医用高分子概述课件

↖(^ω^)↗医用高分子1医用高分子材料

概述制作人：高分09-3压轴组↖(^ω^)↗医用高分子2一、概述◎前言生命科学是21世纪备受关注的新型学科。而与人类健康休戚相关的医学在生命科学中占有相当重要的地位。医用材料是生物医学的分支之一，是由生物、医学、化学和材料等学科交叉形成的边缘学科。而医用高分子材料则是生物医用材料中的重要组成部分，主要用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断检查、患疾治疗等医疗领域。◎发展历史早在公元前3500年，埃及人就用棉花纤维、马鬃缝合伤口。墨西哥印地安人用木片修补受伤的颅骨。公元前500年的中国和埃及墓葬中发现假牙、假鼻、假耳。进入20世纪，高分子科学迅速发展，新的合成高分子材料不断出现，为医学领域提供了更多的选择余地。1936年发明了有机玻璃后，很快就用于制作假牙和补牙，至今仍在使用。1943年，赛璐珞薄膜开始用于血液透析。↖(^ω^)↗医用高分子3↖(^ω^)↗医用高分子5医用高分子

此后，随着各个学科的发展，医用高分子作为一门边缘学科，融和了高分子化学、高分子物理、生物化学、合成材料工艺学、病理学、药理学、解剖学和临床医学等多方面的知识，还涉及许多工程学问题，如各种医疗器械的设计、制造等。上述学科的相互交融、相互渗透，促使医用高分子材料的品种越来越丰富，性能越来越完善，功能越来越齐全。↖(^ω^)↗医用高分子6目前用高分子材料制成的人工器官中，比较成功的有人工血管、人工食道、人工尿道、人工心脏瓣膜、人工关节、人工骨、整形材料等。巳取得重大研究成果，但还需不断完善的有人工肾、人工心脏、人工肺、人工胰脏、人工眼球、人造血液等。另有一些功能较为复杂的器官，如人工肝脏、人工胃、人工子宫等。则正处于大力研究开发之中。从应用情况看，人工器官的功能开始从部分取代向完全取代发展，从短时间应用向长时期应用发展，从大型向小型化发展，从体外应用向体内植入发展、人工器官的种类从与生命密切相关的部位向人工感觉器官、人工肢体发展。医用高分子↖(^ω^)↗医用高分子7医用高分子的分类◎日本医用高分子专家樱井靖久将医用高分子分成如下的五大类：（1）与生物体组织不直接接触的材料这类材料用于制造虽在医疗卫生部门使用，但不直接与生物体组织接触的医疗器械和用品。（2）与皮肤、粘膜接触的材料用这类材料制造的医疗器械和用品，需与人体肌肤与粘膜接触，但不与人体内部组织、血液、体液接触，因此要求无毒、无刺激，有一定的机械强度。（3）与人体组织短期接触的材料这类材料大多用来制造在手术中暂时使用或暂时替代病变器官的人工脏器。↖(^ω^)↗医用高分子8医用高分子的分类（4）长期植入体内的材料用这类材料制造的人工脏器或医疗器具，一经植入人体内，将伴随人的终生，不再取出。（5）药用高分子这类高分子包括大分子化药物和药物高分子。前者是指将传统的小分子药物大分子化，后者则指本身就有药理功能的高分子。◎按材料与活体组织的相互作用关系分类（1）生物惰性高分子材料

(2）生物活性高分子材料

(3）生物吸收高分子材料◎按生物医学用途分类（1）硬组织相容性高分子材料（2）软组织相容性高分子材料

(3）血液相容性高分子材料（4）高分子药物和药物控释高分子材料医用高分子的分类↖(^ω^)↗医用高分子10↖(^ω^)↗医用高分子12三、高分子材料在医学领域的应用◎高分子人工脏器及部件的应用现状高分子材料作为人工脏器、人工血管、人工骨骼、人工关节等的医用材料，正在越来越广泛地得到运用。人工脏器的应用正从大型向小型化发展，从体外使用向内植型发展，从单一功能向综合功能型发展。为了满足材料的医用功能性、生物相容性和血液相容性的严峻要求，医用高分子材料也由通用型逐步向专用型发展，并研究出许多有生物活性的高分子材料，例如将生物酶和生物细胞等固定在高分子材料分子中，以克服高分子材料与生物肌体相容性差的缺点，在开发混合型人工脏器的工作也正在取得可喜的成绩。皮肤硝基纤维素，聚硅酮—尼龙复合物，聚酯，甲壳素角膜聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸－β－羟乙酯，硅橡胶玻璃体硅油，聚甲基丙烯酸－β－羟乙酯鼻、耳硅橡胶，聚乙烯乳房聚硅酮血管聚酯纤维，聚四氟乙烯，嵌段聚醚氨酯人工红血球全氟烃人工血浆羟乙基淀粉，聚乙烯基吡咯烷酮胆管硅橡胶鼓膜硅橡胶食道聚硅酮喉头聚四氟乙烯，聚硅酮，聚乙烯气管聚乙烯，聚四氟乙烯，聚硅酮，聚酯纤维腹膜聚硅酮，聚乙烯，聚酯纤维尿道硅橡胶，聚酯纤维↖(^ω^)↗医用高分子14◎根据人工脏器和部件的作用及目前研究进展，可将它们分成五大类。第一类：能永久性地植入人体，完全替代原来脏器或部位的功能，成为人体组织的一部分。第二类：在体外使用的较为大型的人工脏器装置、主要作用是在手术过程中暂时替代原有器官的功能。第三类：功能比较单一，只能部分替代人体脏器的功能，例如人工肝脏等。第四类：正在进行探索的人工脏器。第五类：整容性修复材料，这些部件一般不具备特殊生理功能，但能修复人体的残缺部分，使患者重新获得端正的仪表。↖(^ω^)↗医用高分子15◎医用高分子材料的应用

血液相容性材料与人工心脏许多医用高分子在应用中需长期与肌体接触，必须有良好的生物相容性，其中血液相容性是最重要的性能。人工心脏、人工肾脏、人工肝脏、人工血管等脏器和部件长期与血液接触，因此要求材料必须具有优良的抗血栓性能。近年来的研究发现具有微相分离结构的聚合物往往具有优良的血液相容性，如例如在聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的结构中接枝上亲水性的甲基丙烯酸－β－羟乙酯，当接枝共聚物的微区尺寸在20～30nm范围内时，就有优良的抗血栓性。↖(^ω^)↗医用高分子16↖(^ω^)↗医用高分子17这类聚合物的共同特点是分子结构都是由软链段和硬链段两部分组成的，分子间有较强的氢键和范得华力。聚醚软段聚集形成连续相，而由聚氨酯和聚脲组成的硬链段聚集而成的分散相微区则分散在连续相中，因此具有足够的强度和理想的弹性。同时分子链中的聚醚链段和聚氨酯、聚脲链段分别提供了材料的水、疏水平衡。↖(^ω^)↗医用高分子18人造皮肤

治疗大面积皮肤创伤的病人，需要将病人的正常皮肤移植在创伤部位上。但在移植之前，创伤面需要清洗，被移植皮肤需要养护，因此需要一定时间。在这段时间内，许多病人由于体液的大量损耗以及蛋白质与盐分的丢失而丧失生命。因此，人们用高亲水性的高分子材料作为人造皮肤，暂时覆盖在深度创伤的创面上，以减少体液的损耗和盐分的丢失，从而达到保护创面的目的。

聚乙烯醇微孔薄膜和硅橡胶多孔海绵是制作人造皮肤的两种重要材料。这两种人造皮肤使用时手术简便，抗排异性好，移植成活率高，已应用于临床。高吸水性树脂用于制作人造皮肤方面的研究，亦已取得很多成果。此外，聚氨基酸、骨胶原、角蛋白衍生物等天然改性聚合物也都是人造皮肤的良好材料。↖(^ω^)↗医用高分子20医用粘合剂从医用粘合剂的使用对象和性能要求来区分，可分成两大类，一类是齿科用粘合剂，另一类则是外科用（或体内用）粘合剂。由于口腔环境与体内环境完全不同，对粘合剂的要求也不相同。此外，齿科粘合剂用于修补牙齿后，通常需要长期保留，因此，要求具有优良的耐久性能。而外科用粘合剂在用于粘合手术创伤后，一旦组织愈合，其作用亦告结束，此时要求其能迅速分解，并排出体外或被人体所吸收。粘合剂作为高分子材料中的一大类别，近年来已扩展到医疗卫生部门，并且其适用范围正随着粘合剂性能的提高、使用趋于简便而不断扩大。医用粘合剂在医学临床中有十分重要的作用。在外科手术中，医用粘合剂用于某些器官和组织的局部粘合和修补；手术后缝合处微血管渗血的制止；骨科手术中骨骼、关节的结合与定位；齿科手术中用于牙齿的修补等。↖(^ω^)↗医用高分子21目前常用的齿科粘合剂主要有以下品种：①磷酸锌粘固剂②羧基化粘固剂③玻璃离子键聚合物粘固剂④