生物医用高分子材料.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,62),。,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，,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,年代之前使用的人工关节都是金属骨,-,金属臼关节，患者在使用中有痛苦感。,1963,年出现了第一例金属骨,-,聚四氟乙烯宽骨臼的人工关节，开始了高分子人工关节的时代。,(3),人工骨、关节材料,骨水泥是一类传统的骨用粘合剂，,1940,年就已用于脑外科手术中，几十年来，一直受到医学界和化学界的重视。,骨水泥是由单体、聚合物微粒,(150-200,m),、阻聚剂，促进负等组成。为了便于,x,射线造影，有还加入造影剂,BaSO,4,。下表是常用骨水泥的基本组成和配方。,(4),人造皮肤材料,据报道，日本市场上近年出现一种高效人造皮肤，对严重烧伤的患者十分有效。这种人造皮肤的原料是甲壳质材料，从螃蟹壳、虾壳等中萃取出来，经过抽制成丝，再进行编织。这种人造皮肤具有生理活性，可代替正常皮肤进行移植，因此可减少患者再次取皮的痛苦。临床试验表明，这种皮肤的移植成活率达,90,以上。,医用粘合剂,粘合剂作为高分子材料中的一大类别，近年来，它的应用领域已扩展到医疗卫生部门。目前，医用粘合剂在医学临床中有十分重要的作用。在外科手术中，医用粘合剂用于某些器官和组织的局部粘合和修补；手术后缝合处微血管渗血的制止；骨科手术小骨骼、关节的结合与定位；齿科手术中用于牙齿的修补。在计划生育领域中，用粘合剂粘堵输精管或输卵管，既简便，无痛苦感，又无副作用，必要时还可方便地重新疏通。,4.,医用高分子,的发展方向,1,人工脏器的生物功能化、小型化、体植化；,2,高抗血栓性材料；,3,发展新型医用高分子材料；,推广医用高分子的临床应用；,