第九章 医用高分子材料（一）.pptVIP

医用高分子材料 组员：陈龙丽 陈柳言 阙玉萍 农雪香 第九章 医用高分子材料 第一节 医用高分子概述 医用高分子的发展历史 2500年以前的中国和埃及墓葬中已经发现有假手、假鼻、假耳等假体。在近、现代，随着合成材料的异军突起，大量合成材料用于临床实践，例如在20世纪30年代有机玻璃已经开始用于临床，40时代开始人们用人造膜材料进行血液透析。进入70年代以后，随着功能高分子材料理论和实践的进步，产生了大量新型医用材料用于制作人造器官，人造心脏膜瓣、人工肾等。目前除了大脑以外，几乎所有的人体器官都可以用人造器官代替。 一、医用高分子的分类 医用高分子材料有两种定义。一种是广义医用高分子材料，涵盖所有在医疗活动中使用的高分子材料；另一种定义是符合特殊医用材料要求，在医学领域上应用到人体上，以医疗为目的，具有特殊要求的功能型高分子材料。 按用途划分包括：治疗用高分子材料、药用高分子材料、人造器官用高分子材料等。 按原材料的来源划分包括：天然高分子医用材料、合成高分子药用材料、含高分子的复合医用材料等。 按材料自身的功能和特点可以分为：生物相容性高分子材料、生物降解性高分子材料、生物功能高分子材料等。 常见治疗用高分子材料 二、医用高分子材料的特殊要求 由于由于高分子材料直接用于医疗目的，有些需要长期接触或者植入活体内部，因此对材料的要求比较高。对于医用高分子材料的要求基本可以分为三方面： 1、材料学方面的要求，要求材料能满足医疗过程中其对机械、物理和化学方面的要求，如机械强度、稳定性，外观效果等。 2、医学方面的要求，如药物的控制释放、人造血液的黏度、渗透压、人造皮肤的促进愈合作用等。 3生物学方面的要求，要能和生物活体和平共处，就必须不影响活体正常的生物活动和适应活体的生理方面的要求，并且耐受生理环境。 生物活体对医用高分子材料的一般要求： 1、血液相容性。血液相容性是指材料在体内与血液接触后不发生血凝、溶血现象，不形成血栓。发生凝血现象会造成严重的生理破坏作用，实医药高分子材料，特别是植入式材料必须防止的现象。 2、组织相容性。组织相容性是指材料与机体组织接触过程不发生不利的刺激性，不发生炎症，不发生排斥反应，没有致癌作用，不发生钙沉重。 3、生物惰性。生物惰性是指材料在生物内部怀境下自身不发生有害的化学反应和物理破坏，也不对生物体产生不利的影响。 4、可生物降解性。与生物惰性的要求相反，在某些场合血液医用高分子材料具有可生物降解性，即材料仅有有限的使用寿命，使用过期后材料可以被生物体分解和吸收。 三、材料界面性质与生物相容性的关系 1、影响材料生物相容性的结构因素 （1）材料与血液之间的界面张力 （2）材料对血液中蛋白质的吸附能力 （3）蛋白质在材料表面吸附后的形态和排列方式 2、改善材料生物相容性的途径 （1）改善材料表面的亲水性质。实验证明，具有强疏水性和 强亲水性表面的材料一般都具有良好的血液相容性。 （2）采用亲水-疏水未下微相分离的嵌段共聚方法。 （3）在材料表面引入生物相容性物质。 （4）在材料表面引入负离子 （5）在材料表面生成伪内膜 研究表明，高分子材料的临界表面张力与其元素组成有关，在碳链中接入其他原子可以改变材料的临界表面张力，改变的能力按照从小到大的顺序为：F＜H＜Cl＜Ba＜I＜O＜N。 部分高分子材料的临界表面张力γe数据 材料名称 γe/（mN/m） 材料名称 γe/（mN/m） 聚六氟丙烯 17 聚乙烯 31 聚四氟乙烯 18 聚甲基丙烯酸甲酯 39 聚三氟乙烯 22 聚氯乙烯 39 聚氟乙烯 28 聚苯乙烯 33 聚三氟氯乙烯 31 2.改善材料生物相容性的途径 （1）改变材料表面的亲水性质 具有强疏水性和强亲水性表面的材料—般都具有较好的血液相容性，这是因为，当高分子材料的表面疏水性增强时，由于对血液成分的吸附能力减小而增加血液相容性。 （2）采用亲水—疏水微相分离的嵌段共聚物 通过嵌段共聚的方法将亲水性低聚物和疏水性低聚物连接成交替结构的高分子材料，材料表面将形成亲水和疏水的微小区域，称为亲水—疏水微相分离材料。 人们发现，嵌段聚合物的微曲分离程度、微曲大小、亲水区与疏水区的平衡等都对材料的生物相容性产生影响。 （3）在材料表面引入生物相容性物质 由于生物相容性仅与材料的表面性质有关，那么只要在材料表面引入一种生物相容性好的物质覆盖，就可以在保持材料治疗性能和力学性能的同时解决相容性问题。 在材料表面引入生物相容性物质的办法主要通过接枝反应实现，两者间通过共价键、离子键或者吸附等三种方式连接。 （4）在材料表面引入负离子 （5）在材料表面生成伪内膜 人们发现，大部分高分子材