医用生物高分子课件

医用生物高分子,熊巍,一：医用生物高分子的定义,生物高分子，顾名思义，是以生命现象为对象和基础的高分子科学。而医用生物高分子就是用于医疗的高分子科学。,二：医用生物高分子的范畴,用于医疗目的：塑料针筒，合成纤维，纱布和绷带。,塑料针筒,纱布,绷带,生物材料：药物释放体系，医用粘合剂，固体化酶，隐形眼镜等。,隐形眼镜,固体化酶,三：生物高分子的要求,医疗功能性 安全性 耐久性 材料 活体,生物相容,医疗功能,抗生物老化,四：生物高分子的种类,生物相容性高分子 血液相容性高分子 组织相容性高分子,心血管疾病,1血液相容性的定义； 2凝血过程（直接原因）： 竞争吸附 血小板血栓反应,串级活化反应,血栓,血液相容性是指高分子材料与血液接触时，不引起凝血及血小板粘着凝聚，没有破坏血液中有形成分的溶血现象。,显微镜下观察到的凝血现象,凝血过程是血液和外界材料接触后，在数秒内血浆蛋白（白蛋白，-蛋白和纤维蛋白）竞争吸附，接着是血小板被活化粘着而形成血栓，即所谓血小板血栓反应。与此同时，血液中的内因素，外因素等一系列凝固性蛋白的串级活化反应而进一步使可溶性血纤维蛋白聚合成为不溶性血纤维蛋白凝胶裹卷红血球，白血球，也裹进血小板而形成红色血栓。,血栓,人类白蛋白分子,红血球,白血球,纤维蛋白,提高血液相容性的技术表面修饰,首先是利用各种物理和化学的方法对材料的表面进行处理 （1）提高表面亲水性，降低表面自由能 （2）使表面带负电荷 （3）设计微相分离结构 （4）表面粗糙度的影响,其次是对材料表面进行伪饰，如血管内皮化，白 蛋白钝化及磷脂样表面等。血管内皮细胞对于抗 凝血起了很重要的作用，可以认为是一种完美的血液相容性的表面。因此研究者在人工血管表面覆盖内皮细胞来改善其血液的相容性。由于材料对白蛋白吸附后不易粘附血小板，则可在表现覆盖一层白蛋白来对材料进行伪饰，称为白蛋白钝化。其外还可以在人工表面引入磷脂酰胆碱为极性头端来模拟红细胞膜的血液相容性。,磷脂酰胆碱,continue,表面的亲水性及自由能对血液成分的吸附，变性等有密切联系。提高材料表面的亲水性，使表面自由能降低到接近血管内膜的表面自由能值可取得抗血栓性能。 具体操作中，可以通过在材料表面接枝亲水性强的化合物来实现。EG：聚环氧乙烷（PEO）。,CH2CH2,O,环氧乙烷,TURN BACK,正常人体血管壁内皮细胞的电位值为-813 mv, 血液中的红细胞，白细胞及血小板等均带负电荷，因此不易发生粘附。高分子材料表面电荷的正负由其功能团类型决定，利用这一点，可以进行特定的设计使材料表面带上负电荷，从而减少血栓的形成。,血管壁内皮细胞,TURN BACK,如果材料的微观界面上存在化学及物理性能的不同 ，如亲水性/疏水性，正负电荷，结晶态/非结晶态 等，则可获得良好的血液相容性。 例如材料大分子链上含有聚集态的亲水链和疏水链 时，可以降低血浆纤维蛋白的吸附，提高材料表面 的抗血栓性能。,纤维蛋白,TURN BACK,材料表面越粗糙，暴露在血液上的面积越大，凝血的可能性也就越大，但如果在0,12 UM的范围内存在不均匀结构也是微相分离结构的一种，可提高材料的抗凝血性能。,TURN BACK,组织相容性的要求： 活体组织不发生炎症，排拒，材料不发生钙沉着等。,1 聚二甲基硅氧烷：导管 存在问题：异物反应，机械性能低 2聚醚氨酯： 存在问题：强度不足，钙沉着 3聚乙烯-乙烯醇所衍生的聚离子复合物 特点：亲水性好，优异的抗凝血性,生物高分子的最新进展 人造心脏的研制成功,德国科学家发明的新型人造心脏“Incor”已获准在欧洲范围内正式投入临床使用。这种新型人造心脏以一种特殊结构的泵为血液循环提供动力，其叶片在磁场作用下旋转。这种设计，可避免系统内部出现摩擦、磨损及发热等问题，同时也降低了血液凝结给人造心脏带来的危险。,INCOR,生物高分子的最新进展 骨胶原纤维,骨胶是一种蛋白质,它在皮肤、骨骼、腱、血管、肠、眼角膜和牙齿中担负着个体保护以及保持形态的作用。骨胶分子由三根多肽链形成螺旋结构。 骨胶原纤维是通过重新组构牛屈肌腱的骨胶原悬浮液制成的。 骨胶原作为医用材料的特点在于:生物适应性优良、无抗原性、生物体吸收性良好等,因此国内外正将其开发和应用于伤口保护。,以一条成人