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1、第三章生物醫(yī)用高分子材料現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，對(duì)醫(yī)用材料的性能提出了多功能的要求，這是大多數(shù)傳統(tǒng)的金屬材料、陶瓷材料及其它無(wú)機(jī)材料難以滿足的。而合成高分子同生物體物質(zhì)(天然高分子)同屬大分子范疇，二者分子結(jié)構(gòu)上的相似性決定了前者在性能上能同后者接近，從而可能用合成高分子制作人工器官、醫(yī)療器械、藥物等。目前，醫(yī)用高分子應(yīng)用很廣泛，幾乎涉及到醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。一般可將其分為醫(yī)用高分子材料和高分子藥物兩大類。下面分別予以介紹。醫(yī)用高分子材料又可分為醫(yī)療用材料和醫(yī)用材料。前者不與人體直接接觸，如注射器等，后者則與人體直接接觸，如人造內(nèi)臟、牙齒等。這些高分子材料的使用條件雖然各不相同，但都要以某種形式與生物
2、體組織或來(lái)自生物體的物質(zhì)相接觸，所以它們除要具備各自相應(yīng)的醫(yī)用功能外還要具備最低限度的生物體相容性，以確保使用安全。所謂生物體相容性，是指醫(yī)用材料與生物體組織接觸時(shí)，對(duì)生物體不產(chǎn)生副作用，以及與醫(yī)用材料接觸的生物體環(huán)境，對(duì)材料也不產(chǎn)生副作用。醫(yī)用高分子材料涉及到聚合物的合成、助劑、制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加工、生物學(xué)性能檢驗(yàn)及臨床驗(yàn)證等多方面的知識(shí)，這里僅作簡(jiǎn)要介紹。(一)醫(yī)用對(duì)材料的要求以及如何選擇醫(yī)用高分子材料考慮到生物體相容性，對(duì)人體內(nèi)應(yīng)用的高分子材料一般有以下要求：①化學(xué)性能穩(wěn)定。血液、體液等體內(nèi)組織液不能因材料的影響而發(fā)生變化；②組織相容性好。材料對(duì)周圍組織不致引起炎癥或異物反應(yīng)等機(jī)體反應(yīng)；
3、③無(wú)致癌性。不發(fā)生變態(tài)反應(yīng)；④耐生物老化。⑤不因高壓煮沸、干燥滅菌、藥液等的消毒而發(fā)生變質(zhì)；⑥材料來(lái)源廣，易于加工成型；⑦除了上述要求外，根據(jù)用途和植入部位不同還有待殊要求。如與血液接觸要求不產(chǎn)生凝血，用作人工心臟和指(趾)關(guān)節(jié)，要求能耐數(shù)億次的曲撓等等；⑧作為體外使用的材料，要求對(duì)皮膚無(wú)毒害，不使皮膚過(guò)敏，耐唾液及汗水的浸蝕，耐日光的照射，也同樣要能承受各種消毒而不變質(zhì)。綜上所述可以看出，對(duì)醫(yī)用高分子材料性能的要求是非常高的。而研究醫(yī)用高分子材料的目的就是要尋找或設(shè)計(jì)合適結(jié)構(gòu)的材料來(lái)滿足醫(yī)學(xué)上的要求。現(xiàn)就幾種典型的醫(yī)用材料來(lái)說(shuō)明這一問(wèn)題。1、與血液長(zhǎng)期接觸器官與抗凝血材料在生物相容性中血
4、液相容性是最重要的。人工心臟、人工腎、人工肝、血管等與血液長(zhǎng)時(shí)間接觸，要求材質(zhì)具有優(yōu)良的抗血栓性能。材質(zhì)的抗血栓性可以通過(guò)多種途徑來(lái)改進(jìn)：人工臟器或血管的表面光滑可以減緩血小板、細(xì)胞成分在膜面上粘著和凝集，而阻滯血栓形成，使膜的表面帶有負(fù)電荷的基團(tuán)，則帶有負(fù)電荷的血小板難于在膜面上凝集；調(diào)節(jié)膜面分子結(jié)構(gòu)的親水性與疏水性的比例以提高抗血栓能力；存在于動(dòng)物體內(nèi)的肝素具有優(yōu)良的抗凝血性，在合成材料中連接有足量的肝素，并使其緩慢地釋放出肝素可以提高抗凝血性。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)微相分離的聚合物也有優(yōu)良的血液相容性。提高材料的含水率能有效地降低材料與血液界面的自由能，從而改善材料的抗血栓性能。有些含水率高[(
5、40一90)%]的水凝膠確有良好的抗血栓性能，但機(jī)械強(qiáng)度太差。為克服這一缺點(diǎn)可以采取疏水性高分子與親水性高分子接枝共聚，材料表面同親水性高分子鏈接枝等方法。如把甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯和溴代丙烯腈接技共聚，可得到一系列含水率，界面自由能及血小板相對(duì)吸附量不同的材料。在微相分離高分子材料中，典型的例子是聚醚氨酯，聚醚氨酯熱塑彈性體是一種線型多嵌段共聚物，作為醫(yī)用高分子材料的嵌段聚醚氨酯，由于具有優(yōu)良的生物相容性和力學(xué)性能，引起人們廣泛的重視，它們的一般結(jié)構(gòu)式如下：2．血液凈化系統(tǒng)的膜材料與人工腎血液凈化方法可分為血液透析、血液過(guò)濾、血液透析過(guò)濾、血漿分離、以及使用吸附劑的直接血液灌流、血漿
6、灌流等方法。在血液凈化系統(tǒng)中，需要各種高分子材料制成的透析膜、超濾膜、用于包裹吸附劑的被覆劑及吸附劑等。對(duì)于膜材料的要求如下：具有優(yōu)良的血液相容性、透水性、對(duì)尿毒性物質(zhì)分子量在500-5000之間的透過(guò)性要優(yōu)良，而且溶質(zhì)透過(guò)時(shí)對(duì)溶質(zhì)分子量的依賴性要小，當(dāng)含水時(shí)膜的機(jī)械強(qiáng)度要大，還要安全?，F(xiàn)在的人工腎臟，主要是通過(guò)透析膜除去血中的尿素，肌酸酐等廢物及過(guò)量的鉀等，起凈化血液的透析作用。此外，也可以調(diào)節(jié)壓力除去水分?，F(xiàn)在商品血液透析膜有銅氨法再生纖維素膜，丙烯腈-丙基苯磺酸鈉共聚物膜(RP-6)，聚碳酸酯，乙烯-乙烯醇EVA共聚物中空纖維等。其中實(shí)際使用的以再生纖維素為主。3．人工角膜與接觸眼鏡
7、對(duì)于制造人工角膜、接觸眼鏡的材料有嚴(yán)格要求。因?yàn)榻悄ど蠠o(wú)血管組織、角膜是從淚液層直接從大氣中吸入氧氣進(jìn)行新陳代謝作用，因而要求人工角膜、接觸眼鏡材料具有良好的透氣性，否則因缺氧使代謝減慢而導(dǎo)致眼浮腫。另外還要求材料中的低分子化臺(tái)物，例如未反應(yīng)的殘余單體和引發(fā)劑、增塑劑等盡量地少，以免刺激眼睛。再有要求材料的耐老化性，耐候性、耐試劑要好，且有一定的親水性?？捎霉柘鹉z、聚甲基丙烯酸酯類或聚酯等材料的薄片，并附有能與人體角膜相
