医用生物高分子材料.doc

医用生物高分子材料生物医用纺织品既属于产业用纺织品领域，又属于医疗器材范畴，它是生命科学和材料科学交叉的产物，目前已经成为各国研究的热点。生物医用材料是现代临床医学发展的重要物质基础，其产业规模虽然不大，但知识密集，产出很高，因此世界各国对此均十分重视，其发展势头十分强劲，东华大学(原中国纺织大学)在该领域的研究处于国际领先地位，其专利成果已经进驻上海浦东张江高科技园区，建成上海高校(浦东)重点实验室，其天纯生物材料有限公司的医用甲壳质敷料等产品已经被医院作为临床器材使用，为病人解除痛苦。生物医用纺织品所用的材料，包括短纤维、单丝、复丝和机织、针织织物及复合材料，其中代表品种有：甲壳质纤、骨胶原纤维以及海藻酸纤维。1 甲壳质纤维 甲壳质(也称甲壳素)来自虾和蟹等节足动物的甲壳中，每年海洋产甲壳量达10亿t，在天然高分子的产量仅次于纤维素。甲壳质是一种天然多糖物质，由于其具有较好的晶状结构和较多的氢键，因此，其溶解性能很差。甲壳经脱乙酰化成为甲壳胺(也称脱乙酰甲壳素)其溶解性能比甲壳质好。将精制的甲壳质或甲壳胺溶解于合适的溶剂，通过湿法纺丝制成为甲壳质纤维或甲壳胺纤维。由于甲壳质或甲壳胺具有良好的生物相容性和适应性，并具有消炎、止血、镇痛和促进肌体组织生长等功能，可促进伤口愈合，因此被公认为保护伤口的理想材料。 甲壳质作为低等动物中的纤维组分，兼具高等动物组织中的胶原和高等植物纤维中纤维素两者的生物功能，因此生物特性十分优异，其主要特征为：(1)生物相容性好。甲壳质及其衍生物是无毒副作用的天然聚合物，其化学性质和生物性质与人体组织相近，因此，其制品与人体不存在排斥问题。(2)生物活性优异。甲壳质及其衍生物因本身所含的复杂的空间结构而表现出多种生物活性，其制品具有抑菌、降低血清和胆固醇含量、抑制成纤维细胞生长、直接抑制肿瘤细胞以及促进上皮细胞生长、促进体液免疫和细胞免疫等作用。(3)生物降解性好。甲壳质及其衍生物在酶的作用下会分解为低分子物质。因此，其制品用于一般的有机组织均能被生物降解而被肌体完全吸收。甲壳质及其衍生物的医疗保健功能有：免疫调节、降低胆固醇、抗菌、降血压、脂质排泄、促进乳酸菌生长、促进伤口愈合以及细胞活性化等作用。 2 骨胶原纤维骨胶是一种蛋白质，它在皮肤、骨骼、腱、血管、肠、眼角膜和牙齿中担负着个体保护以及保持形态的作用。骨胶分子由三概括多肽链形成螺旋结构。骨胶原纤维是通过重新组构牛屈肌腱的骨胶原悬浮液制成的。首先将干净的肌腱薄片用解元酶进行处理除去骨胶原原纤维束的弹性硬元，使之容易膨胀。在除掉了非骨胶原蛋白质和多余的酶之后，将肌腱薄片浸在氰乙酸和甲醇-水的混合液(pH23)里使其膨胀。接着再将得到的混合物进行均匀化处理和过滤，然后压入适当的凝固浴里形成丝条，其断裂强度可达2.7cN/dtex左右。骨胶原作为医用材料的特点在于：生物适应性优良、无抗原性、生物体吸收性良好等，因此国内外正将其开发和应用于伤口保护。3 海藻酸纤维海藻酸是从海藻植物中提炼的多糖物质。海藻酸纤维可由湿法纺丝制备，将海藻酸钠碱性浓溶液经过喷丝板挤出后送入含钙离子的酸性凝固浴中，海藻酸钠与钙离子发生离子交换，即形成不溶于水的海藻酸钙纤维，该纤维的缺点是断裂强度较低。当海藻酸钙纤维用于伤口接触层时，它与伤口之间相互作用，会产生海藻酸钠、海藻酸钙凝胶。这种凝胶是亲水性的，可使氧气通过而细菌不能通过，并促进新组织的生长。海藻酸纤维的制备通常采用与非海藻酸高聚物共纺丝的方法，后者往往是水溶性的或者可溶于有机溶剂，并且均含有负电荷基团COO-，主要有：羧甲基纤维素(CMC)、果胶质(含半乳糖醛酸)、N-，O-羧甲基脱乙酰甲壳质(NOOC)、O-羧甲基脱乙酰甲壳质(OCC)、聚天冬氨酸、聚谷氨酸以及聚丙烯酸等。这些非海藻酸高聚物的加入可以改善海藻酸纤维的吸收性能等。4 结语由于石油资源的储量有限，以及人类生存对经济可持续发展的要求，使得生物技术合成新材料成为当今新材料研究的热点。也许生物技术的优点还不能马上被人们充分认识，它所带来的巨大变化可能还需五年甚至更长时间才能显现，但是