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1、功能材料作业论文——医用功能材料课程：院系：班级：姓名：学号：教师：生物医用高分子材料一、生物医用高分子材料概述科技关爱健康，医用高分子材料的应运而生是医疗技术发展史卜的一次飞越。高分子材料充分体现了人类智慧，是上1世纪人类科学枝术的重要科技进步成果之一，在二战前后得到了迅速发展;到上世纪末，光是塑料在体积上就明显超过了钢铁。所谓高分子一般是指由许多重复单元共价连接而成的、分子量很大的一类大分子，相关材料也称为聚合物，往往具有粘弹性。主要大品种合成聚合物材料有塑料、橡胶、合成纤维3大类，还有涂料、粘结剂等。医用高分
2、子材料属于一种特殊的功能高分子材料，通常用于对生物体进行诊断、治疗、以及替换或修复、合成或再生损伤组织和器官。简单地说，医用高分子材料学，是介于现代医学和高分子科学之间，并且涉及到物理、化学、生物学、医学等的一门交叉学科。目前，医用高分子材料的发展可谓异军突起，医用高分子材料的应用如雨后春笋遍及整个医学领域，其用量也在持续稳定地增长。生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官,增进或恢复其功能的高分子材料。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学。虽已四十多年的研究历史,但蓬勃发展
3、始于20世纪70年代,随着高分子化学工业的发展,出现了大量的医用新材料和人工装置,如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器以及骨生长诱导剂等。近十年来,由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展,医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。生物医用材料最基本的要求是它必须与生物系统直接结合,生物医用材料都必须具备生物学性能,即生物相容性,这是生物医用材料区别于其它功能材料的最重要的特征,并且要求这种材料不会因与生物系统直接结合而降低其效能与使用寿命。生物医
4、用材料与活体系统的相互作用表面在两个方面:一是材料反应,即活体系统对材料的作用,包括生物环境对材料的腐蚀、磨损和性质退化、甚至破坏。二是宿主反应,即材料对活体系统的作用,包括局部和全身反应,如炎症、细胞毒性、凝血、过敏、致癌、畸形和免疫反应等。其结果可能导致对机体的中毒和机体对材料的排斥。二、生物医用高分子材料分类生物医用高分子材料主要有天然生物材料和合成高分子材料。2.1天然生物材料天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子,如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维,从海藻植物中提
5、取的海藻酸盐,从桑蚕体内分泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜,以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维都具有很高的生物功能和很好的生物适应性,在保护伤口、加速创面愈合方面具有强大的优势,已引起国内外医务界广泛的关注。甲壳质主要存在于甲壳类、昆虫类的外壳和霉菌类细胞壁中,是甲壳素和壳聚糖的统称(壳聚糖是甲索壳脱酰后的产物),兼有高等动物中的胶原质和高等植物中纤维素两者的生物功能,不溶于水、稀酸、稀碱及一般的有机溶剂,可溶于浓无机酸和一些特殊的有机溶剂,其化学结构为N-乙酰基-D-葡胺糖通过β-(1,4)甙
6、键联结的直链状多糖。目前,甲壳质壳聚糖纤维已有成熟的制备工艺。由于甲壳素具有极强的生物活性及生物亲和性,脱酰后的甲壳质(即壳聚糖)具有相容性、粘合性、降解性及良好的成纤、成膜能力,已被广泛地应用于医药、纺织、化工、食品、生物技术等众多领域。据日本、美国的多项专利介绍,由壳聚糖纤维制得的手术缝合线既能满足手术操作时对强度和柔软性的要求,同时还具有消炎止痛、促进伤口愈合、能被人体吸收的功效,是最为理想的手术缝合线;壳聚糖纤维制造的人造皮肤,通过血清蛋白质对甲壳素微细纤维进行处理,可提高对创面浸出的血清蛋白质的吸附性,有
7、利于创口愈合,在各类人造皮肤中其综合效最佳。丝素纤维和丝素膜是近几年在世界范围发展非常快、并得到迅速推广应用的一类天然生物材料。由家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分,丝素蛋白是一种优质的生物医学材料,具有无毒、无刺激性、良好的血液相容性和组织相容性。据研究报道,已用于酶固定化、细胞培养、创面覆盖材料和人工皮肤以及药物缓释材料等医学各领域,尤其各种再生丝素膜在人工皮肤、烧伤感染创面上的应用显示了独特的优势,临床应用价值显著,前景广阔。2.2合成高分子材料合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和
8、物理性能,因而可以植入人体,部分或全部取代有关器官。因此,在现代医学领域得到了最为广泛的应用,成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比,合成高分子材料具有优异的生物相容性,不会因与体液接触而产生排斥和致癌作用,在人体环境中的老化不明显。通过选用不同成分聚合物和添加剂,改变表面活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性,从而获得高度可靠和适当有机物功能
