生物医用高分子材料的分类、特点和应用

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医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料，其来源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。

按照材料的性质，医用高分子材料又可分为生物惰性高分子材料和可生物降解两大类。

惰性高分子材料

惰性高分子材料是指在生物环境下呈现化学和物理惰性的材料，其在生理环境中能够长期保持稳定，不发生降解、交联和物理磨损，具有良好的力学性能。这些材料包括:聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚砜、聚四氟乙烯（PTFE）、硅橡胶、聚氨酯、聚醚醚酮、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯酸类、聚丙烯酞胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)等。在生物惰性高分子材料医学领域中主要用于体内植入材料（implants），如人工骨和骨关节材料，器官修复材料，其次用于人造组织和人造器官的制造。

降解性高分子材料

降解型高分子材料是指在特定的环境条件下，其化学结构发生显著变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条件下、一定的时间内能被细菌、霉菌、藻类等微生物降解。医用可降解生物材料包括:胶原、脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚乳酸（PLA）、聚己内酯、聚碳酸酯、聚原酸酯类、聚酸酐类、聚磷腈等，这些材料能在生理环境中发生结构性破坏，且降解产物能通过正常的新陈代谢被机体吸收或排出体外，主要用于药物释放载体及非永久性植入器械。如手术缝合线、骨外科手术过程中的骨骼固定的骨水泥、骨钉等。

医用高分子材料的特点

（1）力学性能稳定

临床使用过程中生物医用高分子材料必须具备匹配的强度,可完成机械制造以及治疗或者护理任务,耐疲劳度,确保该器械可长时间辅助或完成治疗及护理任务,耐磨性及尺寸稳定性强。

（2）化学惰性较好

生物医用高分子材料在与人体接触时,不论是血液、体液、皮肤还是相关组织均不可出现任何的化学反应，防止排异反应,避免在治疗、检验或者护理过程中发生炎性反应。

（3）物理性能稳定

医用高分子材料必须保持物理性能稳定,要求该物质在经过消毒、灭菌等操作过程中仍然保持原有形态及性能,要求该物质必须具备耐高温、耐高压等物理特性。

（4）生物相容性较佳

生物的相容性不仅仅体现在组织相容性及血液相容性两个方面,还需要满足降解产物可吸收性这一点,才可确保植入后不会产生排异反应。

医用高分子材料应用

1.人造器官

人造器官可分为人造脏器和人造组织两种，前者指代替脏器工作的功能设备，包括人造心脏、人造肾脏、人造肺、人造肝脏等内脏器官；后者则指可以部分行使生理功能的人体组织，或者修补损坏的人体器官部件，包括人造骨骼、人造血管、人工喉、人工隔膜等体内器官和假肢、假鼻、假眼等外部人体组织。

例如：在80年代,由聚氨酯弹性体材料制作的人工心脏,在心脏移植手术中首次使用并取得成功。

聚丙烯腈能够在高温情况下,通过碳化后成为碳纤维,如此就能制造成为人工软骨、下颚骨、牙槽骨及韧带等多种加强版的复合材料，聚丙烯腈还可做成脑动脉瘤的加固保护剂,但该材料必须同其他相同聚合物材料有效进行结合后才完成。

聚四氟乙烯是一种非极性、线性结晶聚合物,其正常结晶度为55%到75%中间,甚至达到94%;正常分子量在40万到100万中间,化学稳定性较好,对于强酸、强碱、强氧化剂均有较好耐性,在整形手术中会被经常使用,尤其是在隆鼻手术。

2.药物释放

聚乳酸其主要成分为可以再生的乳酸,是一种较为环保、可生物降解热塑性的脂肪聚酸酯,使用较为环保的一种医用高分子材料,该材料能够全部生物降解,聚乳酸无任何毒性与刺激性,其力学强度、生物相容性均较高且可溶解,而且已经广泛使用在骨折内固定处理、外科粘合剂及药物缓释材料等多个领域中。

胃溶性高分子材料，它在酸性条件下易溶解，在中性或碱性条件下不溶，用它作为包衣包覆药剂并在表面涂覆糖液，在口腔中感觉不到药味，进入胃中10分钟后即溶解；肠溶性高分子材料，它进入肠道后能迅速溶解，具有较好的控释作用。

3.各种医用导管、软管、插管

硅橡胶材料同人体的生物相容性良好，抗老化、耐氧化及疏水性，硅橡胶材料在医疗器械方面可作为导管使用,置入人体某个部位中作为疾病治疗的主要辅助材料或者抢救工作的主要手段来使用。

软触感热塑弹性体TPE材料，广泛应用于手术排液软管、止血带、蠕动泵软管、导尿软管。医用微挤出成型技术如Guill Tool&Extrusion公司Medi Flow系统可用来挤出直径仅为0.0508 mm的医用导管，可应用于微创手术等医疗领域。

参考文献

[1]汪晓鹏.简述医用高分子材料的发展与应用[J].西部皮革,2020,42(17):30-31+33.

[2]施娟娟.医疗中生物医用高分子材料的应用探析[J].当代化工研究,2020(14):80-81.