医用高分子材料课件.ppt

第八章医用高分子材料;第八章医用高分子材料;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

组成中最重要的物质——蛋白质、肌肉、纤维素、

淀粉、生物酶和果胶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

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

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。;医用高分子材料发展的动力来自医学领域的客

观需求。当人体器官或组织因疾病或外伤受到损坏

时，需要器官移植。然而，只有在很少的情况下，

人体自身的器官（如少量皮肤）可以满足需要。采

用同种异体移植或异种移植，往往具有排异反应，

严重时导致移植失败。在此情况下，人们自然设想

利用其他材料修复或替代受损器官或组织。;早在公元前3500年，埃及人就用棉花纤维、马

鬃缝合伤口。墨西哥印地安人用木片修补受伤的颅

骨。公元前500年的中国和埃及墓葬中发现假牙、

假鼻、假耳。进入20世纪，高分子科学迅速发展，

新的合成高分子材料不断出现，为医学领域提供了

更多的选择余地。1936年发明了有机玻璃后，很快就用于制作假牙和补牙，至今仍在使用。1943年，赛璐珞薄膜开始用于血液透析。;1949年，美国首先发表了医用高分子的展望性

论文。在文章中，第一次介绍了利用PMMA作为人的头盖骨、关节和股骨，利用聚酰胺纤维作为手术缝合线的临床应用情况。50年代，有机硅聚合物被用于医学领域，使人工器官的应用范围大大扩大，包括器官替代和整容等许多方面。;此后，一大批人工器官在50年代试用于临床。

如人工尿道（1950年）、人工血管（1951年）、

人工食道（1951年）、人工心脏瓣膜（1952年）、

人工心肺（1953年）、人工关节（1954年）、人工肝（1958年）等。

进入60年代，医用高分子材料开始进入一个崭

新的发展时期。;6.医用高分子材料;人造心脏;人工肾脏;人工膝关节;人工心脏瓣膜;人造关节;60年代以前，医用高分子材料的选用主要是根

据特定需求，从已有的材料中筛选出合适的加以应

用。由于这些材料不是专门为生物医学目的设计和

合成的，在应用中发现了许多问题，如凝血问题、

炎症反应、组织病变问题、补体激活与免疫反应问

题等。人们由此意识到必须针对医学应用的特殊需

要，设计合成专用的医用高分子材料。;美国国立心肺研究所在这方面做了开创性的工

作，他们发展了血液相容性高分子材料，以用于与

血液接触的人工器官制造，如人工心脏等。

从70年代始，高分子科学家和医学家积极开展合作研究，使医用高分子材料快速发展起来。至80年代以来，发达国家的医用高分子材料产业化速度加快，基本形成了一个崭新的生物材料产业。;医用高分子作为一门边缘学科，融和了高分子

化学、高分子物理、生物化学、合成材料工艺学、

病理学、药理学、解剖学和临床医学等多方面的知

识，还涉及许多工程学问题，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

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。;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

具有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21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

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。;目前用高分子材料制成的人工器官中，比较成

功的有人工血管、人工食道、人工尿道、人工心脏

瓣膜、人工关节、人工骨、整形材料等。巳取得重

大研究成果，但还需不断完善的有人工肾、人工心

脏、人工肺、人工胰、人工眼球、人造血液等。

另有一些功能较为复杂的器官，如人工肝脏、人工

胃、人工子宫等，则正处于大力研究开发之中。;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

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

人工感觉器官、人工肢体发展。;医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大难

题是材料的抗血栓问题。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

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，即血栓，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

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

首要问题。;1.2医用高分子的分类