最新医用高分子材料ppt课件ppt课件

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩

2、子们却在周下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味

3、道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人

4、生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅长的时间隧道，袅医用高分子材料ppt课件 众所周知，生物体是有机高分子存在的最基本众所周知，生物体是有机高分子存在的最基本形式，有机高分子是生命的基础。动物体与植物体形式，有机高分子是生命的基础。动物体与植物体组成中最重要的物质组成中最重要的物质蛋白质、肌肉、纤维素、蛋白质、肌肉、纤维素、淀粉、生物酶和果胶淀粉、生物酶和果胶等都是高分子化合物。因此，等都是高分子化合物。因此，可以说，生物界是天然高分子的巨大产地。高分子可以说，生物界是天然高分子的巨大产地。高分

5、子化合物在生物界的普遍存在，决定了它们在医学领化合物在生物界的普遍存在，决定了它们在医学领域中的特殊地位。在各种材料中，高分子材料的分域中的特殊地位。在各种材料中，高分子材料的分子结构、化学组成和理化性质与生物体组织最为接子结构、化学组成和理化性质与生物体组织最为接近，因此最有可能用作医用材料。近，因此最有可能用作医用材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料2 医用高分于作为一门边缘学科，融和了医用高分于作为一门边缘学科，融和了高分子高分子化学、高分子物理、生物化学、合成材料工艺学、化学、高分子物理、生物化学、合成材料工艺学、病理学、药理学、解剖学和临床医学病理学、药理学、解剖学和临床

6、医学等多方面的知等多方面的知识，还涉及许多识，还涉及许多工程学工程学问题，如各种医疗器械的设问题，如各种医疗器械的设计、制造等。上述学科的相互交融、相互渗透，促计、制造等。上述学科的相互交融、相互渗透，促使医用高分子材料的品种越来越丰富，性能越来越使医用高分子材料的品种越来越丰富，性能越来越完善，功能越来越齐全。完善，功能越来越齐全。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料9 高分子材料虽然不是万能的，不可能指望它解高分子材料虽然不是万能的，不可能指望它解决一切医学问题，但通过分子设计的途径，合成出决一切医学问题，但通过分子设计的途径，合成出具有生物医学功能的理想医用高分子材料的前景是具有

7、生物医学功能的理想医用高分子材料的前景是十分广阔的。有人预计，在十分广阔的。有人预计，在2121世纪，医用高分子将世纪，医用高分子将进入一个全新的时代。除了大脑之外，人体的所有进入一个全新的时代。除了大脑之外，人体的所有部位和脏器都可用高分子材料来取代。仿生人也将部位和脏器都可用高分子材料来取代。仿生人也将比想象中更快地来到世上。比想象中更快地来到世上。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料10 目前用高分子材料制成的人工器官中，比较成目前用高分子材料制成的人工器官中，比较成功的有功的有人工血管、人工食道、人工尿道、人工心脏人工血管、人工食道、人工尿道、人工心脏瓣膜、人工关节、人工骨、整形

8、材料瓣膜、人工关节、人工骨、整形材料等。巳取得重等。巳取得重大研究成果，但还需不断完善的有大研究成果，但还需不断完善的有人工肾、人工心人工肾、人工心脏、人工肺、人工胰脏、人工眼球、人造血液脏、人工肺、人工胰脏、人工眼球、人造血液等。等。另有一些功能较为复杂的器官，如另有一些功能较为复杂的器官，如人工肝脏、人工人工肝脏、人工胃、人工子宫胃、人工子宫等。则正处于大力研究开发之中。等。则正处于大力研究开发之中。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料11 从应用情况看，人工器官的功能开始从部分取从应用情况看，人工器官的功能开始从部分取代向完全取代发展，从短时间应用向长时期应用发代向完全取代发展，

9、从短时间应用向长时期应用发展，从大型向小型化发展，从体外应用向体内植入展，从大型向小型化发展，从体外应用向体内植入发展、人工器官的种类从与生命密切相关的部位向发展、人工器官的种类从与生命密切相关的部位向人工感觉器官、人工肢体发展。人工感觉器官、人工肢体发展。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料12 医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大难医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大难题是材料的题是材料的抗血栓问题抗血栓问题。当材料用于人工器官植入。当材料用于人工器官植入体内时，必然要与血液接触。由于人体的自然保护体内时，必然要与血液接触。由于人体的自然保护性反应将产生排异现象，其中之一即为在

10、材料与肌性反应将产生排异现象，其中之一即为在材料与肌体接触表面产生凝血，即体接触表面产生凝血，即血栓血栓，结果将造成手术失，结果将造成手术失败，严重的还会引起生命危险。对高分子材料的抗败，严重的还会引起生命危险。对高分子材料的抗血栓性研制是医用高分子研究中的关键问题，至今血栓性研制是医用高分子研究中的关键问题，至今尚未完全突破。将是今后医用高分子材料研究中的尚未完全突破。将是今后医用高分子材料研究中的首要问题首要问题。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料131.2 医用高分子的分类医用高分子的分类 医用高分子是一门较年轻的学科，发展历史不医用高分子是一门较年轻的学科，发展历史不长，因此长

11、，因此医用高分子的定义至今尚不十分明确医用高分子的定义至今尚不十分明确。另。另外，由于医用高分子是由多学科参与的交叉学科，外，由于医用高分子是由多学科参与的交叉学科，根据不同学科领域的习惯出现了不同的分类方式。根据不同学科领域的习惯出现了不同的分类方式。 目前医用高分子材料随来源、应用目的等可以目前医用高分子材料随来源、应用目的等可以分为多种类型。各种医用高分子材料的名称也很不分为多种类型。各种医用高分子材料的名称也很不统一。统一。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料14 日本医用高分子专家樱井靖久将医用高分子分日本医用高分子专家樱井靖久将医用高分子分成如下的五大类：成如下的五大类：（1

12、 1）与生物体组织不直接接触的材料）与生物体组织不直接接触的材料 这类材料用于制造虽在医疗卫生部门使用，但这类材料用于制造虽在医疗卫生部门使用，但不直接与生物体组织接触的医疗器械和用品不直接与生物体组织接触的医疗器械和用品。如药。如药剂容器、血浆袋、输血输液用具、注射器、化验室剂容器、血浆袋、输血输液用具、注射器、化验室用品、手术室用品等。用品、手术室用品等。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料15（2 2）与皮肤、粘膜接触的材料）与皮肤、粘膜接触的材料 用这类材料制造的医疗器械和用品，需与人体用这类材料制造的医疗器械和用品，需与人体肌肤与粘膜接触，但不与人体内部组织、血液、体肌肤与粘膜

13、接触，但不与人体内部组织、血液、体液接触液接触，因此要求无毒、无刺激，有一定的机械强，因此要求无毒、无刺激，有一定的机械强度。用这类材料制造的物品如手术用手套、麻醉用度。用这类材料制造的物品如手术用手套、麻醉用品（吸氧管、口罩、气管插管等）、诊疗用品（洗品（吸氧管、口罩、气管插管等）、诊疗用品（洗眼用具、耳镜、压舌片、灌肠用具、肠、胃、食道眼用具、耳镜、压舌片、灌肠用具、肠、胃、食道窥镜导管和探头、腔门镜、导尿管等）、绷带、橡窥镜导管和探头、腔门镜、导尿管等）、绷带、橡皮膏等。人体整容修复材料，例如假肢、假耳、假皮膏等。人体整容修复材料，例如假肢、假耳、假眼、假鼻等，也都可归入这一类中。眼、假

14、鼻等，也都可归入这一类中。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料16（3 3）与人体组织短期接触的材料）与人体组织短期接触的材料 这类材料大多用来制造在手术中暂时使用或暂这类材料大多用来制造在手术中暂时使用或暂时替代病变器官的人工脏器时替代病变器官的人工脏器，如人造血管、人工心，如人造血管、人工心脏、人工肺、人工肾脏渗析膜、人造皮肤等。这类脏、人工肺、人工肾脏渗析膜、人造皮肤等。这类材料在使用中需与肌体组织或血液接触，故一般要材料在使用中需与肌体组织或血液接触，故一般要求有较好的生物体适应性和抗血栓性。求有较好的生物体适应性和抗血栓性。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料17（4 4

15、）长期植入体内的材料）长期植入体内的材料 用这类材料制造的人工脏器或医疗器具，一经用这类材料制造的人工脏器或医疗器具，一经植入人体内，将伴随人的终生，不再取出植入人体内，将伴随人的终生，不再取出。因此要。因此要求有非常优异的生物体适应性和抗血栓性，并有较求有非常优异的生物体适应性和抗血栓性，并有较高的机械强度和稳定的化学、物理性质。用这类材高的机械强度和稳定的化学、物理性质。用这类材料制备的人工脏器包括：脑积水症髓液引流管、人料制备的人工脏器包括：脑积水症髓液引流管、人造血管、人工瓣膜、人工气管、人工尿道、人工骨造血管、人工瓣膜、人工气管、人工尿道、人工骨骼、人工关节、手术缝合线、组织粘合剂等

16、。骼、人工关节、手术缝合线、组织粘合剂等。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料18（5 5）药用高分子）药用高分子 这类高分子包括这类高分子包括大分子化药物和药物高分子大分子化药物和药物高分子。前者是指将传统的小分子药物大分子化，如聚青霉前者是指将传统的小分子药物大分子化，如聚青霉素；后者则指本身就有药理功能的高分子，如阴离素；后者则指本身就有药理功能的高分子，如阴离子聚合物型的干扰素诱发剂。子聚合物型的干扰素诱发剂。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料19 除此之外，还有以下一些常用的分类方法。除此之外，还有以下一些常用的分类方法。（1 1）按材料的来源分类）按材料的来源分类 1

17、 1）天然医用高分子材料）天然医用高分子材料 如胶原、明胶、丝蛋白、角质蛋白、纤维素、如胶原、明胶、丝蛋白、角质蛋白、纤维素、多糖、甲壳素及其衍生物等。多糖、甲壳素及其衍生物等。 2 2）人工合成医用高分子材料）人工合成医用高分子材料 如聚氨酯、硅橡胶、聚酯等。如聚氨酯、硅橡胶、聚酯等。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料20 3 3）天然生物组织与器官）天然生物组织与器官 取自患者自体的组织，例如采用自身隐静取自患者自体的组织，例如采用自身隐静脉作为冠状动脉搭桥术的血管替代物；脉作为冠状动脉搭桥术的血管替代物； 取自其他人的同种异体组织，例如利用他取自其他人的同种异体组织，例如利用他人

18、角膜治疗患者的角膜疾病；人角膜治疗患者的角膜疾病； 来自其他动物的异种同类组织，例如采用来自其他动物的异种同类组织，例如采用猪的心脏瓣膜代替人的心脏瓣膜，治疗心脏病等。猪的心脏瓣膜代替人的心脏瓣膜，治疗心脏病等。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料21（2 2）按材料与活体组织的相互作用关系分类）按材料与活体组织的相互作用关系分类 1 1）生物惰性高分子材料）生物惰性高分子材料 在体内不降解、不变性、不会引起长期组织反在体内不降解、不变性、不会引起长期组织反应的高分子材料，适合长期植入体内。应的高分子材料，适合长期植入体内。 2 2）生物活性高分子材料）生物活性高分子材料 指植入生物体内

19、能与周围组织发生相互作用，指植入生物体内能与周围组织发生相互作用，促进肌体组织、细胞等生长的材料。促进肌体组织、细胞等生长的材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料22 3 3）生物吸收高分子材料）生物吸收高分子材料 这类材料又称生物降解高分子材料。这类材这类材料又称生物降解高分子材料。这类材料在体内逐渐降解，其降解产物能被肌体吸收代料在体内逐渐降解，其降解产物能被肌体吸收代谢，获通过排泄系统排出体外，对人体健康没有谢，获通过排泄系统排出体外，对人体健康没有影响。如用聚乳酸制成的体内手术缝合线、体内影响。如用聚乳酸制成的体内手术缝合线、体内粘合剂等。粘合剂等。第八章第八章 医用高分子材

20、医用高分子材料料23（3 3）按生物医学用途分类）按生物医学用途分类 1 1）硬组织相容性高分子材料）硬组织相容性高分子材料 如骨科、齿科用高分子材料；如骨科、齿科用高分子材料； 2 2）软组织相容性高分子材料）软组织相容性高分子材料 3 3）血液相容性高分子材料）血液相容性高分子材料 4 4）高分子药物和药物控释高分子材料）高分子药物和药物控释高分子材料第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料24（4 4）按与肌体组织接触的关系分类）按与肌体组织接触的关系分类 1) 1) 长期植入材料长期植入材料 如人工血管、人工关节、人工晶状体等。如人工血管、人工关节、人工晶状体等。 2) 2) 短期植

21、入（接触）材料短期植入（接触）材料 如透析器、心肺机管路和器件等。如透析器、心肺机管路和器件等。 3) 3) 体内体外连通使用的材料体内体外连通使用的材料 如心脏起搏器的导线、各种插管等。如心脏起搏器的导线、各种插管等。 4) 4) 与体表接触材料及一次性医疗用品材料与体表接触材料及一次性医疗用品材料第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料25 目前在实际应用中，更实用的是仅将医用高分目前在实际应用中，更实用的是仅将医用高分子分为两大类，一类是子分为两大类，一类是直接用于治疗人体某一病变直接用于治疗人体某一病变组织、替代人体某一部位或某一脏器、修补人体某组织、替代人体某一部位或某一脏器、修补

22、人体某一缺陷的材料一缺陷的材料。如用作人工管道（血管、食道、肠。如用作人工管道（血管、食道、肠道、尿道等）、人造玻璃体（眼球）、人工脏器道、尿道等）、人造玻璃体（眼球）、人工脏器（心脏、肾脏、肺、胰脏等）、人造皮肤、人造血（心脏、肾脏、肺、胰脏等）、人造皮肤、人造血管，手术缝合用线、组织粘合剂、整容材料（假管，手术缝合用线、组织粘合剂、整容材料（假耳、假眼、假鼻、假肢等）的材料。耳、假眼、假鼻、假肢等）的材料。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料26 另一类则是另一类则是用来制造医疗器械、用品的材料用来制造医疗器械、用品的材料，如注射器、手术钳、血浆袋等。这类材料用来为医如注射器、手术

23、钳、血浆袋等。这类材料用来为医疗事业服务，但本身并不具备治疗疾病、替代人体疗事业服务，但本身并不具备治疗疾病、替代人体器官的功能，因此不属功能高分子的范畴。器官的功能，因此不属功能高分子的范畴。 国内通常将高分子药物单独列为一类功能性高国内通常将高分子药物单独列为一类功能性高分子，故不在医用高分子范围内讨论。分子，故不在医用高分子范围内讨论。 本章讨论直接用于治疗人体病变组织，替代人本章讨论直接用于治疗人体病变组织，替代人体病变器官、修补人体缺陷的高分子材料。体病变器官、修补人体缺陷的高分子材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料271.3 对医用高分子材料的基本要求对医用高分子材料的

24、基本要求 医用高分子材料是一类特殊用途的材料。它们医用高分子材料是一类特殊用途的材料。它们在使用过程中，常需与生物肌体、血液、体液等接在使用过程中，常需与生物肌体、血液、体液等接触，有些还须长期植入体内。由于医用高分子与人触，有些还须长期植入体内。由于医用高分子与人们的健康密切相关，因此对进入临床使用阶段的医们的健康密切相关，因此对进入临床使用阶段的医用高分子材料具有严格的要求，要求有十分优良的用高分子材料具有严格的要求，要求有十分优良的特性。归纳起来，一个具备了以下七个方面性能的特性。归纳起来，一个具备了以下七个方面性能的材料，可以考虑用作医用材料。材料，可以考虑用作医用材料。第八章第八章

25、医用高分子材医用高分子材料料28（1 1）化学隋性，不会因与体液接触而发生反应）化学隋性，不会因与体液接触而发生反应 人体环境对高分子材料主要有以下一些影响：人体环境对高分子材料主要有以下一些影响： 1) 1)体液引起聚合物的降解、交联和相变化；体液引起聚合物的降解、交联和相变化； 2) 2)体内的自由基引起材料的氧化降解反应；体内的自由基引起材料的氧化降解反应； 3) 3)生物酶引起的聚合物分解反应；生物酶引起的聚合物分解反应； 4) 4)在体液作用下材料中添加剂的溶出；在体液作用下材料中添加剂的溶出； 5) 5)血液、体液中的类脂质、类固醇及脂肪等物血液、体液中的类脂质、类固醇及脂肪等物质

26、渗入高分子材料，使材料增塑，强度下降。质渗入高分子材料，使材料增塑，强度下降。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料29 但对医用高分子来说，在某些情况下，但对医用高分子来说，在某些情况下，“老化老化”并不一定都是贬意的，有时甚至还有积极的意义。并不一定都是贬意的，有时甚至还有积极的意义。如作为医用粘合剂用于组织粘合，或作为医用手术如作为医用粘合剂用于组织粘合，或作为医用手术缝合线时，在发挥了相应的效用后，反倒不希望它缝合线时，在发挥了相应的效用后，反倒不希望它们有太好的化学稳定性，而是希望它们尽快地被组们有太好的化学稳定性，而是希望它们尽快地被组织所分解、吸收或迅速排出体外。在这种情况下

27、，织所分解、吸收或迅速排出体外。在这种情况下，对材料的附加要求是：对材料的附加要求是：在分解过程中，不应产生对在分解过程中，不应产生对人体有害的副产物人体有害的副产物。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料30（2 2）对人体组织不会引起炎症或异物反应）对人体组织不会引起炎症或异物反应 有些高分子材料本身对人体有害，不能用作医有些高分子材料本身对人体有害，不能用作医用材料。而有些高分子材料本身对人体组织并无不用材料。而有些高分子材料本身对人体组织并无不良影响，但在合成、加工过程中不可避免地会残留良影响，但在合成、加工过程中不可避免地会残留一些一些单体单体，或使用一些，或使用一些添加剂添加剂

28、。当材料植入人体以。当材料植入人体以后，这些单体和添加剂会慢慢从内部迁移到表面，后，这些单体和添加剂会慢慢从内部迁移到表面，从而对周围组织发生作用，引起炎症或组织畸变，从而对周围组织发生作用，引起炎症或组织畸变，严重的可引起全身性反应。严重的可引起全身性反应。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料31（3 3）不会致癌）不会致癌 根据现代医学理论认为，人体致癌的原因是由根据现代医学理论认为，人体致癌的原因是由于于正常细胞发生了变异。当这些变异细胞以极其迅正常细胞发生了变异。当这些变异细胞以极其迅速的速度增长并扩散时，就形成了癌速的速度增长并扩散时，就形成了癌。而引起细胞。而引起细胞变异的因

29、素是多方面的，有化学因素、物理因素，变异的因素是多方面的，有化学因素、物理因素，也有病毒引起的原因。也有病毒引起的原因。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料32 当医用高分子材料植入人体后，高分子材料本当医用高分子材料植入人体后，高分子材料本身的性质，如身的性质，如化学组成、交联度、相对分子质量及化学组成、交联度、相对分子质量及其分布、分子链构象、聚集态结构、高分子材料中其分布、分子链构象、聚集态结构、高分子材料中所含的杂质、残留单体、添加剂所含的杂质、残留单体、添加剂都可能与致癌因素都可能与致癌因素有关。但研究表明，在排除了小分子渗出物的影响有关。但研究表明，在排除了小分子渗出物的影响

30、之外，与其他材料相比，高分子材料本身并没有比之外，与其他材料相比，高分子材料本身并没有比其他材料更多的致癌可能性。其他材料更多的致癌可能性。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料33（4 4）具有良好的血液相容性）具有良好的血液相容性 当高分子材料用于人工脏器植入人体后，必然当高分子材料用于人工脏器植入人体后，必然要长时间与体内的血液接触。因此，要长时间与体内的血液接触。因此，医用高分子对医用高分子对血液的相容性血液的相容性是所有性能中最重要的。是所有性能中最重要的。 高分子材料的血液相容性问题是一个十分活跃高分子材料的血液相容性问题是一个十分活跃的研究课题，但至今尚未制得一种能完全抗血栓

31、的的研究课题，但至今尚未制得一种能完全抗血栓的高分子材料。这一问题的彻底解决，还有待于各国高分子材料。这一问题的彻底解决，还有待于各国科学家的共同努力。科学家的共同努力。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料34（5 5）长期植入体内不会减小机械强度）长期植入体内不会减小机械强度 许多人工脏器一旦植入体内，将长期存留，有许多人工脏器一旦植入体内，将长期存留，有些甚至伴随人们的一生。因此，要求植入体内的高些甚至伴随人们的一生。因此，要求植入体内的高分子材料分子材料在极其复杂的人体环境中，不会很快失去在极其复杂的人体环境中，不会很快失去原有的机械强度原有的机械强度。 事实上，在长期的使用过程中

32、，高分子材料受事实上，在长期的使用过程中，高分子材料受到各种因素的影响，其性能不可能永远保持不变。到各种因素的影响，其性能不可能永远保持不变。我们仅希望变化尽可能少一些，或者说寿命尽可能我们仅希望变化尽可能少一些，或者说寿命尽可能长一些。长一些。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料35 一般来说，化学稳定性好的，不含易降解基团一般来说，化学稳定性好的，不含易降解基团的高分子材料，机械稳定也比较好。如的高分子材料，机械稳定也比较好。如聚酰胺聚酰胺的酰的酰胺基团在酸性和碱性条件下都易降解，因此，用作胺基团在酸性和碱性条件下都易降解，因此，用作人体各部件时，均会在短期内损失其机械强度，故人体

33、各部件时，均会在短期内损失其机械强度，故一般不适宜选作植入材料。而一般不适宜选作植入材料。而聚四氟乙烯聚四氟乙烯的化学稳的化学稳定性较好，其在生物体内的稳定性也较好。表定性较好，其在生物体内的稳定性也较好。表9191是一些高分子以纤维形式植入狗的动脉后其机械强是一些高分子以纤维形式植入狗的动脉后其机械强度的损失情况。度的损失情况。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料36第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料表表91 高分子材料在狗体内的机械稳定性高分子材料在狗体内的机械稳定性材料名称材料名称植入天数植入天数机械机械强强度度损失失 /尼尼龙676174.6107380.7涤纶树脂脂78

34、011.4聚丙聚丙烯酸酸酯6701.0聚四氟乙聚四氟乙烯6775.337（6 6）能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性）能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性 高分子材料在植入体内之前，都要经过严格的高分子材料在植入体内之前，都要经过严格的灭菌消毒。目前灭菌处理一般有三种方法：蒸汽灭灭菌消毒。目前灭菌处理一般有三种方法：蒸汽灭菌、化学灭菌、菌、化学灭菌、射线灭菌。国内大多采用前两种射线灭菌。国内大多采用前两种方法。因此在选择材料时，要考虑能否耐受得了。方法。因此在选择材料时，要考虑能否耐受得了。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料38（7 7）易于加工成需要的复杂形状）易于加工成需要的复杂

35、形状 人工脏器往往具有很复杂的形状，因此，用于人工脏器往往具有很复杂的形状，因此，用于人工脏器的高分子材料应具有优良的成型性能。否人工脏器的高分子材料应具有优良的成型性能。否则，即使各项性能都满足医用高分子的要求，却无则，即使各项性能都满足医用高分子的要求，却无法加工成所需的形状，则仍然是无法应用的。法加工成所需的形状，则仍然是无法应用的。 此外还要防止在医用高分子材料生产、加工工此外还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。应严格控制原料的纯程中引入对人体有害的物质。应严格控制原料的纯度。加工助剂必须符合医用标准。生产环境应当具度。加工助剂必须符合医用标准。生产环境应当具

36、有适宜的洁净级别，符合国家有关标准。有适宜的洁净级别，符合国家有关标准。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料39 与其他高分子材料相比，对医用高分子材料的与其他高分子材料相比，对医用高分子材料的要求是非常严格的。对于不同用途的医用高分子材要求是非常严格的。对于不同用途的医用高分子材料，往往又有一些具体要求。在医用高分子材料进料，往往又有一些具体要求。在医用高分子材料进入临床应用之前，都必须对材料本身的入临床应用之前，都必须对材料本身的物理化学性物理化学性能、机械性能以及材料与生物体及人体的相互适应能、机械性能以及材料与生物体及人体的相互适应性性进行全面评价，然后经国家管理部门批准才能进进

37、行全面评价，然后经国家管理部门批准才能进入临床使用。入临床使用。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料402. 高分子材料的生物相容性高分子材料的生物相容性 生物相容性是指植入生物体内的材料与肌体之生物相容性是指植入生物体内的材料与肌体之间的适应性。对生物体来说，植入的材料不管其结间的适应性。对生物体来说，植入的材料不管其结构、性质如何，都是构、性质如何，都是外来异物外来异物。出于本能的自我保。出于本能的自我保护，一般都会出现护，一般都会出现排斥现象排斥现象。这种排斥反应的严重。这种排斥反应的严重程度，决定了材料的生物相容性。因此提高应用高程度，决定了材料的生物相容性。因此提高应用高分子材

38、料与肌体的生物相容性，是材料和医学科学分子材料与肌体的生物相容性，是材料和医学科学家们必须面对的课题。家们必须面对的课题。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料41 由于不同的高分子材料在医学中的应用目的不由于不同的高分子材料在医学中的应用目的不同，生物相容性又可分为同，生物相容性又可分为组织相容性组织相容性和和血液相容性血液相容性两种。组织相容性是指材料与人体组织，如两种。组织相容性是指材料与人体组织，如骨骼、骨骼、牙齿、内部器官、肌肉、肌腱、皮肤牙齿、内部器官、肌肉、肌腱、皮肤等的相互适应等的相互适应性，而血液相容性则是指材料与血液接触是不是会性，而血液相容性则是指材料与血液接触是不是

39、会引起引起凝血、溶血凝血、溶血等不良反应。等不良反应。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料422.1 高分子材料的组织相容性高分子材料的组织相容性2.1.1 高分子材料植入对组织反应的影响高分子材料植入对组织反应的影响 高分子材料植入人体后，对组织反应的影响因高分子材料植入人体后，对组织反应的影响因素包括材料本身的素包括材料本身的结构和性质结构和性质（如微相结构、亲水如微相结构、亲水性、疏水性、电荷等性、疏水性、电荷等）、材料中可渗出的）、材料中可渗出的化学成分化学成分（如残留单体、杂质、低聚物、添加剂等如残留单体、杂质、低聚物、添加剂等）、）、降解降解或代谢产物或代谢产物等。此外，植入

40、材料的等。此外，植入材料的几何形状几何形状也可能也可能引起组织反应。引起组织反应。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料43（1 1）材料中渗出的化学成分对生物反应的影响）材料中渗出的化学成分对生物反应的影响 材料中逐渐渗出的各种化学成分（材料中逐渐渗出的各种化学成分（如添加剂、如添加剂、杂质、单体、低聚物以及降解产物等杂质、单体、低聚物以及降解产物等）会导致不同）会导致不同类型的组织反应，例如炎症反应。组织反应的严重类型的组织反应，例如炎症反应。组织反应的严重程度与渗出物的毒性、浓度、总量、渗出速率和持程度与渗出物的毒性、浓度、总量、渗出速率和持续期限等密切相关。一般而言，续期限等密切相

41、关。一般而言，渗出物毒性越大、渗出物毒性越大、渗出量越多，则引起的炎症反应越强渗出量越多，则引起的炎症反应越强。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料44 例如，例如，聚氨酯和聚氯乙烯聚氨酯和聚氯乙烯中可能存在的残余单中可能存在的残余单体有较强的毒性，渗出后会引起人体严重的炎症反体有较强的毒性，渗出后会引起人体严重的炎症反应。而应。而硅橡胶、聚丙烯、聚四氟乙烯硅橡胶、聚丙烯、聚四氟乙烯等高分子的毒等高分子的毒性渗出物通常较少，植入人体后表现的炎症反应较性渗出物通常较少，植入人体后表现的炎症反应较轻。轻。 如果渗出物的持续渗出时间较长，则可能发展如果渗出物的持续渗出时间较长，则可能发展成慢

42、性炎症反应。如某些被人体分解吸收较慢的成慢性炎症反应。如某些被人体分解吸收较慢的生生物吸收性高分子材料物吸收性高分子材料容易引起慢性无菌性炎症。容易引起慢性无菌性炎症。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料45（2 2）高分子材料的生物降解对生物反应的影响）高分子材料的生物降解对生物反应的影响 高分子材料生物降解对人体组织反应的影响取高分子材料生物降解对人体组织反应的影响取决于决于降解速度、产物的毒性、降解的持续期限降解速度、产物的毒性、降解的持续期限等因等因素。降解速度慢而降解产物毒性小，一般不会引起素。降解速度慢而降解产物毒性小，一般不会引起明显的组织反应。但若降解速度快而降解产物毒性

43、明显的组织反应。但若降解速度快而降解产物毒性大，可能导致严重的急性或慢性炎症反应。如有报大，可能导致严重的急性或慢性炎症反应。如有报道采用道采用聚酯聚酯材料作为人工喉管修补材料出现慢性炎材料作为人工喉管修补材料出现慢性炎症的情况。症的情况。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料46（3 3）材料物理形态等因素对组织反应的影响）材料物理形态等因素对组织反应的影响 高分子材料的物理形态如高分子材料的物理形态如大小、形状、孔度、大小、形状、孔度、表面平滑度表面平滑度等因素也会影响组织反应。另外，等因素也会影响组织反应。另外，试验试验动物的种属差异、材料植入生物体的位置动物的种属差异、材料植入生物

44、体的位置等生物学等生物学因素以及因素以及植入技术植入技术等人为因素也是不容忽视的。等人为因素也是不容忽视的。 一般来说，植入体内材料的体积越大、表面越一般来说，植入体内材料的体积越大、表面越平滑，造成的组织反应越严重。植入材料与生物组平滑，造成的组织反应越严重。植入材料与生物组织之间的相对运动，也会引发较严重的组织反应。织之间的相对运动，也会引发较严重的组织反应。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料47 曾对不同形状的材料植入小白鼠体内出现肿瘤曾对不同形状的材料植入小白鼠体内出现肿瘤的情况进行过统计，发现当的情况进行过统计，发现当植入材料为大体积薄片植入材料为大体积薄片时，出现肿瘤的可能

45、性比在薄片上穿大孔时高出一时，出现肿瘤的可能性比在薄片上穿大孔时高出一倍左右。而海绵状、纤维状和粉末状材料几乎不会倍左右。而海绵状、纤维状和粉末状材料几乎不会引起肿瘤引起肿瘤（见表（见表9292）。）。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料48第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料表表92 不同形状的材料对产生肿瘤的影响不同形状的材料对产生肿瘤的影响* （%） 形形 状状材材 料料薄片薄片大孔薄片大孔薄片海海绵状状纤维状状粉末状粉末状玻玻 璃璃33.318000赛 璐璐 珞珞2319000涤纶树脂脂188000尼尼 龙427100聚四氟乙聚四氟乙烯205000聚苯乙聚苯乙烯281001

46、0聚聚 氨氨 酯3311110聚聚氯乙稀乙稀240200硅硅 橡橡 胶胶4116000* 试验周期为两年试验周期为两年49 原因可能是由于材料的植入使周围的原因可能是由于材料的植入使周围的细胞代谢细胞代谢受到障碍，营养和氧的供应不充分以及长期受到异受到障碍，营养和氧的供应不充分以及长期受到异物刺激而使细胞异常分化、产生变异物刺激而使细胞异常分化、产生变异所致。而当植所致。而当植入材料为海绵状、纤维状和粉末状时，组织细胞可入材料为海绵状、纤维状和粉末状时，组织细胞可围绕材料生长，因此不会由于营养和氧的不足而变围绕材料生长，因此不会由于营养和氧的不足而变异，因此致癌危险性较小。异，因此致癌危险性较

47、小。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料502.1.2 高分子材料在体内的表面钙化高分子材料在体内的表面钙化 观察发现，高分子材料在植入人体内后，再经观察发现，高分子材料在植入人体内后，再经过一段时间的试用后，会出现钙化合物在材料表面过一段时间的试用后，会出现钙化合物在材料表面沉积的现象，即沉积的现象，即钙化现象钙化现象。钙化现象往往是导致高。钙化现象往往是导致高分子材料在人体内应用失效的原因之一。试验结果分子材料在人体内应用失效的原因之一。试验结果证明，钙化现象不仅是胶原生物材料的特征，一些证明，钙化现象不仅是胶原生物材料的特征，一些高分子水溶胶，如聚甲基丙烯酸羟乙酯在大鼠、仓高分子水

48、溶胶，如聚甲基丙烯酸羟乙酯在大鼠、仓鼠、荷兰猪的皮下也发现有钙化现象。鼠、荷兰猪的皮下也发现有钙化现象。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料51 用等离子体发射光谱法分析钙化沉积层的元素用等离子体发射光谱法分析钙化沉积层的元素组成，发现钙化层中以组成，发现钙化层中以钙、磷钙、磷两种元素为主，两种元素为主，钙磷钙磷比为比为1.611.611.691.69，平均值，平均值1.661.66，与羟基磷灰石中的，与羟基磷灰石中的钙磷比钙磷比1.671.67几乎相同几乎相同，此外还含有少量的锌和镁。，此外还含有少量的锌和镁。这表明，这表明，钙化现象是高分子材料植入动物体内后，钙化现象是高分子材料植

49、入动物体内后，对肌体组织造成刺激，促使肌体的新陈代谢加速的对肌体组织造成刺激，促使肌体的新陈代谢加速的结果结果。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料52 影响高分子材料表面钙化的因素很多，包括影响高分子材料表面钙化的因素很多，包括生生物因素（如物种、年龄、激素水平、血清磷酸盐水物因素（如物种、年龄、激素水平、血清磷酸盐水平、脂质、蛋白质吸附、局部血流动力学、凝血平、脂质、蛋白质吸附、局部血流动力学、凝血等等）和）和材料因素（亲水性、疏水性、表面缺陷材料因素（亲水性、疏水性、表面缺陷）等。一般而言，材料植入时，等。一般而言，材料植入时，被植个体越年青，材被植个体越年青，材料表面越可能发生钙

50、化料表面越可能发生钙化。多孔材料的钙化情况比无。多孔材料的钙化情况比无孔材料要严重。孔材料要严重。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料532.1.3 高分子材料的致癌性高分子材料的致癌性 虽然目前尚无足够的证据说明高分子材料的植虽然目前尚无足够的证据说明高分子材料的植入会引起人体内的癌症。但是，许多试验动物研究入会引起人体内的癌症。但是，许多试验动物研究表明，当高分子材料植入鼠体内时，只要植入的材表明，当高分子材料植入鼠体内时，只要植入的材料是固体材料而且面积大于料是固体材料而且面积大于1cm1cm2 2，无论材料的种类，无论材料的种类（高分子、金属或陶瓷高分子、金属或陶瓷）、形状（）、

51、形状（膜、片状或板膜、片状或板状状）以及材料本身是否具有化学致癌性，均有可能）以及材料本身是否具有化学致癌性，均有可能导致癌症的发生。这种现象称为导致癌症的发生。这种现象称为固体致癌性固体致癌性或或异物异物致癌性致癌性。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料54 根据癌症的发生率和潜伏期，高分子材料对大根据癌症的发生率和潜伏期，高分子材料对大鼠的致癌性可分为三类。鼠的致癌性可分为三类。 能释放出小分子致癌物的高分子材料，具有能释放出小分子致癌物的高分子材料，具有高发生率，潜伏期短的特征。高发生率，潜伏期短的特征。 本身具有癌症原性的高分子材料，发生率较本身具有癌症原性的高分子材料，发生率较

52、高，潜伏期不定；高，潜伏期不定； 只是作为简单异物的高分子材料，发生率较只是作为简单异物的高分子材料，发生率较低，潜伏期长。显然只有第三类高分子材料才有可低，潜伏期长。显然只有第三类高分子材料才有可能进行临床应用。能进行临床应用。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料55 研究发现，异物致癌性与慢性炎症反应、纤维研究发现，异物致癌性与慢性炎症反应、纤维化特别是纤维包膜厚度密切相关。例如当在大鼠体化特别是纤维包膜厚度密切相关。例如当在大鼠体内植入高分子材料后，如果前内植入高分子材料后，如果前3 312 12 个月内形成的个月内形成的纤维包膜厚度大于纤维包膜厚度大于0.2 mm0.2 mm，

53、经过一定的潜伏期后通，经过一定的潜伏期后通常会出现癌症。而低于此值，癌症很少发生。因此常会出现癌症。而低于此值，癌症很少发生。因此0.2 mm0.2 mm可能是诱发鼠体癌症的临界纤维包膜厚度。可能是诱发鼠体癌症的临界纤维包膜厚度。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料562.2 高分子材料的血液相容性高分子材料的血液相容性2.2.1 高分子材料的凝血作用高分子材料的凝血作用（1 1）血栓的形成）血栓的形成 通常，当人体的表皮受到损伤时，流出的血液通常，当人体的表皮受到损伤时，流出的血液会自动凝固，称为会自动凝固，称为血栓血栓。实际上，血液在受到下列。实际上，血液在受到下列因素影响时，都可能

54、发生血栓：因素影响时，都可能发生血栓： 血管壁特性与血管壁特性与状态发生变化；状态发生变化； 血液的性质发生变化；血液的性质发生变化； 血液血液的流动状态发生变化的流动状态发生变化。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料57 根据现代医学的观点，对血液的循环，人体内根据现代医学的观点，对血液的循环，人体内存在两个对立系统，即促使血小板生成和血液凝固存在两个对立系统，即促使血小板生成和血液凝固的的凝血系统凝血系统和由肝素、抗凝血酶以及促使纤维蛋白和由肝素、抗凝血酶以及促使纤维蛋白凝胶降解的溶纤酶等组成的凝胶降解的溶纤酶等组成的抗凝血系统抗凝血系统。当材料植。当材料植入体内与血液接触时，血液的

55、流动状态和血管壁状入体内与血液接触时，血液的流动状态和血管壁状态都将发生变化，凝血系统开始发挥作用，从而发态都将发生变化，凝血系统开始发挥作用，从而发生血栓。生血栓。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料58 血栓的形成机理是十分复杂的。一般认为，异血栓的形成机理是十分复杂的。一般认为，异物与血液接触时，首先将吸附血浆内蛋白质，然后物与血液接触时，首先将吸附血浆内蛋白质，然后粘附血小板，继而血小板崩坏，放出血小板因子，粘附血小板，继而血小板崩坏，放出血小板因子，在异物表面凝血，产生血栓。此外，红血球粘附引在异物表面凝血，产生血栓。此外，红血球粘附引起溶血；凝血致活酶的活化，也都是形成血栓的

56、原起溶血；凝血致活酶的活化，也都是形成血栓的原因。（见图因。（见图91) 91) 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料59图图91 91 血栓形成过程示意图血栓形成过程示意图 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料60（2 2）影响血小板在材料表面粘附的因素）影响血小板在材料表面粘附的因素 1) 1) 血小板的粘附与材料表面能有关血小板的粘附与材料表面能有关 实验发现，血小板难粘附于表面能较低的实验发现，血小板难粘附于表面能较低的有机有机硅聚合物硅聚合物，而易粘附于，而易粘附于尼龙、玻璃尼龙、玻璃等高能表面上。等高能表面上。此外，在此外，在聚甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸羟乙酯、接枝聚乙烯羟

57、乙酯、接枝聚乙烯醇、主链和侧链中含有聚乙二醇结构的亲水性材料醇、主链和侧链中含有聚乙二醇结构的亲水性材料表面上，血小板的粘附量都比较少。这可能是由于表面上，血小板的粘附量都比较少。这可能是由于容易被水介质润湿而具有较小的表面能。因此，有容易被水介质润湿而具有较小的表面能。因此，有理由认为，理由认为，低表面能材料具有较好的抗血栓性低表面能材料具有较好的抗血栓性。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料61 也有观点认为，血小板的粘附与两相界面自由也有观点认为，血小板的粘附与两相界面自由能有更为直接的关系。界面自由能越小，材料表面能有更为直接的关系。界面自由能越小，材料表面越不活泼，则与血液接触

58、时，与血液中各成分的相越不活泼，则与血液接触时，与血液中各成分的相互作用力也越小，故造成血栓的可能性就较小。大互作用力也越小，故造成血栓的可能性就较小。大量实验事实表明，除聚四氟乙烯外，临界表面张力量实验事实表明，除聚四氟乙烯外，临界表面张力小的材料，血小板都不易粘附（见表小的材料，血小板都不易粘附（见表9393）。）。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料62第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料表表93 材料表面材料表面张力与血小板粘附量的关系力与血小板粘附量的关系材材 料料临界表面张临界表面张力力 /Pa血小板粘附量血小板粘附量 /*尼龙尼龙6611.65637聚四氟乙烯聚四氟乙

59、烯2.9305.4聚二甲基硅聚二甲基硅氧烷氧烷2.27.34.5聚氨酯聚氨酯2.01.80.2* 人血浸人血浸渍3 3分分钟； 狗血循狗血循环1 1分分钟。632) 2) 血小板的粘附与材料的含水率有关血小板的粘附与材料的含水率有关 有些高分子材料与水接触后能形成高含水状态有些高分子材料与水接触后能形成高含水状态（20209090以上）的水凝胶。在水凝胶中，由于以上）的水凝胶。在水凝胶中，由于含水量增加而使高分子的实质部分减少，因此，植含水量增加而使高分子的实质部分减少，因此，植入人体后，与血液的接触机会也减少，相应的血小入人体后，与血液的接触机会也减少，相应的血小板粘附数减少。实验表明，板粘

60、附数减少。实验表明，丙烯酰胺、甲基丙烯酸丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和带有聚乙二醇侧基的甲基丙烯酸酯羟乙酯和带有聚乙二醇侧基的甲基丙烯酸酯与其他单体共聚或接枝共聚的水凝胶与其他单体共聚或接枝共聚的水凝胶，都具有较好，都具有较好的抗血栓性。的抗血栓性。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料64 一般认为，水凝胶与血液的相容性，与其一般认为，水凝胶与血液的相容性，与其交联交联密度、亲水性基团数量等密度、亲水性基团数量等因素有关。含亲水基团太因素有关。含亲水基团太多的聚合物，往往抗血栓性反而不好。因为水凝胶多的聚合物，往往抗血栓性反而不好。因为水凝胶表面不仅对血小板粘附能力小，而且对蛋白质和其表面

61、不仅对血小板粘附能力小，而且对蛋白质和其他细胞的吸附能力均较弱。在流动的血液中，聚合他细胞的吸附能力均较弱。在流动的血液中，聚合物的亲水基团会不断地由于被吸附的成分被物的亲水基团会不断地由于被吸附的成分被“冲走冲走”而重新暴露出来，形成永不惰化的活性表面，使血而重新暴露出来，形成永不惰化的活性表面，使血液中血小板不断受到损坏。研究认为，液中血小板不断受到损坏。研究认为，抗血栓性较抗血栓性较好的水凝胶，其含水率应维持在好的水凝胶，其含水率应维持在65657575。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料653) 3) 血小板的粘附与材料表面疏水亲水平衡有关血小板的粘附与材料表面疏水亲水平衡有关

62、 综合上述讨沦不难看出，无论是疏水性聚合物综合上述讨沦不难看出，无论是疏水性聚合物还是亲水性聚合物，都可在一定程度上具有抗血栓还是亲水性聚合物，都可在一定程度上具有抗血栓性。进一步的研究表明，材料的抗血栓性，并不简性。进一步的研究表明，材料的抗血栓性，并不简单决定于其是疏水性的还是亲水性的，而是决定于单决定于其是疏水性的还是亲水性的，而是决定于它们的平衡值。它们的平衡值。一个亲水疏水性调节得较合适的一个亲水疏水性调节得较合适的聚合物，往往有足够的吸附力吸附蛋白质，形成一聚合物，往往有足够的吸附力吸附蛋白质，形成一层隋性层，从而减少血小板在其上层的粘附层隋性层，从而减少血小板在其上层的粘附。第八

63、章第八章 医用高分子材医用高分子材料料66 例如，例如，甲基丙烯酸甲基丙烯酸羟乙酯羟乙酯/ /甲基丙烯酸乙甲基丙烯酸乙酯共聚物酯共聚物比单纯的比单纯的聚甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸羟乙酯羟乙酯对血对血液的破坏性要小；液的破坏性要小；甲基丙烯酸乙酯甲基丙烯酸乙酯/ /甲基丙烯酸共聚甲基丙烯酸共聚物物也比单纯的也比单纯的聚聚甲基丙烯酸对血液的破坏性要小。甲基丙烯酸对血液的破坏性要小。 用作人工心脏材料的聚醚型聚氨酯，具有微相用作人工心脏材料的聚醚型聚氨酯，具有微相分离的结构，也是为达到这一目的而设计的。分离的结构，也是为达到这一目的而设计的。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料674) 4) 血小

64、板的粘附与材料表面的电荷性质有关血小板的粘附与材料表面的电荷性质有关 人体中正常血管的内壁是带负电荷的，而血小人体中正常血管的内壁是带负电荷的，而血小板、血球等的表面也是带负电荷的，由于同性相斥板、血球等的表面也是带负电荷的，由于同性相斥的原因，血液在血管中不会凝固。因此，对带适当的原因，血液在血管中不会凝固。因此，对带适当负电荷的材料表面，血小板难于粘附，有利于材料负电荷的材料表面，血小板难于粘附，有利于材料的抗血栓性。但也有实验事实表明，血小板中的凝的抗血栓性。但也有实验事实表明，血小板中的凝血因子在负电荷表面容易活化。因此，若血因子在负电荷表面容易活化。因此，若电荷密度电荷密度太大，容易

65、损伤血小板，反而造成血栓太大，容易损伤血小板，反而造成血栓。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料685) 5) 血小板的粘附与材料表面的光滑程度有关血小板的粘附与材料表面的光滑程度有关 由于凝血效应与血液的流动状态有关，血液流由于凝血效应与血液的流动状态有关，血液流经的表面上有任何障碍都会改变其流动状态，因此经的表面上有任何障碍都会改变其流动状态，因此材料表面的平整度将严重影响材料的抗血栓性。据材料表面的平整度将严重影响材料的抗血栓性。据研究知，研究知，材料表面若有材料表面若有3m3m以上凹凸不变的区域，以上凹凸不变的区域，就会在该区域形成血栓就会在该区域形成血栓。由此可见，将材料表面尽

66、。由此可见，将材料表面尽可能处理得光滑，以减少血小板、细胞成分在表面可能处理得光滑，以减少血小板、细胞成分在表面上的粘附和聚集，是减少血栓形成可能性的有效措上的粘附和聚集，是减少血栓形成可能性的有效措施之一。施之一。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料692.2.2 血液相容性高分于材料的制取血液相容性高分于材料的制取（1 1）使材料表面带上负电荷的基团）使材料表面带上负电荷的基团 例如将例如将芝加哥酸（芝加哥酸（1 1氨基氨基8 8萘酚萘酚2, 42, 4二磺酸萘）二磺酸萘）（见下式）引入聚合物表面后，可减少（见下式）引入聚合物表面后，可减少血小板在聚合物表面上的粘附量，抗疑血性提高。

67、血小板在聚合物表面上的粘附量，抗疑血性提高。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料70（2 2）高分子材料的表面接枝改性）高分子材料的表面接枝改性 采用化学法（如偶联法、臭氧化法等）和物理采用化学法（如偶联法、臭氧化法等）和物理法（等离子体法、高能辐射法、紫外光法等）将具法（等离子体法、高能辐射法、紫外光法等）将具有抗凝血性的天然和化学合成的化合物，如有抗凝血性的天然和化学合成的化合物，如肝素、肝素、聚氧化乙烯聚氧化乙烯接枝到高分子材料表面上。研究表明，接枝到高分子材料表面上。研究表明，血小板不能粘附于用聚氧化乙烯处理过的玻璃上。血小板不能粘附于用聚氧化乙烯处理过的玻璃上。第八章第八章 医

68、用高分子材医用高分子材料料71 添加添加聚氧化乙烯（分子量为聚氧化乙烯（分子量为60006000）于凝血酶溶于凝血酶溶液中，可防止凝血酶对玻璃的吸附。因此，在血液液中，可防止凝血酶对玻璃的吸附。因此，在血液相容性高分子材料的研究中，聚氧化乙烯是十分重相容性高分子材料的研究中，聚氧化乙烯是十分重要的抗凝血材料。要的抗凝血材料。 通过接枝改性调节高分子材料表面分子结构中通过接枝改性调节高分子材料表面分子结构中的亲水基团与疏水基团的比例的亲水基团与疏水基团的比例，使其达到一个最佳，使其达到一个最佳值，也是改善材料血液相容性的有效方法。值，也是改善材料血液相容性的有效方法。 第八章第八章 医用高分子材

69、医用高分子材料料72（3 3）制备具有微相分离结构的材料）制备具有微相分离结构的材料 研究发现，具有微相分离结构的高分子材料对研究发现，具有微相分离结构的高分子材料对血液相容性有十分重要的作用，而它们基本上是嵌血液相容性有十分重要的作用，而它们基本上是嵌段共聚物和接枝共聚物。其中研究得较多的是段共聚物和接枝共聚物。其中研究得较多的是聚氨聚氨酯嵌段共聚物酯嵌段共聚物，即由软段和硬段组成的多嵌段共聚，即由软段和硬段组成的多嵌段共聚物，其中软段一般为聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅物，其中软段一般为聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷等，形成连续相；硬段包含脲基和氨基甲酸酯氧烷等，形成连续相；硬段包含脲基和氨基

70、甲酸酯基，形成分散相。基，形成分散相。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料73 在这类嵌段共聚物血液相容性的研究中发现，在这类嵌段共聚物血液相容性的研究中发现，软段聚醚对材料的抗凝血性的贡献较大，而其分子软段聚醚对材料的抗凝血性的贡献较大，而其分子量对血液相容性和血浆蛋白质的吸附均有显著影量对血液相容性和血浆蛋白质的吸附均有显著影响。同样，响。同样，具有微相分离结构的接枝共聚物、亲水具有微相分离结构的接枝共聚物、亲水/ /疏水型嵌段共聚物等都有一定的抗凝血性疏水型嵌段共聚物等都有一定的抗凝血性。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料74（4 4）高分子材料的肝素化）高分子材料的肝素化

71、 肝素是一种硫酸多糖类物质肝素是一种硫酸多糖类物质（见下式），是最（见下式），是最早被认识的天然抗凝血产物之一。早被认识的天然抗凝血产物之一。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料75 肝素的作用机理是催化和增强抗凝血酶与凝血肝素的作用机理是催化和增强抗凝血酶与凝血酶的结合而防止凝血酶的结合而防止凝血。将肝素通过接枝方法固定在。将肝素通过接枝方法固定在高分子材料表面上以提高其抗凝血性，是使材料的高分子材料表面上以提高其抗凝血性，是使材料的抗凝血性改变的重要途径。在高分子材料结构中引抗凝血性改变的重要途径。在高分子材料结构中引入肝素后，在使用过程中，肝素慢慢地释放，能明入肝素后，在使用过程中

72、，肝素慢慢地释放，能明显提高抗血栓性。显提高抗血栓性。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料76（5 5）材料表面伪内膜化）材料表面伪内膜化 人们发现，大部分高分子材料的表面容易沉渍人们发现，大部分高分子材料的表面容易沉渍血纤蛋白而凝血。如果有意将某些高分子的表面制血纤蛋白而凝血。如果有意将某些高分子的表面制成纤维林立状态，当血液流过这种粗糙的表面时，成纤维林立状态，当血液流过这种粗糙的表面时，迅速形成稳定的凝固血栓膜，但不扩展成血栓，然迅速形成稳定的凝固血栓膜，但不扩展成血栓，然后诱导出血管内皮细胞。这样就相当于在材料表面后诱导出血管内皮细胞。这样就相当于在材料表面上覆盖了一层光滑的生物

73、层上覆盖了一层光滑的生物层伪内膜伪内膜。这种伪内膜。这种伪内膜与人体心脏和血管一样，具有光滑的表面，从而达与人体心脏和血管一样，具有光滑的表面，从而达到永久性的抗血栓。到永久性的抗血栓。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料773. 生物吸收性高分子材料生物吸收性高分子材料 许多高分子材料植入人体内后只是起到暂时替许多高分子材料植入人体内后只是起到暂时替代作用，例如代作用，例如高分子手术缝合线高分子手术缝合线用于缝合体内组织用于缝合体内组织时，当肌体组织痊愈后，缝合线的作用即告结束，时，当肌体组织痊愈后，缝合线的作用即告结束，这时希望用作缝合线的高分子材料能尽快地分解并这时希望用作缝合线的

74、高分子材料能尽快地分解并被人体吸收，以最大限度地减少高分子材料对肌体被人体吸收，以最大限度地减少高分子材料对肌体的长期影响。由于生物吸收性材料容易在生物体内的长期影响。由于生物吸收性材料容易在生物体内分解，参与代谢，并最终排出体外，对人体无害，分解，参与代谢，并最终排出体外，对人体无害，因而越来越受到人们的重视。因而越来越受到人们的重视。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料783.1 生物吸收性高分子材料的设计原理生物吸收性高分子材料的设计原理3.1.1 生物降解性和生物吸收性生物降解性和生物吸收性 生物吸收性高分子材料在体液的作用下完成两生物吸收性高分子材料在体液的作用下完成两个步骤，

75、即个步骤，即降解降解和和吸收吸收。前者往往涉及高分子主链。前者往往涉及高分子主链的断裂，使分子量降低。作为医用高分子要求的断裂，使分子量降低。作为医用高分子要求降解降解产物（单体、低聚体或碎片）无毒，并且对人体无产物（单体、低聚体或碎片）无毒，并且对人体无副作用副作用。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料79 高分子材料在体内最常见的降解反应为高分子材料在体内最常见的降解反应为水解反水解反应应，包括，包括酶催化水解和非酶催化水解酶催化水解和非酶催化水解。能够通过酶。能够通过酶专一性反应降解的高分子称为酶催化降解高分子；专一性反应降解的高分子称为酶催化降解高分子；而通过与水或体液接触发生

76、水解的高分子称为非酶而通过与水或体液接触发生水解的高分子称为非酶催化降解高分子。催化降解高分子。 从严格意义上讲，只有从严格意义上讲，只有酶催化降解才称得上生酶催化降解才称得上生物降解物降解，但在实际应用中将这两种降解统称为生物，但在实际应用中将这两种降解统称为生物降解。降解。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料80 吸收过程是生物体为了摄取营养或通过肾脏、吸收过程是生物体为了摄取营养或通过肾脏、汗腺或消化道排泄废物所进行的正常生理过程汗腺或消化道排泄废物所进行的正常生理过程。高。高分子材料一旦在体内降解以后，即进入生物体的代分子材料一旦在体内降解以后，即进入生物体的代谢循环。这就要求

77、生物吸收性高分子应当是正常代谢循环。这就要求生物吸收性高分子应当是正常代谢物或其衍生物通过可水解键连接起来的。在一般谢物或其衍生物通过可水解键连接起来的。在一般情况下，由情况下，由C CC C键形成的聚烯烃材料在体内难以降键形成的聚烯烃材料在体内难以降解。只有某些具有特殊结构的高分子材料才能够被解。只有某些具有特殊结构的高分子材料才能够被某些酶所降解。某些酶所降解。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料813.1.2 生物吸收性高分子材料的分解吸收速度生物吸收性高分子材料的分解吸收速度 用于人体组织治疗的生物吸收性高分子材料，用于人体组织治疗的生物吸收性高分子材料，其分解和吸收速度必须与组

78、织愈合速度同步其分解和吸收速度必须与组织愈合速度同步。人体。人体中不同组织不同器官的愈合速度是不同的，例如表中不同组织不同器官的愈合速度是不同的，例如表皮愈合一般需要皮愈合一般需要3 31010天，膜组织的痊愈要需天，膜组织的痊愈要需15153030天，内脏器官的恢复需要天，内脏器官的恢复需要1 12 2个月，而硬组织如个月，而硬组织如骨骼的痊愈则需要骨骼的痊愈则需要2 23 3个月等等。个月等等。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料82 因此，对植入人体内的生物吸收性高分子材料因此，对植入人体内的生物吸收性高分子材料在组织或器官完全愈合之前，必须保持适当的机械在组织或器官完全愈合之前，

79、必须保持适当的机械性能和功能。而在肌体组织痊愈之后，性能和功能。而在肌体组织痊愈之后，植入的高分植入的高分子材料应尽快降解并被吸收子材料应尽快降解并被吸收，以减少材料长期存在，以减少材料长期存在所产生的副作用。所产生的副作用。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料83 影响生物吸收性高分子材料吸收速度的因素有影响生物吸收性高分子材料吸收速度的因素有高分子主链和侧链的高分子主链和侧链的化学结构、分子量、凝聚态结化学结构、分子量、凝聚态结构、疏水构、疏水/ /亲水平衡、结晶度、表面积、物理形状亲水平衡、结晶度、表面积、物理形状等。其中主链结构和聚集态结构对降解吸收速度的等。其中主链结构和聚集态

80、结构对降解吸收速度的影响较大。影响较大。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料84 酶催化降解和非酶催化降解的结构降解速度酶催化降解和非酶催化降解的结构降解速度关系不同。关系不同。 对非酶催化降解高分子而言，降解速度主要由对非酶催化降解高分子而言，降解速度主要由主链结构（键型）主链结构（键型）决定。主链上含有易水解基团如决定。主链上含有易水解基团如酸酐、酯基、碳酸酯的高分子，通常有较快的降解酸酐、酯基、碳酸酯的高分子，通常有较快的降解速度。对于酶催化降解高分子，如聚酰胺、聚酯、速度。对于酶催化降解高分子，如聚酰胺、聚酯、糖苷等，降解速度主要糖苷等，降解速度主要与酶和待裂解键的亲和性与酶和待

81、裂解键的亲和性有有关。酶与待裂解键的亲和性越好，则降解越容易发关。酶与待裂解键的亲和性越好，则降解越容易发生，而与化学键类型关系不大。生，而与化学键类型关系不大。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料85 此外，由于此外，由于低分子量聚合物低分子量聚合物的溶解或溶胀性能的溶解或溶胀性能优于高分子量聚合物，因此对于同种高分子材料，优于高分子量聚合物，因此对于同种高分子材料，分子量越大，降解速度越慢。分子量越大，降解速度越慢。亲水性强的高分子亲水性强的高分子能能够吸收水、催化剂或酶，一般有较快的降解速度。够吸收水、催化剂或酶，一般有较快的降解速度。含有羟基、羧基的生物吸收性高分子含有羟基、羧

82、基的生物吸收性高分子，不仅因为其，不仅因为其较强的亲水性，而且由于其本身的自催化作用，所较强的亲水性，而且由于其本身的自催化作用，所以比较容易降解。相反，以比较容易降解。相反，在主链或侧链含有疏水长在主链或侧链含有疏水长链烷基或芳基的高分子，降解性能往往较差链烷基或芳基的高分子，降解性能往往较差。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料86 在固态下高分子链的聚集态可分为结晶态、玻在固态下高分子链的聚集态可分为结晶态、玻璃态、橡胶态。如果高分子材料的化学结构相同，璃态、橡胶态。如果高分子材料的化学结构相同，那么不同聚集态的降解速度有如下顺序：那么不同聚集态的降解速度有如下顺序：橡胶态玻璃态结

83、晶态橡胶态玻璃态结晶态 显然，聚集态结构越有序，分子链之间排列越显然，聚集态结构越有序，分子链之间排列越紧密，降解速度越低。紧密，降解速度越低。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料873.2 生物吸收性天然高分子材料生物吸收性天然高分子材料 已经在临床医学获得应用的生物吸收性天然高已经在临床医学获得应用的生物吸收性天然高分子材料包括分子材料包括蛋白质蛋白质和和多糖多糖两类生物高分子。这些两类生物高分子。这些生物高分子主要在酶的作用下降解，生成的降解产生物高分子主要在酶的作用下降解，生成的降解产物如氨基酸、糖等化合物，可参与体内代谢，并作物如氨基酸、糖等化合物，可参与体内代谢，并作为营养物

84、质被肌体吸收。因此这类材料应当是最理为营养物质被肌体吸收。因此这类材料应当是最理想的生物吸收性高分子材料。想的生物吸收性高分子材料。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料88 白蛋白、葡聚糖和羟乙基淀粉白蛋白、葡聚糖和羟乙基淀粉在水中是可溶在水中是可溶的，临床用作血容量扩充剂或人工血浆的增稠剂。的，临床用作血容量扩充剂或人工血浆的增稠剂。胶原、壳聚糖胶原、壳聚糖等在生理条件下是不溶性的，因此可等在生理条件下是不溶性的，因此可作为植入材料在临床应用。下面对一些重要的生物作为植入材料在临床应用。下面对一些重要的生物吸收性天然高分子材料作简单介绍。吸收性天然高分子材料作简单介绍。第八章第八章

85、医用高分子材医用高分子材料料893.2.1 胶原胶原 胶原是人体组织中最基本的蛋白质类物质胶原是人体组织中最基本的蛋白质类物质，至，至今已经鉴别出今已经鉴别出13种胶原，其中种胶原，其中 IIII、V和和 XI 型胶型胶原为成纤维胶原。原为成纤维胶原。I 型胶原在动物体内含量最多，型胶原在动物体内含量最多，已被广泛应用于生物医用材料和生化试剂。牛和猪已被广泛应用于生物医用材料和生化试剂。牛和猪的肌腱、生皮、骨骼是生产胶原的主要原料。的肌腱、生皮、骨骼是生产胶原的主要原料。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料90 由各种物种和肌体组织制备的胶原差异很小。由各种物种和肌体组织制备的胶原差异

86、很小。最基本的胶原结构为由三条分子量大约为最基本的胶原结构为由三条分子量大约为1101105 5的的肽链组成的肽链组成的三股螺旋绳状结构三股螺旋绳状结构，直径为，直径为1 11.5nm1.5nm，长约长约300nm300nm，每条肽链都具有左手螺旋二级结构。，每条肽链都具有左手螺旋二级结构。 胶原分子的两端存在两个小的短链肽，称为端胶原分子的两端存在两个小的短链肽，称为端肽，不参与三股螺旋绳状结构。研究证明，端肽是肽，不参与三股螺旋绳状结构。研究证明，端肽是免疫原性识别点，可通过酶解将其除去。除去端肽免疫原性识别点，可通过酶解将其除去。除去端肽的胶原称为的胶原称为不全胶原不全胶原，可用作生物医

87、学材料。，可用作生物医学材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料91 胶原可以用于制造胶原可以用于制造止血海绵、创伤辅料、人工止血海绵、创伤辅料、人工皮肤、手术缝合线、组织工程基质皮肤、手术缝合线、组织工程基质等。胶原在应用等。胶原在应用时必须交联，以控制其物理性质和生物可吸收性。时必须交联，以控制其物理性质和生物可吸收性。戊二醛和环氧化合物戊二醛和环氧化合物是常用的交联剂。残留的戊二是常用的交联剂。残留的戊二醛会引起生理毒性反应，因此必须注意使交联反应醛会引起生理毒性反应，因此必须注意使交联反应完全。胶原交联以后，酶降解速度显著下降。完全。胶原交联以后，酶降解速度显著下降。第八章第八

88、章 医用高分子材医用高分子材料料923.2.2 明胶明胶 明胶是经高温加热变性的胶原明胶是经高温加热变性的胶原，通常由动物的，通常由动物的骨骼或皮肤经过蒸煮、过滤、蒸发干燥后获得。明骨骼或皮肤经过蒸煮、过滤、蒸发干燥后获得。明胶在冷水中溶胀而不溶解，但可溶于热水中形成粘胶在冷水中溶胀而不溶解，但可溶于热水中形成粘稠溶液，冷却后冻成凝胶状态。纯化的医用级明胶稠溶液，冷却后冻成凝胶状态。纯化的医用级明胶比胶原成本低，在机械强度要求较低时可以替代胶比胶原成本低，在机械强度要求较低时可以替代胶原用于生物医学领域。原用于生物医学领域。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料93 明胶可以制成多种医用制

89、品，如膜、管等。由明胶可以制成多种医用制品，如膜、管等。由于明胶溶于热水，在于明胶溶于热水，在60608080水浴中可以制备浓度水浴中可以制备浓度为为5 52020的溶液，如果要得到的溶液，如果要得到 25253535的浓的浓溶液，则需要加热至溶液，则需要加热至 9090100100。为了使制品具有。为了使制品具有适当的机械性能，可加入适当的机械性能，可加入甘油或山梨糖醇甘油或山梨糖醇作为增塑作为增塑剂。用剂。用戊二醛和环氧化合物戊二醛和环氧化合物作交联剂可以延长降解作交联剂可以延长降解吸收时间。吸收时间。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料943.2.3 纤维蛋白纤维蛋白 纤维蛋白是纤

90、维蛋白原的聚合产物纤维蛋白是纤维蛋白原的聚合产物。纤维蛋白。纤维蛋白原是一种血浆蛋白质，存在于动物体的血液中。人原是一种血浆蛋白质，存在于动物体的血液中。人和牛的纤维蛋白原分子量在和牛的纤维蛋白原分子量在330000330000340000340000之间，之间，二者之间的氨基酸组成差别很小。纤维蛋白原由三二者之间的氨基酸组成差别很小。纤维蛋白原由三对肽链构成，每条肽链的分子量在对肽链构成，每条肽链的分子量在47000470006350063500之之间。除了氨基酸之外，纤维蛋白原还含有糖基。间。除了氨基酸之外，纤维蛋白原还含有糖基。纤纤维蛋白原在人体内的主要功能是参与凝血过程维蛋白原在人体内

91、的主要功能是参与凝血过程。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料95 纤维蛋白具有良好的生物相容性，具有纤维蛋白具有良好的生物相容性，具有止血、止血、促进组织愈合促进组织愈合等功能，在医学领域有着重要用途。等功能，在医学领域有着重要用途。 纤维蛋白的降解包括酶降解和细胞吞噬两种过纤维蛋白的降解包括酶降解和细胞吞噬两种过程，程，降解产物可以被肌体完全吸收降解产物可以被肌体完全吸收。降解速度随产。降解速度随产品不同从几天到几个月不等。通过交联和改变其聚品不同从几天到几个月不等。通过交联和改变其聚集状态是控制其降解速度的重要手段。集状态是控制其降解速度的重要手段。第八章第八章 医用高分子材医用高

92、分子材料料96 目前，人的纤维蛋白或经热处理后的牛纤维蛋目前，人的纤维蛋白或经热处理后的牛纤维蛋白已用于临床。纤维蛋白粉可用作白已用于临床。纤维蛋白粉可用作止血粉、创伤辅止血粉、创伤辅料、骨填充剂料、骨填充剂（修补因疾病或手术造成的骨缺损）（修补因疾病或手术造成的骨缺损）等。纤维蛋白飞沫由于比表面大，适于用作等。纤维蛋白飞沫由于比表面大，适于用作止血材止血材料和手术填充材料料和手术填充材料。纤维蛋白膜在外科手术中用作。纤维蛋白膜在外科手术中用作硬脑膜置换、神经套管硬脑膜置换、神经套管等。等。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料973.2.4 甲壳素与壳聚糖甲壳素与壳聚糖 甲壳素甲壳素是由

93、是由（1, 41, 4）2 2乙酰氨基乙酰氨基2 2脱氧脱氧D D葡萄糖（葡萄糖（N N乙酰乙酰D D葡萄糖胺）组成葡萄糖胺）组成的线性多糖。昆虫壳皮、虾蟹壳中均含有丰富的甲的线性多糖。昆虫壳皮、虾蟹壳中均含有丰富的甲壳素。壳素。壳聚糖为甲壳素的脱乙酰衍生物壳聚糖为甲壳素的脱乙酰衍生物，由甲壳素，由甲壳素在在40405050浓度的氢氧化钠水溶液中浓度的氢氧化钠水溶液中110110120120下水解下水解2 24h4h得到。得到。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料98 甲壳素在甲磺酸、甲酸、六氟丙醇、六氟丙酮甲壳素在甲磺酸、甲酸、六氟丙醇、六氟丙酮以及含有以及含有5 5氯化锂的二甲基乙

94、酰胺中是可溶的，氯化锂的二甲基乙酰胺中是可溶的，壳聚糖能在有机酸如甲酸和乙酸的稀溶液中溶解。壳聚糖能在有机酸如甲酸和乙酸的稀溶液中溶解。从溶解的甲壳素或壳聚糖，可以制备从溶解的甲壳素或壳聚糖，可以制备膜、纤维和凝膜、纤维和凝胶等各种生物制品胶等各种生物制品。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料99 甲壳素能为肌体组织中的溶菌酶所分解，已用甲壳素能为肌体组织中的溶菌酶所分解，已用于制造于制造吸收型手术缝合线吸收型手术缝合线。其抗拉强度优于其他类。其抗拉强度优于其他类型的手术缝合线。在兔体内试验观察，甲壳素手术型的手术缝合线。在兔体内试验观察，甲壳素手术缝合线缝合线4 4个月可以完全吸收。个

95、月可以完全吸收。 甲壳素还具有促进伤甲壳素还具有促进伤口愈合的功能，可用作口愈合的功能，可用作伤口包扎材料伤口包扎材料。当甲壳素膜。当甲壳素膜用于覆盖外伤或新鲜烧伤的皮肤创伤面时，具有减用于覆盖外伤或新鲜烧伤的皮肤创伤面时，具有减轻疼痛和促进表皮形成的作用，因此是一种良好的轻疼痛和促进表皮形成的作用，因此是一种良好的人造皮肤材料人造皮肤材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1003.3 生物吸收性合成高分子材料生物吸收性合成高分子材料 虽然生物吸收性天然高分子材料具有良好的生虽然生物吸收性天然高分子材料具有良好的生物相容性和生物活性，但毕竟来源有限，远远不能物相容性和生物活性，但毕竟

96、来源有限，远远不能适应快速发展的现代医疗事业的需求。因此，人工适应快速发展的现代医疗事业的需求。因此，人工合成的生物吸收性高分子材料有了快速发展的时间合成的生物吸收性高分子材料有了快速发展的时间和空间。和空间。 生物吸收合成高分子材料多数属于能够在温和生物吸收合成高分子材料多数属于能够在温和生理条件下发生水解的生物吸收性高分子，降解过生理条件下发生水解的生物吸收性高分子，降解过程一般不需要酶的参与程一般不需要酶的参与。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1013.3.1 聚聚羟基酸酯及其改性产物羟基酸酯及其改性产物 聚酯主链上的酯键在酸性或者碱性条件下均容聚酯主链上的酯键在酸性或者碱性

97、条件下均容易水解，产物为相应的单体或短链段，可参与生物易水解，产物为相应的单体或短链段，可参与生物组织的代谢。聚酯的降解速度可通过聚合单体的选组织的代谢。聚酯的降解速度可通过聚合单体的选择调节。例如择调节。例如随着单体中碳随着单体中碳/ /氧比增加，聚酯的疏氧比增加，聚酯的疏水性增大，酯键的水解性降低水性增大，酯键的水解性降低。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料102 脂肪族聚酯有通过混缩聚和均缩聚制备的两类脂肪族聚酯有通过混缩聚和均缩聚制备的两类产品。在混缩聚聚酯中，由含产品。在混缩聚聚酯中，由含4 46 6个碳原子的单体个碳原子的单体合成的聚酯在生物体系环境中可以水解。例如由合成的

98、聚酯在生物体系环境中可以水解。例如由己己二酸和乙二醇缩聚制备的聚己二酸乙二醇酯二酸和乙二醇缩聚制备的聚己二酸乙二醇酯，当其，当其分子量小于分子量小于2000020000时，有可能发生酶催化水解。但时，有可能发生酶催化水解。但若分子量大于若分子量大于2000020000，则酶催化水解较困难，水解，则酶催化水解较困难，水解速度变得非常缓慢。此外，混缩聚聚酯的内聚能较速度变得非常缓慢。此外，混缩聚聚酯的内聚能较低，结晶性差，难以制备高强度材料。低，结晶性差，难以制备高强度材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料103 由由2 25 5个碳原子的个碳原子的羟基酸羟基酸聚合得到的均缩聚合得到的均

99、缩聚聚酯能够以较快的速度水解，与人体组织的愈合聚聚酯能够以较快的速度水解，与人体组织的愈合速度相近。同时，这些聚酯结晶性高，具有较高的速度相近。同时，这些聚酯结晶性高，具有较高的强度和模量，因此，适合于加工成不同的形状，以强度和模量，因此，适合于加工成不同的形状，以满足不同的医用目的。满足不同的医用目的。 单组分聚酯中最典型的代表是单组分聚酯中最典型的代表是聚聚羟基酸及羟基酸及其衍生物其衍生物。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料104 乙醇酸和乳酸乙醇酸和乳酸是典型的是典型的羟基酸，其缩聚产羟基酸，其缩聚产物即为物即为聚聚羟基酸酯，即聚乙醇酸（羟基酸酯，即聚乙醇酸（PGAPGA）和聚）

100、和聚乳酸（乳酸（PLAPLA）。乳酸中的。乳酸中的碳是不对称的，因此碳是不对称的，因此有有D D乳酸和乳酸和L L乳酸两种光学异构体。由单纯的乳酸两种光学异构体。由单纯的D D乳酸或乳酸或L L乳酸制备的聚乳酸是光学活性的，分乳酸制备的聚乳酸是光学活性的，分别称为别称为聚聚D D乳酸（乳酸（PDLAPDLA）和和聚聚L L乳酸（乳酸（PLLAPLLA）。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料105 由两种异构体乳酸的混合物消旋乳酸制备的聚由两种异构体乳酸的混合物消旋乳酸制备的聚乳酸称为乳酸称为聚聚DLDL乳酸（乳酸（PLAPLA），），无光学活性。无光学活性。PDLAPDLA和和PLLAP

101、LLA的物理化学性质基本上相同，而的物理化学性质基本上相同，而PLAPLA的性质的性质与两种光学活性聚乳酸有很大差别。与两种光学活性聚乳酸有很大差别。 在自然界存在的乳酸都是在自然界存在的乳酸都是L L乳酸，故用其制备的乳酸，故用其制备的PLLAPLLA的生物相容性最好。的生物相容性最好。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料106 聚聚羟基酸酯可通过如下两种直接方法合羟基酸酯可通过如下两种直接方法合成。成。 羟基酸在脱水剂（如氧化锌）的存在下热羟基酸在脱水剂（如氧化锌）的存在下热缩合；缩合； 卤代酸脱卤化氢而聚合。卤代酸脱卤化氢而聚合。但是用这些方但是用这些方法合成的聚法合成的聚羟基酸酯

102、的分子量往往只有几千，羟基酸酯的分子量往往只有几千，很难超过很难超过2000020000。而通常只有分子量大于。而通常只有分子量大于2500025000的聚的聚羟基酸酯才具有较好的机械性能。因此，直接羟基酸酯才具有较好的机械性能。因此，直接聚合得到的聚聚合得到的聚羟基酸酯一般只能用于羟基酸酯一般只能用于药物释放药物释放体系体系，而不能用于制备手术缝合线、骨夹板等需要，而不能用于制备手术缝合线、骨夹板等需要较高机械性能的产品。较高机械性能的产品。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料107 为了制备高分子量的聚为了制备高分子量的聚羟基酸酯，目前采羟基酸酯，目前采用用环状内酯开环反应环状内酯

103、开环反应的技术路线。根据聚合机理，的技术路线。根据聚合机理，环状内酯的开环聚合有三种类型，即阴离子开环聚环状内酯的开环聚合有三种类型，即阴离子开环聚合、阳离子开环聚合和配位开环聚合。合、阳离子开环聚合和配位开环聚合。 目前，商品聚目前，商品聚羟基酸酯一般采用阳离子开羟基酸酯一般采用阳离子开环聚合制备。由于医用高分子材料对生物毒性要求环聚合制备。由于医用高分子材料对生物毒性要求十分严格，因此要求催化剂是非毒性的。目前最常十分严格，因此要求催化剂是非毒性的。目前最常用的催化剂是二辛酸锡，其安全性是可靠的。用的催化剂是二辛酸锡，其安全性是可靠的。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料108 由

104、乙交酯或丙交酯开环聚合得到的聚酯由乙交酯或丙交酯开环聚合得到的聚酯PGAPGA或或PLAPLA的反应式如下式所示。的反应式如下式所示。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料109 由由乙交酯或丙交酯开环聚合得到的乙交酯或丙交酯开环聚合得到的PGAPGA或或PLAPLA也也称为聚乙交酯或聚丙交酯称为聚乙交酯或聚丙交酯。由两种交酯共聚得到的。由两种交酯共聚得到的聚酯，叫聚乙丙交酯。聚酯，叫聚乙丙交酯。 PGAPGA在室温下为结晶态在室温下为结晶态,PLA,PLA在室温下为无定形在室温下为无定形体体。当其组成。当其组成( (摩尔比摩尔比) )在在25:7525:7575:2575:25之间时，共

105、之间时，共聚产物为无定形玻璃态高分子，性能接近于聚产物为无定形玻璃态高分子，性能接近于PLAPLA，玻璃转化温度在玻璃转化温度在50506060。组成为组成为90:1090:10的聚乙丙的聚乙丙交酯的性质接近于交酯的性质接近于PGAPGA，但柔顺性改善，可作为生，但柔顺性改善，可作为生物吸收材料在临床上应用。物吸收材料在临床上应用。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料110 表表9494为为PGAPGA、PLAPLA及其共聚物的物理性质。由及其共聚物的物理性质。由表中可见，这些聚合物的熔点（表中可见，这些聚合物的熔点（T Tm m）和热分解）和热分解(T(Tdede) )都非常相近，因此

106、必须严格控制加工温度。都非常相近，因此必须严格控制加工温度。 PGAPGA和和PLLAPLLA结晶性很高，其纤维的强度和模量结晶性很高，其纤维的强度和模量几乎可以和芳香族聚酰胺液晶纤维（如几乎可以和芳香族聚酰胺液晶纤维（如KevlarKevlar）及）及超高分子量聚乙烯纤维（如超高分子量聚乙烯纤维（如DynemaDynema）媲美）媲美。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料111 PLA PLA 基本上不结晶，低聚合度时在室温下是粘基本上不结晶，低聚合度时在室温下是粘稠液体，基本上没有应用价值。但目前已经能够合稠液体，基本上没有应用价值。但目前已经能够合成出平均分子量接近成出平均分子量

107、接近100100万的万的PLAPLA，为，为PLAPLA用于制备用于制备高强度植入体（例如高强度植入体（例如骨夹板、体内手术缝合线骨夹板、体内手术缝合线等）等）奠定了基础。奠定了基础。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料112第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料表表94 PGA、PLA及其共聚物的物理性及其共聚物的物理性质名称名称结晶度结晶度Tm /Tg /Tde /拉伸强度拉伸强度 /MPa模量模量 /GPa伸长率伸长率/%PGA高高230362608908.430PLA不结晶不结晶57PLLA高高170562409008.525P-910*高高200402508508.624*

108、 乙交乙交酯与丙交与丙交酯90:10（摩（摩尔尔比）的共聚比）的共聚产物物113 通过改变其结晶度和亲水性可改变或控制聚通过改变其结晶度和亲水性可改变或控制聚羟基酸酯的降解性和生物吸收性。例如将羟基酸酯的降解性和生物吸收性。例如将丙交酯丙交酯与己内酯共聚与己内酯共聚，得到的共聚物比，得到的共聚物比PLLAPLLA具有更好的柔具有更好的柔顺性。将顺性。将乙交酯与乙交酯与1,41,4二氧环庚酮二氧环庚酮2 2共聚共聚，产物，产物的抗辐射能力增强，容易进行辐射消毒。如果将的抗辐射能力增强，容易进行辐射消毒。如果将乙乙交酯与交酯与1,31,3二氧环己酮二氧环己酮2 2共聚共聚，则可得到柔顺性，则可得到

109、柔顺性较好的较好的聚（乙交酯碳酸酯），聚（乙交酯碳酸酯），用于制造单纤维手用于制造单纤维手术缝合线。术缝合线。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1143.3.2 聚酯醚及其相似聚合物聚酯醚及其相似聚合物 PGA PGA和和 PLLAPLLA为高结晶性高分子，质地较脆而柔为高结晶性高分子，质地较脆而柔顺性不够。因此人们设计开发了一类具有较好柔顺顺性不够。因此人们设计开发了一类具有较好柔顺性生物吸收性高分子性生物吸收性高分子聚醚酯聚醚酯，以弥补，以弥补PGAPGA和和PLLAPLLA的不足。的不足。 聚醚酯可通过含醚键的内酯为单体通过开环聚聚醚酯可通过含醚键的内酯为单体通过开环聚合得到。如

110、由二氧六环开环聚合制备的聚二氧六环合得到。如由二氧六环开环聚合制备的聚二氧六环可用作单纤维手术缝合线。可用作单纤维手术缝合线。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料115 将将乙交酯或丙交酯与聚醚二醇乙交酯或丙交酯与聚醚二醇共聚，可得到聚共聚，可得到聚醚聚酯嵌段共聚物。例如醚聚酯嵌段共聚物。例如由乙交酯或丙交酯与聚乙由乙交酯或丙交酯与聚乙二醇或聚丙二醇共聚，可得到聚乙醇酸二醇或聚丙二醇共聚，可得到聚乙醇酸聚醚嵌段聚醚嵌段共聚物和聚乳酸共聚物和聚乳酸聚醚嵌段共聚物聚醚嵌段共聚物。在这些共聚物。在这些共聚物中，硬段和软段是相分离的，结果其机械性能和亲中，硬段和软段是相分离的，结果其机械性能和亲

111、水性均得以改善。据报道，由水性均得以改善。据报道，由PGAPGA和聚乙二醇组成和聚乙二醇组成的低聚物可用作骨形成基体的低聚物可用作骨形成基体。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1163.3.4 其他生物吸收性合成高分子其他生物吸收性合成高分子 除了上述除了上述羟基酸酯类的高分子材料外，对羟基酸酯类的高分子材料外，对其他类型的生物吸收高分子材料也进行了研究。其他类型的生物吸收高分子材料也进行了研究。 将吗啉将吗啉2,52,5二酮衍生物进行开环聚合，可二酮衍生物进行开环聚合，可得到得到聚酰胺酯聚酰胺酯。由于酰胺键的存在，这些聚合物具。由于酰胺键的存在，这些聚合物具有一定的免疫原性。而且它们

112、能够通过酶和非酶催有一定的免疫原性。而且它们能够通过酶和非酶催化降解，有可能在医学领域得到应用。化降解，有可能在医学领域得到应用。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料117 聚酸酐、聚磷酸酯和脂肪族聚碳酸酯等聚酸酐、聚磷酸酯和脂肪族聚碳酸酯等高分高分子也有大量的研究报道，主要尝试用于药物释放子也有大量的研究报道，主要尝试用于药物释放体系的载体。由于这些聚合物目前尚难以得到高体系的载体。由于这些聚合物目前尚难以得到高分子量的产物，机械性能较差，故还不适于在医分子量的产物，机械性能较差，故还不适于在医学领域作为植入体使用。学领域作为植入体使用。 聚聚氰基丙烯酸酯氰基丙烯酸酯也是一种生物可降解

113、的也是一种生物可降解的高分子。该聚合物已作为医用粘合剂用于外科手高分子。该聚合物已作为医用粘合剂用于外科手术中。后文将详细介绍，此处从略。术中。后文将详细介绍，此处从略。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1184. 高分子材料在医学领域的应用高分子材料在医学领域的应用4.1 高分子人工脏器及部件的应用现状高分子人工脏器及部件的应用现状 高分子材料作为高分子材料作为人工脏器、人工血管、人工骨人工脏器、人工血管、人工骨骼、人工关节骼、人工关节等的医用材料，正在越来越广泛地得等的医用材料，正在越来越广泛地得到运用。人工脏器的应用正从大型向小型化发展，到运用。人工脏器的应用正从大型向小型化发展

114、，从体外使用向内植型发展，从单一功能向综合功能从体外使用向内植型发展，从单一功能向综合功能型发展。型发展。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料119 为了满足材料的医用功能性、生物相容性和血为了满足材料的医用功能性、生物相容性和血液相容性的严峻要求，医用高分子材料也由通用型液相容性的严峻要求，医用高分子材料也由通用型逐步向专用型发展，并研究出许多有生物活性的高逐步向专用型发展，并研究出许多有生物活性的高分子材料，例如将生物酶和生物细胞等固定在高分分子材料，例如将生物酶和生物细胞等固定在高分子材料分子中，以克服高分子材料与生物肌体相容子材料分子中，以克服高分子材料与生物肌体相容性差的缺点

115、。开发混合型人工脏器的工作也正在取性差的缺点。开发混合型人工脏器的工作也正在取得可喜的成绩。表得可喜的成绩。表9595列举了在制作人工脏器所涉列举了在制作人工脏器所涉及到的高分子材料。及到的高分子材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料120 根据人工脏器和部件的作用及目前研究进展，根据人工脏器和部件的作用及目前研究进展，可将它们分成五大类。可将它们分成五大类。 第一类：能永久性地植入人体，完全替代原来第一类：能永久性地植入人体，完全替代原来脏器或部位的功能，成为人体组织的一部分脏器或部位的功能，成为人体组织的一部分。属于。属于这一类的有人工血管、人工心脏瓣膜、人工食道、这一类的有人工

116、血管、人工心脏瓣膜、人工食道、人工气管、人工胆道、人工尿道、人工骨骼、人工人工气管、人工胆道、人工尿道、人工骨骼、人工关节等。关节等。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料121表表95 用于人工用于人工脏器的部分高分子材料器的部分高分子材料人工脏器人工脏器高分子材料高分子材料心心 脏脏嵌段聚醚氨酯弹性体、硅橡胶嵌段聚醚氨酯弹性体、硅橡胶肾肾 脏脏铜氨法再生纤维素，醋酸纤维素，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈，聚铜氨法再生纤维素，醋酸纤维素，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈，聚砜，乙烯乙烯醇共聚物（砜，乙烯乙烯醇共聚物（EVA），聚氨酯豪，聚丙烯，聚碳酸酯，），聚氨酯豪，聚丙烯，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸

117、聚甲基丙烯酸羟乙酯羟乙酯肝肝 脏脏赛璐玢（赛璐玢（cellophane），聚甲基丙烯酸），聚甲基丙烯酸羟乙酯羟乙酯胰胰 脏脏共聚丙烯酸酯中空纤维共聚丙烯酸酯中空纤维肺肺硅橡胶，聚丙烯中空纤维，聚烷砜硅橡胶，聚丙烯中空纤维，聚烷砜关节、骨关节、骨超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯，高密度聚乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，尼龙，聚酯，高密度聚乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，尼龙，聚酯第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料122皮皮 肤肤硝基纤维素，聚硅酮硝基纤维素，聚硅酮尼龙复合物，聚酯，甲壳素尼龙复合物，聚酯，甲壳素角角 膜膜聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸羟乙酯，硅橡胶羟乙酯，硅

118、橡胶玻璃体玻璃体硅油，聚甲基丙烯酸硅油，聚甲基丙烯酸羟乙酯羟乙酯鼻、耳鼻、耳硅橡胶，聚乙烯硅橡胶，聚乙烯乳乳 房房聚硅酮聚硅酮血血 管管聚酯纤维，聚四氟乙烯，嵌段聚醚氨酯聚酯纤维，聚四氟乙烯，嵌段聚醚氨酯人工红血球人工红血球全氟烃全氟烃人工血浆人工血浆羟乙基淀粉，聚乙烯基吡咯烷酮羟乙基淀粉，聚乙烯基吡咯烷酮胆胆 管管硅橡胶硅橡胶第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料123鼓鼓 膜膜硅橡胶硅橡胶食食 道道聚硅酮聚硅酮喉喉 头头聚四氟乙烯，聚硅酮，聚乙烯聚四氟乙烯，聚硅酮，聚乙烯气气 管管聚乙烯，聚四氟乙烯，聚硅酮，聚酯纤维聚乙烯，聚四氟乙烯，聚硅酮，聚酯纤维腹腹 膜膜聚硅酮，聚乙烯，聚酯纤维

119、聚硅酮，聚乙烯，聚酯纤维尿尿 道道硅橡胶，聚酯纤维硅橡胶，聚酯纤维第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料124 第二类：在体外使用的较为大型的人工脏器装第二类：在体外使用的较为大型的人工脏器装置、主要作用是在手术过程中暂时替代原有器官的置、主要作用是在手术过程中暂时替代原有器官的功能功能。例如人工肾脏、人工心脏、人工肺等。这类。例如人工肾脏、人工心脏、人工肺等。这类装置的发展方向是小型化和内植化，最终能植入体装置的发展方向是小型化和内植化，最终能植入体内完全替代原有脏器的功能。据报道，能够内植的内完全替代原有脏器的功能。据报道，能够内植的人工心脏已获得相当年份的考验，在不远的将来可人工心脏

120、已获得相当年份的考验，在不远的将来可正式投入临床应用。正式投入临床应用。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料125 第三类：功能比较单一，只能部分替代人体脏第三类：功能比较单一，只能部分替代人体脏器的功能，例如人工肝脏等器的功能，例如人工肝脏等。这类人工脏器的研究。这类人工脏器的研究方向是多功能化，使其能完全替代人体原有的较为方向是多功能化，使其能完全替代人体原有的较为复杂的脏器功能。复杂的脏器功能。 第四类：正在进行探索的人工脏器第四类：正在进行探索的人工脏器。这是指那。这是指那些功能特别复杂的脏器，如人工胃、人工子宫等。些功能特别复杂的脏器，如人工胃、人工子宫等。这类人工脏器的研究成

121、功，将使现代医学水平有一这类人工脏器的研究成功，将使现代医学水平有一重大飞跃。重大飞跃。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料126 第五类：整容性修复材料，如人工耳朵、人工第五类：整容性修复材料，如人工耳朵、人工鼻子、人工乳房、假肢等鼻子、人工乳房、假肢等。这些部件一般不具备特。这些部件一般不具备特殊的生理功能，但能修复人体的残缺部分，使患者殊的生理功能，但能修复人体的残缺部分，使患者重新获得端正的仪表。从社会学和心理学的角度来重新获得端正的仪表。从社会学和心理学的角度来看，也是具有重大意义的。看，也是具有重大意义的。 要制成一个完整的人工脏器，必须有能源，传要制成一个完整的人工脏器，必

122、须有能源，传动装置、自动控制系统及辅助装置或多方面的配动装置、自动控制系统及辅助装置或多方面的配合。然而，不言而喻，其中高分子材料乃是目前制合。然而，不言而喻，其中高分子材料乃是目前制造人工脏器的关键材料。造人工脏器的关键材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1274.2 医用高分子材料的应用医用高分子材料的应用4.2.1 血液相容性材料与人工心脏血液相容性材料与人工心脏 许多医用高分子在应用中需长期与肌体接触，许多医用高分子在应用中需长期与肌体接触，必须有良好的生物相容性，其中必须有良好的生物相容性，其中血液相容性是最重血液相容性是最重要的性能要的性能。人工心脏、人工肾脏、人工肝脏

123、、人工。人工心脏、人工肾脏、人工肝脏、人工血管等脏器和部件长期与血液接触，因此要求材料血管等脏器和部件长期与血液接触，因此要求材料必须具有优良的抗血栓性能。必须具有优良的抗血栓性能。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料128 近年来，在对高分子材料抗血栓性研究中，发近年来，在对高分子材料抗血栓性研究中，发现现具有微相分离结构的聚合物具有微相分离结构的聚合物往往具有优良的血液往往具有优良的血液相容性，因而引起人们极大的兴趣。例如在聚苯乙相容性，因而引起人们极大的兴趣。例如在聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的结构中接枝上亲水性的甲烯、聚甲基丙烯酸甲酯的结构中接枝上亲水性的甲基丙烯酸基丙烯酸羟乙酯，

124、当接枝共聚物的微区尺寸羟乙酯，当接枝共聚物的微区尺寸在在202030 nm30 nm范围内时，就有优良的抗血栓性。范围内时，就有优良的抗血栓性。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料129 在微相分离高分子材料中，国内外研究得最活在微相分离高分子材料中，国内外研究得最活跃的是跃的是聚醚型聚氨酯，或称聚醚氨酯聚醚型聚氨酯，或称聚醚氨酯。聚醚氨酯是。聚醚氨酯是一类线型多嵌段共聚物，宏观上表现为热塑性弹性一类线型多嵌段共聚物，宏观上表现为热塑性弹性体，具有优良的生物相容性和力学性能，因而引起体，具有优良的生物相容性和力学性能，因而引起人们广泛的重视。作为医用高分子材料的嵌段聚醚人们广泛的重视。作

125、为医用高分子材料的嵌段聚醚氨酯（氨酯（Segmented Polyether urethaneSegmented Polyether urethane，SPEUSPEU）的）的一般结构式如下：一般结构式如下：第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料130第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料 美国美国EthiconEthicon公司推荐的四种医用聚醚氨酯：公司推荐的四种医用聚醚氨酯：BiomerBiomer，PellethanePellethane，TecoflexTecoflex和和CardiothaneCardiothane基基本上都属于这一类聚合物。本上都属于这一类聚合物。 131

126、 这类聚合物的共同特点是分子结构都是由软链这类聚合物的共同特点是分子结构都是由软链段和硬链段两部分组成的，分子间有较强的氢键和段和硬链段两部分组成的，分子间有较强的氢键和范得华力。聚醚软段聚集形成连续相，而由聚氨酯范得华力。聚醚软段聚集形成连续相，而由聚氨酯和聚脲组成的硬链段聚集而成的分散相微区则分散和聚脲组成的硬链段聚集而成的分散相微区则分散在连续相中，因此具有足够的强度和理想的弹性。在连续相中，因此具有足够的强度和理想的弹性。同时同时分子链中的聚醚链段和聚氨酯、聚脲链段分别分子链中的聚醚链段和聚氨酯、聚脲链段分别提供了材料的水、疏水平衡提供了材料的水、疏水平衡。第八章第八章 医用高分子材医

127、用高分子材料料132 研究表明，研究表明，嵌段聚醚氨酯与血小板、细胞的相嵌段聚醚氨酯与血小板、细胞的相互作用，与聚醚软段的分子量、微相分离的程度、互作用，与聚醚软段的分子量、微相分离的程度、微区的大小、表面化学组成、表面结构等因素密切微区的大小、表面化学组成、表面结构等因素密切相关相关。从图。从图9292可看出，聚醚氨酯的血液相容性与可看出，聚醚氨酯的血液相容性与聚醚链段的亲水性有很大关系，聚醚链段的亲水性有很大关系，由亲水性较好的聚由亲水性较好的聚乙二醇链段制备的聚醚氨酯，抗血栓性较好乙二醇链段制备的聚醚氨酯，抗血栓性较好。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料133图图92 92 分子

128、量、聚醚亲水性与抗血栓性的关系分子量、聚醚亲水性与抗血栓性的关系1. 1. 聚丙二醇软段聚丙二醇软段 2. 2. 聚四亚甲基醚软段聚四亚甲基醚软段 3. 3. 聚乙二醇软段聚乙二醇软段第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料134 聚离子络合物聚离子络合物（Polyion ComplexPolyion Complex）是另一类具）是另一类具有抗血栓性的高分子材料。它们是由带有相反电荷有抗血栓性的高分子材料。它们是由带有相反电荷的两种水溶性聚电解质制成的。例如美国的两种水溶性聚电解质制成的。例如美国AmiconAmicon公公司研制的离子型水凝胶司研制的离子型水凝胶Ioplex l01Iopl

129、ex l01是由是由聚乙烯基苄聚乙烯基苄基三甲基铵氯化物基三甲基铵氯化物与与聚苯乙烯磺酸钠聚苯乙烯磺酸钠通过离子键结通过离子键结合得到的。合得到的。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料135 这种聚合物水凝胶的含水量与正常血管相似，这种聚合物水凝胶的含水量与正常血管相似，并可调节这两种聚电解质的比例，制得中性的、阳并可调节这两种聚电解质的比例，制得中性的、阳离子型的或阴离子型的产品。其中离子型的或阴离子型的产品。其中负离子型的材料负离子型的材料可以排斥带负电荷的血小板，更有利于抗凝血可以排斥带负电荷的血小板，更有利于抗凝血。类。类似的产品还有似的产品还有聚对乙基苯乙烯三乙基铵溴化物与聚

130、聚对乙基苯乙烯三乙基铵溴化物与聚苯乙烯硝酸钠苯乙烯硝酸钠制得的产物，也是一种优良的人工心制得的产物，也是一种优良的人工心脏、人工血管的制作材料。脏、人工血管的制作材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1364.2.2 人造皮肤材料人造皮肤材料 治疗大面积皮肤创伤的病人，需要将病人的正治疗大面积皮肤创伤的病人，需要将病人的正常皮肤移植在创伤部位上。但在移植之前，创伤面常皮肤移植在创伤部位上。但在移植之前，创伤面需要清洗，被移植皮肤需要养护，因此需要一定时需要清洗，被移植皮肤需要养护，因此需要一定时间。在这段时间内，许多病人由于体液的大量损耗间。在这段时间内，许多病人由于体液的大量损耗以

131、及蛋白质与盐分的丢失而丧失生命。因此，人们以及蛋白质与盐分的丢失而丧失生命。因此，人们用用高亲水性的高分子材料高亲水性的高分子材料作为人造皮肤，暂时覆盖作为人造皮肤，暂时覆盖在深度创伤的创面上，以减少体液的损耗和盐分的在深度创伤的创面上，以减少体液的损耗和盐分的丢失，从而达到保护创面的目的。丢失，从而达到保护创面的目的。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料137 聚乙烯醇微孔薄膜和硅橡胶多孔海绵聚乙烯醇微孔薄膜和硅橡胶多孔海绵是制作人是制作人造皮肤的两种重要材料。这两种人造皮肤使用时手造皮肤的两种重要材料。这两种人造皮肤使用时手术简便，抗排异性好，移植成活率高，已应用于临术简便，抗排异

132、性好，移植成活率高，已应用于临床。高吸水性树脂用于制作人造皮肤方面的研究，床。高吸水性树脂用于制作人造皮肤方面的研究，亦已取得很多成果。此外，亦已取得很多成果。此外，聚氨基酸、骨胶原、角聚氨基酸、骨胶原、角蛋白衍生物蛋白衍生物等天然改性聚合物也都是人造皮肤的良等天然改性聚合物也都是人造皮肤的良好材料。好材料。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料138 据报道，日本市场上近年出现一种高效人造皮据报道，日本市场上近年出现一种高效人造皮肤，对严重烧伤的患者十分有效。这种人造皮肤的肤，对严重烧伤的患者十分有效。这种人造皮肤的原料是原料是甲壳质材料甲壳质材料，从，从螃蟹壳、虾壳螃蟹壳、虾壳等物质中

133、萃取等物质中萃取出来，经过抽制成丝，再进行编织。这种人造皮肤出来，经过抽制成丝，再进行编织。这种人造皮肤具有生理活性，可代替正常皮肤进行移植，因此可具有生理活性，可代替正常皮肤进行移植，因此可减少患者再次取皮的痛苦。临床试验表明，这种皮减少患者再次取皮的痛苦。临床试验表明，这种皮肤的移植成活率达肤的移植成活率达9090以上。以上。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料139 将人体的表皮细胞在高分子材料上粘附、增将人体的表皮细胞在高分子材料上粘附、增殖，从而制备有生理活性的人工皮肤，是近年来殖，从而制备有生理活性的人工皮肤，是近年来的又一研究动向，并已取得相当的成就。例如将的又一研究动向，

134、并已取得相当的成就。例如将由骨胶原和葡糖胺聚糖组成的多孔层与有机硅材由骨胶原和葡糖胺聚糖组成的多孔层与有机硅材料复合形成双层膜料复合形成双层膜。将少量取自患者皮肤的表面。将少量取自患者皮肤的表面细胞置于多孔层中，覆在创伤面上。不久表皮细细胞置于多孔层中，覆在创伤面上。不久表皮细胞即在多孔层中增殖而形成皮肤。然后将有机硅胞即在多孔层中增殖而形成皮肤。然后将有机硅膜剥下，多孔层则分解，被人体所吸收。膜剥下，多孔层则分解，被人体所吸收。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1404.2.3 医用粘合剂医用粘合剂 粘合剂作为高分子材料中的一大类别，近年来粘合剂作为高分子材料中的一大类别，近年来已

135、扩展到医疗卫生部门，并且其适用范围正随着粘已扩展到医疗卫生部门，并且其适用范围正随着粘合剂性能的提高、使用趋于简便而不断扩大。医用合剂性能的提高、使用趋于简便而不断扩大。医用粘合剂在医学临床中有十分重要的作用。在粘合剂在医学临床中有十分重要的作用。在外科手外科手术中，医用粘合剂用于某些器官和组织的局部粘合术中，医用粘合剂用于某些器官和组织的局部粘合和修补；手术后缝合处微血管渗血的制止；骨科手和修补；手术后缝合处微血管渗血的制止；骨科手术中骨骼、关节的结合与定位；齿科手术中用于牙术中骨骼、关节的结合与定位；齿科手术中用于牙齿的修补等齿的修补等。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料141

136、从医用粘合剂的使用对象和性能要求来区分，从医用粘合剂的使用对象和性能要求来区分，可分成两大类，一类是可分成两大类，一类是齿科用粘合剂齿科用粘合剂，另一类则是，另一类则是外科用（或体内用）粘合剂外科用（或体内用）粘合剂。由于口腔环境与体内。由于口腔环境与体内环境完全不同，对粘合剂的要求也不相同。此外，环境完全不同，对粘合剂的要求也不相同。此外，齿科粘合剂用于修补牙齿后，通常需要长期保留，齿科粘合剂用于修补牙齿后，通常需要长期保留，因此，要求具有因此，要求具有优良的耐久性能优良的耐久性能。而外科用粘合剂。而外科用粘合剂在用于粘合手术创伤后，一旦组织愈合，其作用亦在用于粘合手术创伤后，一旦组织愈合，

137、其作用亦告结束，此时告结束，此时要求其能迅速分解要求其能迅速分解，并排出体外或被，并排出体外或被人体所吸收。人体所吸收。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料142（1 1）齿科用粘合剂）齿科用粘合剂 齿科用粘合剂的历史可追溯到半个世纪以前。齿科用粘合剂的历史可追溯到半个世纪以前。19401940年，首次用于齿科修补手术的高分子材料是年，首次用于齿科修补手术的高分子材料是聚聚甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯。它是将甲基丙烯酸甲酯乳液与甲。它是将甲基丙烯酸甲酯乳液与甲基丙烯酸甲酯单体混合，然后在修补过程中聚合固基丙烯酸甲酯单体混合，然后在修补过程中聚合固化。这种粘合剂的硬度与粘结力均不够高，所以

138、很化。这种粘合剂的硬度与粘结力均不够高，所以很快被淘汰。快被淘汰。19651965年出现了以年出现了以多官能度甲基丙烯酸酯多官能度甲基丙烯酸酯为基料，无机粉末为填料的复合粘合剂为基料，无机粉末为填料的复合粘合剂，性能大大，性能大大提高，至今仍在齿科修复中广泛应用。提高，至今仍在齿科修复中广泛应用。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料143 牙科中使用的粘合剂，按照其被粘物的不同，牙科中使用的粘合剂，按照其被粘物的不同，可分为软组织用粘合剂和硬组织用粘合剂两大类。可分为软组织用粘合剂和硬组织用粘合剂两大类。1) 1) 软组织用粘合剂软组织用粘合剂 这是一类这是一类用于齿龈或口腔粘膜等软组织

139、的粘合用于齿龈或口腔粘膜等软组织的粘合剂剂。以前软组织的缝合是通过缝合线手术完成的。以前软组织的缝合是通过缝合线手术完成的。粘合剂用于口腔内软组织的粘合，不仅快速，无痛粘合剂用于口腔内软组织的粘合，不仅快速，无痛苦，而且能促进肌体组织的自愈能力，因此这方面苦，而且能促进肌体组织的自愈能力，因此这方面的应用越来越受到欢迎。的应用越来越受到欢迎。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料144 软组织的粘合目的是促进组织本身的自然愈软组织的粘合目的是促进组织本身的自然愈合，所以通常只要保持一星期到合，所以通常只要保持一星期到1010天左右的粘结力天左右的粘结力就可以了。但是它就可以了。但是它必须能

140、迅速粘结，能与水分，脂必须能迅速粘结，能与水分，脂肪等共存，无毒，不会产生血栓，而且不妨碍创伤肪等共存，无毒，不会产生血栓，而且不妨碍创伤的愈合过程，分解产物对肌体无影响的愈合过程，分解产物对肌体无影响。遗憾的是至。遗憾的是至今尚无能全面符合这些条件的理想粘合剂。因此，今尚无能全面符合这些条件的理想粘合剂。因此，目前在进行口腔软组织手术时，都是粘合与缝合并目前在进行口腔软组织手术时，都是粘合与缝合并用的。用的。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料145 最早用于齿科软组织粘合的粘合剂是最早用于齿科软组织粘合的粘合剂是氰基氰基丙烯酸烷基酯丙烯酸烷基酯。但这种粘合剂在有大量水分存在的。但这种

141、粘合剂在有大量水分存在的口腔中粘结比较团难，所以现在已不再使用。取而口腔中粘结比较团难，所以现在已不再使用。取而代之的是称为代之的是称为EDHEDH的组织粘合剂。的组织粘合剂。EDHEDH组织粘合剂的组织粘合剂的组成是组成是氰基丙烯酸甲酯、丁腈橡胶和聚异氰酸氰基丙烯酸甲酯、丁腈橡胶和聚异氰酸酯按酯按100:100:10100:100:102020（重量比）的比例配制而成，（重量比）的比例配制而成，再制成再制成6 67 7的硝基甲烷溶液的硝基甲烷溶液。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料146 这种粘合剂具有较好的挠屈性和活体组织粘结这种粘合剂具有较好的挠屈性和活体组织粘结性，最早是用作

142、预防性，最早是用作预防脑动脉瘤破裂的涂层脑动脉瘤破裂的涂层的，后来的，后来发现对齿科软组织的粘合也有很好的效果。如用作发现对齿科软组织的粘合也有很好的效果。如用作齿槽脓漏症手术创面的粘合、牙根切除手术中牙根齿槽脓漏症手术创面的粘合、牙根切除手术中牙根断端部分的包覆等。断端部分的包覆等。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1472) 2) 牙齿硬组织用粘合剂牙齿硬组织用粘合剂 牙齿的主要组成物为牙齿的主要组成物为牙釉质、牙骨质、牙本质牙釉质、牙骨质、牙本质和齿髓和齿髓。牙釉质和牙骨质构成齿冠的外层，最硬，。牙釉质和牙骨质构成齿冠的外层，最硬，莫氏硬度为莫氏硬度为6 67 7，主要成分为羟基

143、磷灰石。牙本质，主要成分为羟基磷灰石。牙本质稍软，莫氏硬度为稍软，莫氏硬度为4 45 5，含较多的有机质和水分。，含较多的有机质和水分。牙齿中心部位的齿髓则含有丰富的血管和神经活组牙齿中心部位的齿髓则含有丰富的血管和神经活组织。牙釉质、牙本质和齿髓的材性差别很大，故粘织。牙釉质、牙本质和齿髓的材性差别很大，故粘结比较困难。虽经人们经过长期的努力，但至今尚结比较困难。虽经人们经过长期的努力，但至今尚无十分理想的粘合剂。无十分理想的粘合剂。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料148 目前常用的齿科粘合剂主要有以下品种：目前常用的齿科粘合剂主要有以下品种： 磷酸锌粘固剂磷酸锌粘固剂 羧基化粘

144、固剂羧基化粘固剂 玻璃离子键聚合物粘固剂玻璃离子键聚合物粘固剂 聚甲基丙烯酸酯粘合剂聚甲基丙烯酸酯粘合剂第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料149 目前最重要的齿科粘合剂是目前最重要的齿科粘合剂是双酚双酚AA双双(3(3甲甲基丙烯酰氧基基丙烯酰氧基22羟丙基羟丙基) )醚醚, ,简称简称BisGMABisGMA。它。它的分子中同时具有亲水基和疏水基，因此，粘结性的分子中同时具有亲水基和疏水基，因此，粘结性能优良，可用作补牙用复合充填树脂。它是一种双能优良，可用作补牙用复合充填树脂。它是一种双官能团单体，聚合时放热少，体积收缩小，聚合后官能团单体，聚合时放热少，体积收缩小，聚合后成体型结构

145、，耐磨，膨胀系数小。用紫外光照射或成体型结构，耐磨，膨胀系数小。用紫外光照射或用过氧化苯甲酰用过氧化苯甲酰N,NN,N双（双（羟乙基）对甲苯羟乙基）对甲苯胺引发体系引发，可在室温下快速聚合。胺引发体系引发，可在室温下快速聚合。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料150 BisGMA BisGMA的化学结构式如下：的化学结构式如下：第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料151(2) (2) 外科用粘合剂外科用粘合剂 外科用粘合剂的应用范围很广，如胃、肠道、外科用粘合剂的应用范围很广，如胃、肠道、胆囊等消化器官的吻合；血管、气管、食道、尿道胆囊等消化器官的吻合；血管、气管、食道、尿道的修

146、补和连接；皮肤、腹膜的粘合；神经的粘合；的修补和连接；皮肤、腹膜的粘合；神经的粘合；肝、肾、胰脏切除手术后的粘合；肝、肾、胰、肺肝、肾、胰脏切除手术后的粘合；肝、肾、胰、肺等器官的止血；缺损组织的修复；骨骼的粘合等。等器官的止血；缺损组织的修复；骨骼的粘合等。其中大部分是对软组织的粘合。（见表其中大部分是对软组织的粘合。（见表915915）第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料152表表915 915 外用粘合剂的使用目的与部位外用粘合剂的使用目的与部位使用目的使用目的应 用用 部部 位位吻吻 合合食道、胃、食道、胃、肠道、胆管、血管（道、胆管、血管（动脉、静脉）、气管、支气管脉、静脉）、

147、气管、支气管等的吻合等的吻合封封 闭胃、胃、肠、气管、支气管、角膜穿孔的封、气管、支气管、角膜穿孔的封闭；瘘管的封；瘘管的封闭；创口口开裂的封开裂的封闭等等移移 植植代用血管、皮肤、神代用血管、皮肤、神经的移植的移植粘粘结连接接皮肤，腹膜、筋膜、尿道、皮肤，腹膜、筋膜、尿道、输尿管、膀尿管、膀肮等的粘等的粘结；肺气；肺气肿患患者肺的粘者肺的粘结；肝、；肝、肾、胰等切开部分的粘、胰等切开部分的粘结；神；神经的的连接等接等防止出血、漏液防止出血、漏液防止防止肾、肝、脾、肝、脾、肠、脑等的出血；防止腹膜、骨等的出血；防止腹膜、骨盘、消化器、消化器官的出血；防止官的出血；防止脑脊髓液、淋巴液的渗出脊髓

148、液、淋巴液的渗出其其 他他痔痔疮手手术，肾位移固定；中耳再造等位移固定；中耳再造等第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料153 外科用粘合剂经过外科用粘合剂经过5050多年的发展，至今已有几多年的发展，至今已有几十种品种。但根据使用要求，仍以较早开发的十种品种。但根据使用要求，仍以较早开发的氰基丙烯酸酯氰基丙烯酸酯最为合适。最为合适。 - -氰基丙烯酸酯是一类瞬时粘合剂，单组分无氰基丙烯酸酯是一类瞬时粘合剂，单组分无溶剂，粘结时无需加压，可常温固化，粘结后无需溶剂，粘结时无需加压，可常温固化，粘结后无需特殊处理。由于其粘度低，铺展性好，固化后无色特殊处理。由于其粘度低，铺展性好，固化后无色

149、透明，有一定的耐热性和耐溶剂性。透明，有一定的耐热性和耐溶剂性。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料154 尤其可贵的是尤其可贵的是-氰基丙烯酸酯能与比较潮湿的氰基丙烯酸酯能与比较潮湿的人体组织强烈结合，因而被选作理想的外科用粘合人体组织强烈结合，因而被选作理想的外科用粘合剂，而且是迄今为止唯一用于临床手术的粘合剂。剂，而且是迄今为止唯一用于临床手术的粘合剂。 -氰基丙烯酸酯类粘合剂在使用时以氰基丙烯酸酯类粘合剂在使用时以-氰基氰基丙烯酸烷基酯为主要成分，加入少量高级多元醇酯丙烯酸烷基酯为主要成分，加入少量高级多元醇酯（如癸二酸二辛酯等）作增塑剂，可溶性聚合物（如癸二酸二辛酯等）作增塑剂

150、，可溶性聚合物（如聚甲基丙烯酸酯）作增粘剂，氢醌和二氧化硫（如聚甲基丙烯酸酯）作增粘剂，氢醌和二氧化硫作稳定剂组成的。作稳定剂组成的。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料155 - -氰基丙烯酸烷基酯是丙烯酸酯中氰基丙烯酸烷基酯是丙烯酸酯中位置上位置上的氢原子被氰基取代的产物，其结构通式如下。的氢原子被氰基取代的产物，其结构通式如下。 其中的其中的烷基可以从甲基到辛基烷基可以从甲基到辛基变化。临床应用变化。临床应用中主要是中主要是甲基、乙基和丁基甲基、乙基和丁基。实验室中还对其他直。实验室中还对其他直链烷基和带有侧链的以及氟代的烷基进行过研究。链烷基和带有侧链的以及氟代的烷基进行过研究。

151、第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料156 由于由于位置上的氰基是一个吸电子性很强的基位置上的氰基是一个吸电子性很强的基团，可使团，可使碳原子呈现很强的正电性，因此有很大碳原子呈现很强的正电性，因此有很大的聚合倾向。其聚合过程如下图所示。的聚合倾向。其聚合过程如下图所示。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料157 由图中可见，由图中可见，当当-氰基丙烯酸酯在空气中暴氰基丙烯酸酯在空气中暴露或与潮湿表面接触时，露或与潮湿表面接触时，OHOH离子迅速引发其聚离子迅速引发其聚合合。这就是它能作为瞬间粘合剂的原因。此外。这就是它能作为瞬间粘合剂的原因。此外-氰基丙烯酸酯在光、热、自由基引发

152、剂作用下亦很氰基丙烯酸酯在光、热、自由基引发剂作用下亦很容易进行自由基聚合反应容易进行自由基聚合反应。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料158 - -氰基丙烯酸酯的聚合速度和对人体组织的氰基丙烯酸酯的聚合速度和对人体组织的影响与烷基的种类关系很大。影响与烷基的种类关系很大。氰基丙烯酸甲酯氰基丙烯酸甲酯的聚合速度最快，但对人体组织的刺激性最大。的聚合速度最快，但对人体组织的刺激性最大。随随着烷基的长度和侧链碳原子数的增加，聚合速度降着烷基的长度和侧链碳原子数的增加，聚合速度降低，刺激性也减小低，刺激性也减小。在水、生理盐水、葡萄糖水溶。在水、生理盐水、葡萄糖水溶液、人尿等中甲酯、乙酯和丙

153、酯的粘合速度较快；液、人尿等中甲酯、乙酯和丙酯的粘合速度较快；而在乳汁、血清、淋巴液等含有氨基酸的物质中，而在乳汁、血清、淋巴液等含有氨基酸的物质中，则以丁酯和辛酯的粘合速度较快。则以丁酯和辛酯的粘合速度较快。 第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料159 - -氰基丙烯酸酯聚合物在人体内会分解成甲氰基丙烯酸酯聚合物在人体内会分解成甲醛和氰基醋酸烷基酯。醛和氰基醋酸烷基酯。分解速度随烷基碳原子数增分解速度随烷基碳原子数增多而降低多而降低。水解物对人体的毒性也随烷基碳原子数水解物对人体的毒性也随烷基碳原子数增多而减小增多而减小。甲酯聚合物在人体内约。甲酯聚合物在人体内约4 4周左右开始分周左

154、右开始分解，解，1515周左右可全部水解完；而丁酯聚合物则在周左右可全部水解完；而丁酯聚合物则在1616个月后仍有残存聚合物。个月后仍有残存聚合物。分解后的产物大部分被排分解后的产物大部分被排泄，少量被吸收泄，少量被吸收。通过对其致癌性和组织反应性等。通过对其致癌性和组织反应性等的深入跟踪观察，均未发现对人体有不良的影响。的深入跟踪观察，均未发现对人体有不良的影响。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料1605. 医用高分子的发展方向医用高分子的发展方向 医用高分子的发展巳有医用高分子的发展巳有5050多年的历史，其应用多年的历史，其应用领域巳渗透到整个医学领域，取得的成果是十分显领域巳渗

155、透到整个医学领域，取得的成果是十分显赫的。但距离随心所欲地使用高分子材料及其人工赫的。但距离随心所欲地使用高分子材料及其人工脏器来植换人体的病变脏器尚很远很远，因此尚需脏器来植换人体的病变脏器尚很远很远，因此尚需作深入的研究探索。就目前来说，医用高分子将在作深入的研究探索。就目前来说，医用高分子将在以下几个方面进行深入的研究。以下几个方面进行深入的研究。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料161（1 1）人工脏器的生物功能化、小型化、体植化）人工脏器的生物功能化、小型化、体植化 目前使用的人工脏器，大多数只有目前使用的人工脏器，大多数只有“效应器效应器”的的功能，即人工脏器必须与有功能缺

156、陷的生物体共同功能，即人工脏器必须与有功能缺陷的生物体共同协作，才能保持体内平衡。研究的方向是使人工脏协作，才能保持体内平衡。研究的方向是使人工脏器永久性地植入体内，完全取代病变的脏器。这就器永久性地植入体内，完全取代病变的脏器。这就要求高分子材料本身具有生物功能。要求高分子材料本身具有生物功能。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料162（2 2）高抗血栓性材料的研制）高抗血栓性材料的研制 前面曾介绍过，至今为止，尚无一种医用高分前面曾介绍过，至今为止，尚无一种医用高分子材料具有完全抗血栓的性能。许多人工脏器的植子材料具有完全抗血栓的性能。许多人工脏器的植换手术就是因为无法解决凝血问题而

157、归于失败。因换手术就是因为无法解决凝血问题而归于失败。因此，尽快解决医用高分子材料的抗血栓性问题，巳此，尽快解决医用高分子材料的抗血栓性问题，巳成为医用高分子材料发展的一个关键性问题，受到成为医用高分子材料发展的一个关键性问题，受到各国科学家的重视。各国科学家的重视。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料163（3 3）发展新型医用高分子材料）发展新型医用高分子材料 至今为止，医用高分子所涉及到的材料大部分至今为止，医用高分子所涉及到的材料大部分限于已工业化的高分子材料，这显然不能适应和满限于已工业化的高分子材料，这显然不能适应和满足十分复杂的人体各器官的功能。因此发展适合医足十分复杂的人

158、体各器官的功能。因此发展适合医学领域特殊要求的新型、专用高分子材料，已成为学领域特殊要求的新型、专用高分子材料，已成为广大化学家和医学专家的共识。目前研究开发混合广大化学家和医学专家的共识。目前研究开发混合型人工脏器，即将生物酶和生物细胞固定在合成高型人工脏器，即将生物酶和生物细胞固定在合成高分子材料上，制取有生物活性的人工脏器的工作，分子材料上，制取有生物活性的人工脏器的工作，已经取得了相当大的成就。已经取得了相当大的成就。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料164（4 4）推广医用高分子的临床应用）推广医用高分子的临床应用 高分子材料在医学领域的应用虽已取得了很大高分子材料在医学领域的应用虽已取得了很大的成就，但很多尚处于试验阶段。如何将已取得的的成就，但很多尚处于试验阶段。如何将已取得的成果迅速推广到临床医学应用，以拯救更多患者的成果迅速推广到临床医学应用，以拯救更多患者的生命，需要高分子材料界与医学界的通力协作。生命，需要高分子材料界与医学界的通力协作。第八章第八章 医用高分子材医用高分子材料料165