医用硅橡胶及其制品-王小林.ppt

高分子材料科学与工程导论 课程 作业 题目 医用硅橡胶及其制品 姓名 王小林学号 201220101649 Contents 聚合物新型成型装备国家工程研究中心 1引言 1 1医用高分子材料 医用高分子材料 在医学上使用的高分子材料 是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科 它是以医用为目的 用于和活体组织接触 具有诊断 治疗或替换机体中组织器官 增进其功能的无生命材料 其中医用硅橡胶是医用高分子材料的重要组成部分 1引言 1 2医用橡胶 作为医用橡胶材料 其理化指标须符合医药法规标准 一般而言 医用橡胶须具有耐热 耐低温耐医药化学品等性质 并绝不能溶出钡 铅 汞 砷等重金属离子以及气密性好等特性 目前 作为医用材料使用的橡胶品种很多 包括NR 天然橡胶 MVQ 硅橡胶 IIR 丁基橡胶 PUE 聚氨酯橡胶 等 1引言 1 2医用橡胶 NR天然胶乳是医用橡胶最主要的原料生胶 一方面 它不易被人体内的消化酶分解 也不易被细菌 真菌等微生物分泌的酶分解 具有良好的稳定性 另一方面 它不会被人体吸收 一般认为是无毒的 主要应用领域 外科手术手套 导尿管 伤口引流管 压脉器等 问题 天然胶本身含有一些蛋白质 可能会成为过敏原 1引言 1 2医用橡胶 IIR丁基橡胶具有优良的气密性和良好的耐热 耐老化 耐酸碱性能 广泛用于制造医疗卫生用品 特别是取代天然胶塞 国家药监局规定2004年底以后国内所有要用胶塞一律停止使用普通天然胶瓶塞 1引言 1 2医用橡胶 PU血液的基本成分是蛋白质 组成蛋白质的多肽链中含有若干个酰胺键 与聚氨酯大分子链中的氨基甲酸酯极性相近 因此聚氨酯与生物体具有良好的生物相容性 同时聚氨酯材料具有优异的物理机械性能和良好的生物可降解性 2医用硅橡胶 2 1医用硅橡胶的化学组成 由于其结构对称性 分子主链呈螺旋状 使硅氧单键的极性相互抵消 且侧链的R一般都是低极性或非极性基团 所以整个大分子极性很低 使硅橡胶表现出疏水性 耐氧化以及抗老化性 此外 主链中Si2O键和侧链中的C2Si键的极性都近似于离子键 在正常使用温度 250 C以下 不发生裂解 氧化等反应 故又具有优异的耐热性 2医用硅橡胶 2 1医用硅橡胶的化学组成 硅橡胶对称的螺旋形结构 2医用硅橡胶 硅橡胶是硅 氧及有机根组成的单体经聚合而成的一族有机聚硅氧烷 于20世纪中期开始应用于医学领域 具有良好的理化稳定性和生理惰性 体内长期植入 不被机体代谢 吸收和降解 并且在复杂环境条件下具有耐老化性及良好的工艺性能 2医用硅橡胶 2 1医用硅橡胶的化学组成 由于其结构对称性 分子主链呈螺旋状 使硅氧单键的极性相互抵消 且侧链的R一般都是低极性或非极性基团 所以整个大分子极性很低 使硅橡胶表现出疏水性 耐氧化以及抗老化性 此外 主链中Si2O键和侧链中的C2Si键的极性都近似于离子键 在正常使用温度 250 C以下 不发生裂解 氧化等反应 故又具有优异的耐热性 2医用硅橡胶制品 2 2硅橡胶的生物学性质 2 2 1化学稳定性硅橡胶具有耐热耐老化性能 在弱的酸碱和多种介质 如生理盐水 酒精等 中性能变化小 可承受多次高温高压消毒而不影响性能 2 2 2耐生物老化性能硅橡胶长期置于机体组织内受体液 血液 酶等作用 不发生因降解或结构化而导致的力学性能的明显改变 硅橡胶植入体内后没有发现任何真菌 细菌或其它微生物的侵蚀或破坏 2医用硅橡胶制品 2 2硅橡胶的生物学性质 2 2 3与机体的组织相容性在各种医用高分子材料中 以硅橡胶和聚四氟乙烯对周围的组织反应最小 不引起炎症和过敏反应 纤维黏连蛋白 玻璃黏连蛋白 纤维蛋白原2 2 4与血液的相容性血液相容性的关键是高分子材料的抗血凝性 就目前而言尚没有发现哪一种高分子材料是血液完全相容的 硅橡胶有较好的抗凝血性和低溶血率 2医用硅橡胶 2 3医用硅橡胶制品 作为人造器官主要产品包括脑积水引流装置 人工肺 视网膜植人物 人工硬脑膜 人工喉管 人工手指 手掌关节 人造鼓膜 牙齿印模及托牙组织面软衬垫 人工肌腱 人工心脏瓣膜附件等 在整容和修复方面的应用人工颅骨的修复 在用尼龙 聚酯纤维等增强后作人造皮肤 提高视力的隐性眼镜 修补前额 鼻 勃颈等 治疗外耳的缺损 现在争议一直很大的人工乳房等 2医用硅橡胶 2 3医用硅橡胶制品 药物缓释橡胶具有良好的渗透及透过性 药物能透过硅橡胶进行有效的控制释放和缓慢扩散 硅橡胶可作为药物缓释体系的载体 如包封药物胶囊 包封的药物包括抗生素 镇静剂 安眠药 抗癌药 麻醉剂等 2医用硅橡胶 2 3医用硅橡胶制品 2医用硅橡胶 2 3医用硅橡胶制品 精彩图片 美国科学家用硅橡胶为主要原料制作出来的人工肺 人造皮肤的出现 给 那 些 因 为 火灾 疾病等因素导致毁容的人带来了新的希望 画皮2存储模量 人造皮肤的出现 给 那 些 因 为 火灾 疾病等因素导致毁容的人带来了新的希望 画皮2存储模量 假胸 尺度的变化 假胸 尺度的变化 3医用硅橡胶今后的发展方向 由于其分子结构的低极性造成的疏水性 使其仍对人体有一定的异物反应 今后的发展要求是对其表面进行改性 提高其亲水性 a等离子体表面改性b接枝 嵌段共聚法改性硅橡胶c生物活性物质与硅橡胶混合改性 3医用硅橡胶今后的发展方向 典型的等离子处理法示意图 3医用硅橡胶今后的发展方向 典型的嵌段共聚法示意图 3医用硅橡胶今后的发展方向 2 抗张力强度不够 易破裂和撕裂 要解决其机械强度低的性质 就要对其采用物理和化学方法改性 3 对皮下避孕埋植系统而言 以硅橡胶为载体的长效皮下埋植剂在放置有效期满后必须取出 增加了使用者的痛苦和花费 这样就引发了可生物降解埋植剂的研究 参考文献 1史文红 赵成如 医用硅橡胶及其制品 J 中国医疗器械信息 2009 15 11 2温变英 生物医用高分子材料及其应用 J 化工新型材料 2001 29 9 413医用高分子材料 硅橡胶4贡长生 张克立 新型功能材料 M 北京 化学工业出版社 2001 5BelangerM