医用高分子材料及其核心硅橡胶

化工新材料

专 业： 化学工程与工艺

班 级： 化工121

姓 名： 朱元超

学 号： 1208110146

2015 年 6 月 22 日

医用高分子材料及其核心硅橡胶

摘 要：随着高分子材料在社会的各个领域的广泛应用，尤其是在航天工程、医学等领域的应用。医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料，其中硅橡胶是合成这一类人工器官不可或缺的一员。本文对医用高分子材料作了简要分析，并着重介绍了以硅橡胶为主的医用高分子材料的用途及其特殊要求，并浅谈了其未来的发展趋势。

关键词： 高分子材料 医用高分子 人工人体器官 硅橡胶

Abstract: With the wide application of polymer materials in various fields of society, especially in the fields of Aerospace Engineering, medicine and so on. Medical polymer material is a polymer material with manufacturing organs of the human body, organ, drug formulations and medical devices, including silicone rubber is a member of an integral part of the synthesis of this class of artificial organs. In this paper, a brief analysis of medical polymer materials is made, and the application of medical polymer materials and its special requirements, and its future development trends are discussed.

Key word: Polymer materials Medical polymer Artificial human organs Silicone rubber.

前言：

医用高分子材料指的是在医学上使用的高分子材料, 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医学输血学等多种边缘学科。医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生, 具有特殊功能作用的合成高分子材料, 可以利用聚合的方法进行制备, 是生物医用材料的重要组成之一[12]。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分, 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检查治疗病患等领域), 其用量处于持续稳定增长的态势[1]。现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的；而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外,医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开，它们被统称为医用高分子材料。

正文：

一、 医用高分子材料的特点和性能：

医用高分子材料一般直接用于人体， 按照其医用目的的不同，有的需要与人体的皮肤接触、有的需要与体液接触、有的需要与血液接触、有的需要短期植入人体、有的甚至需要长期植入人体。因此，这类材料除具有良好的加工性能和物理机械性能之外，还必须具有优良的生物相容性[3]。医用高分子材料的性能要求随着使用目的的不同、是否与人体接触以及接触时间的长短不同而不同，因此，医用高分子必须要具备以下性能：

（1）力学性能稳定:在使用期限内，针对不同的用途，材料的尺寸稳定性、耐磨性、耐疲劳度、强度、模量等应适当。比如，用超高分子量聚乙烯材料做人工关节时，应该用模量高、耐疲劳强度好、耐磨性好的材料。

（2）具有良好的化学惰性。不会与体液、血液接触而发生化学反应，不会引起周围组织的炎症反应；易于加工成型。

（3）经过灭菌过程，制品不变形、性能不发生改变；材料易得，价格适当。

（4）具有良好的生物相容性。包括血液相容性和组织相容性，对可降解材料还涉及到降解产物的可吸收性[16]。

总之，与其他材料相比，医用高分子材料的要求是相当严格的。除具有上述性能要求外，医用高分子材料制品在临床应用之前，都必须对材料本身的生物学性能、化学性能、物理机械性能进行全面的评

价， 经国家药监部门批准后才能用于临床使用。

二、 医用高分子的特殊要求：

医用高分子材料是在医疗过程中使用,是直接或间接与人

体组织相接触的材料所以, 医用高分子材料从原料、助剂、聚合物的合成到制品结构设计和加工都有别于一般工业用的高分子材料,有它的特殊要求。以下为医用高分子材料的基本特性

[2]:1、无毒性：材料不会引起异常变态反应,不引起过敏反应, 对人体无刺激性等；2、组织相容性：材料对接触的周围组织不引起炎症和异物反应等肌体应；3、血液相容性：当材料与血液接触时, 不会引起血液凝固而成血栓,也不破坏血型；4、耐生物老化性:长期放置体内的材料,其化学特性和物理机械性能不发生明显变伙；5、消毒性:材料不因煮沸、干燥灭菌、药液和环氧乙烷等一方法的消毒而发生变质。由此可见对医用高分子材料的要求是十分严格的。

而且由于使用的部位和目的不同,对材料还有特殊要求例

如, 用作人工血管、血液净化器、礼工心脏瓣膜等就特别要求材料具有很好的血液相容性, 要能抑制血小板体系的活化, 抑制凝固体系的活化, 能促进血栓溶解或促使伪内膜的形成等。一般应是具有微相分离结构的材料。又如, 用作人工皮肤、隐形眼镜、人工尿管、人工气管等的材料,则要求具有优良的组织相容性, 对生物组织无刺激性, 同生物组织有相当强的结合性。还要求材料柔软, 有透气性、吸水性和透湿性。而用作重

建用膜、缝合线、控制药物释放材料和粘合剂等则要求体内分解吸收型材料。这类材料在体内的损伤部位得到修复之前要发挥应起的作用, 修复之后又能在体内被分解吸收, 又不产生毒性和副作用。特别希望材料在体内被分解的速度与器官组织功能恢复的速度相平衡, 当器官组织的功能全部复原后,所用材料也全部分解掉, 这样就不会出现有任何异物的感觉。

三、 医用高分子材料的种类和应用：

目前所应用的医用高分子材料有聚醚聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、硅橡胶、聚酯、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙二醇、聚乳酸天然高分子材料等, 被广泛应用于植入性生物材料和人工脏器、介入器材、口腔材料、卫生材料及敷料、医用缝合(粘合)材料、医用高分子和医用橡胶制品、体外循环设备。主要分类如下[13]:

(1)植入体内, 永久性替代损伤的器官或组织。例如人工血

管、人工心脏瓣膜、人工晶体、左心辅助装置、人工关节、人工食管、人工胆管等。此外, 在体外替代损伤器官的有人工肾、人工肺等。

(2)修复人体某部分缺陷的组织。如人工皮肤、骨修复材料

等。

(3)医疗器械中, 一次性使用的无菌高分子材料。例如一次

性使用无菌输液瓶、输液袋、输液器、注射器、静脉留置针、腹膜透析液袋、血袋等;以及各种插管、导管检验用具、手术室

用具、诊疗用具和绷带等。

(4)药用高分子材料。与低分子药物相比, 药用高分子材料

具有低毒、高效、缓释、长效、可定点释放等优点。

(5)医药包装用高分子材料。包装药物的高分子材料可分为

软、硬两种类型。硬性材料(如聚酯等)的特点是强度高、透明性好、尺寸稳定、气密性好,可替代玻璃容器和金属容器。软性材料(如:聚乙烯、聚丙烯)可加工成复合薄膜。

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