医用高分子的前沿动态

1、医用高分子的前沿动态学校名称：华南农业大学院系名称：材料与能源学院时 间：2017 年 2 月 27 日4.前沿动态目前用高分子材料制成的人工器官中，比较成功的有人工血管、人工食道、 人工尿道、人工心脏瓣膜、人工关节、人工骨、整形材料等。已取得重大研究成 果，但还需不断完善的有人工肾、人工心脏、人工肺、人工胰脏、人工眼球、人 造血液等。另有一些功能较为复杂的器官，如人工肝脏、人工胃、人工子宫等。 则正处于大力研究开之中。从应用情况看， 人工器官的功能开始从部分取代完全取代发展， 从短时间应 用向长时期应用发展， 从大型化向小型化发展， 从体外应用向体内植入发展、 人 工器官的种类从与生命密切相

2、关的部位向人工感觉器官、人工肢体发展。4.1 医用高分子市场发展新特点、新趋势医用高分子材料可分为非降解和可生物降解两大类。非生物降解的材料包括： 聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、 芳香聚酯、硅橡胶、 聚氨酯、聚醚醚酮等，该类材料主要用于人体软、硬组织修复和制造人工器官、 人造血管、接触镜和黏结剂等。可降解生物材料包括：胶原、脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚 乙烯醇、聚乳酸、聚己内酯、聚磷腈等，这些材料能在生理环境中发生结构性破 坏，且降解产物能通过正常的新陈代谢被机体吸收或排出体外， 主要用于药物释 放载体及非永久性植入器械。随着现代科学技术的发展， 医学与医学技术日新月异变化， 如 3

3、D打印技术， 基因测序， 诊疗技术的出现； 使医用高分子材料应用日益广泛， 同时对医用高分 子材料提出新的更高要求。 在这种既高速发展又具有高竞争力的大环境下，赋 予了医用高分子材料市场新特点 。4.2 可降解产品生物可降解医用高分子材料作为用于诊断、 治疗和器官再生的材料， 由于不 需要二次手术，可以减轻病人痛苦，简化手术程序，具有提高治疗效果，延长病 人生命和提高病人生存质量等作用， 近年来被广泛应用于药物控制释放载体、 手 术缝合线、 骨固定和修复器件以及组织工程支架等领域， 其研究在生物技术、 生 命科学和医学等领域占据十分重要的位置。相关的产品如心脏支架、 胆道和胰管支架以及关节镜缝

4、合锚钉等。 生物降解 支架技术能使血管的完整性和功能性得以恢复至自然状态， 将为患者提供独特的 生理收益。4.3 高集成化产品随着医用行业的迅猛发展， 极大地推动生产企业不断完善产品的性能， 但是， 目前医用高分子产品制造技术比较成熟， 很难在单一产品上有较大提升空间， 因 此，医用高集成化产品逐渐引发人们的关注。 这些产品集多种产品优点， 方便快 捷、能够快速恢复患者身体功能。如手术导航与机器人系统，涉及光学、机械、电子、计算系统软件等多种技 术，集成度和复杂性都很高， 设计生产的难度大， 未来五到十年我国有望成为手 术机器人产业的大国。瓣膜与瓣膜输送装置也是常见的高集成化产品之一。 经皮瓣

5、膜置换术是目前 创伤最小的瓣膜置换手术方法， 适用于那些无法耐受常规开胸手术的高危高难患 者，也是目前国际上介入学科发展的最新方向。此外，经皮冠状动脉旋磨成形术 -PTCRA 所用器械采用呈橄榄型的带有钻石 颗粒旋磨头 , 而导管、鞘管、手柄则为高分子材料 ，这些也是高集成化产品的 代表。4.4 接近人体生理指标的产品医用产品的性能指标越接近人体生理指标， 排异反应就越低； 更有利于患者 恢复，提高患者术后生活质量。例如采用聚醚醚铜（ PEEK）制成的关节镜缝合锚 钉、腰椎棘突间植入物系统、腰椎经椎弓根螺钉动态固定系统等。4.5 表面修饰产品以医用高分子材料加工成的医用产品在使用过程中， 大都

6、要与人体接触， 因 此医用产品的表面修饰至关重要。 为改善产品的血液相容性、 组织相容性， 需要 对产品的表面进行修饰，如材料表面肝素化、表面接枝、表面等离子处理、蛋白 修饰等。介入导管及赋予长期使用的医用高分子类器械抗感染性也是目前医用高 分子材料的研究和发展方向之一。如抗粘附涂层可减少生物沉积； 抗凝血涂层可提高生物相容性， 延长医用塑 料产品与血液的接触时间， 提高治疗效果；抗菌涂层可长期体内留置的引流导管。亲水性超润滑涂层则可以避免损伤； 减少阻碍，减少手术时间， 降低插管力 量；增加病人舒适度，降低痛苦；增强导管进入弯曲组织如血管等的能力；减少 组织刺激和损伤；涂层同样可以提供抗菌和

7、药物释放功能。降低摩擦系数90%以上。4.6 带有芯片产品芯片具有记录、传输温度、压力等生理指标的功能，但是，目前芯片的材质致使带有芯片的植入式医疗设备面临着免疫排斥的问题。 为了规避这个问题， 可 溶解芯片的研发具有重要临床意义。如脑芯片、芯片支架及可溶解性植入式大脑传感器（聚乳酸 - 乙醇酸共聚物 （PLGA）和硅树脂材料构建的新型电子传感器）等产品，通过大脑植入芯片，替 代了大体积的医疗设备。借助无线传感器，大大简化了医疗过程。新型多功能心脏支架也是带芯片的产品。 该支架可最大限度地降低病人在治 疗过程中遇到的风险。 新型支架可以感觉到人体血液的流动和人体血液温度， 而 且能够对人体内存储和传输的信息进行分析， 最后在完成它的使命后可被人体吸 收。参考文