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医用功能高分子的研究进展 赖林峰 （哈尔滨理工大学材料学院高分子09-1班）摘 要 ：医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之闻的新兴学科。目前，在生命科学，医疗器械、药物等领域中已得到广泛而重要的应用。本文介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求，并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。关键字 ：高分子 医用 展望一 种类与应用生物医用高分子包括医用高分子和药用高分子两大方面。医用高分子：用于治疗作用的高分子材料。可分为生物体外的高分子材料，如：各种手术器械、输血用具、输液管道、手术衣、一次性针筒和创伤膏。生物体内高分子：人工关节、人工肺人工心脏和人工血管。药用高分子材料包括：缓释放药物和高分子药物。（1）医用及其性质要求 对医用高分子材料的共同要求：稳定性好、耐生物老化、无毒、无害、不会引起炎症、癌症或其他疾病、与生物相容性好、有一定的耐热性（便于高温消毒）。对一些用于身体内的非永久性的材料，如手术缝合线，要求在一定时间内被生物降解，其降解产物对身体无害、易排除。对于不同的应用场合，对材料有特殊的要求。在所有要求里，高分子材料的生物相容性特别是血液相容性是生物医用材料与一般工业应用高分子材料的最大区别，是医用和药用高分子材料的共同要求。1. 生物相容性引起生物不相容的原因有，.高分子材料的溶出物引起的毒性，如在制备过程中加入的化学品、引发剂、稳定剂、以及未聚合的单体。.材料降解的中间产物或者最终产物的毒性。.材料在加工合成过程中带来的细菌或病毒污染。能作为医用高分子材料的有天然高分子以及改性合成高分子。1.天然高分子，这是一类重要医用材料包括各种纤维素；壳聚糖；明胶；淀粉及其衍生物。2.合成高分子，聚丙烯酸酯或酸类；脂肪族聚酯；聚硅橡胶类；聚氨酯类；乙烯类聚合物；聚膦类；聚醚类。2. 高分子材料的血液相容性 普通材料与生物体内的血液接触时，在1-2分钟内就会在材料表面形成血栓，血栓的形成是复杂的反应，形成血栓后，这些器件无法正常工作。这就要要求制造这些器件的材料有较好的抗凝血性能。除选择有抗凝血性能的材料外，抗凝血性能可以通过多种途径来改进 人工脏器或血管表面光滑,可减缓血小板细胞成分在膜面是黏着和凝聚；使膜面带有负电荷的基团；是带负电荷的血小板难以在膜面是凝聚；调节膜面分子结构的亲水性和疏水性的比例，以提高抗凝血能力；动物体内的肝素具有优良的抗凝血性，将适量的肝素连接在合成材料上，缓慢释放出来，以提高抗凝血能力；微相分离的高分子材料具有良好的血液相容性。抗凝血高分子材料的应用：人造血管，要求高分子材料具有多孔性和抗凝血性，除了使用具有微相分离结构的高分子材料外，还可以在血管表面接肝素。血液净化系统膜材料及人工肾。作为血液净化系统的高分子材料要求具有良好的血液相容性、透水性好、对尿毒性物质透过性良好。富角膜与人工肺。3.高分子材料的生物降解性 聚合物的体内降解，主要因素是水、酶等的作用，降解发生在聚合物主链上的不稳定键，降解产生后必须对身体无害，且易排出。生物降解聚合物的应用。.手术缝合针；体内固定装置，主要用于骨折内固定装置，必须具有更好的相容性；组织修复其他医用高分子材料：医用粘合剂、高吸水性高分子。（2）药用（本身不起药物作用）1.负载型药用高分子常见的药物大部分为小分子药物，低分子药物溶解并身体吸收，体内药物浓度迅速升高到峰值，引起了治疗疾病所需要浓度的许多倍，对身体产生副作用，甚至出现中毒症状。从20世纪60年代开始，就有人致力于高分子药物的研究，合成了许多有药效的高分子药物，如高分子抗菌剂、高分子麻醉剂。与小分子药物比较，高分子药物具有毒性小、药效高、进入体内能否有效的到底发病部位，具有缓释放的优点，特别是抗癌药物的出现，给控制癌症的注意及治疗带来了新的希望。制取方式：通过高分子反应，将小分子药物共价键连到高分子链上；将药物与大分子单体反应，再进行聚合物共聚合。将药物封入高分子基体内，所得到的高分子药物其药理作用的仍是小分子药物2.生物降解型高分子这类材料的降解产物参与体内代谢和排泄，不会长期滞留在体内，生物降解型高分子的施药机理以药物扩散为辅，材料的降解为主，使难以控制的亲水性药物获得满意的释放行为。其作用有增加药效，如利用胶囊技术，使药物分解速度减慢；减少副作用，由于缓释放作用，减少了服用量；克服一些药物难违难吃的问题（2）药用（具有药效）即高分子药物，这类药物必须有一定的相对质量的整体高分子才能显示特定的药效，若把分子切断，则散失药效。1.血液增量剂，又称人造血液，第二次世界大战，德国人发现聚乙烯基吡咯酮具有良好的血液相容性，对各种血型无副作用，但不具有输送O2和CO2。日本生产的全氟烃乳化液能起到输氧的作用，可以做短期的血液，我国也成功研制了该药物，并用于临床。2.干扰素，干扰素平时处于睡眠状态，必须靠诱导剂将其唤醒3.阴离子聚合物，具有杀菌抗病毒等药效，抑制癌细胞增长，它还能产生免疫活性，诱导产生干扰素，具有免疫抗肿瘤的作用高分子药物设计 ringsdorf提出了高分子药物模型，把理想的高分子药物分成三段，1.要提高整个高分子药物所需的水溶性，脂溶性和无毒性。2.将小分子药物固定在高分子链上，并能缓慢释放。3.为转运药物设计某种结构二 国内外发展状况及展望据统计，世界上已用的医用高分子材料有90多个品种，1800余种制品，医用塑料年消售额达31亿美元。西方国家医用高分子材料的年增长率为1015。另据生物技术通报报道，现在美国商业化的生物技术是以医药品为主的。加拿大的生物技术的优势领域在医疗器材和制药业。在欧洲，英国的生物技术市场达到36亿欧洲货币单位。德国1997年投入生物技术研究与开发的总经费大约为33亿马克。生物技术是日本21世纪创新产业的主要技术领域之一。在“生物技术立国”的口号下，日本政府5年内投资2万亿日元，其中生物降解材料和药物生产商业化是其重点支持的领域。韩国制定了韩国生物技术2000纲要，在实施纲要的14年期间，政府和企业将投资200亿美元。我国从上世纪50年代就开展了人工器官的研究，经过50多年的发展，已经取得了很大的成就，现有医用高分子材料60多种，制品达400余种。早在1999年6月，科技部生物领域专家组就在南京和上海召开了“生物芯片技术”和“组织工程技术”研讨会，会议决定启动这2个研究项目H，并作为该领域的重点课题。东南大学、清华大学、华中农业大学、上海第二医科大学、第一军医大学和华东理工大学等单位承担了这些课题，其某些研究成果已见报道。此外，中科院化学所、天津大学、中国科技大学、浙江大学、四川大学、军事医学科学院等单位也分别在组织工程、药物控释等方面展开了研究工作，使我国医用高分子材料的研究呈现出欣欣向荣的景象。生物技术将是21世纪最有前途的技术，生物医用高分子材料将在其中扮演重要角色，其性能将不断提高，应用领域也将进一步拓宽。作者认为，今后的发展趋势将主要体现在以下几个方面：1.医用可生物降解高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重视，无论是作为缓释药物还是作为促进组织生长的骨架材料，都将得到巨大的发展H卜44|。2.复制具有人体各部天然组织的物理力学性质和生物学性质的生物医用材料，达到高分子的生物功能化和生物智能化3.人工代用器官在材料本体及表面结构的有序化、复合化方面将取得长足进步，以达到与生物体相似的结构和功能，其生物相容性将大大提高。4.药用高分子及医药包装用高分子材料的应用将继续扩大。由于医用高分子材料的研究对探索人类生命的秘密，保障人体健康和促进人类文明的发展都相当重要，世界各国都十分重视并大力研究开发，正形成新的高科技产业，因此，继续大力发展我国医用高分子材料的研究和开发意义重大。 参考文献【1】凌绳等编著聚合物材料，北京：中国轻工出版社，2000【2】陈建海主编. 药用高分子材料与现代医药，北京：科学出版社，2003【3】何天白 胡汉杰，功能高分子与新技术，化学工业出版社，2001【4】潘才元编著.功能高分子，北京：科学出版社，2006【5】郑玉峰 李莉生物医用材料学，哈尔滨工业大学出版社，2005【6】从日楠，医用高分子材料的研究现状，