医用高分子材料

1、医用高分子材料功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10艰上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50%按照功能分类(1)化学功能离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子，电子交换

2、树脂.(2)物理功能导电性高分子(包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分子半导体)、高介电性高分子(包括高分子驻极体、高分子压电体)、高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料、高分子光致变色材料等.(3)复合功能高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等.(4)生物、医用功能抗血栓、控制药物释放和生物活性等二、按照功能特性分类(1)分离材料和化学功能材料(2)电磁功能高分子材料(3)光功能高分子材料(4)生物医用高分子材料医用高分子材料是一类根据医学的需求来研制与生物体结构相适应的、在医疗上使用的材料医

3、用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料，具来源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。天然医用高分子材料来源于自然，包括纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等；合成医用高分子材料是通过化学方法，人工合成的用于医用的高分子材料，目前常用的有聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基毗咯烷酮、聚醍醍酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。它近二十年来发展十分迅速，极大的推动了人工器官移植技术及相关医疗技术的进步，对人类战胜疾病和保护健康具有极其重要的意义。医用高分子材料多用于人体，直接关系到人的生命和健康，一般对其性能的要求是：安全性：必须无

4、毒或副作用极少。这就要求聚合物纯度高，生产环境非常清洁，聚合助剂的残留少，杂质含量为ppm级，确保无病、无毒传播条件。同时其高分子化合物本身以及单体杂质、降解或磨损产物不对身体产生不良影响。物理、化学和机械性能需满足医用所需设计和功能的要求。如硬度、弹性、机械强度、疲劳强度、蠕变、磨耗、吸水性、溶出性、耐酶性和体内老化性等。以心脏瓣膜为例，最好能使用25万小时，要求耐疲劳强度特别好。止匕外，还要求便于灭菌消毒，能耐受湿热消毒(120140C)、干热消毒(160190C)、辐射消毒或化学处理消毒，而不降低材料的性能。不同性能的医用高分子材料可根据其具体情况选择合适的灭菌方式。适应性：包括与医疗用

5、品中其他材料的适应性，材料与人体生物相容性、血液相容性及组织的相容性。材料植入人体后，要求长时期对体液无影响；与血液相容性好，对血液成分无损害，不凝血，不溶血，不形成血栓；无异物反应，在人体内不损伤组织，不致癌致畸，不会导致炎症坏死、组织增生等。特殊功能：不同的应用领域，要求材料分别具有一定的特殊功能。例如：具有分离透析机能的人工肾用过滤膜、人工肺用气体交换膜，以及人造血液用吸脱气体的物质等，都要求有各自特殊的分离透过机能。在大多数情况下，现有高分子材料的表面化学组成与结构很难满足上述要求，通常要采用表面改性处理，如接枝共聚，以改进其抗凝血性等性能。止匕外，医用高分子材料还需要优异的加工成型性

6、，易加工成需要的复杂形状的。在实际实验中，例如2016年杨永超、谈清、杨萃、陆芸联合发表了新型碳化硅-碳复合材料用于人工小关节假体的实验研究，目的通过对新型碳化硅-碳(C/C-SiC)复合材料进行生物相容性的相关研究,论证其作为人工小关节假体替代材料上的可行性。方法将灭菌处理后的C/C-SiC复合材料制成表面积与浸提介质体积比率分别为1cm2/ml、3cm-2/ml、5cm-2/ml的C/C-SiC复合材料浸提液作为实验组，观察小鼠成纤维细胞（3T3）在其中的的生长状态，并测定各自吸光度（A值），评定其细胞毒性情况。按50ml/kg的比重每隔24h分别腹腔注射3cm2/ml的浸提液、环磷酰胺溶

7、液及生理盐水，毒染4次后取股骨骨髓液，制得涂片，观察含有微核的嗜多染红细胞，分析其遗传毒性情况。沿兔耳缘静脉取8ml新鲜兔血，抗凝处理后水浴1h,观察并计算溶血率，判定其是否发生溶血反应。将白化豚鼠背部除毛，在其除毛区上半部分别敷盖C/C-SiC材料表面积与浸提介质体积比为3cm2/ml、5卿醛（阳性对照组）和生理盐水（阴性对照组）的纱布6h,重复3周后去除,14d后再于除毛区下半部敷盖三种材料，观察24、48h的皮肤情况并分级。结果生物毒性方面，实验组中细胞生长情况良好，形态正常，且随时间延长细胞数量逐渐增加。遗传毒性方面，骨髓液中嗜多染红细胞的微核数逐渐增加，与生理盐水组无统计学差异（P0

8、.05）。溶血反应中，实验组与阴性对照组无统计学差异（P0.05）,与阳性对照组有统计学差异（P0.05）。致敏试验中，实验组仅1例在24h内呈现1级反应，且在48h内消失。结论C/C-SiC复合材料无细胞毒性及细胞遗传毒性，无致敏反应及溶血反应，具有较好的生物相容性，可替代传统的C/C材料成为人工小关节假体的理想材质。陕西师范大学物理化学硕士赵国巍发表了文章生物医用高分子材料的表面改性及其抗凝血性能的研究。医用化学高分子材料的发展前景广阔，这种面向人类身体功能材料的研究，将是生命科学的基础。参考文献：杨永超、谈清、杨萃、陆芸新型碳化硅-碳复合材料用于人工小关节假体的实验研究，中华关节外科杂志2016年01期;徐军新型功能高分子材料的研究与应