医用高分子材料及其应用

医用高分子材料及其应用

摘要：医用高分子材料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合成高分子材料，可以利用聚合的方法进行制备，是生物医用材料的重要组成之一。本文主要介绍了医用高分子材料的类别以及它们在不同要求下如何被选择。

关键词：医用，高分子材料，应用

Medical polymer materials and its application

Xia Yun(College high polymer materials 0902)

Abstract:Medical polymer materials is a kind of organisms

can repair alternative and renewable organization, has special functions synthesis of polymer materials, can use the method

of polymerization preparation, is an important component of biomedical materials one of this article mainly introduced the medical polymer materials and their requirements in different categories how to be a choice.

Key Words: medical, polymer materials, application

前言

生物医用材料是研究开发人工器官和医疗器械的基础,已成为材料学科中的一个

重要分支和各国材料科学家竞相研究和开发的热点, 目前的研究重点是在保证

生物安全性的前提下寻找多功能的生物医用材料[1] 。由于医用高分子材料可以

通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质，以满足不同的需求，

耐生物老化，作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型，原料易得，便于消毒灭菌，因此受到人们普遍关注，已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。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。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。

1种类和应用

1.1与血液接触的高分子材料

与血液接触的高分子材料是指用来制造人工血管、人工心脏血囊、人工心瓣膜、人工肺等的生物医用材料，要求这种材料要有良好的抗凝血性、抗细菌粘附性，即在材料表面不产生血栓、不引起血小板变形，不发生以生物材料为中心的感染。此外，还要求它具有与人体血管相似的弹性和延展性以及良好的耐疲劳性等。

人工血管用材料有尼龙、聚酯、聚四氟乙烯、聚丙烯及聚氨酯等。人工心脏材料多用聚醚氨酯和硅橡胶等。人工肺则多用聚四氟乙烯、硅橡胶、超薄聚(涂在多孔PP膜上)、超薄乙基纤维(涂在PE无纺布或多孔PP膜上)等材料。人工肾用材料除要求具备良好的血液相容性外，还要求材料具有足够的湿态强度、有适宜的超滤渗透性等，可充当这一使命的材料有乙酸纤维素、铜氨再生纤维素、尼龙、聚砜及聚醚砜等。

1.2组织工程用高分子材料

组织工程学是近十年来新兴的一门交叉学科，它是应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常和病理的哺乳类组织的结构-功能关系，以及研制生物代用品以恢复、维持或改善其功能的一门科学。细胞大规模培养技术的日臻成熟和生物相容性材料的开发与研究,使得创造由活细胞和生物相容性材料组成的人造生物组织或器官成为可能。

生物相容性材料的开发是组织工程核心技术之一。组织工程中的生物材料主要发挥下列作用： (1)提供组织再生的支架或三维结构； (2)调节细胞生理功能；

(3)免疫保护。当完成自己的使命后，作为组织生长骨架的生物高分子材料则降

解为无毒的小分子被机体吸收。作为这种材料使用的聚合物主要有聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)及其共聚物(PLGA)等。例如，中科院化学所石桂欣等应用溶液浇铸致孔剂浸出技术制备了一系列聚乳酸及不同组成的聚乳酸—羟基乙酸多孔细胞支架，组织培养试验表明，软骨细胞在支架上繁殖情况良好周后已开始分泌细胞外基质。

生物高分子材料种类：1 甲壳质纤维甲壳质(也称甲壳素)来自虾和蟹等节足动物的甲壳中，每年海洋产甲壳量达10亿t，在天然高分子的产量仅次于纤维素。

甲壳质是一种天然多糖物质，由于其具有较好的晶状结构和较多的氢键，因此，其溶解性能很差。甲壳经脱乙酰化成为甲壳胺(也称脱乙酰甲壳素)其溶解性能比甲壳质好。将精制的甲壳质或甲壳胺溶解于合适的溶剂，通过湿法纺丝制成为甲壳质纤维或甲壳胺纤维。

由于甲壳质或甲壳胺具有良好的生物相容性和适应性，并具有消炎、止血、镇痛和促进肌体组织生长等功能，可促进伤口愈合，因此被公认为保护伤口的理想材料。甲壳质作为低等动物中的纤维组分，兼具高等动物组织中的胶原和高等植物纤维中纤维素两者的生物功能，因此生物特性十分优异，其主要特征为： (1)生物相容性好。甲壳质及其衍生物是无毒副作用的天然聚合物，其化学性质和生物性质与人体组织相近，因此，其制品与人体不存在排斥问题。

(2)生物活性优异。甲壳质及其衍生物因本身所含的复杂的空间结构而表现出多种生物活性，其制品具有抑菌、降低血清和胆固醇含量、抑制成纤维细胞生长、直接抑制肿瘤细胞以及促进上皮细胞生长、促进体液免疫和细胞免疫等作用。 (3)生物降解性好。甲壳质及其衍生物在酶的作用下会分解为低分子物质。因此，其制品用于一般的有机组织均能被生物降解而被肌体完全吸收。

甲壳质及其衍生物的医疗保健功能有：免疫调节、降低胆固醇、抗菌、降血压、脂质排泄、促进乳酸菌生长、促进伤口愈合以及细胞活性化等作用。

2 骨胶原纤维