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第四章 生物医学高分子材料 一、生物医学高分子材料的概念 生物医学高分子材料（Biomedica1 Polymer）也称医用高分子材料，指的是用于制造能增强或取代生物组织、脏器和体外器官功能的代用品，以及药物剂型和医疗器械的聚合物材料。 二、生物医学高分子材料的种类 1.按来源分类 （1）?? 天然医用高分子材料 如胶原、明胶、丝蛋白、角质蛋白、纤维素、粘多糖、甲壳素及其衍生物等。 （2）?? 人工合成医用高分子材料 如聚氨酯、硅橡胶、聚酯等。 （3）? 天然生物组织与器官 包括：①取自患者自体的组织 ②取自其他人的同种异体组织 ③来自其他动物的异种同类组织。 合成高分子生物医学材料 有四种聚合物是专门为生物医学应用而开发的： 聚乙交酯（PGA） 聚（丙交酯）（PLA） 聚乙交酯-丙交酯（PGLA） 聚-对-二氧杂环已酮（PDS） 有几种已工业化生产的聚合物，虽不是专门为生物医学应用而生产，但通过用专门的技术进行加工后也可以制成供生物医学方面应用的纤维、细丝、微孔材料和管状材料。 聚四氟乙烯（用做微孔织物和薄膜） 聚丙烯（用做微孔薄膜和中空纤维膜 ) 聚丙烯腈（用做中空纤维膜） 聚酰胺纤维 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 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。 生物活性（bioaciive）高分子材料 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。 生物吸收（bioabsorbable）高分子材料 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谢，或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、体内粘合剂等。 3.按生物医学用途分类 手术治疗用高分子材料 缝合线，黏胶剂，止血剂，各种导管，引流管，一次性输血输液器材 药用及药物传递用高分子材料 靶向性高分子载体（肝靶向性，肿瘤靶向性），高分子药物（干扰素，降胆敏），高分子控制释放载体（胶囊，水凝胶，脂质体） 人造器官或组织 人造皮肤，血管，骨，关节，肠道，心脏，肾等 4.按降解性能分类 非生物降解：聚氨酯、聚橡胶、聚乙烯、聚丙烯酸酯 应用：韧带、皮肤、血管、人工器脏等 特点：大多数不具生物活性，与组织不易牢固结合，易导致毒性、过敏性等反应。 生物降解：聚乳酸、聚酯、聚酸酐、改性的天然多糖和蛋白质等 应用：暂时执行替代组织和器官的功能，或作为药物缓释系统和送达载体、缝合线、创伤辅料 特点：易降解，降解产物经代谢排出体外，对组织生长无影响。 (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 高分子材料的凝血作用 （1）血栓的形成 通常，当人体的表皮受到损伤时，流出的血液 会自动凝固，称为血栓。实际上，血液在受到下列 因素影响时，都可能发生血栓：① 血管壁特性与 状态发生变化；② 血液的性质发生变化；③ 血液 的流动状态发生变化。 血栓形成过程示意图 血液相容性高分子材料的制取 （1）使材料表面带上负电荷的基团 例如将芝加哥酸（1－氨基－8－萘酚－2, 4－ 二磺酸萘）（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。 （2）高分子材料的表面接枝改性 采用化学法