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嘉峪檢測網 2020-11-16 08:52
醫用高分子材料是指用以制造人體內臟、體外器官、藥物劑型及醫療器械的聚合物材料,其來源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。
按照材料的性質,醫用高分子材料又可分為生物惰性高分子材料和可生物降解兩大類。
惰性高分子材料
惰性高分子材料是指在生物環境下呈現化學和物理惰性的材料,其在生理環境中能夠長期保持穩定,不發生降解、交聯和物理磨損,具有良好的力學性能。這些材料包括:聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚砜、聚四氟乙烯(PTFE)、硅橡膠、聚氨酯、聚醚醚酮、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯酸類、聚丙烯酞胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)等。在生物惰性高分子材料醫學領域中主要用于體內植入材料(implants),如人工骨和骨關節材料,器官修復材料,其次用于人造組織和人造器官的制造。
降解性高分子材料
降解型高分子材料是指在特定的環境條件下,其化學結構發生顯著變化并造成某些性能下降的能被降解的材料。生物降解高分子材料在一定的條件下、一定的時間內能被細菌、霉菌、藻類等微生物降解。醫用可降解生物材料包括:膠原、脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚乳酸(PLA)、聚己內酯、聚碳酸酯、聚原酸酯類、聚酸酐類、聚磷腈等,這些材料能在生理環境中發生結構性破壞,且降解產物能通過正常的新陳代謝被機體吸收或排出體外,主要用于藥物釋放載體及非永久性植入器械。如手術縫合線、骨外科手術過程中的骨骼固定的骨水泥、骨釘等。
醫用高分子材料的特點
(1)力學性能穩定
臨床使用過程中生物醫用高分子材料必須具備匹配的強度,可完成機械制造以及治療或者護理任務,耐疲勞度,確保該器械可長時間輔助或完成治療及護理任務,耐磨性及尺寸穩定性強。
(2)化學惰性較好
生物醫用高分子材料在與人體接觸時,不論是血液、體液、皮膚還是相關組織均不可出現任何的化學反應,防止排異反應,避免在治療、檢驗或者護理過程中發生炎性反應。
(3)物理性能穩定
醫用高分子材料必須保持物理性能穩定,要求該物質在經過消毒、滅菌等操作過程中仍然保持原有形態及性能,要求該物質必須具備耐高溫、耐高壓等物理特性。
(4)生物相容性較佳
生物的相容性不僅僅體現在組織相容性及血液相容性兩個方面,還需要滿足降解產物可吸收性這一點,才可確保植入后不會產生排異反應。
醫用高分子材料應用
1.人造器官
人造器官可分為人造臟器和人造組織兩種,前者指代替臟器工作的功能設備,包括人造心臟、人造腎臟、人造肺、人造肝臟等內臟器官;后者則指可以部分行使生理功能的人體組織,或者修補損壞的人體器官部件,包括人造骨骼、人造血管、人工喉、人工隔膜等體內器官和假肢、假鼻、假眼等外部人體組織。
例如:在80年代,由聚氨酯彈性體材料制作的人工心臟,在心臟移植手術中首次使用并取得成功。
聚丙烯腈能夠在高溫情況下,通過碳化后成為碳纖維,如此就能制造成為人工軟骨、下顎骨、牙槽骨及韌帶等多種加強版的復合材料,聚丙烯腈還可做成腦動脈瘤的加固保護劑,但該材料必須同其他相同聚合物材料有效進行結合后才完成。
聚四氟乙烯是一種非極性、線性結晶聚合物,其正常結晶度為55%到75%中間,甚至達到94%;正常分子量在40萬到100萬中間,化學穩定性較好,對于強酸、強堿、強氧化劑均有較好耐性,在整形手術中會被經常使用,尤其是在隆鼻手術。
2.藥物釋放
聚乳酸其主要成分為可以再生的乳酸,是一種較為環保、可生物降解熱塑性的脂肪聚酸酯,使用較為環保的一種醫用高分子材料,該材料能夠全部生物降解,聚乳酸無任何毒性與刺激性,其力學強度、生物相容性均較高且可溶解,而且已經廣泛使用在骨折內固定處理、外科粘合劑及藥物緩釋材料等多個領域中。
胃溶性高分子材料,它在酸性條件下易溶解,在中性或堿性條件下不溶,用它作為包衣包覆藥劑并在表面涂覆糖液,在口腔中感覺不到藥味,進入胃中10分鐘后即溶解;腸溶性高分子材料,它進入腸道后能迅速溶解,具有較好的控釋作用。
3.各種醫用導管、軟管、插管
硅橡膠材料同人體的生物相容性良好,抗老化、耐氧化及疏水性,硅橡膠材料在醫療器械方面可作為導管使用,置入人體某個部位中作為疾病治療的主要輔助材料或者搶救工作的主要手段來使用。
軟觸感熱塑彈性體TPE材料,廣泛應用于手術排液軟管、止血帶、蠕動泵軟管、導尿軟管。醫用微擠出成型技術如Guill Tool&Extrusion公司Medi Flow系統可用來擠出直徑僅為0.0508 mm的醫用導管,可應用于微創手術等醫療領域。
參考文獻
[1]汪曉鵬.簡述醫用高分子材料的發展與應用[J].西部皮革,2020,42(17):30-31+33.
[2]施娟娟.醫療中生物醫用高分子材料的應用探析[J].當代化工研究,2020(14):80-81.
來源:奎源高分子