医用高分子材料培训课件

医用高分子材料,高分子0901 陈晓鹏,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。,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,医用高分子材料的发展史,早在公元前3500年，埃及人就用棉花纤维、马鬃缝合伤口。 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 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。 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。 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。 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。,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。,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。,假发,人工关节,人工心肺机,假足,人工心脏,洗肠器,听诊器,输血管,假牙齿,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。,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。,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。,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 .,THAT'S ALL,THANK YOU !,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(120140°C)、干热消毒(160190°C)、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。,