生物医学高分子材料课件

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1、生物医学高分子材料沈新元东华大学材料科学与工程学院一．生物医学高分子材料的概念与分类生物材料（biomedicalmaterials）包括生物医学材料、生物模拟材料和仿生设计新材料。生物医学材料是用于生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。生物医学材料包括金属生物医学材料、无机非金属生物医学材料和高分子生物医学材料。生物医学高分子材料也称医用高分子（Biomedica1Polymer）材料，它是一类用于临床医学的高分子及其复合材料。。二、生物医学高分

2、子材料的种类1.按来源分类（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、粘多糖、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。（3）天然生物组织与器官包括：①取自患者自体的组织②取自其他人的同种异体组织③来自其他动物的异种同类组织。合成高分子生物医学材料有四种聚合物是专门为生物医学应用而开发的：聚乙交酯（PGA）聚（丙交酯）（PLA）聚乙交酯-丙交酯（PGLA）聚-对-二氧杂环已酮（PDS）有几种已工业化生产的聚合物，虽不是专门为生物医学应用而生产，但通过用专门的技术进行加工后也可以制

3、成供生物医学方面应用的纤维、细丝、微孔材料和管状材料。聚四氟乙烯（用做微孔织物和薄膜）聚丙烯（用做微孔薄膜和中空纤维膜)聚丙烯腈（用做中空纤维膜）聚酰胺纤维2.按材料与活体组织的相互作用关系分类生物惰性（bioinert）高分子材料指在体内不降解、不变性、不引起长期组织反应的生物医学高分子材料，适合长期植入体内。生物活性（bioaciive）高分子材料指植入高分子材料能够与周围组织发生相互作用，一般指有益的作用。生物吸收（bioabsorbable）高分子材料在体内逐渐降解，其降解产物被肌体吸收代谢。3.按生物医学用途分类硬组织相

4、容性生物医学高分子材料软组织相容性生物医学高分子材料血液相容性生物医学高分子材料药物和药物控释生物医学高分子材料三、对医用高分子材料的基本要求(一）对医用高分子材料本身性能的要求1.耐生物老化性。对于长期植入的医用高分子材料，生物稳定性要好，但对于暂时植入的医用高分子材料，则要求能够在确定时间内降解为无毒的单体或片断，通过吸收、代谢过程排出体外。2.物理和力学稳定性。针对不同的用途，在使用期内医用高分子材料的强度、弹性、尺寸稳定性、耐曲挠疲劳性、耐磨性应适当。对于某些用途，还要求具有界面稳定性。3.易于加工成型。4.材料易得，价格

5、适当。5.便于消毒灭菌。（二）对医用高分子材料的人体效应的要求--------生物相容性生物相容性是描述生物医用材料与生物体相互作用情况的概念。如果说某种材料的生物相容性好，是指这种材料能够与肌体相互适应，即材料对肌体没有显著或严重的不良反应，肌体也不引起材料性能的改变。生物相容性包括血液相容性、组织相容性和生物降解吸收性。1．血液相容性指材料与血液接触时，不发生溶血或凝血。具有抗血栓性能的材料的表面结构有以下特征。(1)带负电荷表面（2）具亲水性或疏水性均衡的表面（3）具微相分离结构表面（4）具接枝或涂覆抗凝血物质表面天然的抗凝

6、血物质有尿激酶、肝素、前列腺素等。(5)伪内膜形成表面2.组织相容性指材料与血液以外的生物组织接触时，材料本身的性能满足使用要求而对生物体无刺激性、不使组织和细胞发生炎症、坏死和功能下降，并能按照需要进行增殖和代谢。具体来说，要求材料置于一般组织表面、器官空间组织内等处后，活体组织不发生排斥反应，材料自身也不因与活体组织、体液中多成分长期接触发生性质劣化，功能下降。3．生物降解吸收性指材料在活体环境中可发生速度能控制的降解，并能被活体在一定时间内自行吸收代谢或排泄。按照在生物体内降解方式可分为水解型和酶解型两种。（三）具备效果显示

7、功能具有显示其医用效果的功能，即生物功能性。1.可检查、诊断疾病2．可辅助治疗疾病如注射器、缝合线和手套等手术用品材料3.可分别满足各脏器对维持或延长生命功能的性能要求4.具备支持活体、保护软组织、脑和内脏的功能等。5.具备可改变药物吸收途径，控制药物释放速度、部位，并满足疾病治疗要求的功能。（四）对医用高分子材料生产与加工的要求要防止在医用高分子材料生产、加工工程中引入对人体有害的物质。1.严格控制用于合成医用高分子材料的原料的纯度，不能代入有害杂质，重金属含量不能超标。2.医用高分子材料的加工助剂必须是符合医用标准。3.对于体

8、内应用的医用高分子材料，生产环境应当具有适宜的洁净级别。三．主要生物可降解纤维材料（一）甲壳素类纤维1．甲壳素的存在甲壳质（chitin）又名几丁质、甲壳素、壳多糖，广泛存在于节足动物（蜘蛛类、甲壳类）的翅膀或外壳及真菌和藻类的细胞壁中。在自然界中