生物医用高分子材料.ppt

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1、生物医用高分子材料生物医用材料是指具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官外科修复、理疗康复、诊断、检查、治疗疾患等医疗、保健领域而对人体组织、血液不致产生不良影响的材料。国际标准化组织(ISO)法国会议专门定义的“生物材料”就是生物医学材料，它是指“以医疗为目的，用于与组织接触以形成功能的无生命的材料”。1.生物医用高分子材料概述★医用高分子材料大致可分为机体外使用与机体内使用两大类。机体外用的材科主要是制备医疗用品。如输液袋、输液管、注射器等。输液袋、管可用卫生级聚氯乙烯制造。由于这些高分子材料成本低、使用方便，现已大量使用。机体内用材料又可分为外科用和内科用两类。外科方面有人

2、工器官、医用粘合剂、整形材料等。内科用的主要是高分子药物。所谓高分子药物，就是具有药效的低分子与高分子载体相综合的药物，它具有长效、稳定的特点。★人工器官是医用高分子材料的主要发展方向。目前用高分子材料制成的人工器官己植入人体的有人工肾、人工血管、人工心脏瓣膜、人工关节、人工骨骼、整形材料等。应用的高分子材料主要有PVC、ABS、PP、硅橡胶、含氟聚合物等。正在研究的有人工心脏、人工肺、人工胰脏、人造血、人工眼球等。2.医用高分子材料的基本特性1）对医用高分子材料的基本要求归纳起来，一个具备了以下七个方面性能的材料，可以考虑用作医用材料。（1）在化学上是隋性的，不会因与体液接触

3、而发生反应；人体环境对高分子材料的作用．主要有以下一些形式：(a)体液引起聚合物的降解、交联和相变化。(b)体内的自由基引起高分子材料的氧化降解反应。(c)生物酶引起的聚合物分解反应。(d)在体液作用下，高分子材料中的添加剂溶出，引起性质的变化。(e)血液、体液中的类脂质、类团醇及脂肪等物质渗入高分子材料，使材料增塑，强度下降。因此，在选择材料时，必须考虑上述因素。值得指出的是，对医用高分子来说，在某些情况下，“老化”并不一定都是贬意的，有时甚至还有其积极的意义。如作为医用粘合剂用于组织粘合，或作为医用手术缝合线时，在发挥了相应的效用后，反倒不希望它们有太好的化学稳定性，而是希

4、望它们尽快地被组织所分解、吸收或迅速出体外。在这种情况下，对材料的附加要求是：在分解过程中，不应产生对人体有害的副产物。★(3)不会致癌当高分子材料植入人体后，高分子材料本身的性质，如交联度、分子量、构象、高分子材料中所含的杂质、单体、添加剂都可能与致癌因素有关。但研究表明，高分子材料与其他材料相比，并没有更多的致癌可能性。而是植入材料的形状对癌症的产生影响较大。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(见表6—2)。由此可见，当向人体植入高分子材料时，除考虑材料的物理、化学性质外，还应充分考虑其形状因素。(2)对人体组织不会引起炎症或异物反应表(5)长期植入体

5、内，不会减小机械强度表6-3是一些高分子以纤维形式植入狗的动脉后其机械强度的损失情况。(4)具有抗血栓性，不会在材料表面凝血(6)能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性高分子材料在植入体内之前，都要经过严格的灭菌消毒。目前灭菌处理一般有三种方法；蒸汽灭菌；化学灭菌，γ射线灭菌。国内大多采用前两种方法。因此在选择材料时，要考虑能否耐受得了。（7）易于加工成需要的复杂形状人工脏器往往具有很复杂的形状，因此，用于人工脏器的高分子材料应具有优良的成型性能。否则，即使各项性能都满足医用高分子的要求，却无法加工成所需的形状，则仍然是无法应用的。3.高分子材料在医学领域的应用高分子材料作为人工

6、脏器、人工血管、人工骨骼、人工关节等的医用材料，正在越来越广径地得到运用。★2）医用高分子材料的应用(1)血液相客性材料与人工心脏许多医用高分子在应用中需长期与肌体接触，必须有良好的生物相容性，其中血液相容性是最重要的。人工心脏、人工肾脏、人工肝脏、人工血管等脏器和部件长期与血液接触，因此要求材料必须具有优良的抗血栓性能。(2)选择透过性膜材料与人工肾、人工肺(a)血液净化系统的膜材料与人工肾(b)氧富化膜与人工肺人工肾是利用高分子材料的透析、过滤和吸附注能，使代谢物进入外界配置好的透析液中，经透析、过滤处理后完成肾脏的功能。目前人工肺有两种类型。一类是氧气与血液直接接触的气泡

7、型，特点是廉价、高效，但易溶血和顺伤血球，仅能短时间使用，适合于成人手术。另—类是膜型，气体通过分离膜与血液交换氧和二氧化碳。膜型人工肺的优点是容易小型化，可控制混合气体中特定成分的浓度，可连续长时间使用，适用于儿童的手术。人工骨骼是高分子材料在医学领域中的最早应用。第一例医用高分于是用聚甲基丙烯酸甲酯作为头盖骨。现在，尼龙、聚酯、聚乙烯、聚四氟乙烯都已成功地用作人工骨骼材料。人工关节有很多种类，如股关节、膝关节、肘关节、肩关节、手关节、指关节等，其中以股关节和膝关节承受的力最大。60年代之