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1、医用高分子,让生命可以修修补补封神演义里有这样一段故事:太乙真人用两朵莲花、三片荷叶和折成三百个骨节的荷叶梗,做成人形,内放金丹,吐口仙气,使闹海的哪吒得以死而复生。 /1/view-12188996.htm这当然只是个神话。神话不是现实,莲花、荷叶、荷叶梗等是变不成人的肢体的。但是,这个故事确实反映了古代人们修补损坏了的机体的美好愿望。幻想常常是科学的先导。长期以来,人们就曾用象牙、木材、黄金,以及不锈钢、钛合金等来修补人体,并且取得了一定的成绩。这些材料都是硬邦邦的,修补人的骨骼可以,代替人的筋肉却不行,更不能用来制作具有各种特殊功能的脏器。合成高分子材料的出现,为人体医用材料开辟了全新的
2、途径。高分子材料的化学性能比较稳定,具有弹性和可塑性,还有一定的机械强度,所以问世不久就被应用到医学上。高分子材料开始只是用做假牙、牙托之类,后来随着一系列新的具有各种优异性能的高分子不断被发现,它们在医学上的用途越来越广,终于形成了一个蓬勃发展的专门领域医用高分子。一个人死去,常常不是因为全部机体都损坏,而只是某些主要器官出了毛病,如果能像修补房屋门窗或者更换机器零件那样,把坏了的器官除去,换上新的器官,人不就可以救活了吗?借助多能的高分子材料,人们已使人工脏器的神话逐步变成现实。心脏是人体最关键的脏器。它的作用好比一个泵,为全身提供血液循环的动力。心脏停止跳动,就意味着生命的终止。泵要工作
3、少不了阀门,心脏的“阀门”是四个小小的瓣膜:左心房和左心室之间的瓣膜叫二尖瓣,右心房和右心室之间有三尖瓣,另外还有左心室、主动脉之间的主动脉瓣和右心室、肺动脉之间的肺动脉瓣。它们各有各的用处,协调动作,保证血液沿着一定的方向流动;只要一个瓣膜出了毛病,就会造成血液流动不畅或泄漏、回流,严重时便危及生命。修理泵的阀门是容易的,医治瓣膜的创伤却不简单。病变严重的瓣膜不仅药物治疗无效,而且手术修补也难达到目的。怎么办呢?应该研究心脏瓣膜的人工代用品。当然,并不是什么材料都可以制作心脏瓣膜的。心脏瓣膜要植入人的心脏,跟血液直接接触,容易使血液凝聚,人体组织又有免疫性,总是倾向于排出外来的物质,这就要求
4、制作心脏瓣膜的材料没有毒性,不会形成凝血现象,与机体的相容性好,不产生异物反应和炎症。另外,还要求它有极好的曲绕强度,耐疲劳,耐老化。某些特种高分子正是具有这些优异性能的好材料,把它们做成球形或蝶形的瓣膜,安置在人的心脏里,就能起到控制血液循环的单向阀门的作用。瓣膜只是心脏的一部分。制造人工全心,用来代替完全病变了的心脏,这是全世界许多医学家正在悉心研究的课题。人工全心有复杂的动力部分,但是它的结构材料仍然是高分子。目前的人工全心与3D打印有机结合起来,因为3D打印技术也是依赖于生物材料而取得突破的。我们都知道人体的“零部件”都是建立在生物材料的基础上,用生物材料打出模型,然后在此基础上植入干
5、细胞培养,让需要的人体“零部件”形成组织。根据国外媒体报道,体内安装了人工全心的小牛最长已经存活了184天。可以预期,用不了太久,人工全心就可以供临床使用。人工肾的研究更是一马当先。我们可以把肾脏看作一个过滤器,血液通过的时候,它把人体新陈代谢所产生的尿素、尿酸、肌酐等废物“扣留”下来,形成尿液排出体外。一旦肾脏出了毛病,这些废物排不出去,储积在血液里,就会产生危险的“尿毒症”。肾不中用了,用一般药物对付尿毒症又无能为力,有人于是就想,能不能用人工的办法,直接把血液里的废物排出去呢?这就是最早的人工肾的想法,第一次实践是在20世纪40年代。几十年来,人工肾已经有了飞速发展,效率越来越高,体积越
6、来越小,应用也越来越广泛。对于人工肾来说,最要紧的是要求它具备一种选择性透过的性能。现在一般是用醋酸纤维、聚丙烯腈等高分子材料做成透析膜,这种膜容许尿素、尿酸、肌酐等废物通过,而将有用的成分保留下来,血液也就得到“澄清”了。人工肾可以做成平板式、盘管式和空心纤维型等多种样式。近年来,人工脏器的研究工作一直很活跃。使用高分子材料,人工肺、人工血管、人工气管、人工喉、人工关节、人工皮肤、人工肌腱等都已经被制造出来,人工肝、人工血球、人工细胞等等也正在研制之中。“多才多艺”的高分子材料还被用在对多种所谓“不治之症”的治疗上。你也许早听说过“脑积水病”。人体内控制脑脊液的系统一旦失灵,脑脊液就会异常增
7、多,压迫头部,胀得很大,患者十分痛苦。脑积水病曾经被当作“绝症”,可是现在用高分子材料做成引流管,里面有自动调节流速的“阀门”,一头插进脑室,一头连上颈静脉,这样,脑脊液通过引流管流进右心房,建立起新的脑脊液循环系统,患者的痛苦解除了,也就可以正常地生活了。眼睛的视网膜脱落,患者将丧失视力。现在可以用硅橡胶和涤纶布做成窄带,压在眼球的四周,使脱落了的视网膜恢复到正常的位置,病人就能重见光明。有一种萎缩性鼻炎实在叫人伤脑筋病人鼻涕长流不止。现在我们也找到了办法,制成一种室温硫化硅橡胶,未见空气时流动性很大,一遇空气就自动硫化变成弹性体。如果把这种高分子材料像打针一样注射一点到鼻腔里,长流的鼻涕就
8、会被止住。室温硫化硅橡胶还可以用来修补损坏的声带。若把它注进人的皮肤里,又能代替肌肉弥补面部、胸部的缺陷。谈到医学,总不能忘了制药。医用高分子也为制药打开了新局面。用高分子材料做成的装药胶囊,可以使药在指定的部位释放,提高药物的效用。如果是肠子有病,病人当然希望药物到肠子里才起作用,而不愿它在途经胃时损耗。这件事情好办,只要研制出一种“疏”酸“亲”碱的高分子材料,装进药剂,通过胃的酸性环境时安然无恙,进入肠的碱性环境中胶囊溶解,药剂就能在那里“物尽其用”了。平常我们打针吃药,总是药物刚进入人体时浓度很高,但是过不了多久,浓度就迅速降低。也就是说,药物的“后劲”不足。高分子在这里又显神通,用它们做成药物微囊,让药力均一释放,就能得到有“后劲”的长效药物,帮助我们更好地战胜病魔。比如,用一种高分子膜包住避孕药做成的避孕环,放进人体,有效时间长达一年,而它的副作用却比一般服用避孕药小得多。人们还发现,有些高分子本身就有抵抗病毒和消除炎症的作用。目前,医用高分子正在不断向前发展,它的应用范围已从最初的口腔科、骨科扩大到脑外科、胸外科、五官科、泌尿科、妇科。近几十年来,全世界已有150多万人安装了用高分子材料做成的人工脏器和人工血管,医用高分子材料每年救活了成千上万人的性命。随着人们对身体健康越来越重视,医用高分子材料的运用得到医学界更广泛的关注,将更好地为人类服务。(编辑 孙世奇)