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1、医用高分子材料高分子0901陈晓鹏2021/9/101什么是功能高分子？功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。它们之所以具有特定功能，是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团，或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合，或者二者兼而有之。在合成或天然高分子原有力学性能的基础上，再赋予传统使用性能以外的各种特定功能（如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等）而制得的一类高分子。一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团，其功能性的显示往往十分复杂，不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构，还决定于
2、高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等，后者对生物活性功能的显示更为重要。2021/9/102医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分，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新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。心脏瓣膜人工心脏瓣膜2021/9/103医用高分子材料的发展史早在公元前早在公元前3
3、500年，埃及人就用棉花纤维、马鬃缝合伤口年，埃及人就用棉花纤维、马鬃缝合伤口。公元前公元前500年的中国和埃及墓葬中发现假牙、假鼻、假耳年的中国和埃及墓葬中发现假牙、假鼻、假耳。进入进入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。领域提供了更多的选择余地。1936年发明了有机玻璃后，很快就用于制作假年发明了有机玻璃后，很快就用于制作假牙和补牙牙和补牙1943年，年，赛璐珞薄膜开始用于血液透析。赛璐珞薄膜开始用于血液透析。1949年，美国首先发表年，美国首先发表了医用高分子的展望性论文。了
4、医用高分子的展望性论文。50年代，有机硅聚合物被用于医学领域，使人年代，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，一大批人工器官在批人工器官在50年代试用于临床。年代试用于临床。进入进入60年代，医用高分子材料开始进入一个崭新的发展时期。年代，医用高分子材料开始进入一个崭新的发展时期。从从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。至子材料快速发展起来。至80年代以来，发达国家的医用高分
5、子材料产年代以来，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业化速度加快，基本形成了一个崭新的生物材料产业。2021/9/104性能要求安全性：必须无毒或副作用极少。这就要求聚合物纯度高，生产环境非常清洁，聚合助剂的残留少，杂质含量为ppm级，确保无病、无毒传播条件。物理、化学和机械性能：需满足医用所需设计和功能的要求。如硬度、弹性、机械强度、疲劳强度、蠕变、磨耗、吸水性、溶出性、耐酶性和体内老化性等。如心脏瓣膜适应性：包括与医疗用品中其他材料的适应性，材料与人体各种组织的适应性。特殊功能：不同的应用领域，要求材料分别具有一定的特殊功能。现有高分子材料的表面化学组
6、成与结构很难满足上述要求，通常要采用表面改性处理，如接枝共聚，以改进其抗凝血性等性能。2021/9/105制品种类人脏造器：内脏，体外器官和装置医疗器械：一般医疗及看护用具，麻醉及手术室用具，检查及检查室用具药物剂型：药物的助剂：高分子材料本身是惰性的，不参与药的作用，只起增稠、表面活性、崩解、粘合、赋形、润滑和包装等作用，或在人体内起“药库”作用，使药物缓慢放出而延长药物作用时间。聚合物药物：将低分子药物，以惰性水溶性聚合物作分子载体，把具有药性的低分子化合物，通过共价键或离子键与载体的侧基连接，制成聚合物药物。2021/9/106假发人工关节人工心肺机假足2021/9/107人工心脏洗肠器
7、听诊器输血管假牙齿2021/9/108发展趋势研究开发满足生物相容性和血液相容性材料，以聚烯烃、聚硅氧烷、氟碳聚合物和聚氨酯为重点开发控制药物释放、人工脏器、医疗器械和控制生育所用材料。发展小型化、便携带、内埋化等类型的人工器官装置。2021/9/109医用高分子材料的发展及展望我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。目前约有50多个单位从事这方面的研究,现有医用高分子材料60多种,制品达组织的相容性之间的关系为依据来研究开400余种,用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年达300。然而,我国医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段,还没有能够建立在分子设计的基础上。因此,应该以材料的结构
8、与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体发新材料。医用高分子材料要应用于生物体必须同时要满足生物功能性、生物相容性、化学稳定性和可加工性等严格的要求。2021/9/1010组织工程材料组织工程是应用生命科学与工程的原理和方法构建一个生物装置,来维护、增进人体细胞和组织的生长,以恢复受损组织或器官的功能。它的主要任务是实现受损组织和器官的修复或再建,延长寿命和提高健康水平。其方法是:将特定组织细胞“种植”于一种生物相容性良好、可被人体逐步降解吸收的生物材料上,形成细胞-生物材料复合物;生物材料为细胞的增长繁殖提供三维空间和营养代谢环境;随着材料的降解和细胞的繁殖,形成新的与自身功能和形态相适
9、应的组织或器官。这种具有生命力的活体组织或器官能对病损组织或器官进行结构、形态和功能的重建,并达到永久替代。2021/9/1011复合生物材料作为硬组织修复材料的主体,复合生物材料受到广泛重视,它具有强度高、韧性好的特点,目前已广泛用于临床。通过具有不同性能材料的复合,可以达到“取长补短”的效果,可以有效地解决材料的强度、韧性及生物相容性问题,是生物材料新品种开发的有效手段。提高复合材料界面之间的相容性是复合材料研究的主要课题。根据使用方式不同,研究较多的是合金、碳纤维/高分子材料、无机材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的复合研究.2021/9/1012THATS ALLTHANK YOU!2021/9/1013最好能使用25万小时，要求耐疲劳强度特别好。此外，还要求便于灭菌消毒，能耐受湿热消毒(120140C)、干热消毒(160190C)、辐射消毒或化学处理消毒，而不降低材料的性能。要求加工性能好，可加工成所需各种形状，而不损伤其固有性能。2021/9/1014