❶ 生物醫學高分子材料的分類和應用是什麼
生物醫學高分子簡稱醫用高分子,是一類令人矚目的功能高分子材料。它已滲入到醫學和生命科學的各個領域並應用於臨床的診斷與治療。特別是直接與體液接觸的或可植入體內的所謂「生物材料」,它們必須無毒,有良好的生物相容性和穩定性,有足夠的機械強度,而且易於加工、消毒。
生物醫學高分子材料作為生物醫學材料的高分子及其復合材料,又稱醫用高分子材料。可來自人工合成,也可來自天然產物,除應滿足一般物理、化學性能要求外,還必須滿足生物相容性要求。醫用高分子按性質可分為非降解型和可生物降解型。非降解型高分子包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等,要求其在生物環境中能長期保持穩定,不發生降解、交聯或物理磨損等,並具有良好的物理機械性能,雖然不存在絕對穩定的聚合物,但是要求其本身和降解產物不對機體產生明顯的有毒副作用,同時材料不致災難性破壞。生物降解型高分子包括膠原、線性脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己內酯等,可在生態環境作用下發生結構破壞和性能蛻變,其降解產物能通過正常的新陳代謝或被機體吸收利用或被排出體外,主要用於葯物釋放和送達載體及非永久性植入裝置。
醫用高分子材料製品種類繁多。從天靈蓋到腳趾骨,從內臟到皮膚,從血液到五官都已有人工的高分子代用品。與此同時,高分子葯物及固定化酶、人工細胞、標記細胞、免疫吸附劑等也在迅速發展。目前全世界每年生產的醫用高分子材料包括醫療用品在內多達800萬噸,價值30億美元。
人工心臟
生物材料是指與體液接觸的異體材料,除少數金屬、陶瓷和碳素外,絕大部分是橡膠、纖維、模製塑料等合成高分子材料。以它們為原材料制出的人工臟器,即具有部分或全部代替人體某一器官功能的器件,有的只需在體內短期使用,如插入器件(導液管等),有的則需在體內停留較長時間,甚至整個生命期。因此對這類材料有嚴格的要求:①必須無毒,而且是化學惰性的。②與人體組織和血液相容性要好,不引起刺激、炎症、致癌和過敏等反應。③有所需的物理性能(尺寸、強度、彈性、滲透性等),並能在使用期間保持其不變。④容易制備、純化、加工和消毒。
醫用硅橡膠導管
生物高分子材料可以粗略地分為3大類:軟性即橡膠狀聚合物、半結晶聚合物和其他有關聚合物(見下表)。醫用硅橡膠是最早也是最成功的商品化醫用高分子材料之一。
主要的軟性生物高分子材料
主要的半結晶生物高分子材料
其他有關聚合物
上面三個表中列舉的是有關主要材料的主幹結構類別,事實上往往任何單一的聚合物都難以滿足對生物材料的所有要求,因而又不得不採用共聚、接枝、交聯以及表面化學修飾等多種手段(統稱為改性),以製成各種復合材料,使其性能盡可能滿足使用的特殊需要。
❷ 生物醫用材料大致可分為哪三類
生物材料應用廣泛,品種很簡鄭多,有不同的分類方法.通常是按材料屬性分為:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他醫用合成塑料和橡膠等)、天然高分敗咐螞子材料(如膠原、絲蛋白、纖維素、殼聚糖等)、金屬與合金材料(如欽金屬及其合金等)察埋、無機材料(生物活性陶瓷,羥基磷灰石等)、復合材料(碳纖維/聚合物、玻璃纖維/聚合物等).根據材料的用途,這些材料又可以分為生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料.這些材料通過長期植入、短期植入、表面修復分別用於硬組織和軟組織修復與替換.生物醫用材料由於直接用於人體或與人體健康密切相關,對其使用有嚴格要求.首先,生物醫用材料應具有良好的血液相容性和組織相容性.其次,要求耐生物老化.即對長期植入的材料,其生物穩定性要好;對於暫時植入的材料,耍求在確定時間內降解為可被人體吸收或代謝的無毒單體或片斷.還要求物理和力學性質穩定、易於加工成型、價格適當.便於消毒滅茵、無毒無熱源、不致癌不致畸也是必須考慮的.對於不同用途的材料,其要求各有側重.
❸ 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。
❹ 常用的生物醫用高分子材料有哪些 常用的生物醫用高分子材料有什麼
1、天然醫用高分子材料來源於自然,包括纖維素、甲殼素、透明質酸、膠原蛋白、明膠及海藻酸鈉等;
2、合成醫用高分子材料是通過化學方法,人工合成的用於醫用的高分子材料,目前常用的有聚氨酯、硅橡膠、聚酯纖維、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。