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文档简介
1、生物医学聚合物Bio-medical Polymer,生物医学聚合物内容,1,医学聚合物概述2,生物降解聚合物3,聚乳酸(pollark)4,聚乳酸(pollarton)4,pollarton改性5,血液相容性聚合物6,药物释放系统7,组织工程,1,组织工程,生物材料是用于诊断、治疗、修复或替换人体损伤组织、器官或其功能的新型高级材料,生物聚合物材料、生物陶瓷材料、生物金属材料和生物医学复合材料、生物医学材料分类、生物金属材料-生物医学材料生物医学武器非金属材料或生物陶瓷-生物医学陶瓷生物医学复合材料-生物医学复合材料-生物医学衍生材料,体内移植材料(in vivo)人工器官和修复.半体内应用
2、材料(ex vivo)一般在体外使用,但人工胃、肺、导管、透析器、透析膜、接触眼镜、体外使用的物质(in vitro)医疗器械、酶、抗体、细胞、激素等熊、分离物质、人工代谢器、生物传感器、天然衍生物质,早期原料来自运动、植物或体液,由物理或化学方法处理、处理的物质。包括天然的无机衍生物和天然的有机衍生物。、有机物质、生物惰性物质聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚酯、硅橡胶、在体内引起物质变化的因素,生理活性骨、关节、肌肉的机械力学运动细胞生物电、磁场和电解、氧化作用新陈代谢中,生物化学和酶是指细胞黏附作用于体液的各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基对物质的生物降解,要求高、严格
3、,生物相容性分类和要求抗血小板血栓抗凝血剂血液相容性抗白细胞减少抗白血球减少抗补体系统抗血浆蛋白吸附抗细胞因子吸附生物相容性细胞黏附无抑制细胞生长细胞活化组织相容性抗细胞原生质体转化抗炎非诱导性致癌性致癌性非诱导性致癌性无机性,组织相容性短期接触性长期接触性急性无毒性无致敏效应无致畸作用无致癌性与组织结合抗侵蚀性抗衰老可加工性可灭菌性. 160 190 l高压蒸汽法.125 135/15 25分钟l调查法.。co60辐照强度125104 Red l环氧乙烷熏蒸法.。30分钟l福尔马林斯蒸汽熏蒸法.。2小时l酒精消毒杀菌法.。30分钟,对各种杀菌技术的比较,关于灭菌技术选择的参考,化学、生命与健
4、康、聚合物、生物医学聚合物、文献实验设计计算化学反应精制分析试验处理确认动物实验论文,报告国家审查临床试验国家审查产品,研究周期长,利用合成高分子材料的优点,分子设计后通过化学合成品种多能,控制和调节加工性,加工性大批量热热分解调查(光、UV线、g线)光解、辐射分解氧化(O2、O3)氧化分解调查氧化光解分解物水解微生物、酶生物降解机械力机械分解声波3354超声波分解环境包括天然的无机衍生物和天然的有机衍生物。分解机制、体内物质的分解和吸收是由生物环境的作用(包括物理、化学和生化因素)构成的复杂过程。物理因素是外部压力化学因子主要起水解、氧化、酸碱作用的生物化学因子,主要是酶和微生物*植入体内的
5、物质主要是接触组织和体液,因此水解(包括酸碱作用和自催化作用)和酶水解是最主要的分解机制,水解机制,天然聚合物在生物中分解,首先水解或氧化可降解合成高分子材料的降解主要是水解。水解过程可以由酸、碱或酶催化。高分子量固体聚合物装置从不溶于水的固体变为水溶性物质的过程称为溶解。分子链破坏是分解的第一步。吸收是第二阶段:进入体液的分解产物被细胞吞噬,变形和代谢。分子量低于可溶于水的限度(平均分子量为Mn5000达吨左右的聚酯)时,整体结构由于变形和失重,逐渐变成细小的碎片,进入体液。酶解机制、聚合物前水解过程不一定需要酶,但水解产生的低分子聚合物片段可能需要通过酶作用转化为小分子代谢产物酶水解和酶氧
6、化反应,酶对降解机制及速度酶解机制有一定的影响。容易水解的聚合物在体内可以同时具有简单水解和酶催化水解两种作用,容易被水解的聚合物:聚酯、聚酰胺、多氨基酸、聚-氰基丙烯酸和部分聚酯聚氨酯*酶氧化机制:主要是一些可水解的聚合物材料在体内通过细胞的吞噬和巨细胞内吞噬作用被吸收。体内的酶都参与了这种转化反应,草有加速其转化的作用*自由基作用机制:氢氧自由基是引起分解的重要因素。例如,聚乳酸在具有过氧化氢和二价铁离子的介质中的降解速度几乎是简单水介质中的两倍,包含可水解基团聚合物的分解模式。聚合物型主链的组合降解物聚酯-c-O-c-oh ho-c-O聚醚-c-O-c-c-oh ho-c-聚氨酯-c-O
7、-O-O不包括非酶水解和溶解。在土壤和海水中分解成酶的高分子材料称为生物降解塑料。生物可吸收性:指因酶或非酶而在人体内分解,分解产物能被身体吸收和代谢的特性。*内含物不分解,在溶解状态下吸收,例如胶原蛋白等可通过酶作用分解的天然聚合物。身体中物质的吸收和排泄,组织和细胞生物学可以作为研究物质在体内吸收过程的主要手段,用于评价物质的组织反应和生物相容性。可以使用同位素标记方法定量研究体内物质的分解、吸收和排泄。聚合物主链的水解性和单体的亲水性是最重要的因素,材料本身的化学结构。具有不同主链结构的合成聚合物在中性水介质中容易分解的程度大,排列有少量。聚酸酐聚羧酸酯聚氨酯聚醚聚氨酯,影响聚合物生物降
8、解性的主要因素,化学成分中包含的可水解组的种类和含量?分子主链的灵活性?分子形态结构橡胶状态(?)玻璃状态(?)结晶状态(?)亲/疏水亲水性和疏水性两组均只含有单个水基,可降解聚合物的分子量、强度和质量随分解时间而变化,生物降解材料在临床医学中重要且广泛应用的新型生物降解材料的出现,医疗技术的改革生物降解材料的经济性很高,3、聚乳酸(pollactic acid)聚乳酸(lactic acid)()没有真菌*,真菌种类:镰刀菌L023,多菌对PLGA(50/50)吸收率分解的影响* ()真菌;()没有真菌*,真菌种类: Fusarium L023,材料种类、形状、结构的选择,材料的降解性和降解
9、机制,4,聚内酯改性聚内酯修饰,聚内酯代谢途径l化学方法本体改性l物理方法表面改性基于聚合物分子设计,通过其他特性单体分子的共聚,使材料满足性能要求聚合物混合以一定比例混合不同性能的聚合物,以满足性能要求将特定组引入材料表面,作为聚合物表面改性的物理或化学方法和手段,从而影响聚合物生物降解性的主要因素,化学成分中包含的分子主链的灵活性?分子形态橡胶-状态玻璃结晶状态亲/疏水亲亲和疏水单个水基组,生物降解聚合物分解速度调节标准,共聚(PLGA),图PLA和PGA单体聚合物和共聚物注入大鼠组织的半分解寿命,向PLGA中引入灵活、高溶解度的PCL链段,提高PLGA的机械性能PCL链段:脆性无毒亲水性
10、与水和大多数有机溶剂免疫缺陷功能羟基、PCE-PEO-PCE、三聚体(PCE)、PCE降解机制、水解反应一起酯键断裂 cl-cl-cl-peo 断裂的peo链段可溶于分解介质,通过比较不同生物降解材料的混合变形、基于聚合物分子设计的内酯单体与不同性质的单体或聚合物共聚,或与聚内酯聚合物不同性质的混合,可以获得聚合物的本体变形、所需的降解率和机械性质的聚合物材料。5、血液相容性聚合物血相容性聚合物、红细胞白细胞、淋巴细胞血小板血蛋白(白蛋白、纤维蛋白球蛋白、水溶性蛋白质)血浆中脂肪电解质、有形成分、无形成分、*血液在心脏、*血液中* *血液循环:把肺里的氧气和消化道里的营养物质(氨基酸、糖、脂肪)水和无机盐等输送给身体的各个组织。将CO2、尿素等废弃物从各组织排放到肺和排泄器官。对新陈代谢起运输和补给作用。此外,对身体的酸碱平衡、水平衡、体温调节、抵抗疾病菌、传递激素和酶等方面,也有重要作用。* * *血液量:平均成年人的血液总量占体重的7-8%,血液适宜性,材料与血液接触后不会引起血浆蛋白变性,血液的活性成分有不引起血液凝固和血栓的能力,抗血小板血栓抗凝血剂抗溶血血液相容性抗白细胞减少性抗补体系统抗真菌血浆蛋白吸附性抗细胞因子吸附性,凝血血,凝血根据材料
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