医用高分子材料及其应用摘要：医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的合成高分子材料，可以利用聚合的方法进行制备，是生物医用材料的重要组成之一。
本文主要介绍了医用高分子材料的类别以及它们在不同要求下如何被选择。
关键词：医用，高分子材料，应用Medical polymer materials and its applicationXia Yun(College high polymer materials 0902)Abstract:Medical polymer materials is a kind of organismscan repair alternative and renewable organization, has special functions synthesis of polymer materials, can use the methodof polymerization preparation, is an important component of biomedical materials one of this article mainly introduced the medical polymer materials and their requirements in different categories how to be a choice.Key Words: medical, polymer materials, application前言生物医用材料是研究开发人工器官和医疗器械的基础,已成为材料学科中的一个重要分支和各国材料科学家竞相研究和开发的热点, 目前的研究重点是在保证生物安全性的前提下寻找多功能的生物医用材料[1] 。
由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质，以满足不同的需求，耐生物老化，作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型，原料易得，便于消毒灭菌，因此受到人们普遍关注，已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。
目前全世界应用的有90多个品种，西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%～20%的速度增长。
随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求，我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。
1种类和应用1.1与血液接触的高分子材料与血液接触的高分子材料是指用来制造人工血管、人工心脏血囊、人工心瓣膜、人工肺等的生物医用材料，要求这种材料要有良好的抗凝血性、抗细菌粘附性，即在材料表面不产生血栓、不引起血小板变形，不发生以生物材料为中心的感染。
此外，还要求它具有与人体血管相似的弹性和延展性以及良好的耐疲劳性等。
人工血管用材料有尼龙、聚酯、聚四氟乙烯、聚丙烯及聚氨酯等。
人工心脏材料多用聚醚氨酯和硅橡胶等。
人工肺则多用聚四氟乙烯、硅橡胶、超薄聚(涂在多孔PP膜上)、超薄乙基纤维(涂在PE无纺布或多孔PP膜上)等材料。
人工肾用材料除要求具备良好的血液相容性外，还要求材料具有足够的湿态强度、有适宜的超滤渗透性等，可充当这一使命的材料有乙酸纤维素、铜氨再生纤维素、尼龙、聚砜及聚醚砜等。
1.2组织工程用高分子材料组织工程学是近十年来新兴的一门交叉学科，它是应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常和病理的哺乳类组织的结构-功能关系，以及研制生物代用品以恢复、维持或改善其功能的一门科学。
细胞大规模培养技术的日臻成熟和生物相容性材料的开发与研究,使得创造由活细胞和生物相容性材料组成的人造生物组织或器官成为可能。
生物相容性材料的开发是组织工程核心技术之一。
组织工程中的生物材料主要发挥下列作用： (1)提供组织再生的支架或三维结构； (2)调节细胞生理功能；(3)免疫保护。
当完成自己的使命后，作为组织生长骨架的生物高分子材料则降解为无毒的小分子被机体吸收。
作为这种材料使用的聚合物主要有聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)及其共聚物(PLGA)等。
例如，中科院化学所石桂欣等应用溶液浇铸致孔剂浸出技术制备了一系列聚乳酸及不同组成的聚乳酸—羟基乙酸多孔细胞支架，组织培养试验表明，软骨细胞在支架上繁殖情况良好周后已开始分泌细胞外基质。
生物高分子材料种类：1 甲壳质纤维甲壳质(也称甲壳素)来自虾和蟹等节足动物的甲壳中，每年海洋产甲壳量达10亿t，在天然高分子的产量仅次于纤维素。
甲壳质是一种天然多糖物质，由于其具有较好的晶状结构和较多的氢键，因此，其溶解性能很差。
甲壳经脱乙酰化成为甲壳胺(也称脱乙酰甲壳素)其溶解性能比甲壳质好。
将精制的甲壳质或甲壳胺溶解于合适的溶剂，通过湿法纺丝制成为甲壳质纤维或甲壳胺纤维。
由于甲壳质或甲壳胺具有良好的生物相容性和适应性，并具有消炎、止血、镇痛和促进肌体组织生长等功能，可促进伤口愈合，因此被公认为保护伤口的理想材料。
甲壳质作为低等动物中的纤维组分，兼具高等动物组织中的胶原和高等植物纤维中纤维素两者的生物功能，因此生物特性十分优异，其主要特征为： (1)生物相容性好。
甲壳质及其衍生物是无毒副作用的天然聚合物，其化学性质和生物性质与人体组织相近，因此，其制品与人体不存在排斥问题。
(2)生物活性优异。
甲壳质及其衍生物因本身所含的复杂的空间结构而表现出多种生物活性，其制品具有抑菌、降低血清和胆固醇含量、抑制成纤维细胞生长、直接抑制肿瘤细胞以及促进上皮细胞生长、促进体液免疫和细胞免疫等作用。
(3)生物降解性好。
甲壳质及其衍生物在酶的作用下会分解为低分子物质。
因此，其制品用于一般的有机组织均能被生物降解而被肌体完全吸收。
甲壳质及其衍生物的医疗保健功能有：免疫调节、降低胆固醇、抗菌、降血压、脂质排泄、促进乳酸菌生长、促进伤口愈合以及细胞活性化等作用。
2 骨胶原纤维骨胶是一种蛋白质，它在皮肤、骨骼、腱、血管、肠、眼角膜和牙齿中担负着个体保护以及保持形态的作用。
骨胶分子由三概括多肽链形成螺旋结构。
骨胶原纤维是通过重新组构牛屈肌腱的骨胶原悬浮液制成的。
首先将干净的肌腱薄片用解元酶进行处理除去骨胶原原纤维束的弹性硬元，使之容易膨胀。
在除掉了非骨胶原蛋白质和多余的酶之后，将肌腱薄片浸在氰乙酸和甲醇-水的混合液(pH2～3)里使其膨胀。
接着再将得到的混合物进行均匀化处理和过滤，然后压入适当的凝固浴里形成丝条，其断裂强度可达2.7cN/dtex左右。
骨胶原作为医用材料的特点在于：生物适应性优良、无抗原性、生物体吸收性良好等，因此国内外正将其开发和应用于伤口保护。
3 海藻酸纤维海藻酸是从海藻植物中提炼的多糖物质。
海藻酸纤维可由湿法纺丝制备，将海藻酸钠碱性浓溶液经过喷丝板挤出后送入含钙离子的酸性凝固浴中，海藻酸钠与钙离子发生离子交换，即形成不溶于水的海藻酸钙纤维，该纤维的缺点是断裂强度较低。
当海藻酸钙纤维用于伤口接触层时，它与伤口之间相互作用，会产生海藻酸钠、海藻酸钙凝胶。
这种凝胶是亲水性的，可使氧气通过而细菌不能通过，并促进新组织的生长。
海藻酸纤维的制备通常采用与非海藻酸高聚物共纺丝的方法，后者往往是水溶性的或者可溶于有机溶剂，并且均含有负电荷基团COO-，主要有：羧甲基纤维素(CMC)、果胶质(含半乳糖醛酸)、N-，O-羧甲基脱乙酰甲壳质(NOOC)、O-羧甲基脱乙酰甲壳质(OCC)、聚天冬氨酸、聚谷氨酸以及聚丙烯酸等。
这些非海藻酸高聚物的加入可以改善海藻酸纤维的吸收性能等。
1.3药用高分子材料根据药用高分子结构与制剂的形式，药用高分子可分为三类：(1)具有药理活性的高分子药物。
它们本身具有药理作用，断链后即失去药性，是真正意义上的高分子药物。
天然药理活性高分子有激素、肝素、葡萄糖、酶制剂等。
合成药理活性高分子如聚乙烯吡咯烷酮和聚4-乙烯吡啶-N-氧撑是较早研究的代用血浆。
有些阳离子或阴离子聚合物也具有良好的药理活性。
例如主链型聚阳离子季铵盐具有遮断副交感神经、松驰骨骼筋作用，是治疗痉挛性疾病的有效药物；阴离子聚合物二乙烯基醚与顺丁烯二酐的吡喃共聚物是一种干扰素诱发剂，具有广泛的生物活性，不仅能抑制各种病毒的繁殖，具有持久的抗肿瘤活性，而且还有良好的抗凝血性。
(2)低分子药物的高分子化。
低分子药物在体内新陈代谢速度快，半衰期短，体内浓度降低快，从而影响疗效，故需大剂量频繁进药，而过高的药剂浓度又会加重副作用，此外，低分子药物也缺乏进入人体部位的选择性。
将低分子药物与高分子结合的方法有吸附、共聚、嵌段和接枝等。
第一个实现高分子化的药物是青霉素(1962年),所用载体为聚乙烯胺,以后又有许多的抗生素、心血管药和酶抑制剂等实现了高分子化。
(3)药用高分子微胶囊。
将细微的药粒用高分子膜包覆起来形成微小的胶囊是近年来生物医药工程的一场革命。
药物经微胶囊化处理后可以达到下列目的：延缓、控制释放药物，提高疗效；掩蔽药物的毒性、刺激性和苦味等不良性质，减小对人体的刺激；使药物与空气隔离，防止药物在存放过程中的氧化、吸潮等不良反应，增加贮存的稳定性。
所用高分子材料有天然高分子，如骨胶、明胶、海藻酸钠、琼脂等；半合成的高分子有纤维素衍生物等；合成高分子有聚葡萄糖酸、聚乳酸及乳酸与氨基酸的共聚物等。
1.4医药包装用高分子材料用于药物包装的高分子材料正逐年增加。
包装药物的高分子材料大体上可分为软、硬两种类型。
硬型材料如聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等，由于其强度高、透明性好、尺寸稳定、气密性好，常用来代替玻璃容器和金属容器，制造饮片和胶囊等固体制剂的包装。
新型聚酯聚萘二甲酸乙二醇酯除具有优异的力学性能及阻隔性能外，还有较强的耐紫外线性，可用于口服液、糖浆等的热封装。
软型材料如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氯乙烯及乙烯-醋酸乙烯共聚物等，常加工成复合薄膜，主要用来包装固体冲剂、片剂等药物。
而半硬质聚氯乙烯片材则被用作片剂、胶囊的铝塑泡罩包装的泡罩材料。
至于药膏、洗剂、酊剂等外用药液的包装，则用耐腐蚀性极强且综合性能优良的聚四氟乙烯来担任。
1.5眼科用高分子材料隐形眼镜是最常见的眼科用高分子材料制品。
对这类材料的基本要求是:①具有优良的光学性质，折光率与角膜相接近；②良好的润湿性和透氧性；③生物惰性，即耐降解且不与接触面发生化学反应；④有一定的力学强度，易于精加工及抗污渍沉淀等。
常用的隐形眼镜材料有聚甲基丙烯酸β-羟乙酯,聚甲基丙烯酸β-羟乙酯-N-乙烯吡咯烷酮,聚甲基丙烯酸β-羟乙酯-甲基丙烯酸戊酯，聚甲基丙烯酸甘油酯-N-乙烯吡咯烷酮等。
浙江工业大学的邬润德等研究的聚钛硅氧烷化合物，由于在聚合体系中加入了钛烷氧化物交联剂，使材料的致密性增加，减少了固化收缩，制备了一种优良的隐形眼镜材料。
此外，发生病变的角膜和晶状体也可用人工角膜和人工晶状体替代。