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医用高分子材料在医疗器械的应用

 医用高分子材料是生物材料的重要组成部分,它发展最早、应用最广泛、用量最大、品种繁多,主要包括塑料、橡胶、纤维、粘合剂等。

       随着医学的发展,这些材料在医学领域得到广泛的应用。如:膨体聚四氟乙烯人造血管、硅橡胶医用导管以及护理方面使用的一次性医疗用品等,都是由高分子材料制成的。这些产品在临床诊断、治疗、护理等方面起着越来越重要的作用。

       医用高分子制品的研究主要包括人工器官、医疗用品和药用高分子3大类,人工器官如人工血管、人工肺、人工喉、人工心脏瓣膜等等,医疗用品有输血输液用具、注射器、医用导管、医用薄膜、创伤敷料以及各种手术、护理用品等,药用高分子的应用一是在药物赋形剂方面的应用,使药物长效化、微胶囊化,二是合成新药如抗病毒聚合物、高分子抗癌剂等。

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医用高分子发展简史



      医学领域的客观需求,推动了医用高分子的发展。当人体器官或组织因疾病或外伤受到损伤时,迫切需要器官移植或组织修复。然而,只有在很少情况下,自体器官 (如少量皮肤) 可以满足需要。采用各种异体器官或异种器官移植,往往具有排异反应,严重时导致失败在此种情况下,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,古埃及人就用棉花纤维、马鬃缝合伤口,公元前2500年中国和埃及的墓葬中发现有假牙。1851年发现天然橡胶硫化方法,人们开始采用硬胶制作人工牙托和颚骨。进入20世纪,高分子材料迅速发展起来,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。

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医用高分子材料分类

医用高分子材料按来源分类可分为:

①天然高分子材料如:纤维素、甲壳素及其衍生物;

②人工合成材料,如PU、SI、PC等;

③天然生物组织与器官、如自体组织、同种异体组织。


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医用高分子材料的基本要求

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       医用高分子材料是以直接用于人体或与人体健康密切相关为目的,因此对进入临床使用阶段的材料具有严格的要求,否则,用于治病救命的高分子材料会引起不良后果。

       (1)对用高分子材料本身性能的要求

①耐生物老化。对于长期植入的材料,生物稳定性要好;

②物理和力学稳定性。针对不同的用途,在使用期内材料的强度、弹性、尺寸、稳定性、耐疲劳性、耐磨性应该适当;

③易于加工成型;

④材料易得,价格适当;

⑤便于消毒灭菌。

       (2)对医用高分子材料的人体效应的要求

①无毒,即化学惰性;

②无热原反应;

③不致癌;

④不引起过敏反应或干扰肌体的免疫机理;

⑤不破坏邻近组织和发生材料表面钙化沉积;

⑥对于与血液接触的材料,要求具有良好的血液相容性不凝血。


聚氨酯弹性体(PU)



 PU弹性体用于制造医疗用品已有50多年的历史,由于其突出的物理机械性能、良好的生物相容性和血液相容性以及方便的加工工艺,在医学上有着广泛的应用尤其近30年来开发出的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)更是受到普遍的关注,其应用范围不断扩大,得到医学界的肯定。目前全世界每年有1.6万吨的PU用于制作医疗器具。PU弹性体化学组成Pu弹性体是由二异氰酸酯(如TDI)与含活泼氢的化合物(如含端羟基的聚酯、聚醚)的反应得到的,其基本反应式以及应用如下:

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医用硅橡胶


    硅橡胶为一特种合成橡胶,它是由二甲基硅氧烷单体及其它有机硅单体,在酸或碱性催化剂作用下聚合成的一类线型高聚物(生胶),经过混炼、硫化,可以相互交联成为橡胶弹性体,表示通式以及应用如下

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