。
它们的出现为治疗和修复各种组织和器官提供了新的手段，将对人类健康产生深远影响。
然而，随着研究的深入，还需要克服一些挑战，如材料的稳定性、生物相容性和生物降解速度等问题，以进一步提高材料的应用性能和安全性。
生物医用高分子材料共51页PPT资料
酸钠衍生物
➢ 可吸收缝线 ➢ 药物控释载体 ➢ 人工皮肤
（1）胶原
胶原是人体组织中最基本的蛋白质类 物质，至今已经鉴别出13种胶原，其 中 I～III、V和 XI 型胶原为成纤维胶 原。I 型胶原在动物体内含量最多，已 被广泛应用于生物医用材料和生化试 剂。
结构：
由各种物种和肌体组织制备的胶原差异很小。 最基本的胶原结构为由三条分子量大约为1×105的 肽链组成的三股螺旋绳状结构，直径为1～1.5nm， 长约300nm，每条肽链都具有左手螺旋二级结构。 胶原分子的两端存在两个小的短链肽，称为端 肽，不参与三股螺旋绳状结构。研究证明，端肽是 免疫原性识别点，可通过酶解将其除去。除去端肽 的胶原称为不全胶原，可用作生物医学材料。
结构：
1．分子量
甲壳质的化学结构和植物纤维素非常相似。 都是六碳糖的多聚体，分子量都在100万 以上。
分子量越高吸附能力越强，适合工业、环 保领域应用。低分子量容易被人体吸收。 分子量为7000左右的几丁聚糖，大约含 30个左右的葡萄糖胺残基。
纳米甲壳质
2．脱乙酰基纯度
几丁质经过脱乙酰基成为几丁聚糖， 而几丁聚糖的基本单位是葡萄糖胺。
制备来源：
牛和猪的肌腱、生皮、骨骼是生产胶 原的主要原料。
生产：
医用胶原制备的主要目的是除去组织 中的非胶原成分和抗原物质，获得高 纯度的胶原肽、胶原纤维或胶原组织。
胶原在应用时必须交联，以控制其物 理性质和生物可吸收性。同时也必须 考虑所用交联方法的强度、稳定性、 毒性、趋钙化以及抗酶降解性能等。
不可生物降解材料（生物惰性材料）-一种生物材 料在特殊应用中和宿主反应起作用的能力，要求 植入材料和机体间的相互作用能够永久地被协调。 在生物环境下自身不发生有害的物理（渗透、溶 解或吸附）或者化学反应（对酸碱酶稳定）。
➢ 可吸收缝线 ➢ 药物控释载体 ➢ 人工皮肤
（1）胶原
胶原是人体组织中最基本的蛋白质类 物质，至今已经鉴别出13种胶原，其 中 I～III、V和 XI 型胶原为成纤维胶 原。I 型胶原在动物体内含量最多，已 被广泛应用于生物医用材料和生化试 剂。
结构：
由各种物种和肌体组织制备的胶原差异很小。 最基本的胶原结构为由三条分子量大约为1×105的 肽链组成的三股螺旋绳状结构，直径为1～1.5nm， 长约300nm，每条肽链都具有左手螺旋二级结构。 胶原分子的两端存在两个小的短链肽，称为端 肽，不参与三股螺旋绳状结构。研究证明，端肽是 免疫原性识别点，可通过酶解将其除去。除去端肽 的胶原称为不全胶原，可用作生物医学材料。
结构：
1．分子量
甲壳质的化学结构和植物纤维素非常相似。 都是六碳糖的多聚体，分子量都在100万 以上。
分子量越高吸附能力越强，适合工业、环 保领域应用。低分子量容易被人体吸收。 分子量为7000左右的几丁聚糖，大约含 30个左右的葡萄糖胺残基。
纳米甲壳质
2．脱乙酰基纯度
几丁质经过脱乙酰基成为几丁聚糖， 而几丁聚糖的基本单位是葡萄糖胺。
制备来源：
牛和猪的肌腱、生皮、骨骼是生产胶 原的主要原料。
生产：
医用胶原制备的主要目的是除去组织 中的非胶原成分和抗原物质，获得高 纯度的胶原肽、胶原纤维或胶原组织。
胶原在应用时必须交联，以控制其物 理性质和生物可吸收性。同时也必须 考虑所用交联方法的强度、稳定性、 毒性、趋钙化以及抗酶降解性能等。
不可生物降解材料（生物惰性材料）-一种生物材 料在特殊应用中和宿主反应起作用的能力，要求 植入材料和机体间的相互作用能够永久地被协调。 在生物环境下自身不发生有害的物理（渗透、溶 解或吸附）或者化学反应（对酸碱酶稳定）。
生物医用高分子材料及应用Polymericbio
生物医用材料分类
◆ 天然生物材料( 如猪心瓣膜、牛心包、羊膜等)
◆ 金属材料( 如钛及其合金) 、 ◆ 无机非金属材料( 如羟基磷灰石、生物玻璃等)
◆ 高分子材料 ◆ 杂化生物医用材料。
生物医用高分子的发展
材料发展的第一阶段始于1937 年, 其特 点是所用高分子材料都是已有的现成材料, 如 用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。
5 眼科用高分子材料
隐形眼镜是最常见的眼科用高分子材料制品， 它对材料有如下要求： ◆ 具有优良的光学性质, 折光率与角膜相接近 ◆ 良好的润湿性和透氧性 ; ◆ 生物惰性, 即耐降解且不与接触面发生化学反应 ◆ 有一定的力学强度, 易于精加工及抗污渍沉淀等。
常用的隐形眼镜材料有聚甲基丙烯酸β-羟乙酯
7 医疗器件用高分子材料
高分子材料制的医疗器件有一次性医疗用品(注 射器、输液器、检查器具、麻醉及手术室用具、血 袋、尿袋等)。 ◆ 血袋一般由软PVC 或LDPE 制成。 ◆ 聚氨酯 制的绷带固化速度快, 质轻层薄, 不易使 皮肤发炎, 可取代传统的固定材料—石膏 ◆ 硅橡胶、聚四氟乙烯及聚乙烯醇等都是性能良好的 矫形材料, 已广泛用于假肢制造及整形外科等领域。
第二阶段始于1953 年, 其标志是医用级
有机硅橡胶的出现, 随后又发展了聚羟基乙酸 酯缝合线以及四种聚(醚- 氨) 酯心血管材料, 从此进入了以分子工程研究为基础的发展时 期 。该阶段的特点是在分子水平上对合成高 分子的组成 、配方和工艺进行优化设计, 有目 的地开发所需要的高分子材料。
目前的研究焦点已经从寻找替代生物组织的合成 材料转向研究一类具有主动诱导、激发人体组织器 官再生修复的新材料, 这标志着生物医用高分子材 料的发展进入了第三个阶段 。其特点是这种材料一 般由活体组织和人工材料有机结合而成, 在分子设 计上以促进周围组织细胞生长为预想功能, 其关键 在于诱使配合基和组织细胞表面的特殊位点发生作 用以提高组织细胞的分裂和生长速度
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。
第七章 生物医用高分子材料
安全性受到怀疑
2. 聚氨酯
品种多样，性能各异 机械性能优异 具有微相分离结构，良好的组织和血液 相容性 人工心脏的壳体和搏动膜、人工软骨、 医用粘合剂、假肢
1982年美国双心室人工心 脏为一位61岁患者进行了 移植。活了112天。 2008年美国14岁少女靠 胸腔外人工心脏存活118 天
7.3 血液净化高分子材料
水90%
血浆 50-60%
血液 细胞 40-50%
蛋白质7-8%
有机分子2%
无机盐1% 红细胞 白细胞
血小板
血液净化疗法：通过体外循环技术， 矫正血液成分质量和数量的异常
半透膜
吸附剂
纤维素及其衍生物 PAN PMMA EVA 聚砜
7.5 生物惰性高分子材料
日本的材料 医疗器械。如药剂容器、血浆袋、输血输 液用具、注射器、化验室用品、手术室用 品等。
（2）与皮肤、粘膜接触的材料
不与人体内部组织、血液、体液接触，因此 要求无毒、无刺激，有一定的机械强度。如 手术用手套、麻醉用品、吸氧管、口罩、导 管、诊疗用品（洗眼用具、耳镜、压舌片、 灌肠用具、肠、胃、食道窥镜导管和探头、 腔门镜、导尿管等）、绷带、橡皮膏等。人 体整容修复材料如假肢、假耳、假眼、假鼻
1. 高分子药物
高分子本身具有药物疗效，可作为药物 直接使用，在治疗过程中起主要作用 高分子骨架型高分子药物 高分子结构本身起治疗作用 接入型高分子药物
小分子药物的高分子化
高分子配合物药物 具有配位基团的高分子与特定金属离子反应
（1）高分子骨架型高分子药物 葡聚糖类 血容量扩充剂，毒副作用小
按生物医学用途分类 硬组织相容性高分子材料 软组织相容性高分子材料 血液相容性高分子材料 高分子药物和药物控释高分子材料 按与肌体组织接触的关系分类 长期植入材料 短期植入（接触）材料 体内体外连通使用的材料 与体表接触材料及一次性医疗用品材料
第九章_生物医用高分子材料共97页文档
添加聚氧化乙烯（分子量6000）于凝血酶 溶液中，可防止凝血酶对玻璃的吸附。
17.11.2019
材料
通过接枝改性调节高分子材料表面分子 结构中的亲水基团与疏水基团的比例，使 其达到一个最佳值，也是改善材料血液相 容性的有效方法。
17.11.2019
材料
②制备具有微相分离结构的材料
研究发现，具有微相分离结构的高分子材料对 血液相容性有十分重要的作用。
17.11.2019
材料
③ 具有良好的组织相容性
有些高分子材料本身对人体有害，不能用作 医用材料。而有些高分子材料本身对人体组织并 无不良的影响，但在合成、加工过程中不可避免 地会残留一些单体，或使用一些添加剂。当材料 植入人体以后，这些单体和添加剂会慢慢从内部 迁移到表面，从而对周围组织发生作用，引起炎 症或组织畸变，严重的可引起全身性反应。
材料
17.11.2019
材料
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。
材料
17.11.2019
材料
三、生物医用高分子材料
• 分类 • 用途 • 制备
17.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）
• （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。
17.11.2019
材料
通过接枝改性调节高分子材料表面分子 结构中的亲水基团与疏水基团的比例，使 其达到一个最佳值，也是改善材料血液相 容性的有效方法。
17.11.2019
材料
②制备具有微相分离结构的材料
研究发现，具有微相分离结构的高分子材料对 血液相容性有十分重要的作用。
17.11.2019
材料
③ 具有良好的组织相容性
有些高分子材料本身对人体有害，不能用作 医用材料。而有些高分子材料本身对人体组织并 无不良的影响，但在合成、加工过程中不可避免 地会残留一些单体，或使用一些添加剂。当材料 植入人体以后，这些单体和添加剂会慢慢从内部 迁移到表面，从而对周围组织发生作用，引起炎 症或组织畸变，严重的可引起全身性反应。
材料
17.11.2019
材料
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。
材料
17.11.2019
材料
三、生物医用高分子材料
• 分类 • 用途 • 制备
17.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）
• （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。
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Requirements for biomedical材料po2020/l5/3y1 mers
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
材料 2020/5/31
材料 2020/5/31
制备生物医化用学家高来分做子第材一步料？
• 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 • 临床应用
中国生物医用材料市场 材料 2020/5/31
• 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
材料 2020/5/31
• 775万肢残患者和每年新增的300万骨损伤患者 ---
医用高分子材料
9.1 概述
材料 2020/5/31
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。
二、生物医用材料的分类 材料 2020/5/31
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。
聚四氟乙烯
材料 2020/5/31
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 •……
材料 2020/5/31
人工心脏瓣膜
材料 2020/5/31
组织工程人工骨缺损修复示意图 材料 2020/5/31
• 1960s 可生物降解聚合物，如：Po材料ly20l20a/5/31ctide(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
材料 2020/5/31
• （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无活性的生物材料。
生物衍生材料
材料 2020/5/31
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。
Drug controlled release
Tissue engineering
Gene therapy
材料 2020/5/31
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。
-----需要大量骨修复材料
• 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
• ……
3. History of polymeric biomaterials
材料 2020/5/31
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。
• （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。
材料 2020/5/31
材料 2020/5/31
三、生物医用高分子材料
• 分类 • 用途 • 制备
1. 分类
材料 2020/5/31
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）
材料 2020/5/31
（4R.eq医uir用em高en分ts子for材bi料om的ed要ica求l polymers）
• Basic requirements • 安全性Biocompatibility/Biostability / Biodegradability • 灭菌性Sterilizability
材料 2020/5/31
2. 生物医用材料市 场发展概况
全球生物医用材料市场 材料 2020/5/31
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 2000 1500
1650
2300
20
2002
2005 年
材料 2020/5/31
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。