医用高分子材料修改.docx

医用高分子材料的研究和发展及其应用举例化学与环境工程学院高分子材料与工程专业指导老师 贺国文第六组：袁武昌 李盛 陈艳 陈琪 龙健摘要:介绍了什么是医用高分子材料及医用高分子材料的主要类别、浅谈了医用高分子材料的发展及展望，国内外发展现状如何，并一例说明其成分、性质、用途、前景、不足及其改进途径。关键词: 医用高分子材料;相容性;组织工程；人造皮肤；目录1前言22制品种类22.1人造脏器22.2医疗器械22.3药物剂型23医用高分子的现状34人造皮肤成分、性质、用途、前景、不足及其改进途径34.1皮肤的生理34.2人工皮肤材料需要条件44.3人造皮肤的结构444.1 对血清蛋白的吸附性444.2 与组织细胞的亲和性444.3 创伤治愈效果54.4.4 组织反应54.5 人造皮肤的优点54.6目前存在的问题54.7 人造皮肤的发展前景6参考文献61前言 医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料【1】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新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。2制品种类主要有人造脏器、医疗器械和药物剂型三种类型。2.1人造脏器 包括内脏和体外装置。内脏：有代用血管、人工心脏、人工心脏瓣膜、心脏修复、人工食道、人工胆管、人工尿道、人工腹膜、疝补强材料、人工骨和人工关节、人工血浆、人工腱、人工皮肤、整容材料及心脏起搏器等。体外器官和装置：有人工心肺机、人工肺、人工肾、人工肝、人工脾、麻痹肢刺激器、电子假肢、假齿、假眼、假发、假耳、假手、假足等。2.2医疗器械 一般医疗及看护用具，如眼带、洗肠器、注射针、听诊器、直肠镜、点眼器、腹带和连结管等；麻醉及手术室用具，如吸引器、缝线、咽头镜、血管注射用具等；检查及检查室用具，如采血管、采血瓶、心电图用的电极、试验管、培养皿等。2.3药物剂型 药物的助剂：高分子材料本身是惰性的，不参与药的作用，只起增稠、表面活性、崩解、粘合、赋形、润滑和包装等作用，或在人体内起“药库”作用，使药物缓慢放出而延长药物作用时间。聚合物药物：将低分子药物，以惰性水溶性聚合物作分子载体，把具有药性的低分子化合物，通过共价键或离子键与载体的侧基连接，制成聚合物药物。3医用高分子的现状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。有人预计，现在的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。仿生人也将比想像中更快地来到世上。【2】人的健康长寿依赖于医学的发展。 现代医学的进步已经越来越依赖于生物材料和器械的 发展,没有医用材料的医学诊断和治疗在现代医学中几乎是不可想象的。目前全球大量用于 医疗器械的生物医学材料主要有20 种,其中医用高分子12 种,金属4 种,陶瓷2 种,其他2 种。利用现有的生物医学材料已开发应用的医用植入体、人工器官等近300 种,主要包括: 起搏器、心脏瓣膜、人工关节、骨板、骨螺钉、缝线、牙种植体,以及药物和生物活性物质控释载体等。【3】近年来,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10 %20 %的速度增长 , 而国内也以20 %左右的速度迅速增长。随着现代科学技术的发展,尤其是生物技术的重大突 破,生物材料的应用将更加广泛,需求量也随之越来越大。生物医用材料产业发展如此迅猛, 主要动力来自于人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。 生物材料的研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划,并迅速成为国际高技术 制高点之一。作为世界人口最多的国家,生物材料的市场潜力十分巨大。【4】4人造皮肤成分、性质、用途、前景、不足及其改进途径4.1皮肤的生理保护作用 皮肤是人体面积最大的器官，它完整地覆盖于身体表面，保护机体起屏障作用。吸收作用 皮肤具有吸收外界物质的能力。感觉作用 皮肤的感觉可分两类。一类是单一感觉如触觉、压觉、痛觉、冷觉和温觉。另一类是复合觉，如干、湿、光、糙、硬、软等。另外有形体觉、两点辨别觉、定位觉、图形觉等。这些感觉经大脑分析判断，作出有益于机体的反应。 分泌和排泄作用 皮肤的分泌和排泄功能主要通过汗腺和皮脂腺完成。4.2人工皮肤材料需要条件一、无毒，免疫性低。二、柔软又具湿润強度，貼合性好，伸缩性。三、适当保水性，防止因角质层失掉水分过量蒸发流失。四、有吸水性可吸参出液，防止感染。五、阻止外部细菌入侵。六、有生理适合性。七、细菌不透过性。八、不产生有毒物、九、取掉后可不用自家植皮，残留体內也沒问题，可分解吸收。十、促进形成表皮及肉芽。十一、可植毛。十二、可形成汗腺，脂腺。4.3人造皮肤的结构人造皮肤有两层：表层和里层。表层是由一种硅橡胶薄膜制成了，能阻挡细菌的进攻。里层是一种特殊的培养基，能帮助受伤的皮肤生长。4.4人造皮肤的性质44.1 对血清蛋白的吸附性通过上述无纺布棉原丝对血清蛋白（如清蛋白、球蛋白）的吸附量测定知,它比骨胶原、纤维素纤维等的吸附量大。这表明,当把壳多糖透明薄膜贴附于创面后,其表面经由创面渗出液中的血清蛋白作用会提高生物亲和性,能使患者临床治愈后的创面变得平滑光洁。44.2 与组织细胞的亲和性实验发现,壳多糖透明薄膜贴附在创口上后,创面新生的纤维芽细胞便在此膜表面上正常地增生,比纤维素薄膜的粘合状况还好。这说明壳多糖透明薄膜对创面上细胞的正常增殖没有不良影响,而且还能促进表皮组织的形成。44.3 创伤治愈效果将壳多糖透明薄膜棉插入到大白鼠背部皮肤切口处的筋肉和筋膜之间并进行治疗。结果发现,随时间的增加, 破坏该切口的拉伸应力需要逐渐增加。同时,测定切口周围皮肤中的经脯氨酸，发现壳多糖透明薄膜的存在使该酸量降低。这些情况都说明,新产品对创伤的治愈有良好的效果。4.4.4 组织反应在豚鼠皮肤上制造1厘米深的实验性烧伤并进行创面组织学的对比观测。结果发现,当壳多糖透明薄膜存在时伤口附近溶菌酶阳性细胞的分布量提高,肉芽组织中一类叫单核细胞一巨噬细胞系的组织球也有增多的倾向,从而能加快正常肉芽组织的生长并使治愈后的创面皮肤变得光洁完好。4.5 人造皮肤的优点人造皮肤能保护创面防止感染,促进自体皮肤的生长,创面平均愈合天数比一般常规换药的愈合提前2-4天。也适用于机械创伤的新鲜创面,供皮区创面及烧伤后期溃疡创面。人造皮肤为半透明、有微孔,透水透气性好,容易观察创面情况。人造皮肤有一定的柔软性,与创面粘附性强,张贴后用无菌纱布或棉花轻轻按压即能紧贴创面且与创面亲和力好,无刺激性。未发现过敏反应及毒性反应。人造皮肤覆盖创面,一般不用再换敷料直到结痴愈合自行脱落,故减轻病人换药时的痛苦,减轻病人的经济负担,减轻护理人员的工作量。74.6目前存在的问题随着组织工程学的迅速发展，使人类替换病损组织的梦想成为现实。人造皮肤的研究也取得可喜可贺的进步，并出步应用于临床。人造皮肤的研究及产品的开发和应用，将给烧伤、大面积溃疡及皮肤缺损患者在临床的治疗带来福音。然而，人造皮肤移植目前还存在一些问题亟待解决。一方面，目前的体外培养过程周期仍较长，难以及时满足临床需要。移植中也发现由于组织工程化人造皮肤没有血管系统供给营养，表面的上皮容易坏死脱落。另一方面，目前人造皮肤的韧性及机械性能同天然皮肤仍有较大的差距5。4.7 人造皮肤的发展前景 科学家表示，真正的人造皮肤应当与人类的皮肤相似，不仅能感知压力、可弯曲、有弹性，还应当有许多其他的功能，比如能够像人类皮肤一样感受到由抓挠等侧压产生的压力，可以与人类的大脑整合到一起等5。随着组织工程学的迅猛发展，使人类替换病损组织的梦想成为现实。人造皮肤的研究也取得可喜可贺的进步并应用于临床。人造皮肤的研究及产品的开发和应用，将给烧伤、大面积溃疡及皮肤缺损患者在临床的治疗带来福音。然而，人造皮肤移植目前还存在一些问题亟待解决。一方面，目前体外培养过程周期仍较长，难以及时满足临床需要。移植中也发现由于组织工程化人造皮肤没有血管系统供给营养，表面的上皮容易坏死脱落。另一方面，目前人造皮肤的韧性及机械性能同死有天然皮肤仍有较大的差距6。 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】赵长生著图书生物医用高分子材料2009年02月化学工业出版社出版。【3】刘传贵,孙昌,孙康宁. 生物材料的研究现状与发展J .甘肃科学学报,2004 ,16 (1) :5762. 11。【4】中国组织工程研究与临床康复杂志社学术部.