醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用

1、醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用1 概述醫(yī)用高分子材料是一類可對有機體組織進行修復(fù)、替代與再生，具有特殊功能作用的合成高分子材料，可以利用聚合的方法進行制備，是生物醫(yī)用材料的重要組成之一。由于醫(yī)用高分子材料可以通過組成和結(jié)構(gòu)的控制而使材料具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，以滿足不同的需求，耐生物老化，作為長期植入材料具有良好的生物穩(wěn)定性和物理、機械性能,易加工成型，原料易得，便于消毒滅菌，因此受到人們普遍關(guān)注，已成為生物材料中用途最廣、用量最大的品種,近年來發(fā)展需求量增長十分迅速。目前全世界應(yīng)用的有90多個品種，西方國家消耗的醫(yī)用高分子材料每年以10%20%的速度增長。隨著人民生活水平的提高和對生命質(zhì)量的追求，我

2、國對醫(yī)用高分子材料的需求也會不斷增加。2 種類和應(yīng)用2.1 與血液接觸的高分子材料與血液接觸的高分子材料是指用來制造人工血管、人工心臟血囊、人工心瓣膜、人工肺等的生物醫(yī)用材料，要求這種材料要有良好的抗凝血性、抗細菌粘附性，即在材料表面不產(chǎn)生血栓、不引起血小板變形，不發(fā)生以生物材料為中心的感染。此外，還要求它具有與人體血管相似的彈性和延展性以及良好的耐疲勞性等。人工血管用材料有尼龍、聚酯、聚四氟乙烯、聚丙烯及聚氨酯等。人工心臟材料多用聚醚氨酯和硅橡膠等。人工肺則多用聚四氟乙烯、硅橡膠、超薄聚(涂在多孔PP膜上)、超薄乙基纖維(涂在PE無紡布或多孔PP膜上)等材料。人工腎用材料除要求具備良好的血液

3、相容性外，還要求材料具有足夠的濕態(tài)強度、有適宜的超濾滲透性等，可充當(dāng)這一使命的材料有乙酸纖維素、銅氨再生纖維素、尼龍、聚砜及聚醚砜等。2.2 組織工程用高分子材料組織工程學(xué)是近十年來新興的一門交叉學(xué)科，它是應(yīng)用工程學(xué)和生命科學(xué)的原理和方法來了解正常和病理的哺乳類組織的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系，以及研制生物代用品以恢復(fù)、維持或改善其功能的一門科學(xué)。細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的日臻成熟和生物相容性材料的開發(fā)與研究,使得創(chuàng)造由活細胞和生物相容性材料組成的人造生物組織或器官成為可能。生物相容性材料的開發(fā)是組織工程核心技術(shù)之一。組織工程中的生物材料主要發(fā)揮下列作用： (1)提供組織再生的支架或三維結(jié)構(gòu)； (2)調(diào)節(jié)細胞生

4、理功能；(3)免疫保護。當(dāng)完成自己的使命后，作為組織生長骨架的生物高分子材料則降解為無毒的小分子被機體吸收。作為這種材料使用的聚合物主要有聚乳酸(PLA)、聚羥基乙酸(PGA)及其共聚物(PLGA)等。例如，中科院化學(xué)所石桂欣等應(yīng)用溶液澆鑄致孔劑浸出技術(shù)制備了一系列聚乳酸及不同組成的聚乳酸羥基乙酸多孔細胞支架，組織培養(yǎng)試驗表明，軟骨細胞在支架上繁殖情況良好周后已開始分泌細胞外基質(zhì)。2.3 藥用高分子材料根據(jù)藥用高分子結(jié)構(gòu)與制劑的形式，藥用高分子可分為三類：(1)具有藥理活性的高分子藥物。它們本身具有藥理作用，斷鏈后即失去藥性，是真正意義上的高分子藥物。天然藥理活性高分子有激素、肝素、葡萄糖、酶

5、制劑等。合成藥理活性高分子如聚乙烯吡咯烷酮和聚4-乙烯吡啶-N-氧撐是較早研究的代用血漿。有些陽離子或陰離子聚合物也具有良好的藥理活性。例如主鏈型聚陽離子季銨鹽具有遮斷副交感神經(jīng)、松馳骨骼筋作用，是治療痙攣性疾病的有效藥物；陰離子聚合物二乙烯基醚與順丁烯二酐的吡喃共聚物是一種干擾素誘發(fā)劑，具有廣泛的生物活性，不僅能抑制各種病毒的繁殖，具有持久的抗腫瘤活性，而且還有良好的抗凝血性。(2)低分子藥物的高分子化。低分子藥物在體內(nèi)新陳代謝速度快，半衰期短，體內(nèi)濃度降低快，從而影響療效，故需大劑量頻繁進藥，而過高的藥劑濃度又會加重副作用，此外，低分子藥物也缺乏進入人體部位的選擇性。將低分子藥物與高分子結(jié)

6、合的方法有吸附、共聚、嵌段和接枝等。第一個實現(xiàn)高分子化的藥物是青霉素(1962年),所用載體為聚乙烯胺,以后又有許多的抗生素、心血管藥和酶抑制劑等實現(xiàn)了高分子化。(3)藥用高分子微膠囊。將細微的藥粒用高分子膜包覆起來形成微小的膠囊是近年來生物醫(yī)藥工程的一場革命。藥物經(jīng)微膠囊化處理后可以達到下列目的：延緩、控制釋放藥物，提高療效；掩蔽藥物的毒性、刺激性和苦味等不良性質(zhì)，減小對人體的刺激；使藥物與空氣隔離，防止藥物在存放過程中的氧化、吸潮等不良反應(yīng)，增加貯存的穩(wěn)定性。所用高分子材料有天然高分子，如骨膠、明膠、海藻酸鈉、瓊脂等；半合成的高分子有纖維素衍生物等；合成高分子有聚葡萄糖酸、聚乳酸及乳酸與氨

7、基酸的共聚物等。2.4 醫(yī)藥包裝用高分子材料用于藥物包裝的高分子材料正逐年增加。包裝藥物的高分子材料大體上可分為軟、硬兩種類型。硬型材料如聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等，由于其強度高、透明性好、尺寸穩(wěn)定、氣密性好，常用來代替玻璃容器和金屬容器，制造飲片和膠囊等固體制劑的包裝。新型聚酯聚萘二甲酸乙二醇酯除具有優(yōu)異的力學(xué)性能及阻隔性能外，還有較強的耐紫外線性，可用于口服液、糖漿等的熱封裝。軟型材料如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氯乙烯及乙烯-醋酸乙烯共聚物等，常加工成復(fù)合薄膜，主要用來包裝固體沖劑、片劑等藥物。而半硬質(zhì)聚氯乙烯片材則被用作片劑、膠囊的鋁塑泡罩包裝的泡罩材料。至于藥膏、洗劑、酊劑等外用藥液的包裝，

8、則用耐腐蝕性極強且綜合性能優(yōu)良的聚四氟乙烯來擔(dān)任。2.5 眼科用高分子材料隱形眼鏡是最常見的眼科用高分子材料制品。對這類材料的基本要求是:具有優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)，折光率與角膜相接近；良好的潤濕性和透氧性；生物惰性，即耐降解且不與接觸面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；有一定的力學(xué)強度，易于精加工及抗污漬沉淀等。常用的隱形眼鏡材料有聚甲基丙烯酸-羥乙酯,聚甲基丙烯酸-羥乙酯-N-乙烯吡咯烷酮,聚甲基丙烯酸-羥乙酯-甲基丙烯酸戊酯，聚甲基丙烯酸甘油酯-N-乙烯吡咯烷酮等。浙江工業(yè)大學(xué)的鄔潤德等研究的聚鈦硅氧烷化合物，由于在聚合體系中加入了鈦烷氧化物交聯(lián)劑，使材料的致密性增加，減少了固化收縮，制備了一種優(yōu)良的隱形眼鏡材料。

9、此外，發(fā)生病變的角膜和晶狀體也可用人工角膜和人工晶狀體替代。人工角膜可用硅橡膠、聚甲基丙烯酸酯類或聚酯等薄膜制備。人工晶狀體的主體材料可用聚甲基丙烯酸酯類，其起固定作用的附加爪狀細枝可用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物或甲基丙烯酸環(huán)己酯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物等。2.6 醫(yī)用粘合劑與縫合線生物醫(yī)用粘合劑是指將組織粘合起來的組織粘合劑，它們除了應(yīng)具備一般軟組織植入物所應(yīng)有的條件外，還應(yīng)滿足下列要求：在活體能承受的條件下固化，使組織粘合；能迅速聚合而沒有過量的熱和毒副產(chǎn)物產(chǎn)生；在創(chuàng)傷愈合時粘合劑可被吸收而不干擾正常的愈合過程。醫(yī)用粘合劑可粘合各種組織，例如可進行牙齒粘合，血管、組織、肌肉粘合

10、,腦動脈瘤表面補強、防止破裂粘合，及骨粘合等。常用的粘合劑有-氰基丙烯酸烷基酯類，甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物及亞甲基丙二酸甲基烯丙基酯等。手術(shù)用縫合線可分為非吸收型和可吸收型兩大類。非吸收類包括天然纖維(如蠶絲、木棉、麻及馬毛等)和合成纖維(如PET、PA、PP、PE單絲、PTFE及PU等)?？晌疹惏ㄌ烊桓叻肿硬牧?如羊腸線、骨膠原、纖維蛋白等)和合成高分子材料(如聚乙烯醇、聚羥乙基丁酸酯、聚乳酸、聚氨基酸及聚羥基乙酸等)。其中，由聚乳酸和聚羥基乙酸或兩者的共聚物制成的縫合線因性能優(yōu)越而倍受關(guān)注。這種縫合線強度可靠，對創(chuàng)口縫合能力強，又可生物降解而被肌體吸收，是一種理想的醫(yī)用縫合線。參考文獻【1】