第四章医用高分子材料汇编.pptx

第四章 医用高分子材料 高分子特性及合成 医用高分子材料概述 常见的高分子材料 医用粘合剂 药用高分子材料 高分子免疫佐剂 医用诊断高分子 人工器官 生物医用高分子材料的发展概况与趋势 4.1 高分子结构（复习）与合成 高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两部分。 链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。 近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。 远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。 聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 1.高分子链的组成： （碳链、杂链、元素有机、元素无机高分子） （头-头连接，尾-尾连接，头-尾连接） 2.高分子链的形态： 线性、支化、体型、交联 3.高分子链的构型 （旋光异构：全同、间同、无规） （几何异构：全顺 全反） 链结构：近程结构 1.分子量 聚合度 分散性 2.高分子链的构象及柔顺性 链结构：远程结构 凝聚态结构 包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构等 高分子晶体结构（单晶、串晶等） 高分子合成 自由基聚合方法 离子和配位聚合方法 逐步聚合方法 本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 溶液聚合 本体聚合 熔融缩聚 溶液缩聚 界面缩聚 固相缩聚 例1. PMMA制备 将MMA单体,引发剂,过氧化苯甲酰,增塑剂和脱模剂置于通搅拌釜内,90-95℃下反应至10-20%,成为粘稠的液体,停止反应。将预聚物灌入无机玻璃平板模具中，移入热空气浴或热水浴中，升温至45-50℃，反应数天，使转化率达到90%左右。然后在100～120℃高温下处理一至两天，使残余单体充分聚合。 4.2 生物医用高分子材料概述 1）植入材料的种类很多，而高分子材料的使用最为广泛，据统计，近10年来医用高分子材料占全部生物材料的47%。 2）医用高分子材料按照材料的性质划分包括生物惰性高分子材料和生物可降解高分子材料两类。 3）生物惰性材料的要求：不受体液环境中酶、酸、碱等破坏。 4）常见的有尼龙、聚硅氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、碳氟聚合物、橡胶等。 5）通常用于韧带、肌腱、皮肤、血管、骨骼、牙齿等人体软、硬组织器官的修复和替换。 （1）化学隋性，不会因与体液接触而发生反应； （2）对人体组织不会引起炎症或异物反应； （3）不会致癌,高分子材料本身并没有比其他材料更多的致癌可能性； （4）具有良好的血液相容性(最重要)； （5）长期植入体内后其力学性能不会受到影响； （6）能经受必要的清洁消毒措施而不产生物理和化学性质的变化； （7）易于成型和加工成需要的复杂形状。 植入材料必须满足的条件 生物相容性：植入材料在植入生物体之后与机体之间发生一系列的生物反应并最终被生物体所接受的性质。对生物体来说，植入材料不管其结构、性质如何，都是外来异物。出于本能的自我保护，一般都会出现排斥现象。 由于不同的高分子材料在医学中的应用目的不同，生物相容性可分为组织相容性和血液相容性两种。 组织相容性：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。 血液相容性：材料与血液接触是不是会引起凝血、溶血等不良反应。 高分子材料的生物相容性 组织相容性 高分子材料对组织反应的影响因素主要包括： 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 植入材料的几何形状 组织相容性的要求： 活体组织不发生炎症，排斥，材料不发生钙沉着等。 （1）使表面带负电荷，提高对正电粒子的吸附作用； （2）提高表面亲水性，降低表面自由能，将聚乙二醇(PEG)或肝素通过接枝方法固定在高分子材料表面上以提高其抗凝血性； （3）设计微相分离结构； （4）改变表面粗糙度。 以嵌段共聚高分子材料为例, 它由两种或多种 不同性质的单体段聚合而成. 当单体之间不相容 时, 它们倾向于发生相分离, 但由于不同单体之间 有化学键相连, 不可能形成通常意义上的宏观相 变, 而只能形成纳米到微米尺度的相区, 这种相分 离通常称为微相分离, 不同相区所形成的结构称为 微相分离结构. 提高血液相容性的技术—表面修饰： 4.3 常见的几种重要的医用高分子材料 4.3.1 尼龙 尼龙（聚酰胺）是一类重要高分子聚合物，一 般用重复单元的碳原子数目表示不同类型的尼龙。 尼龙可以通过二胺和二酸缩聚缩聚反应或者 己内酰胺缩聚或开环聚合制得。 尼龙分子链之间的氢键作用和高度的结晶性， 使得尼龙便于制得性能优良的纤维，它在