医用高分子材料的功能性质和发展前景

医用高分子材料的功能性质和发展前景 摘要： 医用材料的主要是医用金属材料、医用无机陶瓷材料、医用高 分子材料和医用复合材料四大类。而前三种材料虽在机械强度，抗 疲劳性能等方面优良发展并不是一个新的课题，人们在很久以前就 开始使用各种材料用于医疗实践。现代医用材料，但表面的生物相 溶性却有待改善。事实上人体的各类器官本来就是由蛋白质等天然 高分子材料构成，故高分子材料在物理化学性质及其功能上与人体 各类器官更为相似，具有更好的生物相溶性，因此也具有更好的应 用前景。 关键词： 高分子，生物相溶性，应用前景 一、 医用高分子材料的定义和分类 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，甚至包括药剂包装用高分 子材料，医疗器械用高分子材料，医用一次性高分子材料等。另外 一种定义是指符合特殊医用要求，在医疗领域应用到人体上，以医 疗为目的的，具有特殊要求的功能型高分子材料。 医用高分子材料按照材料的性质划分包括生物惰性高分子材料 和可生物降解高分子材料两类。前者是为了提高材料在使用过程中 的生物相容性，不与相接触的生物组织发生不利反应并延长其使用 寿命。后者是医疗过程中需要临时使用的材料，希望其功能发挥过 后可以用无害的方式吸收分解。生物惰性材料要求不受体液中酶、 酸、碱等环境的破坏，主要有聚硅氧烷、聚乙烯等。多用于韧带、 肌腱、皮肤、血管、骨骼、牙齿、乳房等人体软、硬组织器官的修 复和替换。生物可降解材料需要有能在生物环境下发生分解的化学 结构，主要有聚氨基酸、聚乳酸、多糖和蛋白质等；在医疗上主要 用于手术缝合线、生物粘合剂、骨固定材料等。复合医用材料是用 两种以上材料相互复合或者同类复合构成的，采用多种材料复合的 方法能够克服单一材料的某些缺点，获得更好的使用性能。 二、 医用高分子材料的特殊要求 由于医用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。医用高分子材料的要 求基本上可以分成三个方面。一是材料学方面的要求，要求材料满 足医疗过程中对其机械、物理和化学方面的标准，如机械强度、稳 定性、外观效果等。二是医学方面的要求，如药物的控制释放、人 造血液的粘度、渗透压、人造皮肤的促进愈合作用等均属于医疗方 面的要求。只有能满足医学方面要求的材料才具有临床应用意义。 除此之外，作为医用高分子材料还必须满足生物学方面的要求，要 能够和生物活体长期和平共处，就必须不影响活体正常的生物活动 和适应活体的生理反应，并且耐受生理环境。生物活体对医用高分 子材料的一般要求包括以下几项：1）血液相容性: 一般指不引起凝 血，不破坏红细胞，不破坏血小板，不改变血中蛋白，不扰乱电解 质平衡。2)组织相容性：是指材料在于肌体组织接触过程中不发生 不利的刺激性，不发生炎症，不发生排斥反应，没有致癌作用，不 发生钙沉淀。3）生物惰性：是指材料在生物内部环境下自身不发生 有害的化学反应和物理破坏，也不对生物体产生不利影响。4）可生 物降解性：在某些场合需要医用高分子材料具有可生物降解性，即 材料仅有有限的使用寿命，试用期过后材料可以被生物体分解和吸 收。 三、 医用高分子材料在我国的市场需求： 作为世界人口最多的国家生物材料的市场潜力十分巨大。据民 政部门报告我国现有的肢体不自由患者已超过 1500 万其中肢残患者 约 800 万由类风湿引发的大骨节病患者有数百万冠心病患者已超过 1000 万白内障盲人约 500 万牙缺损和牙缺失患者高达 3 亿4 亿人 肝炎病毒携带者 1.2 亿心血管病患者 200 万需计划生育的育龄妇女 2000 万伴随人口老龄化(60 岁以上的老年人口已达 1.39 亿人约占全 国人口的 10.69%)的骨质疏松患者 7000 万每年由于疾病、交通事故 和运动创伤等造成的骨缺损和缺失患者人数近 1000 万人需要进行颅 颌面和胸部美容整形的人数有数千万人。这还不包括数目庞大的各 类软组织、血液和器官疾病患者人数。我国医用高分子材料研制和 生产迅速发展初具规模已经成为一个新兴产业总产值的增长率远高 于国民经济平均发展速度。可见生物材料是一个巨大的产业生物材 料的不可缺少性尤其是进口材料动辄上万元的价格决定了我国必须 加强具有自主知识产权的生物材料的研究开发。 五、医用高分子材料的发展及展望： 我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。目前约有 50 多个单位从事这方面的研究现有医用高分子材料 60 多种制品达 400 余种用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年达 300 然而我国医用高分子 材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段, 还没有能够建立在分子 设计的基础上。因此应该以材料的结构与性能关系材料的化学组成、 表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材 料。医用高分子材料要应用于生物体必须同时要满足生物功能性、 生物相容性、化学稳定性和可加工性等严格的要求。 六、医用材料的研究和发展方向： 生物医用材料的研究和发展方向主要包括以下几方面组织工程 是应用生命科学与工程的原理和方法构建一个生物装置来维护、增 进人体细胞和组织的生长以恢复受损组织或器官的功能。它的主要 任务是实现受损组织和器官的修复或再建延长寿命和提高健康水平。 其方法是将特定组织细胞种植于一种生物相容性良好、可被人体逐 步降解吸收的生物材料上形成细胞生物材料复合物生物。 参考文献： 1 徐海忠. 生物医用材料产业将振翅欲飞/ .2003 06 13 2 杨国营. 生物医用材料J.河北化工, 200