辐射法制备生物医用材料

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1、辐射法制备生物医用材料辐射加工产业是和平利用核能造福于人类的绿色加工产业。辐射加工技术经过四十多年的研究、开发和产业化发展已经取得了举世瞩目的成果。目前已有十几大类上百种辐射技术产品进入市场，其年产值超过百亿元，并以约15％的年增长率稳步发展。取得以上可喜成果的原因之一是辐射加工技术具有独特的优势：一、加工工艺简单、易操作和可调控。能够准确快速调节辐照工艺参数来控制反应进程，往往是通过“一步法”完成反应。二、射线引发反应均匀连续，产品中无引发剂或催化剂残留碎片，能够获得高纯度、高质量、优良性能的绿色产品。三

2、、辐射加工技术可在常温常压或低温条件下实施加工。属于冷加工、低能耗、无污染产业。四、辐射加工方法具有科学新颖性、交叉性和综合性。辐射加工方法对反应体系的状态无选择性，对气、液、过冷态、固态和复合态物质均可实施加工，可以得到预期目标的产品。它能够交叉或综合有机、无机、高分子合成和大分子反应，制备信息材料和生物医用材料等。这些都是二十一世纪国际经济支柱产业之一，发展前途无限广阔。一、人工脏器材料国际上，医用和组织工程材料一直是研究的前沿和热点。人工脏器和器官属于高附加值科技产品，价格相当昂贵，市场占有份额大，具

3、有救死扶伤重要的社会意义和可观的经济效益。硅橡胶属于生物惰性材料，具有优良的理化、生物化学性能和优异的耐体内老化性能。自1955年，美国DOWCorning公司生产的脑积水引流装置应用于临床以来，其制品已有500多种，广泛应用于人工脏器及器官，整形材料，各种插导管，体内植入器件，控释药物等方面。但其力学机械强度有待进一步提高。采用辐射强化交联技术（见工艺过程1），制备了高纯度、高强度（抗张强度为10.31Mpa,抗撕裂强度为42.65KN·m－1，相对伸长率达到624％）的医用硅橡胶（见表1），制备工艺在常

4、温常压条件下进行，反应过程易控可调，低能耗，无三废。产品更适合制备：人工心脏部件，人工心脏瓣膜，各种人工器官，人工扩张器和各种插导管。（见图1）人工心脏人工血管图1工艺过程1（γ射线消毒灭菌）配料－→常规混炼－→成型－→辐射交联－→高强制品－→包装――→产品表1力学机械性能配方编号硫化方法抗张强度/MPa抗撕裂强度/KN·m-1伸长率（%）高强硅橡胶1高强硅橡胶2高强硅橡胶3普强硅橡胶辐射法化学法辐射法化学法辐射法化学法辐射法化学法11.648.8310.3110.3010.828.346.896.6823

5、.229.4242.6544.1325.229.4216.6419.61629.4550624.2500500500486486二、整形材料由于外伤、疾病或发育不全而引起的组织缺损需要的修整材料以及以容貌或身体修整需要的材料均称为整形材料。整形材料分为体外装修材料和体内填补材料：体外装修材料是以恢复人体的形貌或恢复部分机体功能，如假鼻子、假耳廓和义眼以及恢复肢体、取物和行走等功能。体内填补材料主要以填充的方式进行修补和美化人体的组织和器官。这类材料除具备优异的理化和生物学性能外，更为重要的是必须具有优异的与

6、生物组织和血液的相容性、有利于人工制品与生物体的住宿，以实现健康和美化。硅橡胶材料是上述整形材料的首选，并已成功的应用于临床，如人工鼻梁、面部缺损、人工耳朵和隆胸填充物等。但硅橡胶材料属于疏水高分子，为了改善水对其表面的铺展性，增加其生物相容性，采用辐射接枝技术（工艺过程2），可方便的使其表明呈水凝胶状态，有效的提高了材料的生物相容性，增加了材料的安全系数，更有效的满足了整形手术的需求（见图2）。工艺过程2辐射接枝共聚加工物（人工鼻梁，医用扩张器，有机硅隆胸填充体）――――→洗涤处理－→包装－→辐射灭菌－→

7、产品扩张器鼻梁隆胸物图2三、医用敷料皮肤是人体的最大器官，医用敷料是修复皮肤创伤、损伤和烧伤的一种功能材料，它的发展经历了吸收敷料―水凝胶敷料―含药敷料。吸收敷料的功能是覆盖创面和吸收体液，起到保护创面免受细菌感染的作用。水凝胶敷料是对创面形成闭合吸收敷料，具有保护创面和修复后易去除的作用。含药敷料，即在敷料中加入药物，使其具有消炎、杀菌、止痛和促进愈合等治疗功能。由此逐步扩大了应用范围，不仅应用于新鲜创面，还可应用于陈旧创面和已感染创面。以虾皮，龙虾和螃蟹壳等为原料，通过脱蛋白和碳酸钙处理制备了甲壳素和壳

8、聚糖。该物质属于三大天然高分子之一，每年有100万吨以上的产量。该物质具有生物活性和很多药效功能，具有生物相容性和降解性，在国内外已研究开发出多种产品。如日本每年生产的该类产品在70亿美元以上，美国仅减肥茶就有几十个品种，我国青岛海汇公司也生产了十几种保健药品，取得了可观的经济效益。我们通过辐射加工技术制备了高脱乙酰度壳聚糖，以该物质为基材，研制了水凝胶敷料、含中药敷料、含西药敷料以及中、西药结合的敷料，其剂型为