第八章 医用高分子材料

第八章

医用高分子材料81一、概述医用高分子的研究，已形成了一门介于现代医学和高分子科学之间的边缘学科。在各种材料中，高分子材料的结构，化学组成和理化性质与生物体最为接近，因此最有可能用作医用材料。高分子化合物在生物界的普遍存在，决定了它们在医学领域中的特殊地位。近50年来，高分子材料已经越来越多地应用于医学领域，造福于人类。医用高分子融和了高分子化学、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众多学科。2二、医用高分子的分类世界著名医用高分子专家、日本的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2．与皮肤、粘膜接触的材料3．与人体组织短期接触的材料4．长期植入体内的材料5．药用高分子3三、医用高分子材料的基本特性1．对医用高分子材料的基本要求在化学上是隋性的，不会因与体液接触而发生反应对人体组织不会引起炎症或异物反应不会致癌具有抗血栓性，不会在材料表面凝血长期植入体内，不会减小机械强度能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性易于加工成需要的复杂形状4人体是一个十分复杂的环境，在人体中长期工作着的高分子材料必须具有优异的化学稳定性。(a)体液引起聚合物的降解、交联和相变化。(b)体内的自由基引起高分子材料的氧化降解反应。(c)生物酶引起的聚合物分解反应。(d)在体液作用下，高分子材料中的添加剂溶出，引起性质的变化。(e)血液、体液中的类脂质、类固醇及脂肪等物质渗入高分子材料，使材料增塑，强度下降。人体环境对高分子材料的作用．主要有以下一些形式：5由于外物植入体内引起的组织反应大致有四种情况：(a)急性局部反应，如局部炎症、坏死、异物排斥反应形成血栓等。(b)慢性局部反应，如局部炎症、肉芽增生、组织增生、钙沉积组织粘连、溃疡、致癌、形成血栓等。(c)急性全身性反应，如急性毒性感染、发热、神经麻痹、循环障碍、血液破坏等。’(d)慢性全身性反应。如慢性中毒、血液破坏、脏器功能障碍、组织畸变等。6当高分子材料植入人体后，高分子材料本身的性质，如交联度、分子量、构象、高分子材料中所含的杂质、单体、添加剂都可能与致癌因素有关。当向人体植入高分子材料时，除考虑材料的物理、化学性质外，还应充分考虑其形状因素。7人体的血液在表皮受到损伤时会自动凝固，这种血液凝固的现象称为血栓。这是一种生物体的自然保护性反应。高分子材料的抗血栓问题是一个十分活跃的研究课题，世界各国有大量科学家在潜心研究，进展也颇为显著。但至今尚未制得一种能完全抗血栓的高分子材料。为了解决高分子材料和血液的适应性，就要抑制血栓形成反应的发生。近年来研究成功了以下几种类型的血液相容性材料：①促进伪内膜形成；②抑制血小板体系的活化；③抑制内因素、凝固体系的活化；④促进血栓溶解等8从高分子结构的变化来改变血液适应性(1)具有微相结构的聚氨脂嵌段共聚物由软硬链段交替组成的多嵌段共聚物，软段通常由聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷等组成连续相；硬段包含脲基和氨基甲酸脂，键能很大的氢键使硬段聚集成微区。目前，这种链段化聚氨脂已广泛应用于临床的人工血管及人工心脏中。(2)具有微相分离结构的亲疏水型嵌段共聚物ABA型三嵌段共聚物，呈现亲水、疏水相间的层状结构,此共聚物粘附血小板量极少，不仅不发生变形和凝聚，而且还能抑制它的变形、活化和凝聚。目前这一三嵌段共聚物作为治疗心肌梗塞的旁路用人工血管已通过动物