医用高分子材料

医用高分子材料第1页，共41页，2023年，2月20日，星期三

国际标准化组织(ISO)定义的“生物材料”就是生物医学材料，它是指“以医疗为目的，用于与组织接触以形成功能的无生命的材料”。生物医学材料是生物医学科学中的最新分支学科，是生物、医学、化学和材料科学交叉形成的边缘学科

第2页，共41页，2023年，2月20日，星期三生物医学材料必须具备：一、要求材料与组织短期接触无急性毒性、无致敏作用、无致炎作用、无致癌作用和其他不良反应。二、还应具备耐腐蚀性能及相应的生物力学性能和良好的加工性能。生物医学材料(三大类):

金属材料无机非金属材料有机高分子材料第3页，共41页，2023年，2月20日，星期三

近年来，生物医学材料的研究与发展突飞猛进，从人工器官到高效、定向的高分子药物控制释放体系的研究，几乎遍及生物医学各个部门，对国民经济的发展已显示出十分重要的作用。在硬组织修复材料和血液灌流吸附材料方面已实现产业化:在药物控制释放体系的研究中，医用生物降解材料的研究与开发方面已有了较大突破。

第4页，共41页，2023年，2月20日，星期三第一节

医用高分子材料概述第5页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents

一、医用高分子材料的分类1.按来源1.按来源分类(1)天然胶原，明胶，角质蛋白，纤维素，甲壳素及其衍生物(2)人工合成聚氨酯，硅橡胶，聚酯(3)天然生物组织与器官自体组织，同种异体组织，异种同类第6页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents2.按材料与活体组织的相互作用关系(1)生物惰性(bioinert)

体内不降解，不变性，不引起长期组织反应(2)生物活性(bioactive)

植入材料能够与周围组织相互作用(3)生物吸收(bioabsorbale)

生物降解，其降解产物被肌体吸收代谢第7页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents3.按生物医学用途(1)硬组织相溶性

骨科，齿科，具有替代组织类似机械性能(2)软组织相溶性

替代与修复，有弹性和强度，不引起组织严重病变(3)血液相溶性

与血液接触的人工器官或机械，不引起凝血，溶血等生理反应，与活组织以良好的互相适应性(4)高分子药物和药物控释高分子材料

有药理活性或辅助作用第8页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents4.按与肌体组织接触关系(1)长期植入

人工血管，人工关节，人工晶状体等(2)短期植入(3)体内外连通(4)体表接触与一次性使用医疗用品第9页，共41页，2023年，2月20日，星期三二、基本要求1.对医用高分子材料本身性能(1)耐生物老化(2)物理和力学稳定(3)易于加工成型(4)便于消毒灭菌第10页，共41页，2023年，2月20日，星期三2.对医用高分子材料的人体效应(1)无毒(2)无热原反应(3)不致癌(4)不致畸(5)不引起过敏或干扰肌体的免疫机理(6)不破坏邻近组织，不发生材料表面钙化(7)血液相溶性第11页，共41页，2023年，2月20日，星期三3.对医用高分子材料生产与加工(1)防止引入对人体有害物质(2)加工助剂要符合医用标准(3)生产环境有适宜的洁净级别第12页，共41页，2023年，2月20日，星期三三、医用高分子材料的应用第13页，共41页，2023年，2月20日，星期三第14页，共41页，2023年，2月20日，星期三第15页，共41页，2023年，2月20日，星期三第二节

医用高分子材料的生物相容性第16页，共41页，2023年，2月20日，星期三一、肌体软组织对植入材料的反应反应程度，生物反应，生物降解，化学结构，致癌性，体内的表面钙化第17页，共41页，2023年，2月20日，星期三二、血液的反应凝血作用，对蛋白质的吸附抗凝血高分子材料的设计具有微相分离结构聚氨酯嵌段共聚物（软段为聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷等，硬段为脲基、氨基甲酸酯等）高分子材料的表面改性高分子材料的肝素化(肝素是一种防止凝血的多糖药物）第18页，共41页，2023年，2月20日，星期三三、在体内的结构与性能变化化学变化材料的降解加工中引入小分子的释放物理性能变化第19页，共41页，2023年，2月20日，星期三四、可溶性高分子在体系内的代谢1体内的转运2高分子的排泄3在细胞中的存储4可溶性高分子在体内的代谢水解反应，氧化反应，缀合反应，缔合反应5免疫反应

第20页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents

五、血液净化高分子材料1.血液净化膜材料第21页，共41页，2023年，2月20日，星期三2血液净化吸附材料非专一吸附剂高选择吸附剂特异性吸附剂第22页，共41页，2023年，2月20日，星期三第三节

生物惰性高分子材料第23页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents一、医用有机硅高分子材料在体内长期存在，稳定，无有害反应聚硅氧烷，聚硅烷硅橡胶(siliconerubber)分子量148000以上的交联物，有二甲基、甲基乙基，乙基，甲基苯基，氟，氰，亚苯基硅橡胶等。第24页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents医用有机硅高分子室温硫化硅橡胶生理惰性好，无色透明，高温消毒不变色、不变形，有粘合性。做成植入人体的器官和外部整容修补手术用。人工二尖瓣，人工喉头，人工指关节体外循环用品，心肺器薄膜，心肺机输血泵管第25页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents二、聚氨酯聚氨酯弹性体既可是热塑性，又可是热固性材料。第26页，共41页，2023年，2月20日，星期三聚氨酯有良好的软组织相容性和血液相容性，临床用于人工心脏的搏动膜，人工软骨，人工血管，血袋，血液容器，医用粘合剂等。第27页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents三、聚甲基丙烯酸甲酯隐形眼镜，矫正视力和治疗白内障，牙科材料。四、水溶胶水溶胶是不溶性含水高分子材料，通过水溶性高分子的交联、引入疏水基团或结晶得到。有聚甲基丙烯酸羟乙酯，聚丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮等。第28页，共41页，2023年，2月20日，星期三第三节

生物活性性高分子材料第29页，共41页，2023年，2月20日，星期三表面肝素化高分子材料

1肝素恒速释放材料

2肝素固定化材料

酶、抗体的固定化材料

固定抗体

高分子材料的生物杂化

第30页，共41页，2023年，2月20日，星期三第四节

可生物降解材料第31页，共41页，2023年，2月20日，星期三内酯（交酯）如己内酯，乙交酯，丙交酯，是通过开环聚合得到的具有优良生物相容性和可生物降解的脂肪族聚酯。乳酸(LA)在有机铝催化剂作用下开环聚合得到聚乳酸(PLA)一、脂肪族聚酯第32页，共41页，2023年，2月20日，星期三第33页，共41页，2023年，2月20日，星期三第34页，共41页，2023年，2月20日，星期三二、聚乳酸及其共聚物三、聚己内酯及其共聚物四、天然高分子材料胶原，明胶，纤维蛋白，甲壳素与壳聚糖第35页，共41页，2023年，2月20日，星期三第36页，共41页，2023年，2月20日，星期三第37页，共41页，2023年，2月20日，星期三第五节

高分子材料在药学的应用第38页，共41页，2023年，2月20日，星期三Contents一、药用辅料第39页，共41页，2023年，2月20日，星期三二、药物控制释放体系定量给药脉冲释放体系人体组织器官人工骨第40页，共41页，2023年，2月20日，星期三药物控制释放体系自组装药物控制系统(self-asse