生物医学高分子材料课件

生物医学高分子材料16、人民应该为法律而战斗，就像为了城墙而战斗一样。——赫拉克利特17、人类对于不公正的行为加以指责，并非因为他们愿意做出这种行为，而是惟恐自己会成为这种行为的牺牲者。——柏拉图18、制定法律法令，就是为了不让强者做什么事都横行霸道。——奥维德19、法律是社会的习惯和思想的结晶。——托·伍·威尔逊20、人们嘴上挂着的法律，其真实含义是财富。——爱献生生物医学高分子材料生物医学高分子材料16、人民应该为法律而战斗，就像为了城墙而战斗一样。——赫拉克利特17、人类对于不公正的行为加以指责，并非因为他们愿意做出这种行为，而是惟恐自己会成为这种行为的牺牲者。——柏拉图18、制定法律法令，就是为了不让强者做什么事都横行霸道。——奥维德19、法律是社会的习惯和思想的结晶。——托·伍·威尔逊20、人们嘴上挂着的法律，其真实含义是财富。——爱献生生物医学高分子材料沈新元东华大学材料科学与工程学院一．生物医学高分子材料

的概念与分类生物材料（biomedicalmaterials）包括生物医学材料、生物模拟材料和仿生设计新材料。生物医学材料是用于生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。生物医学材料包括金属生物医学材料、无机非金属生物医学材料和高分子生物医学材料。生物医学高分子材料也称医用高分子（Biomedica1Polymer）材料，它是一类用于临床医学的高分子及其复合材料。。农民工进城务工看似和教育没有多大的联系，实则对农村教育的影响是非常大的。主要是农民工进城务工了，他们的子女却留下了，这就产生了越来越多的留守儿童。随着农民工进城务工人数的逐年增多，对农村中小学教育的影响也越来越大了，主要是留守儿童的增多，现在的留守儿童已经达到了在校生的20%左右。留守儿童问题已经引起了社会各界的高度关注，特别是留守儿童的心理健康教育问题日益突出，已经影响到了其他的中小学生，进而影响整个农村中小学生的教育发展。很多教育工作者对当前农村中小学生的心理健康教育现状特别忧虑。尤其是当前专业的心理教师特别少，很多学校根本没有条件配置心理健康教育的教师。而有的学校即使有这类教师，也不是专业的心理健康教育教师，加之学校还没有对心理健康教育给以足够的重视，因此农村中小学生的心理健康教育出现的问题还不能从根本上解决。针对农村中小学生心理健康教育，我做了粗浅的调查与研究。下面我就农村中小学生中存在的心理健康问题及解决的方法作简单的分析，与大家共享。一、缺少关爱和约束，任意妄为。现在中小学生的基本都是独生子女，他们都是在长辈的百般呵护下成长起来的，这就使他们从小就形成了自私、脆弱、唯我独尊的心理。而随着父母外出务工，留下他们和爷爷奶奶或外公外婆生活，“隔辈亲”使他们得到的是溺爱，不是关爱，更缺少了家庭父母的约束，渐渐地他们就偏离了正常的人生轨道。随父母一同进城的中小学生也因生活环境的改变而改变，加之父母根本无暇顾及，这就使本就自控能力较差的中小学生荒废了学业。那么如何改变这一现状呢？我觉得这就需要我们教育工作者来研究的问题。首先就是关爱每一名学生，做学生的知心朋友。特别是留守儿童，要让他们感觉到来自班集体的温暖，来自老师的爱，让他们生活在一个健康向上的环境中。当然这要根据每名学生的具体情况做具体分析解决。做到这些，就需要我们真心地付出和努力，要像对待自己的孩子一样对待每一名学生，要让学生感觉到你的真心和真爱。二、缺乏理想信念，没有奋斗目标。当前许多中小学生缺乏理想信念，没有明确的奋斗目标，对学习漠不关心，没有竞争意识，有的同学还出现厌学倾向。他们的表现为：上课不注意听讲，课后贪玩，对学过的知识不认真复习，也不认真地预习老师布置的学习任务。早上来到学校不能利用大好时光去学习，先是到超市商店去选购小食品，把自己一天要吃的东西悉数买来。回到班级像模像样的拿着书假装学习。这时他们进入到一种新的境界，手中有书而心中无书。渐渐地你会发现他们不但没有进步反而会后退。你课下和他们交流做思想工作，问他们将来想干什么时，他们会告诉你还不知道，还没想。问他们对于成绩好的同学怎么看，他们会不以为然，根本没有竞争意识。针对这种情况我们要加强学生的思想道德教育。提高学生的道德品质。对他们进行理想教育，人生观教育。运用先进人物的典型事迹激发他们的兴趣。告诉他们接受良好的教育已成为人生存发展的第一需要和终身受益的财富。告诉他们知识可以改变命运。我们应该珍惜受教育的机会，履行受教育的义务。努力学习。把自己培养成社会需要的有理想、有道德、有文化、有纪律的四有公民。三、缺乏健康的生活情趣，迷恋手机和网络游戏。当前有很多中小学生没有高尚、健康的生活情趣。由于缺乏理想，没有明确的奋斗目标，他们生活懒散，没有寄托。而手机和网络游戏由于新奇而又富有刺激，往往成了他们生活中的一部分。填补了他们空虚的精神世界，而有许多同学甚至把手机带入了课堂。即使没有带入课堂的课下也忙得不亦乐乎。更有甚者已成了手机的奴隶。生活中没有了手机竟然会和家长进行斗争，以辍学相威胁不达目的不罢休。针对这一情况我们要加强学生的健康高尚的生活情趣的教育。通过学校丰富多彩的课内外活动培养他们的学习兴趣，使他们热爱生活，追求健康高雅的生活情趣。教育他们远离不良文化，自觉抵制粗俗。保持自身精神肌体的健康。过健康而富有情趣的生活。同?r我们还要加强对学生的艰苦奋斗和勤俭节约的教育。树立以艰苦奋斗为荣，以骄奢淫逸为耻的社会主义荣辱观的教育。让学生深入生活，了解父母生活工作的艰辛，知道生活的不易，从而珍惜父母的血汗钱。不要再把金钱浪费在无聊的游戏上。远离不健康的手机和网络游戏。再次，我们还要引导学生正确运用网络，让学生知道网络是一柄双刃剑，有利又有弊。我们上网，要发挥网络的积极作用，避免“网毒”的伤害。我们要运用网络的优势，以健康的心态把网络作为生活的补充，享受健康的网络空间。四、缺少专业人员，不能及时解决具体问题。在学生的学习生活中会出现各种各样的具体问题，针对具体的心理问题，需要专业的教师对其进行解决。在农村缺少专业心理健康教师的情况下，需要广大教育工作者要努力学习有关心理健康方面的知识，提高自身能力，为学生的健康成长保驾护航。结语以上是我在工作中发现的学生存在的常见问题并提出了我的一些想法。但是在工作中我们还要根据具体情况，制定相应的措施。不能千人一面。要灵活处理。只有这样才能有效解决学生中存在的问题。为学生的健康成长创造良好的外部环境。学生心理健康问题是普遍存在，它直接影响着学生的身心健康发展，影响他们一生的命运，影响其家庭生活的幸福与和谐，更影响社会的安定稳定。因此，我们应该重视学生心理问题的解决，担当起教书育人的重要职责，为孩子们的健康成长做出我们应有的贡献。现代社会高科技的发展，对未来人才的素质提出了更高的要求，要求改变传统的教学模式。构建能促进中学生创新能力的教学组织形式。激励学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养他们搜集和处理信息的能力，获取新知识的能力和交流合作的能力。要达到上述目标，就要培养学生的创新能力，使他们形成良好的思维和行为习惯，是我们中学历史教师义不容辞的责任。一、培养学生的创造性人格知识的创新是通过有创新欲望和创新能力的人实现的。因此，培养学生的创造性思维首先要使学生具有创造性人格。1．具有永不熄灭的创新欲望要不断创新，首先就要有不断创新的欲望和需求。有了不断创新的欲望，才能进行有意识、有意义的创新活动，也才可能达到创新的目的。中学生总是充满好奇，会提出各种各样的问题。有些问题在教师看来非常的幼稚，甚至是无意义的，但对学生来说却是一种探索、一种创新，是一种对好奇心的满足。他们正是带着这种好奇心来认识这个世界的。所以不管学生提出的问题多么幼稚，多么无意义，教师都不要简单的禁止和否定。否则，他们的创新欲望就会慢慢萎缩，很难具有创新精神。2．使学生具有百折不挠的坚强意志知识经济时代，创新活动是人们从事的主要活动。既然是创新，就预示着风险。而且，当创新成为一种普遍的社会行为，知识创新的难度只能是越来越高，失败的风险越来越大。一次创新的成功也许是千百次创新活动受挫的结果；一个人创新活动的成功，也许是成千上万的人创新失败的结果。面对创新路上的困难，人们只有具有百折不挠的坚强意志，始终不一地坚持创新，才可能最终获得创新的硕果。培养学生坚强的意志品质应该是历史学科的优势。人类历史上科学技术的重大发明很多都是经过科学家的艰苦劳动和无数次的失败才创造出来的。另外，通过讲述无数革命先烈经过艰苦卓绝的斗争，在经历无数次探索和失败后，中国革命才取得成功等史实都能在学生心灵深处产生震撼，使他们的心灵得到升华，逐步具有坚强的意志品质。二、运用恰当教学方法发展学生的创新思维能力激发学生学习动机和好奇心，培养学生的求知欲，调动学习的积极性和主动性，是帮助学生形成与发展创造性思维能力的重要条件。在教学中训练学生的思维，要讲究教学方法，应根据思维的内容、特点等运用恰当的教学方法，才能有效地发展学生的创新思维能力。1．激发兴趣心理学认为，兴趣是求知的前提，积极的兴趣是一个人获得知识、发展能力不可或缺的心理品质。历史教学激发学生兴趣，要结合学科特点和学生年龄特征。青少年学生都喜欢听生动的故事，这是中学生，特别是初中生的心理特征之一。教学中可运用生动形象的讲述方法，或者在讲课中适当穿插一些历史故事，不失为激发学生兴趣的有效方法。因此，教学中要做到既生动又深邃，将历史哲理、历史规律寓于感人的讲述之中。2．指导阅读针对学生不善于读书，不会进行分析、概括，教师在教学中重视指导学生读书，选择典型内容说明具有重要意义的问题，使学生在分析问题和解决问题中进行思维活动。例如，在讲授原始社会解体时，为了让学生清楚而又牢固地掌握原始社会解体时经历的变化，从而形成明确的概念。教师先让学生阅读这一部分教材，要求学生结合阅读的内容分析：由于生产力提高的影响，氏族公社末期发生了怎样的变化？是经过哪几项大的变化最后走向解体的？学生在启发诱导下，通过自己的分析、综合，认识了经历过的几次大变化，由此发展了学生的思维能力并激发了他们的求知欲。3．疑难“思源于疑”，思维活动通常是由疑问而产生的。只有当学生对所学问题产生疑窦时，才能点燃他们思维的火花。笔者在讲授西安事变时，提出了这样一个问题让学生思考：“张学良、杨虎城拘捕蒋介石以后，该如何处置？是杀、是关、还是放？”初中生对这样的提问十分感兴趣，从而激发了他们的积极思维，顿时展开了热烈的争论，最后统一了认识，从而不仅帮助学生认清了和平解决西安事变的重大意义，而且也锻炼了学生的思维敏捷性，促进了学生思维的发展。4．课堂讨论有计划、有目的地组织课堂讨论，对于培养学生的创造性思维能力颇有裨益。通过开展讨论以至辩论，学生不仅表达了对问题的见解，而且阐述了自己所以这样认识的理由和依据。通过讨论，可做到活跃思维、扩展思维、相互启发、集思广益。三、创设条件，培养学生思维的独创性思维的独创性，包括学习过程方法掌握与选择的独特性，思考问题角度与质疑内容的独特性，解决问题方式的独特性，学习结果表达的独特性。1．鼓励学生大胆质疑，提出与众不同的见解对现成的科学理论和传统观点提出质疑是创造出新颖、超常成果的途径，也是人类社会向前发展的需要。试想，如果我们对已有的理论和成果不加任何质疑地全盘接受，人类将永远停滞不前。历史教学中，教师应鼓励学生提出与众不同的见解。一个学生在《从隋亡唐兴看人才》一文中指出：隋炀帝心胸狭窄、不容贤才是导致隋朝迅速灭亡的加速器。而唐初之所以会出现“贞观之治”是与唐太宗爱护人才、善于用人密不可分的。该生从人才的角度分析隋灭唐兴，这在以往著述中，很少提及。这种探索精神是非常大胆而可贵的。在指导学生学习的过程中，我们应引导他们善于发现问题，提出疑义，求得解决，这样才能进步。2.鼓励学生标新立异“标新”和“立异”都是一种创新。鼓励学生大胆独立思考，敢于标新立异、反弹琵琶，这是培养学生创造能力的重要环节。要从思想上引导学生，使其正确地认识到任何学者、权威都不可能穷尽真理之长河，任何人都有发现新知识的可能，树立敢于“班门弄斧”、“异想天开”的思想。另外，必须注意的是在培养学生创造性思维的同时，教师一定要强化自身的创造意识，调动每个学生的聪明才智，激发他们的创造欲望，塑造其创造精神，以提高历史教学效率为宗旨，以实施素质教育为目的，不断探索和改进，才能日益完善。生物医学高分子材料

沈新元东华大学材料科学与工程学院2.按材料与活体组织的相互作用关系分类

生物惰性（bioinert）高分子材料

指在体内不降解、不变性、不引起长期组织反应的生物医学高分子材料，适合长期植入体内。

生物活性（bioaciive）高分子材料指植入高分子材料能够与周围组织发生相互作用，一般指有益的作用。

生物吸收（bioabsorbable）高分子材料在体内逐渐降解，其降解产物被肌体吸收代谢。

3.按生物医学用途分类

硬组织相容性生物医学高分子材料

软组织相容性生物医学高分子材料

血液相容性生物医学高分子材料

药物和药物控释生物医学高分子材料

三、对医用高分子材料的基本要求

(一）

对医用高分子材料本身性能的要求1.耐生物老化性。对于长期植入的医用高分子材料，生物稳定性要好，但对于暂时植入的医用高分子材料，则要求能够在确定时间内降解为无毒的单体或片断，通过吸收、代谢过程排出体外。2.物理和力学稳定性。针对不同的用途，在使用期内医用高分子材料的强度、弹性、尺寸稳定性、耐曲挠疲劳性、耐磨性应适当。对于某些用途，还要求具有界面稳定性。3.易于加工成型。4.材料易得，价格适当。5.便于消毒灭菌。（二）对医用高分子材料的人体效应的要求--------生物相容性

生物相容性是描述生物医用材料与生物体相互作用情况的概念。如果说某种材料的生物相容性好，是指这种材料能够与肌体相互适应，即材料对肌体没有显著或严重的不良反应，肌体也不引起材料性能的改变。生物相容性包括血液相容性、组织相容性和生物降解吸收性。1．

血液相容性

指材料与血液接触时，不发生溶血或凝血。具有抗血栓性能的材料的表面结构有以下特征。

(1)带负电荷表面

（2）具亲水性或疏水性均衡的表面

（3）具微相分离结构表面

（4）具接枝或涂覆抗凝血物质表面天然的抗凝血物质有尿激酶、肝素、前列腺素等。(5)伪内膜形成表面

2.组织相容性

指材料与血液以外的生物组织接触时，材料本身的性能满足使用要求而对生物体无刺激性、不使组织和细胞发生炎症、坏死和功能下降，并能按照需要进行增殖和代谢。具体来说，要求材料置于一般组织表面、器官空间组织内等处后，活体组织不发生排斥反应，材料自身也不因与活体组织、体液中多成分长期接触发生性质劣化，功能下降。3．生物降解吸收性

指材料在活体环境中可发生速度能控制的降解，并能被活体在一定时间内自行吸收代谢或排泄。

按照在生物体内降解方式可分为水解型和酶解型两种。

（三）具备效果显示功能

具有显示其医用效果的功能，即生物功能性。1.可检查、诊断疾病2．可辅助治疗疾病如注射器、缝合线和手套等手术用品材料3.可分别满足各脏器对维持或延长生命功能的性能要求4.具备支持活体、保护软组织、脑和内脏的功能等。5.具备可改变药物吸收途径，控制药物释放速度、部位，并满足疾病治疗要求的功能。（四）对医用高分子材料生产与加工的要求要防止在医用高分子材料生产、加工工程中引入对人体有害的物质。1.严格控制用于合成医用高分子材料的原料的纯度，不能代入有害杂质，重金属含量不能超标。2.医用高分子材料的加工助剂必须是符合医用标准。3.对于体内应用的医用高分子材料，生产环境应当具有适宜的洁净级别。三．主要生物可降解纤维材料

（一）甲壳素类纤维

1．甲壳素的存在甲壳质（chitin）又名几丁质、甲壳素、壳多糖，广泛存在于节足动物（蜘蛛类、甲壳类）的翅膀或外壳及真菌和藻类的细胞壁中。在自然界中，甲壳质的年生物合成量约100亿吨，是地球上除纤维素以外的第二大有机资源，是人类可充分利用的巨大自然资源宝库。

2.甲壳素的研究开发现状甲壳质及其衍生物工业正在崛起，研究开发正方兴未艾。从20世纪80年代以来，美国和日本等国都已经投入了大量人力、物力进行这方面的开发与研究。我国的甲壳质资源极其丰富，而且曾是研究开发甲壳质制品较早的国家之一。早在1958年，就对甲壳质的性能及生产进行过研究，并用于纺织染整上作上浆剂。进入20世纪80年代后期，甲壳质资源的开发利用引起了一些科研院所的重视，并开始了在医疗和保健等领域的研究与开发。

3.甲壳质及壳聚糖的生物活性

1)

抗菌、杀菌作用脱乙酰度为30％和70％的甲壳质能提高宿主抗Sendai病毒及大肠杆菌感染能力。壳聚糖可抑制细菌、霉菌生长。2)

抗肿瘤作用甲壳质可选择性地凝聚白血病的L1210细胞，Ehrlich腹水癌C，对正常的红血球骨髓细胞无影响。3)

促进组织修复及止血作用甲壳质及其降解产物都带有正电荷，可以从血清中分离出血小板因子-4，增加血清中H6水平，或促进血小板聚集或凝血素系统。作为止血剂有促进伤口愈合、抑制伤口愈合纤维增生、并促进组织生长的功能，对烧、烫伤有独特疗效。4)

增强免疫力壳聚糖能增强巨噬细胞的吞噬作用和水解酶的活性，刺激巨噬细胞产生淋巴因子，启动免疫系统，且不增加抗体的产生。此外，壳聚糖为天然抗酸剂，具中和胃酸、抗溃疡作用，还可降低肾病患者血清胆固醇、尿素及肌酸水平。在医药、农药制剂开发中作缓释剂载体辅料，合成人工器官（人工皮肤、粘膜、腿、牙、骨）及骨固定棒材。

4.甲壳质及壳聚糖的制备以虾蟹壳为原料，通过以下步骤制备：①原料预处理将虾蟹壳的肉质、污物尽可能剔除，后用水洗净，注意虾蟹壳一定要新鲜的，腐败的应去掉。②浸酸取洗净的新鲜虾蟹壳，加HCI溶液浸泡，除去其中CaCO3、Ca3（PO4）2等矿物质成分。③碱煮将浸酸后的软壳浸泡于NaOH溶液中煮沸1h左右，目的是使蛋白质被碱液溶解，油脂皂化溶于碱水中，同时色素也遭到破坏。④氧化脱色将碱煮后的虾蟹壳浸于清水中，滴入KMnO4酸性溶液，以氧化原料中的色素和一些未被碱除去的杂质。⑤还原将氧化后的原料浸泡清水中，并滴入草酸溶液，直至蟹虾壳的褐色完全褪尽，色泽呈纯白为止。滤干后干燥，得到甲壳质。⑤脱乙酰基将甲壳质浸泡于NaOH溶液中可达到脱乙酰目的。脱乙酰基后滤干后干燥，即得壳聚糖。

5．甲壳质、壳聚糖及其衍生物的应用（1）医药及医疗领域----生产药物的原料壳聚糖及其水解的壳聚寡糖、氨基葡萄糖等已用作生产药物的中间体、载体或辅料。-----药用辅料甲壳质及其衍生物作为新型的药用辅料已收载于《药剂辅料大全》及《药用辅料应用技术》，它们可用作制剂的填充剂、分散剂、粘结剂、崩解剂、包衣剂、制粒剂、稳定剂、植入剂的载体、控释制剂的赋形剂和控释膜材料、微囊和微球的囊材、抗癌药物的复合物、片剂的稀释剂等。

------人工皮肤（医用敷料）用甲壳质和壳聚糖制作的外用撒粉、药膏及填充物已广泛用于外科敷料的生产。用甲壳质、壳聚糖等原料制成的人工皮肤（医用敷料）用于整形内科、皮肤科，作为被覆保护材料。

-----手术缝合线用甲壳质材料制成的外科手术缝合线，具有柔软、易打结、、易吸收无炎症反应等特点，加速愈合。------

抗凝剂外科手术中已采用壳聚糖作止血材料，它比常规止血剂的止血效果好，且操作简便，不易感染。-----人工器官用甲壳质及衍生物的中空纤维膜制成的人工肾可以经受高温消毒，而且有较大的机械强度。在对血液透析时，克服了长期使用醋酸纤维和铜氨纤维膜制成的人工肾对中、低分子有毒物质透过率低的缺点。-----骨修复材料甲壳质可制成骨缺损支架材料，骨细胞可在其支架上爬行替代，生长良好。由壳聚糖配以适当的无机盐制造的“骨钉”，在骨外科手术中用于取代钢板以固定骨骼。-----接触眼镜材料甲壳质类物质是制备硬性或软性接触眼镜的理想材料。所得产品透气性能优异且具促进眼内伤口或创面愈合作用。若加入染色剂还可制作新颖的彩色接触镜。

(2)化妆品领域甲壳质、壳聚糖具有良好的增稠、保湿、重金属络合、防静电性能，广泛用于各类膏霜及护发用品等化妆品中，起到吸湿、保湿、护发、润肤等功效

（3）

农业领域

-----作植物种子处理剂以壳聚糖处理的植物种子，发芽率有提高，增加了抗土壤真菌的能力。

-----杀菌剂、壳聚糖能阻止植物病原菌细胞的发育生长，诱导出宿主植物对病原菌的防护机能，减少菌类对植物的危害。

（4）

其他壳聚糖、甲壳质在纺织印染行业中作污水处理剂；食品工业中的增稠剂、絮凝剂；造纸工业中的新型助剂；贵金属提取络合剂；涂料、颜料、染料添加剂等。

6．甲壳素类纤维的制备技术

甲壳素类纤维纺丝原液的制备以壳聚糖为原料时，多选用5%以下的醋酸水溶液作为溶剂。

甲壳素纺丝原液的制备多采用溶解性能优异的有机溶剂,加适当的氯化锂助溶。

甲壳素类纤维的成型

制备甲壳素类纤维可采用干法纺丝、湿法纺丝和干-湿法纺丝等不同的成型工艺

。

甲壳素类纤维的后处理

甲壳素类纤维的后处理包括拉伸和还原等工序。拉伸可在纺丝成型时连续进行，也可以在制成初生纤维后再进行后拉伸。对于某些甲壳素衍生物纺制的纤维，可将该类纤维直接应用，也可根据需要

7.甲壳素类纤维的的结构性能与应用

甲壳素类纤维是由甲壳素类物质作为原料制得的，因此它们具有甲壳素类物质的一些性能，如良好的生物活性、生物相容性和生物可降解性等。同时纤维成型过程中超分子结构发生的改变和形成的形态结构对纤维的性能也有一定的影响。另外必须指出，不同种类的甲壳素类纤维由于其化学结构的不同，导致其超分子结构也有一定差异。

断裂强度品种

线密度/tex强度/cN.dtex-1伸长/%打结强度/cN.dtex-1干强湿强干伸湿伸甲壳素纤维0.17-0.44

0.97-2.200.35-0.97

4-83-80.44-1.44壳聚糖纤维0.17-0.440.97-2.730.35-1.23

4-86-120.44-1.32表:甲壳素和壳聚糖纤维的质量指标

目前甲壳素纤维和壳聚糖纤维的断裂强度较低，特别是湿强远低于干强，这使它们的加工和应用受到一定的限制。我们制备的壳聚糖纤维经中国纺织工业协会化纤产品检测中心测试。线密度为2.01dtex，断裂强度为2.02.5cN/dtex，断裂伸长率为9%左，达到国外同类纤维先进水平。

8.甲克素及壳聚糖纤维的加工及应用针织→制衣甲壳素类短纤维→纺纱机织→制衣甲壳素类短纤维→疏棉→成网→浸轧→烘干→裁切→包装→消毒→医用非织造布

目前国外的甲壳素类纤维主要用于医疗卫生领域，特别是日本和美国利用甲壳素及其衍生物制成可吸收医用缝合线和医用敷料。近年日本开发了服装用的甲壳素/纤维素共混纤维蟹鳖纶，该纤维具有抗菌、防霉、去臭、吸湿、保温柔软、染色性好等优点，已引起纤维工作者的高度重视。

（二）胶原纤维

1．胶原的存在

胶原是蛋白质中，它主要存在于动物的结缔组织和硬骨料组织。

不同组织中的胶原，其化学组成和结构都有差异，一般按胶原的所在组织称之为皮胶原、骨胶原、齿胶原等。

2．胶原蛋白纤维的制备与应用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。首先将干净的肌腱薄片用解酶进行处理，除去骨胶原纤维素中的弹性硬，使之容易膨胀。之后将肌腱薄片浸在氰乙酸和甲醇-水的混其膨胀。接着再将得到的混合物均匀化处理和过滤，然后压入适当的凝固浴里形成丝条。

胶原纤维的基本性能及与其他纤维的比较

表胶原纤维的基本性能及与其他纤维的比较

项目胶原纤维羊毛乳酪纤维大豆蛋白纤维干抗张强度/g.d-11.8-2.51.0-1.71.10.7干伸长率/%40-5025-355060湿抗张强度/g.d-1）0.8-1.50.76-1.630.60.35湿伸长率/%42-5025-506060初始弹性模数/g.d-126-5811-25

相对密度1.391.32

柔韧度很好很好

胶原纤维几乎与人的皮肤组成相同，具有最好的亲和性和穿着舒适性，其干强度和湿强度都超过了羊毛，弹性也远远超过了羊毛，还具有抑菌作用。胶原纤维可制成外科手术缝合线，当伤口愈合时，不需拆线，可被人体吸收。胶原纤维还特别适合制作贴身穿着的内衣和内裤。

（三）聚乳酸及其共聚物纤维

1．聚乳酸的原料

聚乳酸（PLA）是以乳酸为基本原料制得的。所有碳水化合物富集的物质，例如粮食、有机废弃物（如玉米芯或其它农作物的根、茎、叶、皮，城市有机废物，工业下脚等）都是乳酸生产的原料。我国发酵乳酸工业主要采用玉米、大米、薯干粉等为发酵原料。

2．聚乳酸的合成

聚乳酸的合成方法通常有两种，即丙交酯（乳酸的环状二聚体）的开环聚合和乳酸的直接聚合。

利用乳酸直接缩聚制备PLA生产工艺简单，但得到的聚合物分子量低，且所得聚合物分子量分布较宽，其力学性能、降解性能等不能满足生物医学的需要。聚乳酸及其共聚物的最大问题是价格相当高。分子量超过100000的聚乳酸通常由价格很贵的丙交酯聚合制得，因此其在塑料和纤维方面的应用受到限制。最近，国外正尝试用生物合成法制取聚乳酸，即培养、筛选合适的微生物，在体内直接合成聚乳酸，并通过一定的方法提取聚乳酸。该法可达到清洁生产，同时可进一步降低生产成本、提高产品的各种性能指标，扩大市场应用范围。由于聚乳酸均聚物为疏水性物质，降解周期不易控制，因此聚乳酸共聚物的合成成了近年来医用生物降解性高分子材料的研究热点之一。

3．聚乳酸的结构与性能

聚乳酸也称为聚丙交酯，是一种线型聚酯类高分子。由于原料乳酸是光活性物质，有D型和L型两种光学结构体，因此聚乳酸亦有聚D-乳酸（PDLA）、聚L-乳酸（PLLA）和聚D，L-乳酸（PDLLA）之分。

PLA的基本性能

表PLA的基本性能PLA类型PDLAPLLAPDLLA固体结构结晶性结晶性非结晶性熔点/0C180180

Tg/0C

56

热分解温度/0C200200180~200拉伸率/%20~3020~30

断裂强度/g.d-14.0~5.05.0~6.0

水解性（370C生理盐水中强度减半时间）4~6个月4~6个月2~3个月体内试验表明，聚乳酸可发生水解反应。降解速度与其分子量和结晶度有关。分子量越高，降解越慢。降解首先发生在聚合物无定型区，降解形成的较小分子链可能重排成结晶，故聚合物的结晶度在降解开始阶段有时会升高，材料的外形和质量无明显变化。随后（约21d），结晶区大分子开始降解，随着分子量的降低和一些疏水性甲基从大分子链上断裂，聚合物的机械强度减弱，亲水性和溶解性增加，随着水分子扩散进入材料的速度加快，水解反应自动加速，50d后，结晶区完全消失，随后，材料明显失重和溶解直至完全消失。聚乳酸制成的塑料和纤维，废弃在自然界中能在六个月内被常见的微生物完全分解而消失。

聚乳酸水解的中间产物为乳酸，它是体内糖的正常代谢产物，可循乳酸的代谢途径参与体内生化代谢，最终生成无害的小分子水和二氧化碳。故该聚合物无毒、无刺激性、体内可吸收，具良好的生物相容性。而且其降解产物二氧化碳和水通过光合作用又可变成淀粉，这样可在自然界中循环。因此，聚乳酸被公认为是一种优异的“绿色”聚合物，具有可持续发展的广阔使用前景。

4．聚乳酸纤维的制备技术

聚乳酸及其共聚物的纺丝可采用溶液纺丝和熔融纺丝来实现。聚乳酸的溶液纺丝主要采用干纺-热拉伸工艺

。通过干纺制得的纤维的机械性能要优于熔纺纤维。但由于溶液纺丝法的工艺较为复杂，溶剂回收困难，纺丝环境恶劣。同时所采用的溶剂有毒，这在聚乳酸合成的成本较高的情况下，使其最终产品成本更高，从而限制了其应用。由于熔纺同溶液纺丝相比具有经济上的优势，因此熔纺领域的研究非常活跃。熔融纺丝法生产聚乳酸纤维的工艺和设备正在不断地改进和完善，它已成为乳酸纺丝成形加工的主流。

作者等对纺丝条件对聚乳酸的可纺性和初生纤维结构性能的影响进行了较详细的研究。发现PLA的纺丝温度窗口很窄。温度过低（207.5℃）会产生毛丝严重、生头困难的现象；过高（215℃），制得的初生纤维不能进行拉伸。

纤维品种Tm(℃)Tg(℃)密度(g/cm3)抗张强度（cN/dtex）模量（cN/dtex）PLA170571.273-540-60PET256691.383-890-1005.聚乳酸纤维的性能与应用

表聚乳酸纤维的物理性能

领域举例服装运动服、制服、内衣、汗衫等建筑材料种植业用网和无纺织物、地面覆盖增强材料、催熟膜、沙袋等农业、林业用材料防杂草袋和网、奶酪包布、绑带、种子袋、农用化学品和化肥袋渔业用材料鱼网、海带养殖网、鱼线造纸业用材料包装材料家用制品普通用具、室外休闲用具卫生医疗制品尿布、个人卫生用品、手术缝合线、卫生纱布和海绵

表聚乳酸纤维的应用

特别是在生物医学领域已在以下四个方面显示了广阔的应用前景。

外科手术缝线

PLA及其共聚物由于具有生物降解性和体内可吸收性，用作外科手术缝线能够促进伤口愈合并随后降解吸收。理想的手术缝线材料应具有较强的初始抗张强度和与伤口愈合时间相吻合的降解速率。

1975年上市的聚乙交酯-丙交酯手术缝合线Vicryl手感好，具有良好的力学性能及组织相容性。近年的研究主要集中在：

合成高分子量的PLA，改进缝线加工工艺，提高缝线机械强度

合成光活性聚合物PDLA、PLLA，因为半结晶的PDLA、PLLA比无定形PDLA具较高的机械强度、较大的拉伸比率及较低的收缩率，更适合作手术缝线；

设计多功能化的缝合线。

骨内固定装置

PLA纤维可用来增强PLA，大幅度提高固定材料的初始强度。

组织工程材料以PLA纤维为原料可以编织或组织工程支架，通过对支架微环境的调节，实现对细胞生长和功能的控制，从而开发可移植组织和部件或体外装置，以达到可修复和重建缺失功能的目的。牙周再生片牙周片是一种引导性组织再生器具，即采用膜状物作为屏障，阻控龈组织与根面的接触，腾出空间供骨膜韧带及（或）齿槽骨的原有细胞生长，达到牙周病痊愈的效果。以PLA纤维为原料可以编织为人体吸收的牙周再生片。神经导管其他由于PLA纤维具有很好的力学性能和生物可降解性，因此用作尿布、绷带和用即弃工作服等，其废弃物埋入土壤后可在6个月内被分解掉。

（四）其它医学纤维1．海藻酸纤维海藻酸是从海藻植物中提炼的多糖物质。其化学结构为C-６为羧基的D-甘露糖醛酸和L-葡萄糖酸、β-１，４结合的共聚物。海藻酸纤维可由湿法纺丝制备，将由海藻酸钠碱性浓溶液经过喷丝板挤出后送入含钙离子的酸性凝固浴中，海藻酸钠与钙离子发生离子交换，即形成不溶于水的海藻酸钙纤维，其缺点是断裂强度较低。当海藻酸钙纤维用于伤口接触层时，它与伤口之间相互作用，会产生海藻酸钠、海藻酸钙凝胶。这种凝胶是亲水性的，可使氧气通过而细菌不能通过，并促进新组织的生成，因此是医用敷料的理想原料。

2．聚乙交酯纤维聚乙交酯是由羟乙酸为单体，通过其二聚体的开环体聚合而成的。与PLA一样，它也可以制成复丝，然后编织成手术缝合线。这种缝合线的强度大于肠衣线，而且与普通肠衣线相比，其炎症反应也少得多。它在活组织内大约在10~18周被吸收，其吸收周期比PGLA缝合线长，但其强度保持情况比PGLA缝合线差。早在20世纪60年代，它就以“Dexon”的商品名投放市场。

3．聚-羟基丁酸酯及其共聚物聚-羟基丁酸酯（PHB）是一种微生物合成的聚酯。PHB及其共聚物通称为聚羟基脂肪酸酯（PHA），是将糖类喂入细菌培养产生的。PHA存在于细胞内，通过萃取取出，PHA重量可占细菌重的90%。PHB和PHA具有生物降解性，主要发生酶降解反应，在其它条件下，降解速度很慢或步降解。PHB和PHA已用在医疗、农业和日常生活用品上。在医疗领域可作中长期降解用的手术缝合线、骨钉、棒、板、医用敷料、长效药物的控制释放载体。与PLA一样，PHB和PHA可通过熔体纺丝制成长丝，然后编织成手术缝合线。

4．聚已内酯纤维聚已内酯（PCL）是一种半结晶性聚合物，其熔点为59~640C，玻璃化温度为-600C。其结构重复单元上