醫(yī)用高分子材料培訓(xùn)課件.ppt

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1、醫(yī)用高分子材料高分子0901陳曉鵬什么是功能高分子？功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。它們之所以具有特定功能，是由于在其大分子鏈中結(jié)合了特定的功能基團(tuán)，或大分子與具有特定功能的其他材料進(jìn)行了復(fù)合，或者二者兼而有之。在合成或天然高分子原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，再賦予傳統(tǒng)使用性能以外的各種特定功能（如化學(xué)活性、光敏性、導(dǎo)電性、催化活性、生物相容性、藥理性能、選擇分類性能等）而制得的一類高分子。一般在功能高分子的主鏈或側(cè)鏈上具有顯示某種功能的基團(tuán)，其功能性的顯示往往十分復(fù)雜，不僅決定于高分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)單元的序列分布、分子量及其分布、支化、立體結(jié)構(gòu)等一級結(jié)構(gòu)，還

2、決定于高分子鏈的構(gòu)象、高分子鏈在聚集時的高級結(jié)構(gòu)等，后者對生物活性功能的顯示更為重要。醫(yī)用高分子材料是一門介于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和高分子科學(xué)之間的新興學(xué)科。它涉及到物理學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)、病理學(xué)等多種邊緣學(xué)科。醫(yī)用高分子材料是生物材料的重要組成部分，是一類可對有機體組織進(jìn)行修復(fù)、替代與再生,具有特殊功能作用的新型高技術(shù)合成高分子材料,是科學(xué)技術(shù)中的一個正在發(fā)展的新領(lǐng)域,不僅技術(shù)含量和經(jīng)濟(jì)價值高,而且對人類的健康生活和社會發(fā)展具有極其重大意義,它已滲入到醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的各個部門并應(yīng)用于臨床的診斷與治療。心臟瓣膜人工心臟瓣膜醫(yī)用高分子材料的發(fā)展史早在公元前3500年，埃及人就

3、用棉花纖維、馬鬃縫合傷口。公元前500年的中國和埃及墓葬中發(fā)現(xiàn)假牙、假鼻、假耳。進(jìn)入20世紀(jì)，高分子科學(xué)迅速發(fā)展，新的合成高分子材料不斷出現(xiàn)，為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了更多的選擇余地。1936年發(fā)明了有機玻璃后，很快就用于制作假牙和補牙1943年，賽璐珞薄膜開始用于血液透析。1949年，美國首先發(fā)表了醫(yī)用高分子的展望性論文。50年代，有機硅聚合物被用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，使人工器官的應(yīng)用范圍大大擴大，包括器官替代和整容等許多方面。此后，一大批人工器官在50年代試用于臨床。進(jìn)入60年代，醫(yī)用高分子材料開始進(jìn)入一個嶄新的發(fā)展時期。從70年代始，高分子科學(xué)家和醫(yī)學(xué)家積極開展合作研究，使醫(yī)用高分

4、子材料快速發(fā)展起來。至80年代以來，發(fā)達(dá)國家的醫(yī)用高分子材料產(chǎn)業(yè)化速度加快，基本形成了一個嶄新的生物材料產(chǎn)業(yè)。性能要求安全性：必須無毒或副作用極少。這就要求聚合物純度高，生產(chǎn)環(huán)境非常清潔，聚合助劑的殘留少，雜質(zhì)含量為ppm級，確保無病、無毒傳播條件。物理、化學(xué)和機械性能：需滿足醫(yī)用所需設(shè)計和功能的要求。如硬度、彈性、機械強度、疲勞強度、蠕變、磨耗、吸水性、溶出性、耐酶性和體內(nèi)老化性等。如心臟瓣膜適應(yīng)性：包括與醫(yī)療用品中其他材料的適應(yīng)性，材料與人體各種組織的適應(yīng)性。特殊功能：不同的應(yīng)用領(lǐng)域，要求材料分別具有一定的特殊功能?，F(xiàn)有高分子材料的表面化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)很難滿足上述要

5、求，通常要采用表面改性處理，如接枝共聚，以改進(jìn)其抗凝血性等性能。制品種類人臟造器：內(nèi)臟，體外器官和裝置醫(yī)療器械：一般醫(yī)療及看護(hù)用具，麻醉及手術(shù)室用具，檢查及檢查室用具藥物劑型：藥物的助劑：高分子材料本身是惰性的，不參與藥的作用，只起增稠、表面活性、崩解、粘合、賦形、潤滑和包裝等作用，或在人體內(nèi)起“藥庫”作用，使藥物緩慢放出而延長藥物作用時間。聚合物藥物：將低分子藥物，以惰性水溶性聚合物作分子載體，把具有藥性的低分子化合物，通過共價鍵或離子鍵與載體的側(cè)基連接，制成聚合物藥物。假發(fā)人工關(guān)節(jié)人工心肺機假足人工心臟洗腸器聽診器輸血管假牙齒發(fā)展趨勢研究開發(fā)滿足生物相容性和血液相

6、容性材料，以聚烯烴、聚硅氧烷、氟碳聚合物和聚氨酯為重點開發(fā)控制藥物釋放、人工臟器、醫(yī)療器械和控制生育所用材料。發(fā)展小型化、便攜帶、內(nèi)埋化等類型的人工器官裝置。醫(yī)用高分子材料的發(fā)展及展望我國醫(yī)用高分子材料的研究起步較早、發(fā)展較快。目前約有50多個單位從事這方面的研究,現(xiàn)有醫(yī)用高分子材料60多種,制品達(dá)組織的相容性之間的關(guān)系為依據(jù)來研究開400余種,用于醫(yī)療的聚甲基丙烯酸甲酯每年達(dá)300ｔ。然而,我國醫(yī)用高分子材料的研究目前仍然處于經(jīng)驗和半經(jīng)驗階段,還沒有能夠建立在分子設(shè)計的基礎(chǔ)上。因此,應(yīng)該以材料的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系,材料的化學(xué)組成、表面性質(zhì)和生命體發(fā)新材料。醫(yī)用高分子材料

7、要應(yīng)用于生物體必須同時要滿足生物功能性、生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性和可加工性等嚴(yán)格的要求。組織工程材料組織工程是應(yīng)用生命科學(xué)與工程的原理和方法構(gòu)建一個生物裝置,來維護(hù)、增進(jìn)人體細(xì)胞和組織的生長,以恢復(fù)受損組織或器官的功能。它的主要任務(wù)是實現(xiàn)受損組織和器官的修復(fù)或再建,延長壽命和提高健康水平。其方法是:將特定組織細(xì)胞“種植”于一種生物相容性良好、可被人體逐步降解吸收的生物材料上,形成細(xì)胞-生物材料復(fù)合物;生物材料為細(xì)胞的增長繁殖提供三維空間和營養(yǎng)代謝環(huán)境;隨著材料的降解和細(xì)胞的繁殖,形成新的與自身功能和形態(tài)相適應(yīng)的組織或器官。這種具有生命力的活體組織或器官