医用生物高分子材料

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1、医 用 生 物 高 分 子 材 料 医 用 生 物 高 分 子 医 用 生 物 高 分 子 材 料 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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 。 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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 医 用 生

2、物 高 分 子 材 料 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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 心 血 管 疾 病1血 液 相 容 性 的

3、 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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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

4、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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 人 类 白 蛋 白 分 子 红 血 球白 血 球纤 维 蛋 白 医 用 生 物 高 分 子 材 料 提 高 血

5、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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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

6、 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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 表 面 的 亲 水 性 及 自 由 能 对

7、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） 。CH2 CH2 O环 氧 乙 烷 TURN BACK 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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

8、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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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

9、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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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 医 用 生 物

10、高 分 子 材 料 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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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

11、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 医 用 生 物 高 分 子 材 料 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

12、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 。 医 用 生 物 高 分 子 材 料 以 一 条 成 人 的骨 来 说 ， 有70%是 由 矿 物质 组 成 ， 而 另外 的 30%是 由有 机 物 质 组 成 ，主 要 是 蛋 白 质骨 胶 原 。 医 用 生 物 高 分 子 材 料 五 ， 我 国 高 分 子 发 展 现 状 成 就 ： 心 脏 起 搏 器 聚 氨 酯 心 脏 起 搏 器 工 作 示 意 图 医 用 生 物 高 分 子 材 料 THANK YOU！ 医 用 生 物 高 分 子 材 料