【正文】 管路和器件等。ili224。ng)的是僅將醫(yī)用高分 子分為兩大類，一類是直接用于治療人體某一病變 組織、替代人體某一部位或某一臟器、修補人體某 一缺陷的材料。o),26,第二十六頁，共一百六十六頁。i)人體 器官的功能，因此不屬功能高分子的范疇。ili224。)肌體、血液、體液等接 觸，有些還須長期植入體內。ili224。ng)下材料中添加劑的溶出； 5)血液、體液中的類脂質、類固醇及脂肪等物 質滲入高分子材料，使材料增塑，強度下降。,但對醫(yī)用高分子來說，在某些情況下，“老化” 并不一定都是貶意的，有時甚至還有積極的意義。ili224。ng)或異物反應 有些高分子材料本身對人體有害，不能用作醫(yī) 用材料。ili224。而引起細胞 變異的因素是多方面的，有化學因素、物理因素， 也有病毒引起的原因。,當醫(yī)用高分子材料植入人體后，高分子材料本 身的性質，如化學組成、交聯(lián)度、相對分子質量及 其分布、分子鏈構象(ɡ242。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。i)的血液接觸。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。ngd249。 我們僅希望變化盡可能少一些，或者說壽命盡可能 長一些。,一般來說，化學穩(wěn)定性好的，不含易降解基團 的高分子材料，機械穩(wěn)定也比較好。表9—1 是一些高分子以纖維形式植入狗的動脈后其機械強 度的損失情況。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。,（6）能經受必要的清潔消毒措施而不產生變性 高分子材料在植入體內之前，都要經過嚴格的 滅菌消毒。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。否 則，即使各項性能都滿足醫(yī)用高分子的要求，卻無 法加工成所需的形狀，則仍然是無法應用的。h233。ili224。在醫(yī)用高分子材料進 入臨床應用之前，都必須對材料本身的物理化學性 能、機械性能以及材料與生物體及人體的相互適應 性進行全面評價，然后經國家管理(guǎnlǐ)部門批準才能進 入臨床使用。,2. 高分子材料的生物相容性 生物相容性是指植入生物體內的材料與肌體之 間的適應性。ng)。ili224。y236。o),42,第四十二頁，共一百六十六頁。n)也可能 引起組織反應。,（1）材料中滲出的化學成分對生物反應的影響 材料中逐漸滲出的各種化學成分（如添加劑、 雜質、單體、低聚物以及降解產物等）會導致不同 類型的組織反應，例如炎癥(y225。一般而言，滲出物毒性越大、 滲出量越多，則引起的炎癥反應越強。,例如，聚氨酯和聚氯乙烯中可能存在的殘余單 體有較強的毒性，滲出后會引起人體(r233。如某些被人體分解吸收較慢的生 物吸收性高分子材料容易引起慢性無菌性炎癥。,（2）高分子材料的生物降解對生物反應的影響 高分子材料生物降解對人體組織反應的影響取 決于降解速度、產物的毒性、降解的持續(xù)期限等因 素。ng)或慢性炎癥反應。o),46,第四十六頁，共一百六十六頁。植入材料與生物組 織之間的相對運動，也會引發(fā)較嚴重的組織反應。,曾對不同形狀的材料植入小白鼠體內出現(xiàn)腫瘤 的情況進行過統(tǒng)計(tǒngj236。ili224。o),表9—2 不同(b249。n)周期為兩年,49,第四十九頁，共一百六十六頁。ili224。鈣化現(xiàn)象往往是導致高 分子材料在人體內應用失效的原因之一。o),51,第五十一頁，共一百六十六頁。ng)是高分子材料植入動物體內后， 對肌體組織造成刺激，促使肌體的新陳代謝加速的 結果。,影響高分子材料表面鈣化的因素(yīn s249。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。但是，許多試驗動物研究 表明(biǎom237。ili224。 ②本身具有癌癥原性的高分子材料，發(fā)生率較 高，潛伏期不定； ③只是作為簡單異物(y236。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。例如當在大鼠體 內植入高分子材料后，如果前3～12 個月內形成的 纖維包膜厚度大于0.2 mm，經過一定的潛伏期后通 常會出現(xiàn)癌癥。ili224。)影響時，都可能發(fā)生血栓：① 血管壁特性與 狀態(tài)發(fā)生變化；② 血液的性質發(fā)生變化；③ 血液 的流動狀態(tài)發(fā)生變化。,根據(jù)現(xiàn)代醫(yī)學的觀點，對血液的循環(huán)，人體內 存在兩個對立系統(tǒng)，即促使血小板生成和血液凝固 的凝血系統(tǒng)和由肝素、抗凝血酶以及促使纖維蛋白 凝膠降解的溶纖酶等組成的抗凝血系統(tǒng)。ili224。此外，紅血球粘附引 起溶血；凝血致活酶的活化，也都是形成血栓的原 因。,圖9—1 血栓形成(x237。o),60,第六十頁，共一百六十六頁。這可能是由于 容易被水介質潤濕而具有較小的表面能。o),61,第六十一頁，共一百六十六頁。界面自由能越小，材料表面 越不活潑，則與血液接觸時，與血液中各成分的相 互作用力也越小，故造成血栓的可能性就較小。o),62,第六十二頁，共一百六十六頁。nzhāngl236。,63,第六十三頁，共一百六十六頁。) 含水量增加而使高分子的實質部分減少，因此，植 入人體后，與血液的接觸機會也減少，相應的血小 板粘附數(shù)減少。o),64,第六十四頁，共一百六十六頁。含親水基團太 多的聚合物，往往抗血栓性反而不好。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。ngd249。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。 用作人工心臟材料的聚醚型聚氨酯，具有(j249。o),67,第六十七頁，共一百六十六頁。但也有實驗事實表明，血小板中的凝 血因子在負電荷表面容易活化。o),68,第六十八頁，共一百六十六頁。據(jù) 研究知，材料表面若有3μm以上凹凸不變的區(qū)域， 就會在該區(qū)域形成血栓。o),69,第六十九頁，共一百六十六頁。ili224。研究表明， 血小板不能粘附于用聚氧化乙烯處理過的玻璃上。,添加聚氧化乙烯（分子量為6000）于凝血酶溶 液中，可防止凝血酶對玻璃的吸附。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。y232。ili224。同樣，具有微相分離結構的接枝共聚物、親水 /疏水型嵌段共聚物等都有一定的抗凝血性。,（4）高分子材料的肝素化 肝素是一種(yī zhǒnɡ)硫酸多糖類物質（見下式），是最 早被認識的天然抗凝血產物之一。,肝素的作用(zu242。在高分子材料結構中引 入肝素后，在使用過程中，肝素慢慢地釋放，能明 顯提高抗血栓性。,（5）材料表面?zhèn)蝺饶せ?人們發(fā)現(xiàn)，大部分高分子材料的表面容易沉漬 血纖蛋白而凝血。這樣就相當于在材料表面 上覆蓋了一層光滑的生物層—偽內膜。o),77,第七十七頁，共一百六十六頁。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。 ji224。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。能夠通過酶 專一性反應降解的高分子稱為酶催化降解高分子； 而通過與水或體液接觸(jiēch249。ili224。ng)是生物體為了攝取營養(yǎng)或通過腎臟、 汗腺或消化道排泄廢物所進行的正常生理過程。只有某些具有特殊結構的高分子材料才能夠被 某些酶所降解。,3.1.2 生物吸收性高分子材料的分解吸收速度 用于人體組織治療的生物吸收性高分子材料， 其分解和吸收速度必須與組織愈合速度同步。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。xū)保持適當?shù)臋C械 性能和功能。o),83,第八十三頁，共一百六十六頁。ili224。主鏈上含有易水解基團如 酸酐、酯基、碳酸(t224。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。親水性強的高分子能 夠吸收水、催化劑或酶，一般有較快的降解速度。ili224。)態(tài)可分為結晶態(tài)、玻 璃態(tài)、橡膠態(tài)。o),87,第八十七頁，共一百六十六頁。)，并作 為營養(yǎng)物質被肌體吸收。o),88,第八十八頁，共一百六十六頁。下面對一些重要的生物 吸收性天然高分子材料作簡單介紹。,3.2.1 膠原 膠原是人體組織中最基本的蛋白質類物質，至 今已經鑒別出13種膠原，其中 I～III、V和 XI 型膠 原為成纖維膠原。牛和豬 的肌腱、生皮、骨骼是生產膠原的主要原料。,由各種物種和肌體組織制備的膠原差異很小。研究證明，端肽是 免疫原性識別點，可通過酶解將其除去。o),91,第九十一頁，共一百六十六頁。 戊二醛和環(huán)氧化合物是常用的交聯(lián)劑。ili224。ngch233。ili224。)至 90～100℃。ili224。人 和牛的纖維蛋白原分子量在330000～340000之間， 二者之間的氨基酸組成(zǔ ch233。纖 維蛋白原在人體內的主要功能是參與凝血過程。,纖維蛋白具有良好的生物(shēngw249。通過交聯(lián)和改變其聚 集狀態(tài)是控制其降解速度的重要手段。,目前，人的纖維蛋白(xiān w233。纖維蛋白粉可用作止血粉、創(chuàng)傷輔 料、骨填充劑（修補因疾病或手術造成的骨缺損） 等。ili224。昆蟲殼皮、蝦蟹殼中均含有豐富的甲 殼素。o),98,第九十八頁，共一百六十六頁。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。其抗拉強度優(yōu)于其他類 型的手術縫合線。n)傷 口愈合的功能，可用作傷口包扎材料。o),100,第一百頁，共一百六十六頁。因此，人工 合成的生物吸收性高分子材料有了快速發(fā)展的時間 和空間。o),101,第一百零一頁，共一百六十六頁。例如隨著單體中碳/氧比增加，聚酯的疏 水性增大，酯鍵的水解性降低。,脂肪族聚酯有通過混縮聚和均縮聚制備的兩類 產品。此外，混縮聚聚酯的內聚能較 低，結晶性差，難以(n225。o),103,第一百零三頁，共一百六十六頁。)于加工成不同的形狀，以 滿足不同的醫(yī)用目的。o),104,第一百零四頁，共一百六十六頁。由單純的D －乳酸或L－乳酸制備的聚乳酸是光學活性的，分 別稱為聚D－乳酸（PDLA）和聚L－乳酸（PLLA）。,由兩種異構體乳酸(rǔ suān)的混合物消旋乳酸(rǔ suān)制備的聚 乳酸稱為聚DL－乳酸（PLA），無光學活性。ili224。但是用這些方 法合成的聚α－羥基酸酯的分子量往往只有幾千， 很難超過20000。ili224。 目前，商品聚α－羥基酸酯一般采用陽離子開 環(huán)聚合制備。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。h233。o),109,第一百零九頁，共一百六十六頁。當其組成(摩爾比)在25:75～75:25之間時，共 聚產物為無定形玻璃態(tài)高分子，性能接近于PLA， 玻璃轉化溫度在50～60℃。o),110,第一百一十頁，共一百六十六頁。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。但目前已經能夠(n233。ili224。o),表9—4 PGA、PLA及其共聚物的物理性質(w249。 ěr)比）的共聚產物,113,第一百一十三頁，共一百六十六頁。如果將乙 交酯與1,3－二氧環(huán)己酮－2共聚，則可得到柔順性 較好的聚（乙交酯－碳酸酯），用于制造(zh236。ili224。因此人們設計開發(fā)了一類具有較好柔順 性生物吸收性高分子—聚醚酯，以彌補PGA和PLLA 的不足。ili224。在這些共聚物 中，硬段和軟段是相分離的，結果其機械性能和親 水性均得以改善。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。ngsh249。而且它們能夠通過酶和非酶催 化降解，有可能在醫(yī)學領域得到應用。,聚酸酐、聚磷酸酯和脂肪族聚碳酸酯等高分 子也有大量(d224。 聚α－氰基丙烯酸酯也是一種生物可降解的 高分子。ili224。i)人工臟器、人工血管、人工骨 骼、人工關節(jié)等的醫(yī)用材料，正在越來越廣泛地得 到運用。o),119,第一百一十九頁，共一百六十六頁。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。nɡ)五大類。ili224。ili224。o),123,第一百二十三頁，共一百六十六頁。,第二類：在體外使用的較為大型的人工臟器裝 置、主要作用是在手術過程中暫時替代原有器官的 功能。據(jù)報道，能夠內植的 人工心臟已獲得相當年份的考驗，在不遠的將來可 正式投入臨床應用。,第三類：功能比較單一，只能部分替代人體臟 器的功能，例如人工肝臟等。這是指那 些功能特別復雜的臟器，如人工胃、人工子宮等。o),126,第一百二十六頁，共一百六十六頁。 要制成一個(yī ɡ232。ili224。ngōng)心臟、人工(r233。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。n men)極大的興趣。o),129,第一百二十九頁，共一百六十六頁。作為醫(yī)用高分子材料的嵌段聚醚 氨酯（Segmented Polyether urethane，SPEU）的 一般結構式如下：,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。ili224。,這類聚合物的共同特點是分子結構都是由軟鏈 段和硬鏈段兩部分組成的，分子間有較強的氫鍵和 范得華力。ili224。n)結構等因素密切 相關。o),133,第一百三十三頁，共一百六十六頁。o),134,第一百三十四頁，共一百六十六頁。) 的兩種水溶性聚電解質制成的。o),135,第一百三十五頁，共一百六十六頁。)帶負電荷的血小板，更有利于抗凝血。o),136,第一百三十六頁，共一百六十六頁。ng)。o),137,第一百三十七頁，共一百六十六頁。此外，聚氨基酸、骨膠原、角 蛋白(d224。ili224。這種人造皮膚的 原料是甲殼質材料，從螃蟹殼、蝦殼等物質中萃取 出來，經過抽制成絲，再進行編織。ili224。r然后將有機硅 膜剝下，多孔層則分解，被人體所吸收。,4.2.3 醫(yī)用粘合劑 粘合劑作為高分子材料中的一大類別，近年來 已擴展到醫(yī)療(yīli225。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。由于口腔環(huán)境與體內 環(huán)境完全不同，對粘合劑的要求也不相同。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。 1940年，首次用于齒科修補手術(shǒush249。1965年出現(xiàn)了以多官能度甲基丙烯酸酯 為基料，無機粉末為填料的復合粘合劑，性能大大 提高，至今仍在齒科修復中廣泛應用。,牙科中使用的粘合劑，按照(224。以前軟組織的縫合是通過縫合線手術完成的。o),144,第一百四十四頁，共一百六十六頁。遺憾的是至 今尚無能全面符合這些條件的理想粘合劑。o),145,第一百四十五頁，共一百六十六頁。EDH組織粘合劑的 組成是α－氰基丙烯酸甲酯、丁腈橡膠和聚異氰酸 酯按100:100:10～20（重量比）的比例配制而成， 再制成6％～7％的硝基(xiāo jī)甲烷溶液。,這種粘合劑具有較好的撓屈性和活體組織(zǔzhī)粘結 性，最早是用作預防腦動脈瘤破裂的涂層的，后來 發(fā)現(xiàn)對齒科軟組織的粘合也有很好的效果。o),147,第一百四十七頁，共一百六十六頁。牙本質 稍軟，莫氏硬度為4～5，含較多的有機質和水分。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。nɡ y242。,目前最重要的齒科粘合劑是雙酚A—雙(3—甲 基丙烯酰氧基—2—羥丙基)醚,簡稱Bis—GMA。它是一種雙 官能團單體，聚合時放熱少，體積收縮小，聚合后 成體型結構，耐磨，膨脹系數(shù)小。o),150,第一百五十頁，共一百六十六頁。ili224。 其中大部分是對軟組織的粘合。,表9—15 外用粘合劑的使用(shǐy242。,外科用粘合劑經過50多年的發(fā)展，至今已有幾 十種品種。um237。o),154,第一百五十四頁，共一百六十六頁。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。 其中的烷基可以從甲基到辛基變化。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。其聚合過程如下圖所示。,由圖中可見，當α氰基丙烯酸酯在空氣中暴 露或與潮濕(ch225。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。α—氰基丙烯酸甲酯 的聚合速度最快，但對人體組織的刺激性最大。,第八章 醫(yī)用高分子材料(c225。 suān)烷