医用高分子材料的结构与性能

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医用高分子膜-概述说明以及解释

医用高分子膜-概述说明以及解释

医用高分子膜-概述说明以及解释1.引言1.1 概述医用高分子膜是指将高分子材料制成薄膜状,在医学领域应用的一种材料。

随着医学技术的不断发展,医用高分子膜的应用越来越广泛。

它具有良好的生物相容性、可调控性以及优异的物理化学性能,在生物医学领域具有重要的意义。

医用高分子膜的制备材料多样,常见的有聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。

这些材料可以经过特定的制备工艺,在适当的条件下形成膜状结构。

医用高分子膜可以被应用于创面敷料、组织工程、人工器官等方面。

其特点在于具有良好的透水性、氧气渗透性和生物相容性,在促进伤口愈合、充当组织模板等方面有着广泛的应用前景。

随着医药科学的不断发展,医用高分子膜在创伤治疗、药物缓释、组织工程和再生医学等领域也取得了重要的突破。

特别是在组织工程方面,通过制备具有特定结构和功能的医用高分子膜,可以模拟人体组织的微环境,促进细胞的黏附和增殖,从而实现组织修复和再生的目的。

此外,医用高分子膜的应用还涉及药物缓释。

通过将药物载载于膜结构中或将膜作为药物的包裹材料,可以实现药物的控释功能,延长药物在体内的作用时间,提高治疗效果,减少药物的副作用。

综上所述,医用高分子膜在医学领域具有广泛的应用前景。

其独特的物理化学性能和可调控性使得其在生物医学领域发挥着重要的作用。

未来,随着科技的不断进步,医用高分子膜将在组织工程、再生医学和药物缓释等方面发挥更大的作用,为医学领域的发展做出更大的贡献。

文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将分为以下几个部分来探讨医用高分子膜的定义、特点、应用领域,以及其优势、潜力、发展趋势和前景。

第一部分是引言部分,首先将概述医用高分子膜的背景和重要性,介绍医用高分子膜的研究意义和应用价值。

接着会给出本文的整体结构和目的,引导读者更好地理解和阅读后续内容。

第二部分是文章的正文部分,主要包括两个小节。

首先,会详细介绍高分子膜的定义和特点,包括高分子膜的基本概念、结构特点、物理化学性质等内容。

高分子材料的分子结构与物理性质

高分子材料的分子结构与物理性质

高分子材料的分子结构与物理性质高分子材料作为一种重要的工业原料,在各个行业都有广泛的应用。

它可以用于制造塑料、橡胶、纤维等产品,具有很好的物理性能和机械性能,同时还能够通过改变分子结构来改变其特性。

本文将从高分子材料的分子结构和物理性质两个方面进行讨论。

一、高分子材料的分子结构高分子是由单体分子通过聚合反应组成的。

他们通常由大量的重复单元组成,有一条或多条聚合主链,辅助链和横向连接等支链。

高分子的分子结构对其物理性质有着重要的影响。

1.聚合度和分子量聚合度和分子量是高分子材料分子结构最基本也是最重要的参数。

聚合度通常指的是单个聚合物中单体数量的总和,分子量则是聚合物中所有单体分子的相对分子质量。

分子量越大,聚合物的物理性质越好,强度越高,同时也容易受到热量的影响。

2.分子结构高分子材料的分子结构通常包括线性、支化和交联三种形式。

线性分子结构的高分子只有一条主链,分子量较小,物理性能一般。

支化分子结构的高聚物具有分子链的分支结构,分子量较大,物理性能好,但热稳定性较差。

交联分子结构的高分子具有大量交联点,具有非常强的物理性能和热稳定性,但是也往往是刚性的。

3.结晶度结晶度是聚合物分子结构的另一个重要参数,这个参数直接决定了材料的物理性质。

结晶度高的高聚物材料具有优异的刚性和强度,但是也比较易于碎裂,结晶度并不高的高聚物材料则更具有一定的难燃性和柔韧性。

二、高分子材料的物理性质高分子材料的物理性质涵盖了它的各个领域,包括机械性能、热性能、电性能、光学性能和界面性能等方面。

下面我们将逐一介绍。

1.机械性能高分子材料的机械性能是评价其物理性质的关键指标之一。

高聚物材料的受力性能和耐磨性都较好,但是吸水性和腐蚀性较强。

与金属材料相比,高分子材料的刚性和强度略微逊色,但是也有不同领域的应用。

2.热性能高分子材料的热性能是由其聚合度和分子结构所决定的。

不同的聚合物材料具有不同的熔点和滑动温度,其热形变温度和热稳定性也会影响其应用范围和适用场景。

医药用高分子材料——聚乳酸

医药用高分子材料——聚乳酸

医药用高分子材料——聚乳酸聚乳酸(PAL)也称为聚丙交酯,属于聚酯家族。

它是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生。

聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。

聚乳酸作为一种新型的高分子聚合材料有良好的生物相容性和生物降解性,是FDA认可的一类生物降解材料,最终降解产物是二氧化碳和水,对人体无毒、无刺激,因此聚乳酸及其共聚物已经成为生物医用材料中最受重视的材料之一。

20世纪50年代,由丙交酯(LA)开环聚合制得了高分子量的聚乳酸,但由于这类脂肪族聚酯对热和水比较敏感,长时间未引起人们的足够重视。

直到20世纪60年代,科学工作者重新研究PAL对水敏感这一特征时,发现聚乳酸适合作为可降解手术缝合线材料。

1966年,Kulkami等提出低分子量的PAL能够在体内降解,最终的代谢产物是CO2和H2O,中间产物乳酸也是体内正常代谢的产物,不会在体内积累,因此PAL在生物体内降解后不会对生物产生不良影响。

随后报道了高分子量的PAL也能在人体内降解,由此引发了以这类材料作为生物医用材料的开端。

1 聚乳酸及其共聚物在缓释药物中的作用缓释、控释制剂又称为缓释控释给药系统(sustained and controlled release drug delivery system),不需要频繁给药,能够在较长时间内维持体内有效的药物浓度,从而可以大大提高药效和降低毒副作用[4]。

聚乳酸及其共聚物被用作一些半衰期短、稳定性差、易降解及毒副作用大的药物控释制剂的载体,有效的拓宽了给药的途径,减少了给药的次数和给药量,提高了药物的生物利用度,最大限度的减少药物对全身特别是肝、肾的毒副作用。

高相对分子量聚乳酸用作缓释药物制剂的载体可分为两种:一是使用聚乳酸制作药物胶囊,可有效抑制吞噬细菌的作用,让药物定量持续释放以保持血药相当平稳;另一种是作为-囊膜材料用于药物酶制剂、生物制品微粒及微球的微型包覆膜,更有效控制药物剂量的平稳释放。

高分子聚合物及其结构与性能关系的三个层次

高分子聚合物及其结构与性能关系的三个层次

高分子聚合物及其结构与性能关系的三个层次姓名:刘灵芝学号:2011020214 高分子聚合物指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量(通常可达104~106)化合物。

例如聚氯乙烯分子是由许多氯乙烯分子结构单元—CH2CHCl—重复连接而成,因此—CH2CHCl—又称为结构单元或链节。

由能够形成结构单元的小分子所组成的化合物称为单体,是合成聚合物的原料。

n代表重复单元数,又称聚合度,聚合度是衡量高分子聚合物的重要指标。

聚合度很低的(1~100)的聚合物称为低聚物,只有当分子量高达104~106(如塑料、橡胶、纤维等)才称为高分子聚合物。

由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物,如上述的聚氯乙烯、聚乙烯等。

由两种以上单体共聚而成的聚合物则称为共聚物,如氯乙烯—醋酸乙烯共聚物等。

1. 聚合物的分类聚合物的分类可以从不同的角度对聚合物进行分类,如从单体来源、合成方法、最终用途、加热行为、聚合物结构等。

(1)按分子主链的元素结构,可将聚合物分为碳链、杂链和元素有机三类。

碳链聚合物指大分子主链完全由碳原子组成。

杂链聚合物指大分子主链中除碳原子外,还有氧、氮、硫等杂原子。

元素有机聚合物指大分子主链中没有碳原子,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成,但侧基却由有机基团组成,如甲基、乙基、乙烯基等。

有机硅橡胶就是典型的例子。

元素有机又称杂链的半有机高分子,如果主链和侧基均无碳原子,则成为无机高分子。

(2)按材料的性质和用途分类,可将高聚物分为塑料、橡胶和纤维。

橡胶通常是一类线型柔顺高分子聚合物,分子间次价力小,具有典型的高弹性,在很小的作用力下,能产生很大的形变,外力除去后,能恢复原状。

纤维通常是线性结晶聚合物,平均分子量较橡胶和塑料低,纤维不易形变,伸长率小,弹性模量和抗张强度都很高。

塑料通常是以合成或天然聚合物为主要成分,辅以填充剂、增塑剂和其他助剂在一定温度和压力下加工成型的材料或制品。

聚亚安酯结构

聚亚安酯结构

聚亚安酯结构1. 什么是聚亚安酯?聚亚安酯(Polyurethane)是一种重要的高分子材料,其化学结构中包含了酯键和氨基基团。

它具有优异的物理力学性能、耐候性、耐磨性和化学稳定性,因此被广泛应用于各个领域。

2. 聚亚安酯的结构聚亚安酯的分子结构由两个主要组成部分组成:聚合物链和交联链。

2.1 聚合物链聚合物链由聚酯或聚醚段组成。

其中,聚酯段是通过多元醇与多元羧酸之间的缩合反应形成的,而聚醚段则是通过多元醇与异氰酸脂之间的反应生成。

在聚合过程中,多元醇与异氰酸脂发生缩合反应,形成尿素键和亲水基团。

这些尿素键和亲水基团可以增加材料的强度和耐久性,并使其具有更好的附着力。

2.2 交联链为了提高聚亚安酯的力学性能,通常会引入交联链。

交联链可以通过两种方式引入:物理交联和化学交联。

物理交联是通过在聚合物链之间引入交联剂,如链延长剂或交联剂,形成网络结构。

这种方式可以增加材料的强度和刚度,并提高其耐磨性和耐温性。

化学交联是通过在聚合过程中引入具有多个异氰酸脂基团的化合物来实现的。

这些多异氰酸脂基团可以与多元醇反应,形成三维网络结构。

化学交联可以显著提高材料的力学性能、耐磨性和耐温性。

3. 聚亚安酯的应用由于其优异的性能,聚亚安酯被广泛应用于各个领域。

3.1 纺织品和服装聚亚安酯纤维具有良好的弹性、柔软度和耐磨性,因此广泛用于制作弹力纤维、弹力布料和运动服装等。

此外,聚亚安酯也可用于制作防水涂层、防晒涂层和防静电涂层。

3.2 汽车和交通工具聚亚安酯被广泛用于汽车和交通工具的制造中。

它可以用于制作车身件、座椅垫料、悬挂系统、密封件和涂层等。

聚亚安酯的高强度和降噪性能使其成为汽车行业的理想材料。

3.3 建筑和家居装饰聚亚安酯在建筑和家居装饰中也有广泛应用。

它可以用于制作绝缘材料、隔音材料、地板涂层、墙面涂料和家具等。

聚亚安酯的耐候性和耐久性使其能够在户外环境中长期使用。

3.4 医疗保健聚亚安酯在医疗保健领域有重要应用,如医用敷料、人工器官、手术器械和药物缓释系统等。

药用高分子材料

药用高分子材料

第一章(1)何为药用高分子辅料?它在制剂中起什么作用?药用高分子材料(polymers for pharmaceuticals)具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂的一类高分子辅料。

(2)为什么说没有良好的药用辅料就没有现代药物制剂?书p3(3)制剂对药用辅料的基本要求是什么?制剂对药用高分子辅料的基本要求:1)不与药物发生相互作用,不干扰药物分析;2)具有适宜的载药能力与释药能力;3)无毒、无抗原性、生物相容性好;4)具有适宜的分子量和良好的加工性能;5)可以消毒(湿热、干热、环氧乙烷、辐射灭菌等)(4)我国药用辅料的现状以及开发新型辅料的途径。

药用辅料现状品种少、规格不全,质量不稳定,特别是用于新型给药系统的辅料较少,制约了新剂型的开发。

药用辅料重点开发方向(1)开发性能优良、国外已批准的药用高分子材料;(2)将天然高分子材料经化学改性制成新的药用辅料;(3)增加现有辅料的规格;(4)开发再加工辅料产品,如多种辅料的微球、微丸、复合辅料等;(5)完善药用高分子辅料的质量标准,试验方法和标准,如可压性、流动性、成型性…。

(6)开发新型辅料(一类)。

第二章(1)高分子化合物具有哪些特点?书P20(2)高分子链结构分为哪几个层次?对材料性质有何影响?链结构:1:近程结构(一级结构):结构单元的化学组成、连接顺序、立体构型,以及支化、交联等,2远程结构(二级结构):高分子链的形态(构象)以及高分子的大小(分子量、分子量分布)聚集态结构(三级结构):晶态、非晶态、取向态、液晶态及织态等近程结构-影响聚合物性质的基础结构远程结构-影响着分子链的刚性聚集态结构-影响着聚合物材料的整体性能织态结构-影响着几种聚合物的混合物的性能(3)影响聚合物结晶过程的因素有哪些?结晶对材料性能有何影响?( 1)链对称性↑、规整性↑→结晶能力↑;对称性、规整性差时不能结晶(2)共聚物结构◎无规共聚→对称性、规整性↓→结晶能力差或丧失;◎两均聚物可结晶,且晶体结构相同时,共聚物也可结晶;◎接枝共聚因支化效应造成结晶能力下降;◎共聚物的组成可影响结晶能力:(3)其它因素◎链柔性好的高聚物有利于晶体的生长;高分子链从无序向有序调整需要分子链有一定柔性(较大的活动能力),分子链刚性过大时(PC、PS)无法结晶。

药用高分子材料第三章高分子材料的物理化学性质

药用高分子材料第三章高分子材料的物理化学性质

高分子名称 聚乙烯 聚丙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚碳酸酯 聚氯乙烯 二醋酸纤维素 聚乙烯醇 聚醋酸乙烯 纤维素 红细胞膜 生202物1/4/膜9 质
溶度参数(MPa)1/2 16.2 16.6 19.4 19.4 19.8 22.3
25.8-39.0 19.6 32.1
21.1±0.8 17.8±2.1 13
粒内部。 因此,在溶解之初,应采用适宜的方 法,使颗粒高度分散,防止粘聚成团,然后再加 入良溶剂进行溶胀或溶解,这样可以较快地制 备高分子溶液。
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二. 聚合物的溶度参数与测量
❖ 聚合物的溶度参数 ❖ 聚合物的溶解或溶胀实际上是聚合物与溶剂之
间的扩散、渗透以至充分融合的过程。因此,它必然 与聚合物与聚合物、溶剂与溶剂、以及聚合物与溶 剂之间的相互作用,即它们的内聚能(范德华力与氢 键力)有关。 ❖ 聚合物或溶剂的溶度参数等于它们的内聚能密 度的平方根,而内聚能密度即是单位体积的内聚能。
凝胶骨架空隙的分子筛作用,使得各种 分子的通过选择性或通过速度受到一定影响。 药物的缓释,控释制剂的制备就是利用了亲 水凝胶的选择性透过和良好的生物相容性特 点。
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❖ (二)功能水凝胶
1. 功能水凝胶的结构与分类
水凝胶(hydrogels)是一种能在水中显 著溶胀,并保留大量水分的亲水性凝胶。多 数水凝胶可容纳本身重量数倍至数百倍的水 分,它的这种能力通常与其结构中含-OH、COOH、-CONH2、-S03 等亲水基团有关。 从来源上讲:水凝胶可分为天然和合成水凝 胶两种类型。而从性质上划分,水凝胶则又

δ混=Ψ1δ1+Ψ2δ2
❖ (式中Ψ1和Ψ2,分别代表两种纯溶剂的体积分数; δ1和δ2分别代表两种纯溶剂的溶度参数。)

高分子材料定义

高分子材料定义

高分子材料定义
高分子材料是指由大量重复单元组成的大分子化合物,通常由聚合物构成。


些聚合物分子通常由碳、氢、氧、氮等元素组成,具有高分子量和长链结构。

高分子材料在工业、医学、日常生活等领域都有着广泛的应用,如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等。

高分子材料的特点之一是其分子量很大。

通常情况下,高分子材料的分子量都
在千到百万之间,甚至更高。

这种特殊的分子结构使得高分子材料具有很好的机械性能和物理化学性能,如强度高、耐磨损、耐腐蚀等特点。

另外,高分子材料还具有良好的加工性能。

由于其长链结构和分子间的松散排列,高分子材料可以通过热压、注塑、挤出等方式进行加工成各种形状和结构,从而满足不同领域的需求。

除此之外,高分子材料还具有很好的耐候性和耐老化性能。

在室温下,大部分
高分子材料都能保持良好的物理性能和化学性能,不易发生氧化、分解等现象,因此具有较长的使用寿命。

在应用方面,高分子材料的用途非常广泛。

在工业生产中,塑料制品、橡胶制品、合成纤维等都是高分子材料的代表。

在医学领域,生物医用高分子材料如生物降解材料、人工器官材料等也得到了广泛的应用。

在日常生活中,我们所使用的塑料袋、塑料瓶、橡胶制品等也都是高分子材料的典型代表。

总的来说,高分子材料是一类具有特殊结构和性能的材料,具有很好的机械性能、加工性能、耐候性和耐老化性能,广泛应用于工业、医学、日常生活等领域。

随着科学技术的不断发展,高分子材料的研究和应用也将不断取得新的突破和进展。

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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,取代眼睛玻璃体及药物缓释体系明胶水溶性生物可降解材料药物的微胶囊化及包衣,人造皮肤,防止伤口体液流出和感染多糖优良的生物相容性和降解性手术缝合线,人工皮肤,核聚糖作用载体生物合成聚酯热塑性,良好组织相容性和物理性能骨科材料,药物控释体系2.3 应用方向根据应用方向的不同,医用高分子可以分为以下四类:2.3.1 人工脏器作为软组织材料的一个重要组成部分的人工器官,其应用前景已为人们所看好。

随着人工脏器性能的不断完善,其在临床上的应用必将越来越广泛。

表2列举了一些可以用于人工脏器的医用高分子材料[9]。

表2 用于人工脏器的部分医用高分子材料人工脏器医用高分子材料心脏嵌段聚醚氨酯弹性体、硅橡胶肾脏醋酸纤维,聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯腈,聚碳酸酯,聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯肝脏赛璐玢(cellophane),聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯肺硅橡胶,聚丙烯中空纤维,聚烷砜血管聚酯纤维,聚四氟乙烯鼓膜硅橡胶腹膜硅酮,聚乙烯,聚酯纤维2.3.2 人工组织指用于口腔科、五官科、骨科、创伤外科和整型外科等用材料,主要包括:牙科材料(蛀牙填补用树脂和人工齿冠材料等),眼科材料(人工角膜、人工晶状体和人工眼球等),整形外科材料(人工乳房,人工鼻及鞍鼻整形)等。

2.3.3 护理和医疗用具相关的医用材料该分类包括一次性高分子用品(注射器、输血输液袋等)、高分子绷带材料(弹性绷带、高分子代用石膏绷带、防滑脱绷带)、医用缝合线、护理用高分子材料,如:吸水性树脂(尿不湿、卫生巾、弹性冰、防褥疮护理材料)等[10]。

2.3.4 药用高分子药用高分子是医用高分子材料中研究最为广泛的一个分类。

根据药用方向的不同,又分为以下三个小类[11]:1)高分于缓释药物载体:时间控制缓释体系(如康泰克等,理想情形为零级释放)、部位控制缓释体系(脉冲释放方式);2)高分子药物(带有高分子链的药物和具有药效的高分子):抗癌高分子药物(非靶向、靶向)、用于心血管疾病的高分子药物(治疗动脉硬化、抗血栓、凝血)、抗菌和抗病毒高分子药物(抗菌、抗病毒)、抗辐射高分子药物、高分子止血剂;3)药物制剂和包装用高分子材料(这里的包装材料不涉及外包装材料,特指药物在制备过程中需要的高分子材料,它们往往对提高药效、方便药物起作用等方面有一定效果):药物制剂用高分子材料(液状制剂中的高分子增稠剂、稀释剂、分散剂和消泡剂;固体制剂中的高分子粘合剂、包衣剂、膏剂和涂膜剂)、微胶囊等。

3 医用高分子的性质3.1 生物功能性医用高分子的生物功能性是使用的依据,根据不同的使用环境和用途,医用高分子应展现不同的生物功能性。

例如:当羟基磷灰石作为骨组织工程材料时,机械强度是它的功能性[12];壳聚糖作为缓释药物时,缓释性是其生物功能,作为靶向修饰物时,靶向性又是其生物功能[13]。

3.2 生物相容性医用高分子材料的生物相容性包括2个方面:一是材料反应,主要包括材料在生物环境中被腐蚀、吸收、降解、磨损和失效等;二是宿主反应,包括局部和全身反应,如炎症、细胞毒性、凝血、过敏、致畸和免疫反应等。

对于非降解型医用高分子材料,稳定性和相容性是重要的,这些问题包括与细胞组织(包括血液)的相容、水解的稳定性,与药物和药物处理的反应,钙化作用,长期的功能,诱变的或致癌的作用以及无菌性。

对于生物降解型医用高分子材料,关键问题是可吸收性和它的测量及定义界限以及对细胞组织部位的效果,酶和其他活性物质对于高分子材料吸收性的作用,退化产品的吸收作用,消毒对于功能度和退化性能不稳定的释放媒介物渗到高分子材料行为的作用,以及材料对于伤口愈合的效果[14]。

4 医用高分子的表面改性方法材料与生物体的相互作用情况决定了材料组织相容性的程度。

材料对组织相容性的影响包含着两种特征尺度水平上的因素。

一是微观分子水平,这类影响主要表现为材料表面的化学组成、形态结构、电荷性质及其分布等等。

另一个是宏观尺度水平,这类影响包括材料的物理力学性质、材料的宏观形态尺寸等。

生物医用高分子材料与生物体接触时,可能会使生物体发生毒性、致敏、炎症、致癌、血栓等生物反应,材料表面与生物环境的相互作用是影响发生这些反应的最主要因素,而两者的相互作用与生物医用高分子材料表面的结构、成分、形貌、能量状态、亲疏水性、所带电荷、导电特征等有关。

通过物理、化学、生物等方法改善、优化材料的表面性质,可改善和促进材料表面与生物环境的相互作用,大幅度提高生物医用高分子材料与生物体的相容性[15]。

4.1 物理方法4.1.1 表面涂层当异体与血液相接触,其表面很快会吸附一层蛋白质,一些能促进血小板粘附的蛋白质及吸附在异体表面的血纤维蛋白原通过作用将会粘附和活化血小板,致使产生凝血现象。

通过在生物医用高分子材料表面增加抗凝血涂层,钝化敏感的生物材料表面,即血液不会直接接触材料表面,可有效提高生物医用高分子材料表面的抗凝血性。

Lewis[16]等合成了可交联的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、甲基丙烯酸月桂醇酯、甲基丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸三甲氧基硅丙酯的共聚物抗凝血涂层。

这种涂层与基材表面的粘合力增强,可用于涂层易脱落或发生形变的医疗器件。

表面涂层技术是将生物活性物质涂抹在高分子材料表面,形成生物相容性涂层,涂层与基底材料之间的粘附作用主要依赖氢键、范德华力等物理作用来维系,这也导致涂层与基材表面的粘合力较弱,涂层稳定性较差,特别是一些易脱落、易变形的医疗器件,会使涂层从基材表面脱落。

尽管如此,表面涂层技术以其设备简单、易于操作、均一性好等其他方法所不具备的特点和优势,在生物材料表面改性过程中常被优先考虑[17]。

4.1.2 物理共混将少许的抗凝血添加剂与基材共混得到性能优良的抗凝血材料。

多为两亲性共聚物的抗凝血添加剂,进入基材本体后,为减少界面自由能,会富集在基材的表面。

Ishihara[18]等合成的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱—甲基丙烯酸正十二烷基酯和2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱—甲基丙烯酸正丁酯的共聚物,将其共混于聚砜,可提高聚砜渗析膜的血液相容性。

4.2 化学方法——表面接枝法通过接枝亲水基团或疏水基团来改善血液相容性是提高材料抗凝血性的一个重要途径,通过这种方法获得的表面层与基材结合牢固,不会轻易脱落。

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