『壹』 與無機生物材料和金屬生物材料相比,生物功能高分子材料具有哪些優勢和不足
與無機生物材料和金屬生物材料相比,生物功能高分子材料具有哪些優勢和不足
⑴生物相容性
生物相容性主要包括血液相容性、組織相容性。材料在人體內要求無不良反應,不引起凝血、溶血現象,活體組織不發生炎症、排拒、致癌等。
⑵力學性能
材料要有合適的強度、硬度、韌性、塑性等力學性能以滿足耐磨、耐壓、抗沖擊、抗疲勞、彎曲等醫用要求。
⑶耐生物老化性能
材料在活體內要有較好的化學穩定性,能夠長期使用,即在發揮其醫療功能的同時要耐生物腐蝕、耐生物老化。
⑷成形加工性能
容易成形和加工,價格適中。 按材料功能劃分:
*1、血液相容性材料 如人工瓣膜、人工氣管、人工心臟、血漿分離膜、血液灌流用吸附劑、細胞培養基材等;
*2、軟組織相容性材料 如隱形眼睛片的高分子材料,人工晶狀體、聚硅氧烷、聚氨基酸等,用於人工皮膚、人工氣管、人工食道、人工輸尿管、軟組織修補等領域;
*3、硬組織相容性材料 如醫用金屬、聚乙烯、生物陶瓷等,關節、牙齒、其它骨骼等;
*4、生物降解材料 如甲殼素、聚乳酸等,用於縫合線、葯物載體、粘合劑等;
*5、高分子葯物多肽、胰島素、人工合成疫苗等,用於糖尿病、心血管、癌症以及炎症等。
『貳』 PC、PA、ABS分別代表哪種有機高分子材料,各自的特點和用途是什麼
PC聚碳酸酯,透明、耐沖擊,可以制燈具、鏡片,水杯(太空杯)
PA聚醯胺,尼龍,用量最大的工程塑料品種,力學性能好,生物相容性好,但吸水率高,與蛋白質的結構有些相似,燃燒有燒毛發氣味,可以做軸承套、包裝材料、電子線路板基材、機械裝置外殼
ABS為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物,繼承了聚丙烯腈PAN的耐有機溶劑、高強度特點、又具備順丁橡膠PB的高彈性特點、同時具有聚苯乙烯PS易熱塑加工的優勢,是一種綜合性能優異的工程塑料,還具有易加工、製品尺度穩定、表面光澤性好等特點,容易塗裝、著色,多用於家用電器外殼、起抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學葯品性及電氣性能優良,廣泛用於機械』汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建築等工業領域。
『叄』 高分子材料的生物相容性指什麼,具有生物相容性的高分子材料有哪些
新型高分子材料
高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和塗料等。其中,被稱為現代高分子三大合成材料的塑料、合成纖維和合成橡膠已經成為國民經濟建設與人民日常生活所必不可少的重要材料。盡管高分子材料因普遍具有許多金屬和無機材料所無法取代的優點而獲得迅速的發展,但目前業已大規模生產的還是只能尋常條件下使用的高分子物質,即所謂的通用高分子,它們存在著機械強度和剛性差、耐熱性低等缺點。而現代工程技術的發展,則向高分子材料提出了更高的要求,因而推動了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展,這樣就出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。
一、高分子分離膜
高分子分離膜是用高分子材料製成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。採用這樣的半透性薄膜,以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力,使氣體混合物、液體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術相比,具有省能、高效和潔凈等特點,因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。膜分離過程主要有反滲透、超濾、微濾、電滲析、壓滲析、氣體分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離膜的高分子材料有許多種類。現在用的較多的是聚楓、聚烯烴、纖維素脂類和有機硅等。膜的形式也有多種,一般用的是平膜和空中纖維。推廣應用高分子分離膜能獲得巨大的經濟效益和社會效益。例如,利用離子交換膜電解食鹽可減少污染、節約能源:利用反滲透進行海水淡化和脫鹽、要比其它方法消耗的能量都小;利用氣體分離膜從空氣中富集氧可大大提高氧氣回收率等。
二、高分子磁性材料
高分子磁性材料,是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物(合成樹脂、橡膠)的新應用領域 的同時,而賦予磁與高分子的傳統應用以新的涵義和內容的材料之一。早期磁性材料源於天然磁石,以後才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結或鑄造成磁性體,現在工業常用的磁性材料有三種,即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆,加工性差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉於塑料或橡膠中製成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣製成的復合型高分子磁性材料,因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復雜形狀的製品,還能與其它元件一體成型等特點,而越來越受到人們的關注。高分子磁性材料主要可分為兩大類,即結構型和復合型。所謂結構型是指並不添加無機類磁粉而高分子中製成的磁性體。目前具有實用價值的主要是復合型。
三、光功能高分子材料
所謂光功能高分子材料,是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前,這一類材料已有很多,主要包括光導材料、光記錄材料、光加工材料、光學用塑料(如塑料透鏡、接觸眼鏡等)、光轉換系統材料、光顯示用材料、光導電用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射,可以製成品種繁多的線性光學材料,像普通的安全玻璃、各種透鏡、棱鏡等;利用高分子材料曲線傳播特性,又可以開發出非線性光學元件,如塑料光導纖維、塑料石英復合光導纖維等;而先進的信息儲存元件興盤的基本材料就是高性能的有機玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化學反應,可以開發出在電子工業和印刷工業上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化塗料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉換特性,可製成光導電材料和光致變色材料;利用某些高分子材料的折光率隨機械應力而變化的特性,可開發出光彈材料,用於研究力結構材料內部的應力分布等
『肆』 生物高分子材料有哪些
生物高分子材料也稱為生物醫學材料,是指以醫療為目的,用於與生物組織接觸以形成功能的無生命的材料。主要包括生物醫用高分子材料、生物醫用陶瓷材料、生物醫用金屬材料和生物醫用復合材料等。研究領域涉及材料學、化學、醫學、生命科學,生物醫用高分子材料是一門介於現代醫學和高分子科學之間的新興學科。它涉及到物理學、化學、生物化學、病理學、血液學等多種邊緣學科。目前醫用高分子材料的應用已遍及整個醫學領域(如:人工器官、外科修復、理療康復、診斷治療等)。
由於醫用高分子材料可以通過組成和結構的控制而使材料具有不同的物理和化學性質,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定性和物理、機械性能,易加工成型,原料易得,便於消毒滅菌,因此受到人們普遍關注,已成為生物材料中用途最廣、用量最大的品種,近年來發展需求量增長十分迅速。醫用高分子材料的研究目前仍然處於經驗和半經驗階段,還沒有能夠建立在分子設計的基礎上,以材料的結構與性能關系,材料的化學組成、表面性質和生命體組織的相容性之間的關系為依據來研究開發新材料。目前全世界應用的有90多個品種,西方國家消耗的醫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量的追求,我國對醫用高分子材料的需求也會不斷增加。
合成高分子材料因與人體器官組織的天然高分子有著極其相似的化學結構和物理性能,因而可以植入人體,部分或全部取代有關器官。因此,在現代醫學領域得到了最為廣泛的應用,成為現代醫學的重要支柱材料。當前研究主要集中在外科置入件用高分子材料和生物降解及葯物控制釋放材料。
外科置入件用高分子材料耐生物老化,作為長期置入材料具有良好的生物穩定性和物理、機械性能,易於加工成型,原料易得,便於消毒,受到人們普遍的關注,這類材料主要用於生物體軟、硬組織修復體、人工器官、人工血管、接觸鏡、膜材、粘結劑和空腔製品諸方面。其特點是大多數不具有生物活性,與組織不易牢固結合,易導致毒性、過敏性等反應。不過作為承重的植入件用高分子材料還有許多方面的問題,目前研究主要集中在提高材料的對生物體的安全性;提高組織相容性和血液相容性;改善生物學性能,改善提高力學、機械、物理性能。在生物膜材料方面,屬於線性高分子多糖結構的殼聚糖是甲殼質脫乙醯基的衍生物,無毒、無抗原性,可在生物體內自行降解.殼聚糖膜有促進創面癒合的作用,具有良好通透性,且含有游離氨基,能結合酸分子,是天然多糖中唯一的鹼性多糖。因而具有許多特殊的物理化學性質和生理功能,在醫學生物材料上可作為人工腎膜和人造皮膚。
生物降解型醫用高分子材料的主要成分是聚乳酸、聚乙烯醇及改性的天然多糖和蛋白質等,在臨床上主要用於暫時執行替換組織和器官的功能,或作葯物緩釋系統和送達載體、可吸收性外科縫線、創傷敷料等。其特點是易降解,降解產物經代謝排出體外,對組織生長無影響,目前已成為醫用高分子材料發展的方向。
高分子葯物控制釋放體系不僅能提高葯效,簡化給葯方式,大大降低了葯物的毒副作用,而且納米靶向控制釋放體系使葯物在預定的部位,按設計的劑量,在需要的時間范圍內以一定的速度在體內緩慢釋放,而達到治療某種疾病或調節生育的目的,比如高分子多肽或蛋白葯物控制釋放體系新的研究進展,為那些口服無效的多肽或蛋白葯物的臨床應用,展示了令人鼓舞的前景。
『伍』 綠色降解的生物相容性材料有什麼
引言:美國食品葯品監督管理局(FDA)目前已批準的可用於體內可降解高分子聚合物有聚乳酸(PLA)、聚羥基乙酸(PGA)、聚(ε-己內酯)(PCL)、聚羥基丁酸酯(PHB)及它們的嵌段共聚物。
聚羥基丁酸酯與植物纖維混合可以降低成本。聚丙烯成本約為每公斤2美元,聚羥基丁酸酯每公斤約5美元,而如果與木屑混合,就降低了產品成本,並賦予產品以特殊特性。聚羥基丁酸酯是一種固態原料,可以用於生產熱注塑產品,製造如瓶帽、鋼筆、玩具、食品盒和化妝盒等;也可壓製成薄板和纖維板,以滿足汽車業的需要;還可以生產泡沫塑料。傳統塑料降解需要100年,用聚羥基丁酸酯生產的產品只要12個月就能分解,釋放出的只有水和二氧化碳。