医用高分子材料讲稿.ppt

医用高分子材料第一页，讲稿共四十一页哦 国际标准化组织(ISO)定义的“生物材料”就是生物医学材料，它是指“以医疗为目的，用于与组织接触以形成功能的无生命的材料”。生物医学材料是生物医学科学中的最新分支学科，是生物、医学、化学和材料科学交叉形成的边缘学科 第二页，讲稿共四十一页哦生物医学材料必须具备：一、要求材料与组织短期接触无急性毒性、无致敏作用、无致炎作用、无致癌作用和其他不良反应。二、还应具备耐腐蚀性能及相应的生物力学性能和良好的加工性能。生物医学材料(三大类):金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料第三页，讲稿共四十一页哦 近年来，生物医学材料的研究与发展突飞猛进，从人工器官到高效、定向的高分子药物控制释放体系的研究，几乎遍及生物医学各个部门，对国民经济的发展已显示出十分重要的作用。在硬组织修复材料和血液灌流吸附材料方面已实现产业化:在药物控制释放体系的研究中，医用生物降解材料的研究与开发方面已有了较大突破。第四页，讲稿共四十一页哦第一节第一节 医用高分子材料概述医用高分子材料概述第五页，讲稿共四十一页哦 Contents 一、医用高分子材料的分类1.按来源按来源1.1.按来源分类按来源分类(1)1)天然天然 胶原，明胶，角质蛋白，纤维素，甲胶原，明胶，角质蛋白，纤维素，甲壳素及其衍生物壳素及其衍生物(2)(2)人工合成人工合成 聚氨酯，硅橡胶，聚酯聚氨酯，硅橡胶，聚酯(3)(3)天然生物组织与器官天然生物组织与器官 自体组织，同种异体组织，自体组织，同种异体组织，异种同类异种同类第六页，讲稿共四十一页哦 Contents2.按材料与活体组织的相互作用关系按材料与活体组织的相互作用关系(1)(1)生物惰性生物惰性(bioinert)(bioinert)体内不降解，不变性，不引起长期组织反应体内不降解，不变性，不引起长期组织反应(2)(2)生物活性生物活性(bioactive)(bioactive)植入材料能够与周围组织相互作用植入材料能够与周围组织相互作用(3)(3)生物吸收生物吸收(bioabsorbale)(bioabsorbale)生物降解，其降解产物被肌体吸收代谢生物降解，其降解产物被肌体吸收代谢第七页，讲稿共四十一页哦 Contents3.按生物医学用途按生物医学用途(1)(1)硬组织相溶性硬组织相溶性 骨科，齿科，具有替代组织类似机械性能骨科，齿科，具有替代组织类似机械性能(2)(2)软组织相溶性软组织相溶性 替代与修复，有弹性和强度，不引起组织严重病变替代与修复，有弹性和强度，不引起组织严重病变(3)(3)血液相溶性血液相溶性 与血液接触的人工器官或机械，不引起凝血，溶与血液接触的人工器官或机械，不引起凝血，溶血等生理反应，与活组织以良好的互相适应性血等生理反应，与活组织以良好的互相适应性(4)(4)高分子药物和药物控释高分子材料高分子药物和药物控释高分子材料 有药理活性或辅助作用有药理活性或辅助作用第八页，讲稿共四十一页哦 Contents4.按与肌体组织接触关系按与肌体组织接触关系(1)(1)长期植入长期植入 人工血管，人工关节，人工晶状人工血管，人工关节，人工晶状体等体等(2)(2)短期植入短期植入(3)(3)体内外连通体内外连通(4)(4)体表接触与一次性使用医疗体表接触与一次性使用医疗用品用品第九页，讲稿共四十一页哦二、基本要求二、基本要求1.对医用高分子材料本身性能(1)耐生物老化(2)物理和力学稳定(3)易于加工成型(4)便于消毒灭菌第十页，讲稿共四十一页哦2.对医用高分子材料的人体效应v(1)无毒v(2)无热原反应v(3)不致癌v(4)不致畸v(5)不引起过敏或干扰肌体的免疫机理v(6)不破坏邻近组织，不发生材料表面钙化v(7)血液相溶性第十一页，讲稿共四十一页哦3.3.对医用高分子材料生产与加工对医用高分子材料生产与加工(1)(1)防止引入对人体有害物质防止引入对人体有害物质(2)(2)加工助剂要符合医用标准加工助剂要符合医用标准(3)(3)生产环境有适宜的洁净级别生产环境有适宜的洁净级别第十二页，讲稿共四十一页哦三、医用高分子材料的应用三、医用高分子材料的应用第十三页，讲稿共四十一页哦第十四页，讲稿共四十一页哦第十五页，讲稿共四十一页哦第二节第二节 医用高分子材料的生物相容性医用高分子材料的生物相容性第十六页，讲稿共四十一页哦一、肌体软组织对植入材料的反应反应程度，生物反应，生物降解，化学结构，致癌性，体内的表面钙化第十七页，讲稿共四十一页哦二、血液的反应凝血作用，对蛋白质的吸附凝血作用，对蛋白质的吸附抗凝血高分子材料的设计抗凝血高分子材料的设计具有微相分离结构具有微相分离结构 聚氨酯嵌段共聚物（软段聚氨酯嵌段共聚物（软段为聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷等，硬为聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷等，硬段为脲基、氨基甲酸酯等）段为脲基、氨基甲酸酯等）高分子材料的表面改性高分子材料的表面改性高分子材料的肝素化高分子材料的肝素化(肝素是一种防止凝血的多糖药肝素是一种防止凝血的多糖药物）物）第十八页，讲稿共四十一页哦三、在体内的结构与性能变化化学变化化学变化材料的降解材料的降解加工中引入小分子的释放加工中引入小分子的释放物理性能变化物理性能变化第十九页，讲稿共四十一页哦四、可溶性高分子在体系内的代谢四、可溶性高分子在体系内的代谢1 1 体内的转运体内的转运2 2 高分子的排泄高分子的排泄3 3 在细胞中的存储在细胞中的存储4 4 可溶性高分子在体内的代谢可溶性高分子在体内的代谢 水解反应，氧化反应，缀合反应，缔合反水解反应，氧化反应，缀合反应，缔合反应应5 5 免疫反应免疫反应 第二十页，讲稿共四十一页哦 Contents 五、血液净化高分子材料五、血液净化高分子材料1.血液净化膜材料第二十一页，讲稿共四十一页哦2 2 血液净化吸附材料血液净化吸附材料非专一吸附剂非专一吸附剂高选择吸附剂高选择吸附剂特异性吸附剂特异性吸附剂第二十二页，讲稿共四十一页哦第三节第三节 生物惰性高分子材料生物惰性高分子材料第二十三页，讲稿共四十一页哦 Contents一、医用有机硅高分子一、医用有机硅高分子材料在体内长期存在，稳定，无有害反应材料在体内长期存在，稳定，无有害反应聚硅氧烷，聚硅烷聚硅氧烷，聚硅烷硅橡胶硅橡胶(silicone rubber)(silicone rubber)分子量分子量148000148000以上的以上的交联物，有二甲基、甲基乙基，乙基，甲基交联物，有二甲基、甲基乙基，乙基，甲基苯基，氟，氰，亚苯基硅橡胶等。苯基，氟，氰，亚苯基硅橡胶等。第二十四页，讲稿共四十一页哦 Contents医用有机硅高分子医用有机硅高分子室温硫化硅橡胶生理惰性好，无色透室温硫化硅橡胶生理惰性好，无色透明，高温消毒不变色、不变形，有粘明，高温消毒不变色、不变形，有粘合性。做成植入人体的器官和外部整合性。做成植入人体的器官和外部整容修补手术用。容修补手术用。人工二尖瓣，人工喉头，人工指关人工二尖瓣，人工喉头，人工指关节节体外循环用品，心肺器薄膜，心肺体外循环用品，心肺器薄膜，心肺机输血泵管机输血泵管第二十五页，讲稿共四十一页哦 Contents二、聚氨酯二、聚氨酯聚氨酯弹性体既可是热塑性，又可是热固性材料。第二十六页，讲稿共四十一页哦聚氨酯有良好的软组织相容性和血液相容性，临床用于人工心脏的搏动膜，人工软骨，人工血管，血袋，血液容器，医用粘合剂等。第二十七页，讲稿共四十一页哦 Contents三、聚甲基丙烯酸甲酯三、聚甲基丙烯酸甲酯隐形眼镜，矫正视力和治疗白内障，隐形眼镜，矫正视力和治疗白内障，牙科材料。牙科材料。四、水溶胶四、水溶胶水溶胶是不溶性含水高分子材料，水溶胶是不溶性含水高分子材料，通过水溶性高分子的交联、引入疏通过水溶性高分子的交联、引入疏水基团或结晶得到。水基团或结晶得到。有聚甲基丙烯酸羟乙酯，聚丙烯酰有聚甲基丙烯酸羟乙酯，聚丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮等。胺，聚乙烯吡咯烷酮等。第二十八页，讲稿共四十一页哦第三节第三节 生物活性性高分子材料生物活性性高分子材料第二十九页，讲稿共四十一页哦表面肝素化高分子材料表面肝素化高分子材料1 1 肝素恒速释放材料肝素恒速释放材料2 2肝素固定化材料肝素固定化材料酶、抗体的固定化材料酶、抗体的固定化材料固定抗体固定抗体高分子材料的生物杂化高分子材料的生物杂化第三十页，讲稿共四十一页哦第四节第四节 可生物降解材料可生物降解材料第三十一页，讲稿共四十一页哦l内酯（交酯）如己内酯，乙交酯，丙交酯，是通过开环聚合得到的具有优良生物相容性和可生物降解的脂肪族聚酯。l乳酸(LA)在有机铝催化剂作用下开环聚合得到聚乳酸(PLA)一、脂肪族聚酯第三十二页，讲稿共四十一页哦第三十三页，讲稿共四十一页哦第三十四页，讲稿共四十一页哦二、聚乳酸及其共聚物二、聚乳酸及其共聚物三、聚己内酯及其共聚物三、聚己内酯及其共聚物四、天然高分子材料四、天然高分子材料胶原，明胶，纤维蛋白，甲壳素与壳聚糖胶原，明胶，纤维蛋白，甲壳素与壳聚糖第三十五页，讲稿共四十一页哦第三十六页，讲稿共四十一页哦第三十七页，讲稿共四十一页哦第五节第五节 高分子材料在药学的应用高分子材料在药学的应用第三十八页，讲稿共四十一页哦 Contents一、药用辅料第三十九页，讲稿共四十一页哦二、药物控制释放体系定量给药定量给药脉冲释放体系脉冲释放体系人体组织器官人体组织器官人工骨人工骨第四十页，讲稿共四十一页哦 药物控制释放体系自组装药物控制系统自组装药物控制系统 (self-assembled drug (self-assembled drug delivery systems)delivery systems)是以具有环境响应性能和功是以具有环境响应性能和功能发现能力的智能高分子材料作为药物释放的能发现能力的智能高分子材料作为药物释放的载体的药物释放体系，并集传感、处理及执行载体的药物释放体系，并集传感、处理及执行功能于一体，对外界刺激可感知，并根据自反功能于一体，对外界刺激可感知，并根据自反馈作出响应，控制药物脉冲释放，需药时释放，馈作出响应，控制药物脉冲释放，需药时释放，不需要时停止释放，从而达到药物控制智能化不需要时停止释放，从而达到药物控制智能化的目的。这种系统即为高分子药物智能控释系的目的。这种系统即为高分子药物智能控释系统。统。第四十一页，讲稿共四十一页哦