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医用生物高分子材料是什么

发布时间:2023-08-02 14:31:46

❶ 生物医学高分子材料的分类和应用是什么

生物医学高分子简称医用高分子,是一类令人瞩目的功能高分子材料。它已渗入到医学和生命科学的各个领域并应用于临床的诊断与治疗。特别是直接与体液接触的或可植入体内的所谓“生物材料”,它们必须无毒,有良好的生物相容性和稳定性,有足够的机械强度,而且易于加工、消毒。

生物医学高分子材料作为生物医学材料的高分子及其复合材料,又称医用高分子材料。可来自人工合成,也可来自天然产物,除应满足一般物理、化学性能要求外,还必须满足生物相容性要求。医用高分子按性质可分为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,要求其在生物环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的物理机械性能,虽然不存在绝对稳定的聚合物,但是要求其本身和降解产物不对机体产生明显的有毒副作用,同时材料不致灾难性破坏。生物降解型高分子包括胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己内酯等,可在生态环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或被排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非永久性植入装置。

医用高分子材料制品种类繁多。从天灵盖到脚趾骨,从内脏到皮肤,从血液到五官都已有人工的高分子代用品。与此同时,高分子药物及固定化酶、人工细胞、标记细胞、免疫吸附剂等也在迅速发展。目前全世界每年生产的医用高分子材料包括医疗用品在内多达800万吨,价值30亿美元。

人工心脏

生物材料是指与体液接触的异体材料,除少数金属、陶瓷和碳素外,绝大部分是橡胶、纤维、模制塑料等合成高分子材料。以它们为原材料制出的人工脏器,即具有部分或全部代替人体某一器官功能的器件,有的只需在体内短期使用,如插入器件(导液管等),有的则需在体内停留较长时间,甚至整个生命期。因此对这类材料有严格的要求:①必须无毒,而且是化学惰性的。②与人体组织和血液相容性要好,不引起刺激、炎症、致癌和过敏等反应。③有所需的物理性能(尺寸、强度、弹性、渗透性等),并能在使用期间保持其不变。④容易制备、纯化、加工和消毒。

医用硅橡胶导管

生物高分子材料可以粗略地分为3大类:软性即橡胶状聚合物、半结晶聚合物和其他有关聚合物(见下表)。医用硅橡胶是最早也是最成功的商品化医用高分子材料之一。

主要的软性生物高分子材料

主要的半结晶生物高分子材料

其他有关聚合物

上面三个表中列举的是有关主要材料的主干结构类别,事实上往往任何单一的聚合物都难以满足对生物材料的所有要求,因而又不得不采用共聚、接枝、交联以及表面化学修饰等多种手段(统称为改性),以制成各种复合材料,使其性能尽可能满足使用的特殊需要。

❷ 生物医用材料大致可分为哪三类

生物材料应用广泛,品种很简郑多,有不同的分类方法.通常是按材料属性分为: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医用合成塑料和橡胶等)、天然高分败咐蚂子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等)、金属与合金材料(如钦金属及其合金等)察埋、无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石等)、复合材料(碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物等).根据材料的用途,这些材料又可以分为生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料.这些材料通过长期植入、短期植入、表面修复分别用于硬组织和软组织修复与替换.生物医用材料由于直接用于人体或与人体健康密切相关,对其使用有严格要求.首先,生物医用材料应具有良好的血液相容性和组织相容性.其次,要求耐生物老化.即对长期植入的材料,其生物稳定性要好;对于暂时植入的材料,耍求在确定时间内降解为可被人体吸收或代谢的无毒单体或片断.还要求物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当.便于消毒灭茵、无毒无热源、不致癌不致畸也是必须考虑的.对于不同用途的材料,其要求各有侧重.

❸ 生物高分子材料有哪些

生物高分子材料也称为生物医学材料,是指以医疗为目的,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学,生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、病理学、血液学等多种边缘学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗等)。

由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质,以满足不同的需求,耐生物老化,作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型,原料易得,便于消毒灭菌,因此受到人们普遍关注,已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段,还没有能够建立在分子设计的基础上,以材料的结构与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材料。目前全世界应用的有90多个品种,西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%~20%的速度增长。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求,我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。

合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能,因而可以植入人体,部分或全部取代有关器官。因此,在现代医学领域得到了最为广泛的应用,成为现代医学的重要支柱材料。当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药物控制释放材料。

外科置入件用高分子材料耐生物老化,作为长期置入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易于加工成型,原料易得,便于消毒,受到人们普遍的关注,这类材料主要用于生物体软、硬组织修复体、人工器官、人工血管、接触镜、膜材、粘结剂和空腔制品诸方面。其特点是大多数不具有生物活性,与组织不易牢固结合,易导致毒性、过敏性等反应。不过作为承重的植入件用高分子材料还有许多方面的问题,目前研究主要集中在提高材料的对生物体的安全性;提高组织相容性和血液相容性;改善生物学性能,改善提高力学、机械、物理性能。在生物膜材料方面,属于线性高分子多糖结构的壳聚糖是甲壳质脱乙酰基的衍生物,无毒、无抗原性,可在生物体内自行降解.壳聚糖膜有促进创面愈合的作用,具有良好通透性,且含有游离氨基,能结合酸分子,是天然多糖中唯一的碱性多糖。因而具有许多特殊的物理化学性质和生理功能,在医学生物材料上可作为人工肾膜和人造皮肤。

生物降解型医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质等,在临床上主要用于暂时执行替换组织和器官的功能,或作药物缓释系统和送达载体、可吸收性外科缝线、创伤敷料等。其特点是易降解,降解产物经代谢排出体外,对组织生长无影响,目前已成为医用高分子材料发展的方向。

高分子药物控制释放体系不仅能提高药效,简化给药方式,大大降低了药物的毒副作用,而且纳米靶向控制释放体系使药物在预定的部位,按设计的剂量,在需要的时间范围内以一定的速度在体内缓慢释放,而达到治疗某种疾病或调节生育的目的,比如高分子多肽或蛋白药物控制释放体系新的研究进展,为那些口服无效的多肽或蛋白药物的临床应用,展示了令人鼓舞的前景。

❹ 常用的生物医用高分子材料有哪些 常用的生物医用高分子材料有什么

1、天然医用高分子材料来源于自然,包括纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等;

2、合成医用高分子材料是通过化学方法,人工合成的用于医用的高分子材料,目前常用的有聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、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。

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