医用高分子材料的基本要求
医疗器械商品知识五-高分子材料及其制品
可降解生物材料
包括:胶原、脂肪族聚酯、甲壳 素、纤维素、聚氨基酸、聚乙 烯醇、聚乳酸、聚己内酯、聚 磷腈等，这些材料能在生理环 境中发生结构性破坏，且降解 产物能通过正常的新陈代谢被 机体吸收或排出体外，主要用 于药物释放载体及非永久性植 入器械。
性能要求
:①安全性:必须无毒或副作用 极少。这就要求聚合物纯度高， 生产环境非常清洁，聚合助剂 的残留少，杂质含量为 ppm 级，确保无病、无毒传播条件。 同时其高分子化合物本身以及 单体杂质、降解或磨损产物不 对身体产生不良影响。
3.变高型（TPU薄膜型）可根据切口组织厚度，通过两手向内翻转扩张器 外卡环（白色双环），至紧贴腹壁，使手术切口扩张。
4.取出扩张器时，用手指伸进扩张器的通道并扣住内卡环的边缘，把内卡 环顺着通道向外牵拉，连同通道一起将手术扩张器取出。
临床应用
适用于临床各种外科手术（尤其是内窥镜手术以及小切口手 术，妇科无气腹悬吊式腹腔镜手术等），扩张切口术野、保 护切口免受损伤，减少术后切口感染。
腹腔镜手术
常规开腹手术
胸腔镜手术
乳腺癌的手术
心胸外科小切口术
头颈部手术
常规开胸手术
临床应用：妇科剖腹产手术
优点：
1. 防止羊水进入盆腔,无需填塞大量 纱布、防止腹腔感染、减少盆腔粘连 2. 预防继发子宫内膜异位症 3. 减少拉动子宫,原位缝合子宫，减
少术中术后呕吐 4.避免切口愈合不良和疤痕增生，切 口更小，愈合美观，重塑美丽身材 5.减少抗生素和镇痛药使用,不影响
发展历程
2500年前，中国和埃及的墓葬中就发现有假牙、假 鼻和假耳。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿， 并延用至今。 1588年，人们用黄金板修复颚骨。 1851年，发明了天然橡胶的硫化方法后，有人采用 硬胶木制作了人工牙托的颚骨。 20世纪，高分子、新型金属、陶瓷材料的发展为生 物医学材料研究与应用提供了新的机会。1936年发 明了有机玻璃后，很快就用于制作假牙和补牙； 1943年赛璐珞薄膜开始用于血液透析。
药用高分子材料各章知识点总结
药用高分子材料各章知识点总结第一章一、 高分子材料的基本概念1、什么是高分子：高分子是指由多种原子以相同的、多次重复的结构单元并主要由共价键连接起来的、通常是相对分子量为104～106的化合物;2、单 体：能够进行聚合反应,并构成高分子基本结构组成单元的小分子;即合成聚合物的起始原料;3、结构单元：在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团;即构成大分子链的基本结构单元;4、单体单元：聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元;5、重复单元 Repeating unit ,又称链节：聚合物中化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元；重复单元连接成的线型大分子,类似一条长链,因此重复单元又称为链节;高分子的三种组成情况1.由一种结构单元组成的高分子此时：结构单元＝单体单元＝重复单元说明：n 表示重复单元数,也称为链节数, 在此等于聚合度;由聚合度可计算出高分子的分子量：M=n. M0 式中:M 是高分子的分子量 M0 是重复单元的分子量2.另一种情况：结构单元＝重复单元 单体单元结构单元比其单体少了些原子氢原子和氧原子,因为聚合时有小分子生成,所以此时的结构单元不等于单体单元;注意：对于聚烯烃类采用加成聚合的高分子结构单元与单体的结构是一致的,仅电子排布不同对于缩聚,开环聚合或者在聚合中存在异构化反应的高分子结构单元与单体的结构不一致3.由两种结构单元组成的高分子合成尼龙-66的特征：其重复单元由两种结构单元组成,且结构单元与单体的组成不尽相同,所以,不能称为单体单元;注意：1对于均聚物,即使用一种单体聚合所得的高分子,其结构单元与重复单元是相同的; 聚CH 2 CH CH 2-CH n CH 2 CH n单体体 n H 2N-(--CH 2-)-COOH --NH-(--CH 2-)-CO--n n H 2O +552对于共聚物,即使用两种或者两种以上的单体共同聚合所得的高分子,其结构单元与重复单元是不同的;二、高 分 子 的 命 名1、 习 惯 命 名 法天然高分子：一般有与其来源、化学性能与作用、主要用途相关的专用名称;如纤维素来源、核酸来源与化学性能、酶化学作用;合成高分子：1由一种单体合成的高分子：“聚”+ 单体名称;如乙烯：聚乙烯； 丙烯：聚丙烯； 氯乙烯：聚氯乙烯2以高分子结构特征来命名. 如聚酰胺、聚酯、聚醚、聚砜、聚氨酯、聚碳酸酯等;尼龙-66：聚己二酰己二胺；尼龙-610：聚癸二酰己二胺；尼龙-6：聚己内酰胺或聚ω-氨基己酸2.商品名称:1树脂类未加工成型的原料都称为树脂2橡胶类 3纤维如丁苯橡胶－－－丁二烯、苯乙烯聚合物 氯纶 PVC 聚氯乙烯乙丙橡胶－－－乙烯、丙烯共聚物 丙纶 PP 聚丙烯腈纶 PANC 聚丙烯腈3. IUPAC 系统命名法1 确定重复结构单元；2给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的IUPAC 命名规则给重复结构单元命名；3给重复结构单元的命名加括弧括弧必不可少,并冠以前缀“聚”;例： COOCH 3CH 3n C CH 2 重复结构单元为： 聚1-甲氧基羰基-1-甲基乙烯 聚1-氯乙烯三、高 分 子 链 结 构1.聚合物的结构：一级结构近程结构：结构单元的化学组成、连接顺序、立体构型,以及支化、交联等;是反映高分子各种特性的最主要结构层次;二级结构远程结构：通常包括高分子链的形态构象以及高分子的大小分子量;与高分子链的柔性和刚性有直接关系;三级结构聚集态结构：聚集态结构也称三级结构,或超分子结构,它是指单位体积内许多大分子链之间的的排列与堆砌方式;包括晶态、非晶态、取向态、液晶态及织态等;2.高分子链的近程结构：高分子链的构型 :构型：是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征,也可以说,是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列;1.旋光异构:若高分子中含有手性C 原子,则其立体构型可有D 型和L 型,据其连接方式可分为如下三种：以聚丙烯为例:1 全同立构高分子：主链上的C 的立体构型全部为D 型或L 型, 即DDDDDDDDDD 或C H H C Cl H C H H C Cl H C H H C Cl H C H H CC l HLLLLLLLLLLL；2 间同立构高分子：主链上的C的立体构型各不相同, 即D型与L型相间连接,LDLDLDLDLDLD；立构规整性高分子tactic polymer: C的立体构型有规则连接,简称等规高分子;3 无规立构高分子：主链上的C的立体构型紊乱无规则连接;3、高分子链的远程结构:包括分子量及分子量分布和高分子形态构象;书P8分子量：1.数均分子量：按聚合物中含有的分子数目统计平均的分子量;根据聚合物溶液的依数性测得的,通过依数性方法和端基滴定法测定;2重均分子量：是按照聚合物的重量进行统计平均的分子量;根据聚合物溶液对光的散射性质、扩散性质测得的;通过光散射法测定;分子量分布：分子量分布越窄,聚合物排布越好;4．高分子聚集态结构的特点.1.聚合物晶态总是包含一定量的非晶相,100%结晶的情况是很罕见的;2.聚合物聚集态结构不但与大分子链本身的结构有关,而且强烈地依赖于外界条件;四、聚合与高分子化学反应1.自由基聚合特点：1可概括为慢引发、快增长、速终止；2聚合体系中只有单体和聚合物组成；3单体转化率随聚合时间的延长而逐渐增大；4小量阻聚剂足以使自由基聚合终止;2．本体聚合：只有单体本身在引发剂或热、光、辐射的作用下进行的聚合;3．溶液聚合：单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合方法;4．悬浮聚合：单体以小液滴状悬浮在水中的聚合;5．乳液聚合：单体在水介质中由乳化剂分散成乳液状进行的聚合;6．缩聚反应由含有两个或两个以上官能团的单体分子间逐步缩合聚合形成聚合物,同时析出低分子副产物的化学反应,是合成聚合物的重要反应之一;特点：1.每一高分子链增长速率较慢,增长的高分子链中的官能团和单体中的官能团活性相同,所以每一个单体可以与任何一个单体或高分子链反应,每一步反应的结果,都形成稳定的化合物,因此链逐步增长,反应时间长;2.由于分子链中官能团和单体中官能团反应能力相同,所以,在聚合反应初期,单体很快消失,生成了许多两个或两个以上的单体分子组成的二聚体、三聚体和四聚体等,即反应体系中存在分子量大小不等的缩聚物;四、药用高分子材料通论药用高分子材料：指的是药品生产与制造加工过程中使用的高分子材料,药用高分子材料包括作为药物制剂成分之一的药用辅料与高分子药物,以及与药物接触的包装储运高分子材料;第二章一、高分子的分子运动1.高分子运动特点：一运动单元的多重性：1.整链的运动:以高分子链为一个整体作质量中心的移动,即分子链间的相对位移;2.链段的运动：由于主链σ键的内旋转,使分子中一部分链段相对于另一部分链段而运动,但可以保持分子质量中心不变宏观上不发生塑性形变;高弹性：链段运动的结果拉伸—回复；流动性：链段协同运动,引起分子质心位移;3.链节的运动:指高分子主链上几个化学键相当于链节的协同运动,或杂链高分子的杂链节运动4.侧基、支链的运动:侧基、支链相对于主链的摆动、转动、自身的内旋转;二、分子运动的时间依赖性:物质从一种平衡状态在外场作用下,通过分子运动低分子是瞬变过程,高分子是速度过程需要时间达到与外界相适应的另一种平衡状态;三、分子运动的温度依赖性1.活化运动单元：温度升高,增加了分子热运动的能量,当达到某一运动单元运动所需的能量时,就激发这一运动单元的运动;2.增加分子间的自由空间：温度升高,高聚物发生体积膨胀,自由空间加大;当自由空间增加到某种运动单元所需的大小时,这一运动单元便可自由运动;2、高分子的玻璃化转变玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态;温度低,聚合物在外力作用下的形变小,具有虎克弹性行为,形变在瞬间完成,当外力除去后,形变又立即恢复,表现为质硬而脆,这种力学状态与无机玻璃相似,称为玻璃态;随着温度的升高,形变逐渐增大,当温度升高到某一程度时,形变发生突变,进入区域II,这时即使在较小的外力作用下,也能迅速产生很大的形变,并且当外力除去后,形变又可逐渐恢复;这种受力能产生很大的形变,除去外力后能恢复原状的性能称高弹性,相应的力学状态称高弹态;由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫玻璃化转变区,玻璃态开始向高弹态转变的温度称为玻璃化转变温度,以Tg表示;当温度升到足够高时,聚合物完全变为粘性流体,其形变不可逆,这种力学状称为粘流态;高弹态开始向粘流态转变的温度称为粘流温度,以T f表示,其间的形变突变区域称为粘弹态转变区;二、溶解与高分子溶液一、高聚物的溶解1.非晶态高聚物的溶解条件：足够量的溶剂、一定量的非晶态高聚物溶解过程:溶胀到无限溶胀;溶解过程的关键步骤是溶胀;其中无限溶胀就是溶解,而有限溶胀是不溶解;2.结晶晶态高聚物的溶解非极性结晶高聚物的溶解条件：足够量的溶剂,一定量的非极性结晶高聚物,并且加热到熔点附近;溶解过程：加热使结晶熔化,再溶胀、溶解;极性溶解高聚物的溶解条件：足够量的强极性溶剂,一定量的极性结晶高聚物,不用加热;溶解过程：通过溶剂化作用溶解;二、溶剂的选择1.极性相似原则2.溶剂化原则3.溶解度参数相近原则三、高聚物的力学性能1.应力：单位面积上的内力为应力,其值与外加的应力相等;2.应变：当材料受到外力作用而又不产生惯性移动时,其几何形状和尺寸会发生变化,这种变化称为应变或形变;3．弹性模量：是单位应变所需应力的大小,是材料刚度的表征;4.硬度：是衡量材料抵抗机械压力能力的一种指标;5.强度：是材料抵抗外力破坏的能力;6.高聚物力学性能的最大特点是高弹性和粘弹性:1.高弹性：处于高弹态的高聚物表现出的独特的力学性能;是由于高聚物极大的分子量使得高分子链有许多不同的构象,而构象的改变导致高分子链有其特有的柔顺性;链柔性在性能上的表现就是高聚物的高弹性;橡胶就是具有高弹性的材料;弹性形变的本质也就是高弹性变的本质;2）.粘弹性：指高聚物材料不但具有弹性材料的一般特性,同时还具有粘性流体的一些特性; 力学松弛：高聚物的力学性能随时间的变化统称力学松弛;最基本的有：蠕变、应力松弛、滞后、力学损耗;蠕变：在一定的温度和恒定的外力作用下拉力,压力,扭力等,材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象;应力松弛：对于一个线性粘弹体来说,在应变保持不变的情况下,应力随时间的增加而逐渐衰减,这一现象叫应力松弛;滞后现象：高聚物在交变力作用下,形变落后于应力变化的现象;力学损耗：由于力学滞后而使机械功转换成热的现象;第三章一、凝胶与功能水凝胶1.凝胶是指溶胀的三维网状结构高分子,即聚合物分子间相互连接,形成空间网状结构,而在网状结构的孔隙中又填充了液体介质;影响胶凝作用的因素：浓度、温度、电解质;2．凝胶的性质1触变性 2溶胀性 3脱水收缩性 4透过性3.凝胶的分类1物理凝胶：由非共价键氢键或范德华力相互连接,形成网状结构;由于聚合物分子间的物理交联使其具有可逆性,只要温度等外界条件改变,物理链就会破坏,凝胶可重新形成链状分子溶解在溶剂中成为溶液,也称为可逆凝胶;2化学凝胶：是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体,加热不能溶解也不能熔融,结构非常稳定,也称为不可逆凝胶;3冻胶：指液体含量很多的凝胶,通常在90%以上；多数由柔性大分子构成,具有一定的柔顺性,网络中充满的溶剂不能自由流动,所以表现出弹性的半固体状态,通常指的凝胶均为冻胶;4干凝胶：液体含量少的凝胶,其中大部分是固体成分;在吸收适宜液体膨胀后即可转变为冻胶;4.功能水凝胶：对温度或pH等环境因素的变化所给予的刺激有非常明确或显着的应答; 根据环境变化的类型不同,环境敏感水凝胶可分为：温敏水凝胶、pH敏水凝胶、盐敏水凝胶、光敏水凝胶、电场响应水凝胶、形状记忆水凝胶;二、粒子分散结构：有以下四种类型：1.药物粒子分散在高聚物基材中的复合结构,高聚物为连续相,如速释型固体分散制剂;2.药物粒子和高聚物粒子分散于同一或另一高聚物基材中的复合结构,如传统的淀粉基可崩解固体片剂3.药物粒子包裹在聚合物囊膜中,再分散在聚合物基材中4.药物粒子分散在高聚物凝胶网络中的复合结构,这类药物通常是疏水性的,如聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物的水凝胶制成的皮鲁卡品滴眼剂等缓释给药系统;三、缓控释性材料1.缓释制剂：指用药后能在较长时间内持续缓慢释放药物以达到延长药效目的的制剂;系指口服药物在规定释放介质中,按要求缓慢地非恒速释放;2.控释制剂：药物从制剂中按一定规律缓慢、恒速释放,使机体内药物浓度保持相对恒定,体内释药不受pH影响;系指口服药物在规定释放介质中,按要求缓慢地恒速或接近恒速释放;四、分散传质过程药物的扩散过程：1.药物溶出并进入周围的聚合物或孔隙；2.由于浓度梯度,药物分子扩散通过聚合物屏障；3.药物由聚合物解吸附；4.药物扩散进入体液或介质;第四章药用天然高分子材料一、淀粉1.来源淀粉starch广泛存在于绿色植物的须根和种子中,根据植物种类、部位、含量不同,各以特有形状的淀粉粒而存在;药用淀粉多以玉米淀粉为主;2.化学结构和组成淀粉是由许多葡萄糖分子脱水缩聚而成的高分子化合物;结构单元：D－吡喃环型葡萄糖淀粉组成可以分为两类,直链淀粉与支链淀粉;自然淀粉中直链,支链淀粉之比一般约为15-28%比72-85%,视植物种类、品种、生长时期的不同而异;1直链淀粉是以α-1,4苷键连接而成的线型聚合物;直链淀粉由于分子内氢键作用,链卷曲成螺旋形,每个螺旋圈大约有6个葡萄糖单元;2支链淀粉是由D-葡萄糖聚合而成的分支状淀粉,其直链部分也为α-1,4苷键,而分支处则为α-1,6苷键;在各种淀粉中,直链淀粉约占20%-25%,支链淀粉约占75%-85%3.性质1形态与物理常数玉米淀粉为白色结晶粉末,流动性不良,淀粉在干燥处且不受热时,性质稳定;2淀粉的溶解性、含水量与氢键作用力溶解性：呈微弱的亲水性并能分散与水,淀粉不溶于水、乙醇和乙醚等,但有一定的吸湿性; 含水量：在常温、常压下,淀粉有一定的平衡水分,但淀粉含有很高的水分却不显示潮湿而呈干燥的粉末状,这主要是淀粉中的葡萄糖单元存在的众多醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故;不同淀粉的含水量存在差异,这是由于淀粉分子中羟基自行缔合及与水分子缔合程度不同所致;3淀粉的吸湿与解吸吸湿：淀粉中含水量受空气湿度和温度的影响,在一定的相对湿度和温度条件下,淀粉吸收水分与释放水分达到平衡,此时淀粉所含的水分称为平衡水分;用做稀释剂的淀粉和崩解剂的淀粉,宜用平衡水分下的玉米淀粉;解吸：淀粉中存在的水,分为自由水和结合水两种状态,自由水仍具有普通水的性质,随环境的变化而变化,它具有生理活性,可被微生物利用,而结合水则不能;4淀粉的水化、膨胀、糊化水化：淀粉颗粒中的淀粉分子有的处于有序态晶态,有的处于无序态非晶态它们构成淀粉颗粒的结晶相和无定性相,无定性相是亲水的,进入水中就吸水,先是有限的可以膨胀,而后是整个颗粒膨胀的现象;膨胀：淀粉在60-80℃热水中,能发生膨胀,直链淀粉分子从淀粉粒中向水中扩散,形成胶体溶液,而支链淀粉则仍以淀粉粒残余的形式保留在水中;糊化：若不实施直链淀粉与支链淀粉的分离,在过量水中,淀粉加热至60~80℃时,则颗粒可逆地吸水膨胀,至某一温度时,整个颗粒突然大量膨化、破裂,晶体结构消失,最终变成粘稠的糊,虽停止搅拌,也都下沉的现象;糊化的本质：水分子加入淀粉粒中,结晶相和无定性相的淀粉分子之间的氢键断裂,破坏了缔合状态,分散在水中成为亲水胶体;5淀粉的回升老化、凝沉回生或老化：淀粉糊或淀粉稀溶液再低温静置一段时间,会变成不透明的凝胶或析出沉淀的现象;形成的淀粉称为回生淀粉;4、反应1水解反应存在于淀粉分子中糖基之间的连接键——苷键,可以在酸或酶的催化下裂解,形成相应的水解产物,呈现多糖具备的水解性质;2显色反应淀粉与碘试液作用时形成有色包结物,螺旋结构长颜色深,所以直链淀粉与碘化钾、碘溶液作用呈蓝色,支链淀粉呈紫红色;5.应用淀粉在药物制剂中主要用作片剂的稀释剂、崩解剂、粘合剂、助流剂,崩解剂;淀粉应用安全无毒,同时药典品不得检出大肠杆菌、活蛹,1g淀粉含霉菌应在100个以下,杂菌不得多于1000个;可灭菌玉米淀粉是玉米淀粉经化学及物理改性后的淀粉,遇水或蒸汽灭菌不糊化,是供某些医疗用途的改性淀粉;二、糊精1．来源与制法淀粉水解是大分子逐步降解为小分子的过程,这个过程的中间产物总称为糊精;糊精的制法是在干燥状态下将淀粉水解,其过程有四步：酸化、预干燥、糊精化及冷却;2.分类在药剂学中应用的糊精有白糊精和黄糊精;3.性质糊精为白色、淡黄色粉末;不溶于乙醇95℃、乙醚,缓缓溶于水,易溶于热水三、麦芽糖糊精1.来源与制法麦芽糖糊精是由食用淀粉在有水存在的条件下,将淀粉加热,经合适的酸或者酶部分水解而制得;制法：部分地将淀粉水解可得不同链长的葡萄糖单元的聚合物溶液,然后过滤、浓缩、干燥即得麦芽糖糊精;2.性质为无甜味、无臭的白色粉末或颗粒;易溶于水,微溶于乙醇;若其葡萄糖当量提高,则吸湿性、可压性、溶解度、甜度也随之提高,黏度下降;四、羧甲基淀粉钠1.结构为聚α-葡萄糖的羧甲基醚2.性质为白色至类白色自由流动的粉末,能分散于水,形成凝胶,醇中溶解度约2%,不溶于其它有机溶剂,有较大的吸湿性3.应用羧甲淀粉钠作为胶囊剂和片剂的崩解剂广泛应用于口服药物制剂中,在湿法制粒时,将羧甲淀粉钠加入颗粒内部,其润湿时起黏合剂的作用,而在颗粒干燥后又能起崩解剂的作用;是某些口崩片的理想辅料;也可用作助悬剂;五、纤维素1.来源纤维素存在于一切植物中,是构成植物细胞壁的基础物质;2.结构结构单元是D-吡喃葡萄糖基,相互间以-1,4-苷键连接,分子式为C6H10O5n;3.性质1化学反应性纤维素的氧化、酯化、醚化、分子间形成氢键、吸水、溶胀以及接枝共聚等都与纤维素分子中存在大量羟基有关;2氢键的作用纤维素结晶区和无定形区的羟基,基本上是以氢键形式存在3吸湿性纤维素吸水后,再干燥的失水量,与环境的相对湿度有关,纤维素在经历不同湿度的环境后,其平衡含水量的变化,存在滞后现象,即吸附时的吸着量低于解吸时的吸着量; 4溶胀性纤维素的有限溶胀可分为结晶区间溶胀和结晶区内溶胀;纤维素溶胀能力的大小取决于碱金属离子水化度,纤维素的溶胀是放热反应,温度降低,溶胀作用增加；对同一种碱液并在同一温度下,纤维素的溶胀随其浓度而增加,至某一浓度,溶胀程度达最高值;5机械降解特性机械降解后的纤维素比氧化、水解或热降解的纤维素具有更大的反应能力;6可水解性纤维素大分子的背键对酸的稳定性很低,在酸碱度、温度适合的条件下,能产生水解降解,酸是催化剂,可降低贰键破裂的活化能,增加水解速度;纤维素对碱在一般情况下是比较稳定的,但在高温下,纤维素也产生碱性水解;六、粉状纤维素1.制法将植物纤维材料纤维浆,用%NaOH溶液在20℃处理,不溶解的部分中包括纤维浆中的纤维素和抗碱的半纤维素,用转鼓式干燥器制成片状,再经机械粉碎即得粉状纤维素;2.性质呈白色,无臭,无味,具有纤维素的通性,不同细度的粉末的流动性和堆密度不一,具有一定的可压性,流动性较差;3.应用可用于片剂的稀释剂,硬胶囊或散剂的填充剂；在软胶囊中可用于降低油性悬浮性内容物的稳定剂,以减轻其沉降作用,也可作口服混悬剂的助悬剂；用作片剂干性粘合剂的浓度为5%;-20%,崩解剂浓度为5%-15%,助流剂浓度为1%-2%,不得用作注射剂或吸入剂辅料；在食品工业中可作为无热量食品的添加剂;七、微晶纤维素1.制法将结晶度高的纤维经强酸水解除去其中的无定形部分,所得聚合度约为220,相对分子质量约为36000的结晶性纤维即为微晶纤维素;胶态微晶纤维素：纤维素+亲水性分散剂2.性质白色、无臭、无味,多孔、易流动粉末,不溶于水、稀酸、氢氧化钠液和一般有机溶剂;可压性：具有高度变形性,极具可压性;吸附性：为多孔性微细粉末,可以吸附其他物质如水、油和药物等;分散性：微晶纤维素在水中经匀质器作用,易于分散生成妈油般的凝胶体;反应性能：在稀碱液中少部分溶解,大部分膨化,表现出较高的反应性能;3.应用微晶纤维素PH型广泛用作口服片剂及胶囊剂的稀释剂、吸附剂、崩解剂、抗粘附剂；此外也可作为倍散的稀释剂和丸剂的赋形剂;微晶纤维素RC型作为胶体分散系主要用于干糖浆、混悬剂,有时也作为水包油乳剂和乳膏的稳定剂;微晶纤维素球形颗粒,为具有高圆度和机械强度的球形细粒剂,可作为包衣型缓释制剂、苦味掩盖制剂的核芯,微晶纤维素AvicelPH-300系列具有快速崩解性、较好的流动性、可减小片重差异等优点；Avice KG-801可以提高片剂硬度、降低磨损性、少量添加适于在低压力下压片等优点;纤维素衍生物具有以下性质：具有玻璃化转变温度、溶度参数和表面能、物理配伍相容性、溶胀性、吸湿性、黏度、生物黏附性、热凝胶化和昙点、液晶的形成;八、醋酸纤维素。
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。
5 功能高分子材料
光交联型高分子
感光高分子材料 光分解型高分子
光致变色高分子
1．光交联型高分子
在光照下，分子链间能发生交联偶合反应的感光性高分子。
同时由于液晶分子的取向特性，纤维可以在较 低的拉伸倍率下获得较高的取向度，避免纤维在 高拉伸倍率下，产生内应力和损伤纤维，从而可 以获得高强度、高模量、综合性能好的纤维。
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聚对苯二甲酰对苯二胺纤维不同纺丝方法 的力学性能对照 纺丝方法
纺丝液浓度（%） 纺丝液温度（oC） 纺丝液光学性质 纤维拉伸强度（克/袋） 断裂伸长率（%） 初始模量（克/袋）
弱碱性阴离子交换
大孔离子交换树脂
大孔离子交换树脂具有和大孔吸附剂相同的骨架结 构，在大孔吸附剂合成后（加入致孔剂），再引 入化学功能基团，便可得到大孔离子交换树脂
优点：
通过在合成时加入惰性致孔剂，克服了普通凝胶 树脂由于溶胀现象，产生的“暂时孔”现象，从 而强化了离子交换的功能； 减少了凝胶树脂在离子交换过程中的“有机污染 ”现象（大分子不易洗脱）； 可以通过致孔剂选择调整孔径大小、树脂的比表 面积，以适应不同的分离要求。
离子交换树脂的应用——蛋白提纯
• 树脂预处理
• 离子交换吸附 • 洗脱
离子交换树脂的应用——水处理
工业用水里存在钙、镁、 两价和三价的铁离子，易使 管道和锅炉结垢。用聚苯乙 烯磺酸型离子交换树脂可以 对水进行软化处理 用于原子能、半导体、电 子工业、高温高压锅炉的水， 要求高质量的无离子水。采 用离子交换树脂混合床法可 使水去离子化
医用复合材料
复合材料能作为医用材料的基本要求
一、无毒性，不致癌，不致畸，不引起人体细胞的 突变和组织细胞的反应 二、与人体组织相容性好，不引起中毒、溶血 凝血、发热和过敏等现象；化学性质稳定，抗 体液、血液及酶的作用
三、具有与天然组织相适应的物理机械特性且针 对不同的使用目的具有特定的功能
常用的生物医用复合材料
医用复合材料的应用举例
医用骨折内固定器生物陶瓷复合材料
医用复合材料的主要研究方向
1 生物材料的生理活化研究 2 研究新的降解材料研究新的降解材料 3 研究具有全面生理功能的人工器 官和组织材料 4 研究新型的药物载体材料
5 生物材料表面改性研究
我国生物医用复合材料的发展
1、国家投入
国家973计划、863计划，国家攻关、国家自然科 学基金 、国家计改委等大力支持。
2、企业引进或研发技术
安泰科技股份、法尔胜等一些上市公司的介入 及留学归国人员的创业活动，我国介入诊疗材 料与器械产业化取得了较大进展。
发展中存在的问题
我国生物医用材料产业目前也存在着很多问题，如产 业基础薄弱，生物医用材料及器械产品单一，技术落后， 科研与产业脱节，目前需求的很大份量依靠国外进口。诸 如，植入体内的技术含量高的生物医用材料产品中约 80 ％为进口产品，常用的生物医用材料产品中约 20％为进 口产品。目前在我国，生物医用材料尽管已在高技术材料 市场中具有非常高的技术附加值，并且其应用也取得了很 大成功，但其研发市场仍属引导性开发，即一种产品投入 临床应用除需经国家批准外，还必须得到医生和患者的认 同，形成了很长的研发周期；同时，由于在国内甚至国际 上临床应用风险也比较大，因此使生物材料和医疗器械技 术很难获得权威医学机构的完全认同。
医用复合材料研究的意义
功能性高分子材料科学-医用高分子及生物吸收性高分子材料
3 对医用高分子材料的基本要求
3.1 化学隋性，不会因与体液接触而发生反应 人体环境对高分子材料主要有以下一些影响： 1)体液引起聚合物的降解、交联和相变化； 2)体内的自由基引起材料的氧化降解反应； 3)生物酶引起的聚合物分解反应； 4)在体液作用下材料中添加剂的溶出； 5)血液、体液中的类脂质、类固醇及脂肪等物
功能高分子材料
医用高分子材料
1 发展简史
公元前3500年，埃及人用棉花纤维、马鬃缝合伤口 1936年发明了有机玻璃，制作假牙和补牙 1943年，赛璐珞薄膜开始用于血液透析
1 发展简史
1949年，美国发表医用高分子文章中，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 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
4 高分子材料的生物相容性
4.1 高分子材料的组织相容性 4.1.1高分子材料植入对组织反应的影响
材料中可渗出的化学成分：如残留单体、杂质、低聚物、添加剂 等 降解或代谢产物 材料本身的结构和性质：如微相结构、亲水 性、疏水性、电荷等，植入材料的几何形状也可能引起组织反应
4 高分子材料的生物相容性
4 高分子材料的生物相容性
例如，聚氨酯和聚氯乙烯中可能存在的残余单 体有较强的毒性，渗出后会引起人体严重的炎症反 应。而硅橡胶、聚丙烯、聚四氟乙烯等高分子的毒 性渗出物通常较少，植入人体后表现的炎症反应较 轻。
如果渗出物的持续渗出时间较长，则可能发展 成慢性炎症反应。如某些被人体分解吸收较慢的生 物吸收性高分子材料容易引起慢性无菌性炎症。
4 高分子材料的生物相容性
（3）材料物理形态等因素对组织反应的影响 高分子材料的物理形态如大小、形状、孔度、
第一章高分子材料的基础知识
2、大分子链的立体构型（同分异构）
构型：是指分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排 列。这种排列是化学稳定的，要改变分子构型必须经过化学 键的断裂和重建。
由构型不同而形成的异构体有两类： ①旋光异构体
②几何异构体
①旋光异构体
正四面体的中心原子（如C、Si、P、N）上四个取代 基或原子如果是不对称的，则可能产生异构体。 结构单元为—CH2C*HR—的高分子，每一链节有两种旋 光异构体。假如高分子全部由一种旋光异构体单元组成，称 为全同立构；由两种旋光异构体交替间接，称为间同立构； 两种旋光异构体完全无规键接时，称为无规立构。 立体异构体之间的性能差别很大。例如：全同立构聚苯 乙烯能结晶，熔点240 ℃，而无规立构聚苯乙烯不能结晶， 软化点仅为80 ℃。 全同立构和间同立构聚合物统称为“等规聚合物”
CH O O ( Si C CH O) n
O ( CH )
O
C ( CH )
聚酯涂料
有机硅橡胶
√主链含有芳杂环时，内旋转难，链柔性差
CH3 O C CH3 O
O C
聚苯 聚碳酸酯PC
√主链中含有孤立C＝C双键时，链柔顺性好， 如：聚丁二烯等橡胶
－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝CH－CH2－
√主链中含有共轭双键时，则只有刚性无柔性，如：聚乙炔
只有当化合物的分子量达到一定数值，产生了量变到质变的飞跃， 即在物理、机械等性能具有与低分子化合物有较大差别时，才能称 为高分子化合物，方可作为高分子材料在工程上应用。
高分子化合物分子量的分散性
高分子化合物及大多数天然高分子化合物则是各种长度不同、分子量 不同、化学组成相同的同系高分子混合物，即高分子化合物总是由不 同大小的分子组成。这一现象称为高分子化合物分子量的多分散性。
高分子材料简介PPT课件
（1) 天然橡胶
天然橡胶的分子链由异戊二烯链节组成。
CH3 CH2 C CH
CH2
n
聚合度：10000左右；相对分子量：3-3000万； 多分散性指数：2.8-10
具有一系列优良的物理机械性能和加工性能， 是综合性能最好的橡胶。
橡胶工人从橡胶树 上提取橡胶
橡树之泪
(2) 聚丁二烯 (顺丁橡胶) (BR) 以丁二烯为单体聚合而得的一种通用 合成橡胶。
高分子链的末端结构单元。
O
涤纶： HO C
O
O
C OCH 2CH2O C
O C OCH 2CH2 OH
1.2 高分子材料的结构特点
由很多结构单元组成，单元间以共价键连接 主链有内旋转自由度 单元间、链之间范德华力作用明显 可交联，交联对力学性能影响大 聚集态分结晶态和非晶态，结晶不完整 高分子材料常是多种填料、助剂和色料的混合
这种材料在废弃后，即使在潮湿的环境下也是稳
定的，但在有微生物的情况下，它将降解为二氧 化碳和水。
生物自毁塑料在医疗上用途颇广。在骨折手术中， 它可以充当骨骼间的承托物。随着骨骼的愈合， 它也会逐渐自行分解。医治破碎性骨折，医生通 常使用不锈钢制作的螺母、螺钉。夹板和钻孔器， 把碎骨固定起来。这种方法的缺点是要做两次手 术，一次是植入这些不锈钢材料，一次是再把它 们取出来。荷兰科学家发明一种塑料，植入体内 大约两年便自行分解，变成二氧化碳和水。还有 一种线状生物自毁塑料，可以代替传统的医用外 科手术线缝合伤口。这种塑料手术线，可被身体 逐渐吸收，免除拆线之苦恼。此外，用生物自毁 塑料制成的药用胶囊，在体内会慢慢溶解，并且 可控制药物进入血管的速度。
最早工业化的合成橡胶，1937年德国首先实 现工业化生产。 其产量和消耗量在合成橡胶中占第一位，占 50%以上。 特点：耐磨性和气密性好，抗撕裂性和耐老 化性较佳，但强度和弹性差 用途：广泛用于制造汽车轮胎，皮带等；与天然橡胶共混可 作密封材料和电绝缘材料
探究医用高分子材料的血液相容性
探究医用高分子材料的血液相容性材料一班杨素位101630一、医用高分子材料简介：医用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。
众所周知，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。
动物体与植物体组成中最重要的物质——蛋白质、肌肉、纤维素、淀粉、生物酶和果胶等都是高分子化合物。
因此，可以说，生物界是天然高分子的巨大产地。
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。
在各种材料中，高分子材料的分子结构、化学组成和理化性质与生物体组织最为接近，因此最有可能用作医用材料。
医用高分子材料是一类特殊用途的材料。
它们在使用过程中，常需与生物肌体、血液、体液等接触，有些还须长期植入体内。
由于医用高分子与人们的健康密切相关，因此对进入临床使用阶段的医用高分子材料具有严格的要求，要求有十分优良的特性。
归纳起来，一个具备了以下七个方面性能的材料，可以考虑用作医用材料。
（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）能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性（7）易于加工成需要的复杂形状。
医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大难题是材料的抗血栓问题。
当材料用于人工器官植入体内时，必然要与血液接触。
由于人体的自然保护性反应将产生排异现象，其中之一即为在材料与肌体接触表面产生凝血，即血栓，结果将造成手术失败，严重的还会引起生命危险。
对高分子材料的抗血栓性研制是医用高分子研究中的关键问题，至今尚未完全突破。
将是今后医用高分子材料研究中的首要问题。
所以本文主要就医用高分子材料的血液相容性进行探究。
二、凝血现象的产生原理凝血现象是血液在高分子材料表面上的凝固是材料与血液相互作用的结果。
当血液在以内皮细胞为内壁的血管中正常流动时，一般不出现凝血现象。
生物医用高分子材料
它和生物的材料,又称生体材料(Biological Materials)有别,是人工设计的材料.例如蟹壳是生 体材料,但如由此经化学方法得到的壳聚糖医用手 术缝合线就是生物材料.
Biomaterial Biomedical Materials Biological Materials
Biomedical polymer Biomacromolecule Biopolymer
• What is a Biomaterial? A material intented to interface with biological systems to evaluate, treat, augment or replace any tissue, organ or function of the body
四 基本要求：
生物相容性：
• Biocompatibility: The ability of a material to perform with an appropriate host response in a specific application. • Host response: the reaction of a living system to the presence of a material
• If the words “used in a medical device” are removed, this definition becomes more inclusive to the wide range of applications where we interface synthetic materials and modified natural materials with biology.
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医用高分子材料的基本要求
医用高分子材料是指应用于医疗领域的一类特殊材料，其具备一定的特性和要求，以满足医疗器械或医学治疗等方面的需求。
这些材料在医疗领域中具有广泛的应用，如人工器官、植入物、医疗包装等。
下面将介绍医用高分子材料的基本要求。
1.生物相容性：医用高分子材料应具备良好的生物相容性，即能与人体组织相容，不会引起过敏反应或其他不良反应。
这要求材料不能释放有害物质，不会对人体产生毒性或刺激性反应。
2.机械性能：医用高分子材料需要具备一定的机械性能，以保证其在使用过程中的稳定性和可靠性。
例如，人工关节材料需要具备足够的强度和耐磨性，以承受人体关节的正常运动和负荷。
3.抗菌性能：医用高分子材料应具备一定的抗菌性能，以防止细菌感染和交叉感染。
这要求材料表面不易附着细菌，或具备抗菌杀菌功能，以保护患者的健康。
4.生物降解性：部分医用高分子材料需要具备生物降解性，即在一定条件下可以被生物体降解和吸收，避免二次手术取出材料。
这在一些临时性植入物或缓释药物输送系统中具有重要意义。
5.生物功能性：医用高分子材料可以具备一定的生物功能性，例如，可以用于细胞培养和组织工程，促进组织再生和修复。
这对于一些
组织修复和再生医学的研究具有重要意义。
6.可加工性：医用高分子材料应具备良好的可加工性，以方便制备成各种形状和尺寸的医疗器械或植入物。
这要求材料能够经过注塑、挤出、成型等加工工艺，制备出满足特定需求的产品。
7.生物稳定性：医用高分子材料需要具备一定的生物稳定性，即在人体内能够保持材料的物理化学性质和功能特性。
这要求材料不易受到体液、酶、光照等因素的影响，能够长期稳定地发挥作用。
8.安全性：医用高分子材料的安全性是一个极为重要的要求。
材料不应具有致癌、致突变、致畸形等潜在风险，且在使用过程中不会导致其他不良反应。
9.可持续性：医用高分子材料的可持续性是当前研究的重点之一。
材料的生产和使用应尽可能减少对环境的影响，避免资源浪费和污染，推动可持续发展。
医用高分子材料在医疗领域中的应用要求相当严格。
除了满足生物相容性、机械性能、抗菌性能等基本要求外，还需具备生物降解性、生物功能性、可加工性、生物稳定性、安全性和可持续性等特殊要求。
只有在这些要求的基础上，医用高分子材料才能更好地满足医疗领域的需求，为患者健康和医学科研提供更好的支持。