刘金龙生物医用高分子材料ppt培训课件

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1、生物医用高分子材料概述一、医用高分子的概念及其发展简史生物体是有机高分子存在的最基本形式，有机高分子是生命的基础。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。医用高分子材料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。医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大难题是材料的抗血栓问题。当材料用于人工器官植入体内时，必然要与血液接触。由于人体的自然保护性反应将产生排异现象，其中之一即为在材料与肌体接触表面产生凝血，即血栓，结果将造成

2、手术失败，严重的还会引起生命危险。对高分子材料的抗血栓性研制是医用高分子研究中的关键问题。（1）按材料的来源分类1）天然医用高分子材料如胶原、明胶、丝蛋白、角质蛋白、纤维素、多糖、甲壳素及其衍生物等。2）人工合成医用高分子材料如聚氨酯、硅橡胶、聚酯等。二、医用高分子的分类:3）天然生物组织与器官①取自患者自体的组织，例如采用自身隐静脉作为冠状动脉搭桥术的血管替代物；②取自其他人的同种异体组织，例如利用他人角膜治疗患者的角膜疾病；③来自其他动物的异种同类组织，例如采用猪的心脏瓣膜代替人的心脏瓣膜，治疗

3、心脏病等。（2）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在体内不降解、不变性、不会引起长期组织反应的高分子材料，适合长期植入体内。2）生物活性高分子材料指植入生物体内能与周围组织发生相互作用，促进肌体组织、细胞等生长的材料。3）生物吸收高分子材料这类材料又称生物降解高分子材料。这类材料在体内逐渐降解，其降解产物能被肌体吸收代谢，获通过排泄系统排出体外，对人体健康没有影响。如用聚乳酸制成的体内手术缝合线、体内粘合剂等。（3）按生物医学用途分类1）硬组织相容性高分子材料如骨科、齿科用高分

4、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（4）按与肌体组织接触的关系分类1)长期植入材料如人工血管、人工关节、人工晶状体等。2)短期植入（接触）材料如透析器、心肺机管路和器件等。3)体内体外连通使用的材料如心脏起搏器的导线、各种插管等。4)与体表接触材料及一次性医疗用品材料三、对医用高分子材料的基本要求惰性的，不会因与体液接触而发生发应对人体组织不会引起炎症或异物反应不会致癌血液相容性，不会在材料表面凝血长期植入人体内，不会减小机械强度能经受必要的

5、清洁消毒措施而不产生变性易于加工成需要的复杂形状高分子材料的生物相容性一、高分子材料的组织相容性组织相容性是指材料与人体组织，如骨骼、牙齿、内部器官、肌肉、肌腱、皮肤等的相互适应性。高分子材料植入对组织反应的影响：高分子材料植入人体后，对组织反应的影响因素包括材料本身的结构和性质（如微相结构、亲水性、疏水性、电荷等）、材料中可渗出的化学成分（如残留单体、杂质、低聚物、添加剂等）、降解或代谢产物等。此外，植入材料的几何形状也可能引起组织反应。（1）材料中渗出的化学成分对生物反应的影响材料中逐渐渗出的各

6、种化学成分（如添加剂、杂质、单体、低聚物以及降解产物等）会导致不同类型的组织反应，例如炎症反应。组织反应的严重程度与渗出物的毒性、浓度、总量、渗出速率和持续期限等密切相关。一般而言，渗出物毒性越大、渗出量越多，则引起的炎症反应越强。例如，聚氨酯和聚氯乙烯中可能存在的残余单体有较强的毒性，渗出后会引起人体严重的炎症反应。而硅橡胶、聚丙烯、聚四氟乙烯等高分子的毒性渗出物通常较少，植入人体后表现的炎症反应较轻。如果渗出物的持续渗出时间较长，则可能发展成慢性炎症反应。如某些被人体分解吸收较慢的生物吸收性高分

7、子材料容易引起慢性无菌性炎症。（2）高分子材料的生物降解对生物反应的影响高分子材料生物降解对人体组织反应的影响取决于降解速度、产物的毒性、降解的持续期限等因素。降解速度慢而降解产物毒性小，一般不会引起明显的组织反应。但若降解速度快而降解产物毒性大，可能导致严重的急性或慢性炎症反应。如有报道采用聚酯材料作为人工喉管修补材料出现慢性炎症的情况。（3）材料物理形态等因素对组织反应的影响高分子材料的物理形态如大小、形状、孔度、表面平滑度等因素也会影响组织反应。另外，试验动物的种属差异、材料植入生物体的位置等

8、生物学因素以及植入技术等人为因素也是不容忽视的。曾对不同形状的材料植入小白鼠体内出现肿瘤的情况进行过统计，发现当植入材料为大体积薄片时，出现肿瘤的可能性比在薄片上穿大孔时高出一倍左右。而海绵状、纤维状和粉末状材料几乎不会引起肿瘤.一般来说，植入体内材料的体积大、粗糙、不均匀的表面会加剧其周围组织的反应。植入材料与生物组织之间的相对运动，也会引发较严重的组织反应。高分子材料在体内的表面钙化观察发现，高分子材料在植入人体内后，再经过一段时间的试用后，会出现钙化合物在材料表