可吸收高分子材料在植入产品中的应用及研发方向
夏毅然
（山东省药学科学院，济南250101）
1植入产品的定义
国家食品药品监督管理局《医疗器械分类规则》（局令第15号）第八条中对“植入器械”的定义为：任何借助外科手术，器械全部或者部分进入人体或自然腔道中；在手术过程结束后长期留在体内，或者这些器械部分留在体内至少30天以上。
我国已成为仅次于美国的世界第二大医疗器械市场，植入医疗器械属于第三类医疗器械的高端产品，是医疗器械产业中重要的产品门类。
2可植入材料分类及介绍
可植入人体的材料按材料种类可分为：金属材料、高分子材料、无机材料、复合材料、生物材料等。按材料与组织的相互作用关系可分为：可降解材料和非降解材料。
可降解材料是指在生物体内能被逐渐破坏（包括形态、结构破坏和性能蜕变），其降解产物能被机体吸收代谢、或自行分解而消失。在这个过程中，不应产生对人体有害的副产物。
对于体内可降解的高分子材料来言，一般分为天然与合成两大类。天然高分子材料包括明胶、甲壳素、透明质酸、纤维素等；合成高分子材料包括聚α-羟基酸、聚酸酐、聚原酸酯、聚磷腈等，其中聚α-羟基酸是目前可降解吸收材料领域研究和应用最为广泛的高分子材料。
2.1 天然高分子材料
2.1.1 明胶
没有固定的结构和相对分子量，由动物皮肤、骨、肌膜、肌魅等结缔组织中的胶原部分降解而成为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒；是一种无色无味，无挥发性、透明坚硬的非晶体物质，可溶于热水，不溶于冷水，但可以缓慢吸水膨胀软化，明胶可吸收相当于重量5-10倍的水。
2.1.2 甲壳素
甲壳素(Chitin)又名甲壳质、几丁质，化学名为(1,4)-2-乙酰胺-2-脱氧-β-D-葡聚糖，主要存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及菌类、藻类植物的细胞壁中。壳聚糖(Chitosan)是甲壳素脱乙酰基后的产物，是甲壳素最基本、最重要的衍生物。下图是甲壳素、壳聚糖分子结构示意图：
纯净的甲壳素和壳聚糖均为白色片状或粉状固体，常温下能稳定存在。因壳聚糖分子中带有游离氨基，在酸性溶液中易成盐，呈阳离子性质，是至今为止发现的唯一带阳离子电荷的碱性多糖，具有良好的抗菌止血作用。
2.1.3 透明质酸
透明质酸HA是由（1,3）-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡糖-（1,4）-O-β-D-葡糖醛酸双糖重复单位所组成的直链多聚糖，分子结构示意图如下：
HA对强酸、强碱、热、自由基及透明质酸酶敏感，容易发生降解等特性，限制了它用于制备对硬度、机械强度和稳定性有一定要求的生物材料。水分子通过氢键被固定在透明质酸分子形成的网络中，不易流失。研究表明，透明质酸能够吸附约为其本身重量1000倍的水分，是目前自然界中发现的保水性最好的天然物质。不过天然透明质酸在人体中的维持周期极短，因此一般采用物理或化学交联的方法来增加透明质酸抗酶解的能力，延长其在体内的保持时间。
2.1.4 纤维素
纤维素（Cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素与氧化剂发生化学反应，生成结构不同的氧化纤维素，具有良好的止血作用；经羧甲基化后得到的是羧甲基纤维素（CMC），其水溶液具有增稠、成膜等作用，在医学领域应用非常广泛。
2.2 合成高分子材料
在这一类高分子材料中，聚原酸酯、聚酸酐、聚磷酸酯等材料，表面溶蚀型降解材料，主要用于药物控释体系，在此不多介绍。聚α-羟基酸类材料具有良好的生物相容性和生物可降解性，是作为第一批被FDA批准用于临床的、也是迄今研究最广泛、应用最多的化学合成类可降解高分子材料。降解产物为乳酸和羟基乙酸，乳酸在体内最终以二氧化碳和水的形式排出。羟基乙酸可参与三羧酸循环或以尿的形式排出体外。
2.2.1聚羟基乙酸（PGA）
PGA，又称聚乙醇酸、聚乙交酯，是乙醇酸的聚合物，具有简单规整的线性分子结构，是简单的线性脂肪族聚酯，结晶度较高，一般为40% ~80%，不溶于常用的有机溶剂。分子结构示意图如下：
PGA具有良好的生物降解性和生物相容性，其降解产物为H2O和CO2。早在70年代，用其作为材料的缝合线既已商品化，目前已开发有骨折固定材料、人工血管和组织修复网架。
2.2.2 聚乳酸（PLA）
PLA，又称聚丙交酯，是以乳酸为单体得到的聚合物，热稳定性好，加工温度170～230°C，有良好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。分子结构示意图如下：
PLA具有良好的生物降解性和生物相容性，其降解产物为H2O和CO2。它是手性分子，存在两种立体异构体，有4种不同形态的聚合物，即PLLA、PDLA、D,L-PLA（PDLLA）以及meso-PLA。PLLA和PDLA是半结晶状高分子，机械强度好；D,L-PLA是无定型高分子，常用作药物控释载体。
2.2.3 羟基乙酸-乳酸共聚物（PLGA）
PLGA由乳酸和羟基乙酸聚合而成的非定型聚合物，其玻璃化温度在40-60 °C之间。纯的乳
酸或羟基乙酸聚合物比较难溶，与之不同的是，PLGA展现了更为广泛的溶解性，它能够溶解于更多更普遍的溶剂当中。分子结构示意图如下：
PLGA具有良好的生物相容性，降解产物是乳酸和羟基乙酸，同时也是人代谢途径的副产物，所当它应用在医药和生物材料中时不会有毒副作用。通过调整单体比例，可改变PLGA的降解时间。
2.4聚己内酯（PCL）
PCL由ε己内酯单体开环聚合而成，属于聚合型聚酯，其分子量与歧化度随起始物料的种类和用量不同而异。分子结构示意图如下：
PCL生物相容性很好，细胞可在其基架上正常生长，降解产物为H2O和CO2。因存在较长的疏水性亚甲基链段，故降解速度比PGA和PLA减慢得多。体内完全吸收和排除需要2-4年。
3 降解机制
可降解吸收高分子材料的降解主要为化学水解和酶解两大类，前者是化学反应，后者是生化反应。通过水解或者酶解反应，从而使高分子主链断裂，分子量逐渐变小，以致最终成为可被人体吸收的单体或代谢成H2O和CO2。
聚酯等大部分合成高分子材料以化学水解为主，降解速率主要受到主链官能团的控制。对于固体材料的降解有本体降解和表面溶蚀之分。如果材料的降解从表面开始，一层一层的被剥离，则为表面溶蚀型；如果实心材料的内外同时降解，则为本体降解。聚乳酸为本体降解，因为疏水性不够强。聚酸酐等材料表面疏水性极强，导致其表面的降解速率明显大于水扩散到其内部的速率，为典型的表面溶蚀。
天然高分子材料则以酶解为主，降解速率主要受酶的类型、浓度以及材料的序列的影响。
4 应用现状及研发方向
随着人类生活质量的提高，世界各国对各种医用产品的需求越来越大，市场前景广阔，植入医疗器械产业在世界各国尤其是发达国家颇受重视。近年来，越来越多的可吸收产品被开发出来并成功的应用于人体。
4.1 生物可吸收血管支架
血管支架是指在管腔球囊扩张成形的基础上，在病变段置入内支架以达到支撑狭窄闭塞段，减少血管弹性回缩及再塑形，保持血流通畅的目的。完全生物可吸收支架研究最多的是冠脉支架，被称为冠脉介入的“第四次革命”，将有可能主导未来10年的冠脉支架市场。
用于可吸收支架的可降解高分子材料主要有聚乳酸、聚羟基乙酸、羟基乙酸-乳酸共聚物、乳酸-己内酯共聚物、聚氨酯等，降解时间从可几个月到三年以上。
4.1.1 目前已上市及处于临床研究阶段的产品
1）Absorb药物洗脱生物可吸收血管支架（ABBOTT Vascular），于2011年获得CE认证，2012年开始在全球30多个国家正式销售，是首个已上市的生物可吸收药物洗脱支架，其工作原理与金属支架相似，即通过恢复血流量发挥作用，用于治疗冠状动脉疾病（CAD）。该产品以PLLA 为支架材料，以带依维莫司Everolimus的PDLLA为支架内层构成。主要通过化学水解作用降解，降解产物被巨噬细胞吞噬，完全降解时间约2～3年。
2）DESolve 生物可吸收支架（Elixir Medical），处于临床试验研究阶段。以PLLA为支架材料，含有两种新型抗增殖药物（Novolimus和Myolimus）作为涂层，完全降解时间约2～3年。
3）IDEAL生物可吸收支架（Bioabsorbable Therapeutics,Inc），处于临床前研究阶段。以含有水杨酸的聚酸酐为骨架，带有西罗莫司(Sirolimus)涂层。
4）REV A和ReZolve生物可吸收支架（REV A Medical），处于临床研究阶段。以酪氨酸类聚碳酸酯为骨架材料，带有西罗莫司(Sirolimus)涂层，并采用新颖的独特滑行、螺旋锁设计，从而具有更强的径向支撑力，减少了支架的急性回缩率。完全降解时间约18～24个月。
5）Igaki-Tamai支架( Kyoto Medical Planning Co. Ltd．），是第一个应用于人体的完全可降解支架，2007年获CE认证，仅在欧洲获准用于外周血管的介入治疗，用于心血管的临床试验仍在进行之中。该产品以PLLA为骨架材料，没有药物涂层，完全降解时间约2～3年。
4.1.2 研发前景
当前，生物可降解支架在临床中的应用仍被限制，仅仅用于简单的冠状动脉病变。随着未来临床试验的不断进行，生物可降解支架的有效性及安全性将得到系统的评价，使其能广泛应用于临床治疗。就目前的研究结果看，以下问题有待于解决：
1）改善支架强度，提高径向支撑力。
2）减轻局部炎症反应。
3）降低亚急性期和晚期的血栓形成率。
在材料方面，PLA尽管具有良好的生物相容性，但降解后的乳酸会刺激局部血管引起炎症反应。可考虑采用己内酯、三亚甲基碳酸酯等进行共聚改性，降低羧基含量；或者引入碱性基团改性聚合物，以中和聚乳酸降解产物。一些新的聚合物的应用如酪氨酸衍生的聚碳酸酯、水杨酸基聚酐和聚氨酯化合物等，可改进支架的机械性能。
4.2 面部注射填充类产品
随着年龄的增长，皮肤中的透明质酸含量逐渐减少，导致真皮脱水，皱纹加深，失去弹性。用于面部注射填充的可吸收材料主要包括：透明质酸、羟基磷灰石钙、肉毒素、聚乳酸等。
4.2.1 交联透明质酸
由于天然透明质酸在人体中的维持周期极短，不能保证填充修饰的长期效果，因此一般采用物理或化学交联的方法来增加透明质酸抗酶解的能力，延长其在体内的保持时间。通常采用的交联剂有BDDE和DVS。
国外通常把透明质酸皮肤填充剂按物态来分，分为单相和双相。双相的产品是由交联透明质酸凝胶颗粒和非交联透明质酸溶液组成（凝胶颗粒状和液体状），单相的产品通常就是单一的交联透明质酸凝胶（液体状）。
有代表性的国外产品如美国Genzyme公司的Hylaform系列，采用DVS交联剂，为双相产品；瑞典Q-Med公司的Restylane/ Perlane系列产品，采用BDDE交联剂，为双相产品。而且这两个公司的产品后续都增加了含0.3%利多卡因的规格。德国Adoderm公司的Varioderm系列产品，采用DVS交联剂，交联度高达70-90%，为单相产品。
国内产品目前也有十几个品牌上市，体内存留时间一般为6-12个月。CFDA批准的适应症均为“面部真皮组织中层至深层注射以纠正中重度鼻唇沟皱纹”。与国内不同的是，FDA对某些型号的产品增加了“21岁以上的患者粘膜下层的注射丰唇”。
4.2.2聚乳酸微球
法国Sanofi-Aventis公司生产的Sculptra，主要成分为聚PLLA，2009年获美国FDA批准用于改善脸部皱纹。它是由PLLA微球、羧甲基纤维素、甘露醇组成，使用前加入无菌水形成悬浮液后使用，体内存留时间可达2年。其缺点是使用时溶解相对较慢，注射后有可能会出现皮下结节。
通过在PLLA上引入聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇，形成嵌段共聚物。聚乙二醇类亲水性好，制成微粒后，裸露在微粒表面的聚乙二醇基团会与水亲和，降低表面张力，可防止加工过程中漂浮于水相表面而分散不均。植入人体后亲水性增加，有利于细胞粘附增殖，使微粒不易迁移或聚
集，降低炎症反应级别和发生几率。
4.3 可吸收疝修补产品
传统的小孔径补片因补片较坚硬，术后腹壁的顺应性受限，增加病人异物感。因此可吸收补片和部分吸收的复合补片成为研究趋势。
4.3.1可吸收补片
这类补片主要是PGA和PLGA网片，3个月左右可被完全吸收。临床上最早报道用于修补受伤的脾和肾。此类材料不能单独作为腹部疝的永久性修补材料，可作为腹膜缺损修补材料和有污染创面的腹部切口疝缺损的暂时性修补材料，可以在不引起并发症的情况下临时恢复腹壁连续性，帮助患者度过疾病危险期，再用不可吸收的补片进行二期修补。目前已上市产品有：Dexon 补片（PGA）和Vicryl补片(PLGA）。
4.3.2 可吸收复合补片
这类材料的设计是以聚丙烯网为骨架，然后在其网状结构的表面通过编织或化学结合的方法添加可吸收的生物材料。其目的是减少异物（聚丙烯）的用量，提高补片的柔软度和重量。补片上的可吸收材料一般在体内2周内开始降解，随后补片的骨架网被间皮层覆盖。目前国际市场应用的可吸收材料复合型补片主要有以下几种：
1）Parietex（SOFRADIM PRODUCTION）补片：由多股聚酯纤维与纯化的氧化胶原蛋白I 组成，以可吸收、防粘连聚乙二醇和甘油覆盖。
2）Proceed Surgical mesh（Ethicon,Inc）补片：具有4层结构，有聚丙烯网片嵌入到两层可吸收的聚对二氧环己酮(PDS)，下方再加一层可吸收的氧化再生纤维素膜。该补片在植入后14天内开始裂解，6个月左右完全吸收。
3）Sepramesh IP（Genzyme Biosurgery）由两层结构组成，一层是大孔径的聚丙烯，另一层是PGA，在PGA表面覆盖含有透明质酸钠、羟甲基纤维素和聚乙二醇的水凝胶。该补片可吸收聚合物层的可吸收成分在48小时后变成胶样物，但仍然在补片上存留约7天，在28天后完全吸收。
新的可吸收修补材料发展方向是需要同时具有轻量型补片的大孔径结构，又具有良好的生物相容性、可吸收性和力学性能可控性。
4.4 可吸收结扎夹
最早用于外科临床结扎的为可吸收性缝线，继之出现了缝合钉、结扎夹等。可吸收性的结扎夹的应用较传统的金属夹显示了较大的优越性并得到了充分的肯定。
目前已上市的国外产品主要有强生公司的可吸收生物夹，是由聚对二氧环己铜（PPDO）制成的V型夹，完全降解时间约为180天；泰科公司的Lapro-ClipTM可吸收结扎夹，是双层结构，内层为PGA和三亚甲基碳酸酯的共聚物，降解时间约为90天，外层材料为聚甘醇酸，降解时间约为180天。国内目前只有一家上市的产品，双层结构，内层为PPDO，外层为聚甘醇酸，降解时间约为180天。
可吸收止血结扎夹是未来这类产品的趋势，也是目前的研究热点及研发方向。目前急需解决的是产品的原料制备问题及产品结构的优化。
4.5 骨科植入物
在骨科领域，由于严重创伤、骨肿瘤、骨髓炎等多种原因所致的骨缺损十分常见。在许多情形下，人体骨并不能实现自身修复，例如骨组织坏死、骨关节创伤，人工骨替代材料修复骨缺损成为医学重点。人工合成的聚合物可以准确地控制其分子量、降解时间以及其它性能，但却没有天然材料所包含的许多生物信息（如某些特定的氨基酸序列），使其不能与细胞发挥理想的相互作用。
目前已上市的聚乳酸类骨科植入物主要有芬兰Bioretec公司的可吸收骨接合植入物，是由聚（L乳酸-羟基乙酸）制成，用于骨折固定、骨移植等；芬兰Inion公司的可吸收骨内固定系统，
由聚（L乳酸-DL乳酸），聚（L-乳酸，三亚甲基碳酸酯）制成，包括骨板、螺钉和接骨棒等；美国Biomet Microfixation公司的可吸收骨内固定体，用于中面部或颅面部骨骼重塑；美国Codman & Shurtleff公司的可吸收固定系统Craniosorb，由PDLA，PCL，聚对二氧环己酮PPDO，PLLA 制成，用于颅面骨的重建及固定。
随着组织工程学的发展，人们对人工骨的研发方向主要有：
1）生物活性物质的来源及其快速稳定的体外培养增殖。
2）基质材料的生物力学强度，降解率及其与生物活性物质的亲和力。
3）将控释系统引入基质材料，使基质材料负载的生长因子持续释放，利于细胞的生长和分化，发挥其最佳的成骨能力。
4.6 神经导管
针对外周神经缺损，使用可吸收人工神经导管进行桥接，可避免自体神经移植。另外，导管可以起到保护作用，预防神经瘤形成和纤维组织内生。用于人工神经导管的材料主要包括聚乳酸、聚乙醇酸、壳聚糖等。
Synovis Micro Companies Alliance, Inc生产的可吸收神经套接管GEM Neurotube，于1999年被美国FDA批准上市并运用于临床，是由PGA制成的网状管，管壁呈波纹状。该产品通过水解过程可在3-6个月内被人体吸收，用于修复指神经缺损和恢复感觉功能神经的缺损。
Polyganics BV公司生产的NEUROLAC? Nerve guide，2003年获得美国FDA批准，2004年获得欧盟CE认证，是由PDLLA- PCL共聚物制成的导管。用于缺损2cm内外周神经的重建。
神经导管的进一步研发方向是促进神经细胞的再生，解决神经缺损较大的情况下的修复问题。加入生长因子，如何保持活性、使其可以在一定时间内缓慢释放是其中的难点；另外，如何把材料成型为最适合的形状且具有致密光滑的内表面、多空半透的管壁，也将是研究的重点。4.7 尿失禁填充物
Salix制药公司生产的Deflux，主要成分是以透明质酸为载体的右旋糖苷微球体，球体直径为80μm~200μm，可在内镜下在输尿管膀胱交界进行注射治疗压力性尿失禁。该产品于2014年获得FDA的批准用于治疗压力性尿失禁。透明质酸降解后，糖苷微球体停留在原位3~4年或更长时间。对于治疗压力性尿失禁，临床证明85%的病人得到治愈或显著改善。
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医用高分子材料 １
摘要：随着高分子材料在社会的各个领域的广泛应用，尤其是在航天工程、医学等领域的应用。功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词：医用高分子材料人工人体器官对人类健康的促进相容性 前言： 现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着 极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外,医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料。 医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,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。医用高分子材料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 一、医用高分子材料的概念及简介 医用高分子材料是依据高分子材料的某些特性及特征，如其本身是惰性的，不参与药的作用，能只起增稠、表面活性、崩解、粘合、赋形、润滑和包装等特效，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，用它制造成能有医学价值的产品。医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,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。然而，医用高分子材料是一类根据医学的需求来研制与生物体结构相适应的、在医疗上使用的材 ２
医用高分子常用材料 学校名称：华南农业大学 院系名称：材料与能源学院 时间：2017年2月27日
3.结构与性能 3.3 常用材料 1.硅橡胶 硅橡胶是一种以Si-O-Si为主链的直链状高分子量的聚有机硅氧烷为基础，添加某些特定组分，按照一定的工艺要求加工后，制成具有一定强度和伸长率的橡胶态弹性体。 硅橡胶具有良好的生物相容性、血液相容性及组织相容性，植入体内无毒副反应，易于成型加工、适于做成各种形状的管、片、制品，是目前医用高分子材料中应用最广、能基本满足不同使用要求的一类主要材料。 具体应用有：静脉插管、透析管、导尿管、胸腔引流管、输血、输液管以及主要的医疗整容整形材料。 2.聚乳酸 聚乳酸是以乳酸或丙交酯为单体化学合成的一类聚合物，属于生物降解的热塑性聚酯，具有无毒、无刺激、良好的生物相容性、可生物分解吸收、强度高、可塑性加工成型的合成类生物降解高分子材料。 其降解产物是乳酸、CO2和H2O。经FDA批准可用作手术缝合线、注射用微胶囊、微球及埋置剂等制药的材料。u=3351883538,102612699&fm=21&gp=0 3.聚氨酯 聚氨酯是指高分子主链上含有氨基甲酸酯基团的聚合物，简称PU，是由异氰酸酯和羟基或氨基化合物通过逐步聚合反应制成的，其分子链由软段和硬段组成。聚氨酯具有一个主要的物理结构特征是微相分离结构，其微相分离表面结构与生物膜相似。 由于存在着不同表面自由能分布状态，改进了材料对血清蛋白的吸附力，抑
制血小板黏附，具有良好的生物相容性和血液相容性。目前医用聚氨酯被用于人工心脏、心血导管、血管涂层、人工瓣膜等领域。 参考文献 [1] 李小静，张东慧，张瑾，等.医用高分子材料应用五大新趋势[J].CPRJ中国塑料橡胶，2016 [2]杂志社学术部，医用高分子材料的临床应用:现状和发展趋势.中国组织工程研究与临床康复，2010，14（8）
论光功能高分子材料的研究发展及应用综述 吴俊杰 化工081班 前言：光功能高分子材料研究是光化学和光物理科学的重要组成部分，近年来随着现代科学技术的发展，光功能高分子材料研究在功能材料领域占有越来越重要的地位，光功能高分子材料日益受到重视。光功能高分子材料的应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,正在快速发展之中，光功能高分子材料研究与应用也将越来越广。 1光功能高分子材料及分类 光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料。 表1 光功能高分子材料的分类 剂等构成。 光致抗蚀剂：主要包括正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂等。 高分子光稳定剂：主要包括光屏蔽剂、激发态狙灭剂抗氧剂和聚合型光稳定剂等。 光致变色高分子材料：主要包括含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物、含偶氮苯的光致变色高分子和含螺苯并吡喃结构的光致变色高分子等。 光导电高分子材料：由光导电聚合物材料构成。
2光功能高分子材料的类别和应用 表2 光功能高分子材料的类别和应用 3光功能高分子材料的发展概况 1954年,美国柯达公司的Minsk等人开发出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸酯,并成功应用于印刷制版。而现在光功能高分子材料应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,发展之势方兴未艾。 光功能高分子材料能够对光能进行传输、吸收、储存、转换．塑料光导纤维是利用高分子的光曲线传播性而制成的非线性光学元件。塑料光纤一般以有机玻璃为芯材，以含氟透明树脂为皮层，用柔软的有机硅树脂进行一次包覆，然后用硬质高分子材料进行二次包覆。有机玻璃、含氟透明树脂、有机硅树脂都是高分子材料，芯材有高折光率，皮层为低折光率材料。光纤的直径范围为几十到约1000微米，光纤在光纤芯内通过反复反射而向前传输，由于塑料光纤在目前传输损耗仍较高，主要应用于飞机、舰船和汽车内部的短距离光通信系统。此外，还应用于光纤显示器、图像的缩小和放大、火焰及高温监视器、光开关、巨点折象器、阅读穿孔卡片、道路标志和装饰照明等。近来，对有机玻璃采用重氢化技术，已使塑料光纤的传输损耗有所降低，为较长距离应用创造了条件。 以高性能有机玻璃或聚碳酸酯透明塑料的高分子材料为基材制成的光盘，是80年代新开发成功的先进信息、记录、储存元件，适应了激光技术的发展和对大容量、高信息密
200810230129 许莎莎08材化(一)班(材料合成与加工课程论文) 高分子材料在各领域的应用及前景 1高分子材料的发展现状与趋势 高分子材料作为一种重要的材料, 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说, 人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。鉴于此, 我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向：工程塑料，复合材料，液晶高分子材料，高分子分离材料，生物医用高分子材料。近年来,随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进?步的发展, 高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃,并取得了重大突破。 2 高分子材料各领域的应用 （1）高分子材料在机械工业中的应用 高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛, “以塑代钢”、
“塑代铁”成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究拓宽了材料选用范围,使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体，聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出, 在某些有机溶剂如煤油、砂浆混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板, 广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 对金属的同比磨耗量比尼龙小, 用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性, 其摩擦系数和磨耗量更小, 由于其良好的机械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属, 还能取代铸铁和钢冲压件。 2 高分子材料在燃料电池中的应用 高分子电解质膜的厚度会对电池性能产生很大的影响, 减薄膜的厚度可大幅度降低电池内阻, 获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换 膜的大分子主链骨架结构有很好的机械强度和化学耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是电池运转时保水率降低, 又要影响电解质膜的导电性, 所以要对反应气体进行增湿处理。高分子电解质膜的加湿技术, 保证了膜的优良导电性, 也带来电池尺寸变大增大左右、系统复杂化以及低温环境下水的管理等问题。PEFC的发展离不开新材料的发现及其在燃料电池中的应用, 今后随着高性能、低成木的高分子材料开发研究, 有希望促进实现商业应用, 成为
功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料，如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料；功能高分子；功能材料； Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords：high polymer materials; functional polymer; functional Materials;
医用高分子材料的应 用
医用高分子材料的应用 1概述 医用高分子材料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合成高分子材料，可以利用聚合的方法进行制备，是生物医用材料的重要组成之一。由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质，以满足不同的需求，耐生物老化，作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型，原料易得，便于消毒灭菌，因此受到人们普遍关注，已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。目前全世界应用的有90多个品种，西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%～20%的速度增长。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求，我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。 2种类和应用 2.1与血液接触的高分子材料 与血液接触的高分子材料是指用来制造人工血管、人工心脏血囊、人工心瓣膜、人工肺等的生物医用材料，要求这种材料要有良好的抗凝血性、抗细菌粘附性，即在材料表面不产生血栓、不引起血小板变形，不发生以生物材料为中心的感染。此外，还要求它具有与人体血管相似的弹性和延展性以及良好的耐疲劳性等。人工血管用材料有尼龙、聚酯、聚四氟乙烯、聚丙烯及聚氨酯等。人工心脏材料多用聚醚氨酯和硅橡胶等。人工肺则多用聚四氟乙烯、硅橡胶、超薄聚(涂在多孔PP膜上)、超薄乙基纤维(涂在PE无纺布或多孔PP膜上)等材料。人工肾用材料除要求具备良好的血液相容性外，还要求材料具有足够的湿态强度、有适宜的超滤渗透性等，可充当这一使命的材料有乙酸纤维素、铜氨再生纤维素、尼龙、聚砜及聚醚砜等。 2.2组织工程用高分子材料 组织工程学是近十年来新兴的一门交叉学科，它是应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常和病理的哺乳类组织的结构-功能关系，以及研制生物代用品以恢复、维持或改善其功能的一门科学。细胞大规模培养技术的日臻成熟和生物相容性材料的开发与研究,使得创造由活细胞和生物相容性材料组成的人造生物组织或器官成为可能。生物相容性材料的开发是组织工程核心技术之
医用高分子材料 高分子材料科学与工程，高材1006班，王中伟，20100221276 摘要：随着高分子材料在社会的各个领域的广泛应用，尤其是在航天工程、医学等领域的应用。功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词：医用高分子材料人工人体器官对人类健康的促进相容性 前言：现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外, 医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料．医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,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。医用高分子材料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。 正文： 一、医用高分子材料的概念及简介：医用高分子材料是依据高分子材料的某些特性及特征， 如其本身是惰性的，不参与药的作用，能只起增稠、表面活性、崩解、粘合、赋形、润滑和包装等特效，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，用它制造成能有医学价值的产品。医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,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。然而，医用高分子材料是一类根据医学的需求
1 解析：真毛皮含有蛋白质，焚烧时有烧焦羽毛的味道，而人造皮毛不含蛋白质，焚烧时 则没有烧焦羽毛的味道，所以 B 选项错误。 答案：B 解析：尿不湿之所以具有强的吸水性，是因为其中添加了高吸水性树脂。 答案：D 4.高吸水性树脂中含有羧基和羟基等基团，这些基团属于 B .强憎水基团 D.不属于任何基团 解析：羧基和羟基等基团属于强亲水基团。 答案：A 5.牛筋底鞋底耐磨性好而且坚固耐用富有弹性。而牛筋底一般用两种材料制成，这两 种材料是（ ） 主题4认识生活中的材料 课题5几种高分子材料的应用 课堂演练当堂达标 1.下列物质不属于高分子化合物的是 （ ） A. G0H22 A .纤维素 B.蛋白质 C.聚乙烯 答案：A 2. 人造毛皮越来越以假乱真，下列关于真假毛皮的说法不正确的是 A. 真毛皮的主要成分是蛋白质 B . 焚烧人造毛皮和真毛皮都有烧焦羽毛的味道 C . 人造毛皮和真毛皮的成分不同 D . 聚氨酯树脂可用于生产人造毛皮 3. 尿不湿之所以具有强的吸水性是因为 （ ） A. 其成分是滤纸 B. 其中有烧碱等易潮解物质 C. 其中有氯化钙等吸水剂 D. 其中添加了高吸水性树脂 A 强亲水基团 C.酸根 A. 聚四氟乙烯和玻璃钢 B. 热塑性丁苯橡胶和聚氨酯塑料 C. 乙丙橡胶和聚四氟乙烯 D. 聚甲基丙烯酸甲酯和顺丁橡胶
2 解析：电脑中的光盘盘片原料采用聚甲基丙烯酸甲酯或透明的聚酯; 高分子材料等制成；尿素不属于高分子材料；橡胶属于高分子材料，故选择 答案：C 3.为配合“限塑令”的有效推行，许多地区采取了免费发放无纺布袋的措施，已知生 产无纺布的主要原料为：聚丙烯、聚酯和粘胶等。下列有关说法不正确的是 解析：生产无纺布的原料中聚丙烯、聚酯属于合成材料。A. 大部分塑料在自然环境中很难降解 B . 使用无纺布袋有利于减少“白色污染” C . 生产无纺布与棉布的原料都是天然纤维 D . 聚丙烯、聚酯都属于合成材料 答案：B 6. 丁苯橡胶是以丁二烯和另一种材料为单体发生聚合反应而制得的, 这种材料是（ ） A.苯乙烯 B .丙烯 C.乙烯 D.甲醛 解析：丁苯橡胶的结构为: —CH>—C H=CH —C H 少一(H —「H i 可知其单体为1, 3 丁二烯CH 2===C — CH===C 和苯乙烯。 答案：A 课后作业知能强化 1.与聚乙烯的制作工艺类似，可以将四氟乙烯进行加聚反应而得到一种特别好的高分 子材料，这种材料的性质特别稳定，所以被称为 （ ） A.国防金属 B .尿不湿 C.橡胶王 D.塑料王 解析：由于聚四氟乙烯具有特殊的化学稳定性， 能够耐强酸、强碱甚至“王水”的腐蚀, 既耐高温又耐低温，绝缘性好而且在水中也不会浸湿或膨胀，所以被称作是塑料王。 答案：D 2. 下列用途中与高分子材料无关的是 （ ） A. 电脑中的光盘 B. 录音机中的磁带 C. 庄稼施加尿素以补充氮肥 D. 氟橡胶制造火箭衬里 录音机中的磁带用 C 项。
第三章功能高分子材料 3．1 概述 功能高分子是高分子化学的一个重要领域，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。 3．1．1 功能高分子材料的概念和分类 高分子材料按其使用性能可以分为结构高分子材料和功能高分子材料，结构高分子材料具有较高的比刚度和比强度，可以代替金属作为结构材料，如我们熟知的工程塑料和聚合物基复合材料。 对功能高分子材料，目前尚未有明确的定义，一般认为是指
除了具有一定的力学功能之外还具有特定功能（如导电性、光敏性、化学性和生物活性等）的高分子材料，所谓材料的功能，从根本上说，是指向材料输入某种能量，经过材料的传输转换等过程，再向外界输出的一种作用。材料的这种作用与材料分子中具有的特殊功能的基团和分子结构分不开的。 请注意，不可将功能高分子和功能高分子材料混为一谈，这两者是有明显区别的。功能高分子材料从组成和结构上可以分为结构型和复合型两大类。结构型功能高分子材料是指在高分子链中具有特定功能基团的高分子材料，这种材料所表现的特定功能是由高分子本身的因素决定的。构成结构型功能高分子材料中的高分子叫功能高分子，而复合型功能高分子材料，是指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能（如导电、导磁）的其它材料进行复合而制得的功能高分子材料，这种材料的特殊功能不是由高分子本身提供的。 功能高分子材料涉及范围广、品种繁多，还未有统一的分类方法，一般按其使用功能来分类，大致可以分为以下几类：（1）化学功能高分子材料 主要包括离子交换树脂，高分子催化剂、高分子试剂、螯合树脂、高分子絮凝剂和高吸水性树脂等。
高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍 高分子材料是门内容广泛，与其他许多学科交叉渗透，相互关联的综合性新兴学科随着社会的发展，普通的材料已经不能满足需求，高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛，应用的方面也越来越多，越来越广！下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍！ 一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍，其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知，荷叶表面的水可以聚成水珠，不会粘在荷叶上，从这个出发研究荷叶的结构从而得到防水防尘方面的启发！ 荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”，“山包”上长满绒毛，好像山上密密的植被，“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”的凹陷处充满了空气，这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说，无异于庞然大物，于是，当雨水和灰尘降落时，隔着一层纳米空气，它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触，无法进一步“入侵”。水形成水珠，滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构，不仅有利于它自洁，还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害！ 对于这方面我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国Sto 上市公司下属ISPO 公司，根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果，经过3 年研究工作，成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中，开发了微结构有机硅乳胶漆，即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功能 但是荷叶的防水防尘功能是有限的，我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进，用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料！荷叶只是一个列子，只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能！ 1防水方面 世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆虽然这2种方法能起到防水作用但是作用远远没有高分子的作用好台湾一流的防水中心｛张百兴张凯然｝在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水！
高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、、高分子涂料和高分子基复合材料等。①橡胶是一类线型柔性。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和两种。②高分子纤维分为天然和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和。④高分子胶粘剂是以合成为主体制成的。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为涂料、天然树脂涂料和。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。⑦。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子和医用、等。高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。 按高分子主链结构分类 ①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如：PP、PE、PVC②杂链高聚物：分子主链由C、O、N等原子构成。如：聚、聚酯③元素有机高聚物：分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：硅橡胶 新型高分子材料 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、和涂料等。其中，被称为现代高分子的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和所无法取代的优点而获得迅速的发展，但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质，即所谓的通用高分子，它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 高分子分离膜 是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或差为动力，使混合物、液体混合物或、无机物的等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如，利用交换膜电解可减少污染、节约能源：利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小；利用从中富集氧可大大提高回收率等。
医用高分子材料及其应用 摘要：医用高分子材料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合成高分子材料，可以利用聚合的方法进行制备，是生物医用材料的重要组成之一。本文主要介绍了医用高分子材料的类别以及它们在不同要求下如何被选择。 关键词：医用，高分子材料，应用 Medical polymer materials and its application Xia Yun(College high polymer materials 0902) Abstract:Medical polymer materials is a kind of organisms can repair alternative and renewable organization, has special functions synthesis of polymer materials, can use the method of polymerization preparation, is an important component of biomedical materials one of this article mainly introduced the medical polymer materials and their requirements in different categories how to be a choice. Key Words: medical, polymer materials, application 前言 生物医用材料是研究开发人工器官和医疗器械的基础,已成为材料学科中的一个 重要分支和各国材料科学家竞相研究和开发的热点, 目前的研究重点是在保证 生物安全性的前提下寻找多功能的生物医用材料[1] 。由于医用高分子材料可以 通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质，以满足不同的需求，
应用广泛的高分子材料 功能高分子材料 【学习目标】 1、了解常见功能高分子材料的成分及优异性能，了解“三大合成材料”的结构、性能和用途； 2、了解功能高分子材料在人类生产、生活中的重要应用，了解治理“白色污染”的途径和方法； 3、了解各类功能高分子材料的优异性能及其在高科技领域中的应用； 4、以合成高分子化合物的背景，了解有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。 合成材料品种很多，按用途和性能可分为合成高分子材料（包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等）；功能高分子材料（包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等）和复合材料。其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛。 【要点梳理】 要点一、塑料【应用广泛的高分子材料 功能高分子材料#应用广泛的高分子材料 功能高分子材料】 1．塑料的成分。 塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。在塑料的组成中除了合成树脂外，还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如，提高柔韧性的增塑剂，改进耐热性的热稳定剂，防止塑料老化的防老化剂，赋予塑料颜色的着色剂等。 3．几种重要的塑料的性质。 （1）聚乙烯塑料的性质。 ①聚乙烯塑料无嗅、无毒、具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达－ 100℃；化学稳定性好，能耐大多数酸、碱的腐蚀；常温下不溶于一般溶剂，吸水性小；电绝缘性能优良。 ②聚乙烯塑料品种很多，应用广泛，主要有：薄膜（低密度聚乙烯，有良好的透明度和一定的抗拉强度）用于各种食品、医药、衣物、化肥等的包装；中空制品（高密度聚乙烯，强度较高）用于塑制各种瓶、桶、罐、槽等容器；管板材（高密度聚乙烯）用于铺设地下管道和建筑材料；纤维（线型低密度聚乙烯）用于生产渔网绳索；包覆材料，用做包覆电缆、电线的高频绝缘材料。 （2）酚醛树脂。 ①酚醛树脂是用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。 ②酚醛树脂属于热固性塑料，体型酚醛树脂受热后都不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。 ③酚醛树脂主要用做绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。 要点二、合成纤维【应用广泛的高分子材料 功能高分子材料#合成纤维】 1．化学纤维是人造纤维和合成纤维的统称。 天然纤维：如棉花、羊毛、麻等 化学纤维： 人造纤维：如黏胶纤维 合成纤维：如“六大纶”、光导纤维等 纤维
刘熙高分子092班 5701109065 生活中的高分子材料 ——医用高分子材料 摘要：我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官,增进或恢复其功能的高分子材料。医用高分子材料属于一种特殊的功能高分子材料，通常用于对生物体进行诊断、治疗、以及替换或修复、合成或再生损伤组织和器官，具有延长病人生命、提高病人生存质量等作用。 关键词：生物医用高分子材料 科技关爱健康，医用高分子材料的应运而生是医疗技术发展史上的一次飞跃。高分子材料充分体现了人类智慧，是人类科学技术的重要科技进步成果之一。高分子材料：macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 而医用高分子材料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合成高分子材料, 可以利用聚合的方法进行制备, 是生物医用材料的重要组成之一。由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质, 以满足不同的需求, 耐生物老化, 作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能, 易加工成型, 原料易得, 便于消毒灭菌, 因此受到人们普遍关注, 已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种, 近年来发展需求量增长十分迅速。目前全世界应用的90多个品种, 西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%～20%的速度增长。以美国为例, 每年有数以百万计的人患有各种组织、器官的丧失或功能障碍, 需进800万次手术进行修复, 年耗资超过400亿美元, 器官衰竭和组织缺损所需治疗费占整个医疗费用的一半。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求, 我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。
生物医用高分子材料 摘要：简述了对功能高分子材料的认识，功能高分子材料的特征和功能高分子材料的分类，接着重点写生物医用高分子的发展前景和趋势，对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词：功能高分子材料，生物医用高分子材料。 功能高分子材料 功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10％以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50％ 所谓功能性高分子材料，一般是指具有某种特别的功能或者是能在某种特殊环境下使用的高分子材料，但这是相对于一般用途的通用高分子材料而言。这一定义只是一个概括，不一定很确切，较多的人认为所谓功能性高分子材料是指具有物质能量和信息的传递、转换和贮存作用的高分子材料及其复合材料。如有光电、热电、压电、声电、化学转换等功能的一些高分子化合物。可以看出，这是一类范围相当大、用途相当广、品种相当多，而又是在生活、生产活动中经常遇见的一类高分子材料。 功能高分子材料按照功能特性通常可分成以下几类： （1）分离材料和化学功能材料；（2）电磁功能高分子材料；（3）光功能高分子材料；（4）生物医用高分子材料。功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。 随着时代的发展，在医学领域中越来越迫切地需要开发出能应用于医疗的各种新型材料，经多年的研究已发现有多种高分子化合物可以符合医用要求，我们也把它归属于功能性高分子材料。 一般归纳起来医用高分子材料应符合下列要求： 1、化学稳定性好，在人体接触部分不能发生影响而变化； 2、组织相容性好，在人体内不发生炎症和排异反应； 3、不会致癌变；
学号 密级 兰州城市学院学生论文生物医用高分子材料 学院名称：化学与环境科学学院 专业名称：化学教育 学生姓名： 指导教师： 二○一四年一月
生物医用高分子材料 作者* （兰州城市学院化学与环境科学学院, 兰州730070） 摘要：随着人民生活水平的提高和现代医学的发展，生物医用高分子材料日益重要，在医疗费用中的比重也十分突出。近几年来,由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展,生物医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 关键词：生物医用高分子材料；基础研究；合成；医疗器械 引言 医用高分子是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。医用高分子材料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[1]。 1.医用高分子材料发展的4个阶段 第1阶段：时间大约是7千年前至19世纪中叶，是被动地使用天然高分子材料阶段。这一时期的高分子材料有，大漆及其制品、蚕丝及织物、麻、棉、羊皮、羊毛、纸、桐油等。
第2阶段：从19世纪中页到20世纪20年代，是对天然高分子材料进行化学改性，从而研制新材料阶段。在这阶段中，人类首次研制出合成高分子材料(酚醛树脂)。这一时期的高分子材料有，硫化橡胶，赛璐珞(硝基纤维素脂)、硝基纤维素酯，人造丝、纤维素粘胶丝、酚醛树脂清漆和电木等。 第3阶段：20世纪30年代至60年代，是人类大量研制新合成高分子材料阶段。在这一阶段，“高分子科学”概念已经诞生，大批高分子化学家投入到新聚合物的合成和新材料开发的研究领域。从而导致了至今天仍有重要意义的大批通用高分子材料的诞生。例如顺丁、丁苯、丁纳等合成橡胶的出现；尼龙66、聚酯(PET)、聚丙烯腈等合成纤维的出现；聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、有机硅、有机氟、杂环高分子等塑料和树脂的出现。 第4阶段：从20世纪60年代至今，是人类对高分子材料大普及、大扩展阶段。在这个阶段，人类对上述聚合物的使用更加合理，聚合物生产的价格更为低廉，从而使高分子材料渗透到国民经济及人类生活的各个方面，使高分子材料成为了人类社会继金属材料，无机材料之后的第3大材料[2]。 2.医用高分子的现状 2.1医用高分子材料的目前需求 人的健康长寿依赖于医学的发展。现代医学的进步已经越来越依赖于生物材料和器械的发展, 没有医用材料的医学诊断和治疗在现代医学中几乎是不可想象的。目前全球大量用于医疗器械的生物医学材料主要有20 种,其中医用高分子12 种,金属4 种,陶瓷2 种,其他2 种。利用现有的生物医学材料已开发应用的医用植入体、人工器官等近300种,主要包括:起搏器、心脏瓣膜、人工关节、骨板、骨螺钉、缝线、牙种植体,以及药物和生物活性物质控释载体等。近年来,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10 %～20 %的速度增长 ,而国内也以20 %左右的速度迅速增长。随着现代科学技术的发展,尤其是生物技术的重大突破,生物材料的应用将更加广泛,需求量也随之越来越大。生物医用材料产业发展如此迅猛,主要动力来自于人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展[3]。生物材料的研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划,并迅
摘要 本文简述了生物医用高分子材料发展的历史；着重指出生物医用高分子材料所需要的性能要求，并且根据其特征进行分类；详细描述了人工器官、治疗器具的主要材料和用途，探讨对于生物医用高分子重要性的认识；最后对于其发展前景和产业化趋势做出简要点评。 关键词：生物医用高分子材料，性能分类，人工器官、治疗器具，应用前景, 产业化趋势 华东理工大学 温乐斐
10103638 Abstract Thehistoriesof the development about the biomedical polymeric materials are simply summarized in this paper. The emphasisof thispaper is placed on the performing requirements about the biomedical polymeric materials and being classified according to their characteristics.Detailed description of the artificial organs and the treatment instruments on their main materials and final uses. Then exploring the importance of the biomedical polymeric materials. At last, the strategic position and some future investigating trends are also presented. Keywords：TheBiomedical Polymeric Materials, Characteristics, Artificial Organs & Treatment Instruments, The Prospects & Future Investigating Trends
光功能高分子材料的研究发展及应用 吴俊杰 化工081班 前言：光功能高分子材料研究是光化学和光物理科学的重要组成部分，近年来随着现代科学技术的进展，光功能高分子材料研究在功能材料领域占有越来越重要的地位，光功能高分子材料日益受到重视。光功能高分子材料的应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,正在快速进展之中，光功能高分子材料研究与应用也将越来越广。 1光功能高分子材料及分类 光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸取、储存、转换的一类高分子材料。 表1 光功能高分子材料的分类 剂等构成。 光致抗蚀剂：要紧包括正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂等。 高分子光稳固剂：要紧包括光屏蔽剂、激发态狙灭剂抗氧剂和聚合型光稳固剂等。 光致变色高分子材料：要紧包括含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物、含偶氮苯的光致变色高分子和含螺苯并吡喃结构的光致变色高分子等。 光导电高分子材料：由光导电聚合物材料构成。
2光功能高分子材料的类别和应用 表2 光功能高分子材料的类别和应用 3光功能高分子材料的进展概况 1954年,美国柯达公司的Minsk等人开发出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸酯,并成功应用于印刷制版。而现在光功能高分子材料应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,进展之势方兴未艾。 光功能高分子材料能够对光能进行传输、吸取、储存、转换．塑料光导纤维是利用高分子的光曲线传播性而制成的非线性光学元件。塑料光纤一样以有机玻璃为芯材，以含氟透亮树脂为皮层，用柔软的有机硅树脂进行一次包覆，然后用硬质高分子材料进行二次包覆。有机玻璃、含氟透亮树脂、有机硅树脂差不多上高分子材料，芯材有高折光率，皮层为低折光率材料。光纤的直径范畴为几十到约1000微米，光纤在光纤芯内通过反复反射而向前传输，由于塑料光纤在目前传输损耗仍较高，要紧应用于飞机、舰船和汽车内部的短距离光通信系统。此外，还应用于光纤显示器、图像的缩小和放大、火焰及高温监视器、光开关、巨点折象器、阅读穿孔卡片、道路标志和装饰照明等。近来，对有机玻璃采纳重氢化技术，已使塑料光纤的传输损耗有所降低，为较长距离应用制造了条件。 以高性能有机玻璃或聚碳酸酯透亮塑料的高分子材料为基材制成的光盘，是80年代新开发成功的先进信息、记录、储存元件，适应了激光技术的进展和对大容量、高信息密