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1、幻灯片1医疗卫生功能纤维 生物医学功能材料是一类用于珍断、治疗或替换人体组织、器官，或增进其功能的高科技材料。幻灯片2生物医学功能纤维的发展： 公元前3500年前古代埃及人就用棉花纤维和马鬃用缝合线来缝合伤口，这就是最原始的生物医学功能材料。 在考古的墓葬中，发现公元前中国、埃及就有假牙、假鼻、假耳。幻灯片3一、生物医学材料的要求 医疗功能，就必须强调安全性。外用医疗材料与肌体接触时间短，要求稍低，而与血液直接接触或植入体内材料则要求较高，即要有良好的生物相容性。所有医用材料应满足如下基本要求：幻灯片4 （1）聚合物纯度高； （2）化学性能不活泼； （3）无毒，不引起肿瘤或过敏反应，没有异物反
2、应； （4）稳定的物理化学性能和良好的力学性能； （5）优良的生物相容性； （6）能经受必要的消毒处理； （7）易加工成必须的复杂形状。 （8）良好的生物降解性幻灯片5优良的生物相容性； 无毒、不致畸、不致癌、不致突变。利于种子细胞繁殖，利于细胞生长的发育。良好的生物降解性载体材料在完成支架作用后应能够降解，且降解的速度和细胞的增殖速度相匹配。幻灯片6二、生物医学功能材料分类幻灯片7三、可降解与吸收材料l 除具有普通的纤维性能和医学性能外，还可以被生物组织吸收。1.生物可吸收材料的种类l 1）天然材料l 胶朊纤维 缝合线l 甲壳素纤维缝合线和人工皮肤l 天然珊瑚l 珊瑚是一种海生脊椎动物的骨骼
3、，其微孔结构有利于缺损骨组织的长入。是一种骨替代材料，具有生物降解性。l 缺点是珊瑚吸收过快，骨组织未完全修复已被吸收完了。l 可吸收改性纤维素纤维幻灯片8l 胶朊纤维l 存在于人和脊椎动物的结缔组织、皮肤、肌腱、骨及软骨中。通常是从牛皮和牛肌腱中用酸水解和酶水解法提取。l 胶朊纤维作用：l 手术缝合线l 止血、促进伤口愈合的烧伤创面下敷料l 骨移植替代材料l 组织再生诱导物l 胶朊材料降解快，机械强度小。可与其它材料复合，如HA 胶原复合物幻灯片9l 2）合成材料l 聚乳酸纤维PLAl 手术缝合线、骨修复材料、药物控制释放材料、人工骨及人造皮肤（对皮肤细胞和成骨细胞的生长具有良好的诱导增殖效
4、果）l 聚羟基乙酸纤维PGAl 手术缝合线、骨支架材料、血管支架材料、神经导管材料（胶原包埋PGA网）等。l 聚二氧杂环已酮纤维l 同晶型草酸酯共聚物纤维l 新型共聚酯纤维l 生物吸收型玻璃纤维幻灯片102.生物可吸收材料的制造1）溶液纺丝法2）熔融纺丝法3）纤维素改性法幻灯片112.生物可吸收材料的应用1）缝合线2）内脏修补织物及固定材料 如肠壁修补、肠隔膜修补；暂时支撑物；用于肝脏、脾脏、肾脏破裂的器官修复；3）人工假体4）人工皮肤或敷料幻灯片12四、生物结构性纤维1.改性聚丙烯提高聚丙烯的柔顺性和结节牢度，可采用下法1）空心聚丙烯 微细血管2）掺加低密度聚丙烯2.聚四氟乙烯纤维1）人工血
5、管2）人工韧带3.聚氨酯纤维4.碳纤维5.羟基磷灰石纤维幻灯片13羟基磷灰石HAP近年来用于骨缺损修复中最常用的材料。是由碳酸钙转变而成的。含有人体正常新陈代谢转换的Ca、P元素，又具有与人体能发生键合的-OH，因此与人体具有较好的亲和性，又有较好的力学机械性能，成骨细胞能在HAP上很好生长和繁殖。HAP材料与胶原复合使用，效果很好。幻灯片14l 医用软组织材料l 高吸水性纤维材料 l 高吸水性材料是一种含有强吸水性基团并存在一定交联度的高分子材料。吸水能力高达自身重量的500-2500倍，甚至高达5000倍。l 类型：淀粉类、纤维素类、聚丙烯酸类、聚丙烯腈水解物，醋酸乙烯酯共聚物，改性聚乙烯
6、醇。l 医用缝合线 l 非吸收性：蚕丝、银丝、聚酰胺、聚乙烯、聚酯等。 l 吸收性：骨胶原、肠线、甲壳素、聚乳酸、乙交酯-丙交酯共聚物、聚乙二醇酸的三元共聚物等。l 食用保健纤维 幻灯片15人造皮肤 作用：防止水分和体液的挥发或流失；防止细菌感染；使肉芽或上皮生长；促进伤口愈合。 要求：柔软、优良的弹性、紧贴创面；透湿、透气、抗菌；无刺激作用；能促进新皮的长出；可进行灭菌处理。人造血管 医用富氧器：把空气中氧富集至40%或以上。 神经通道 水果保鲜系统：使周围气氛含O2 3%，CO2 5%，N2 92%。抗菌防臭纤维 麻醉性纤维 幻灯片16l 人工脏器l 人工肾血液透析器 l 因肾脏器质性病变
7、、事故、中毒等原因，使肾功能衰竭而造成新陈代谢物质在体内沉积、从而引起尿毒症。人工肾主要利用透析作用，代替肾脏功能以去除人体中的代谢废物，如尿素、尿酸和肌肝酸等。l 人工肾主要是中空纤维型，由几千根甚至更多中空纤维丝束组成。l 如日本研制的人工肾，由铜氨纤维（由醋酸纤维素脱乙酰制得）制成，陶氏以醋酸纤维为材质。幻灯片17幻灯片18人工肝透析器 肝脏是担负多种功能的重要器官，也是人体中主要滤除毒素的器官。肝脏可因服药过量、过敏、急性肝炎等多种原因引起的中毒而受损，从而失去解毒功能。因血液中有害物质浓度的提高引起神经症状、昏睡，最终导致死亡。 常用方法是使血液通过一种装有吸附剂的中空纤维管子、膜，
8、以除去有毒物质。幻灯片19肝腹水超滤浓缩器 肝腹水是一种常见疾病，临床上通常采取定期排除病人体内腹水以缓解病情，但同时必须给病人回输蛋白。 腹水浓缩器是把病人体内的腹水进行浓缩，除去水及对人体无用的物质，并将其中的蛋白回输给病人的新技术。 有时，患者的肝硬变和肝癌合并发生，在进行腹水浓缩前应首先除去癌细胞和细菌，然后再排除水及低分子废液。幻灯片20血液浓缩器 在体外循环心内直视手术中广泛应用血液稀释方法，以减少血球破坏，降低末梢阻力。血液稀释能引起脏器水肿，细胞外液增加，影响心肺功能的恢复。使用血液浓缩器排除多余的水分是目前采用的最主要方法。人工肺 人工肺是一种气体分离装置，主要用于胸腔外科手
9、术时代替正常的肺起呼吸器官作用，以及呼吸不良者的辅助治疗。现在还没有植入体内的人工肺，体外的人工肺已广泛使用，与人工肾相仿，由中空纤维制成。幻灯片21人工血管 最常用的纤维是聚酯和聚四氟乙烯，还有聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰胺、聚丙烯。直径10mm以上的没有关节屈曲部位的动脉，人工血管的移植效果较好，直径6mm以下的动脉和静脉则移植效果料差，血管闭塞率达50%以上。上海使用不锈钢环的聚酯纤维血管移植，效果较好。较粗的血管采用编织方法形成管状，较细的血管则采用中空纤维管。编织法用聚四氟乙烯和胶原纤维织成双组分血管，胶原逐步被吸收，纤维间的孔隙逐步加大。中空纤维血管，管壁一般有无数微小微孔
10、。幻灯片22混合型人工脏器 人工脏器的发展已逐渐进入混合型，即从单功能走向多功能。如把酶和生物细胞固定在高分子材料上以制取有生物活性的人工脏器。 在人工肝的膜外侧固定蛋白酶，合成的白蛋白可通过膜而进入血液中。 在人工肾固定脲酶、谷氨酸脱氢酶、葡萄糖脱氢酶等，血液中的代谢产物尿素在酶的催化下转化成氨，并在酶促下转化成谷氨酸，使混合型人工肾有更高级的功能。幻灯片23三. 高分子药物纤维l 高分子药物 l 传统的低分子药物因易被吸收，又易于排泄而缺乏持久性；药物在体内分布广而缺乏选择性。l 近年来研制的高分子药物基本上能克服上述缺点。目前主要研究方向为：药物控制释放；药物持久释放；药物主要集中在特定
11、部位（病灶）。l 类型：有药物活性的高分子；高分子载体药物；低分子药物包埋于高聚物膜中。l 高分子物质的释放和送达体系：高分子药物进入身体后，以适当的浓度、持续时间、导向并集聚到患病的器官、脏器或细胞部位，以充分发挥药物的疗效。幻灯片24高分子药物的释放体系可分为： (1) 时间控制释放体系：零级释放；脉冲释放 (2) 部位控制送达体系 (3) 智能型药物送达体系：使药物在所定部位、所定时间、以所定剂量 释放。幻灯片25l 药物纤维 l 以纺织品作为药物的载体已有久远的历史。如由古代的香囊、香袋发展而来的安眠药枕、神功元气袋之类的保健用品；又如由药膏发展而来的伤湿止痛膏、十香暖脐膏等。l 药物
12、纤维主要利用纤维具有最大的表面积，有利于药物的释放；纺织品与人类生活最为密切，具有药物功能的织物将为治病提供很大的方便。 幻灯片261.药物纤维的类型：（1）创面覆盖型：止血纤维、麻醉纤维等。可把药物纤维加工成无纺布或无纺布直接覆盖在伤口或手术创面上。（2）皮肤吸收型：如止痒、避孕、消炎止痛、防心脏病突发等纤维。（3）口服型：如胃药纤维。载体纤维可以是生物吸收型，也可以是非吸收型的。（4）体内植入型：如药物缝合线等。幻灯片272.药物纤维的制备：（1）共混法：把药物制成微细粉末，掺到纺丝液中，并用分散剂把它分散均匀。（2）改性浸药：用共混方法将吸油性乙烯-醋酸乙烯掺到纤维上，把特定药物溶入油性
13、溶剂，药物随油性溶剂吸入纤维内部。（3）药物接枝：聚合物的支链上接上药物功能基团，（4）其它方法：将药物轧压在纤维上，也可用将药物装入微胶囊中，或者将药物装入中空纤维内部。幻灯片28（5）缓释药物缝合线：（6）口服药物纤维：（7）可注射植入人体药物纤维：（4）麻醉纤维：幻灯片29药物纤维的优点：（1）提高了药物的有效性和安全性。（2）提高了药物的持久性，避免频繁用药的繁琐性。（3）改善了用药的舒适性和方便性幻灯片303.药物纤维的应用：（1）明胶止血纤维：采用明胶和PVA共混纺丝，这种纤维柔软，可被生物组织吸收（2）海藻酸钙纤维：纤维柔软，用于制作敷布，使伤口保持湿润状态，能迅速止血，换药时减
14、小粘连，同时可在敷布内掺入抗生素。（3）共混型缓释药物纤维：将药物与纤维共混，制成背心、内裤或床单、睡衣等，使其与皮肤接触，经皮肤毛孔吸入人体。（4）浸药型缓释药剂纤维：采用乙烯-醋酸乙烯共聚物，将药物吸入并保留在纤维内部。幻灯片31幻灯片32三. 抗菌纤维纺织品遭受微生物的侵蚀而造成的危害是显而易见的，每年全球范围的生产厂家和消费者遭受的经济损失是相当惊人的。纺织品若成为病菌繁殖的温床，反过来又要造成人体感染。美国和日本等国家在20世纪60年代开始研究纺织品抗菌功能。在80年代在全球功能性纤维开发热潮中，抗菌纤维的发展速度是最快的，是其它功能纤维开发速度的5倍。日本在这个开发中独占鳌头。幻灯片33 （一）抗菌纤维分类幻灯片34（二）抗菌纤维的制备1.
