高分子抗菌剂的应用
摘要：综述了季铵盐类抗菌剂、季膦盐类抗菌剂、有机锡类抗菌剂、卤代胺类抗菌剂、胍盐类抗菌剂、壳聚糖及其衍生物类抗菌剂等高分子抗菌剂的制备、抗菌性能、抗菌机理及其在各个方面的应用的研究进展，并对这些高分子材料抗菌剂的应用和今后的发展作了展望。关键词：抗菌剂；抗菌高分子；高分子材料；季铵盐
引言
高分子抗菌剂也称抗菌高分子，人们根据天然高分子的抗菌机理开始模仿合成具有抗菌性能的高分子。高分子材料抗菌性能的获得，是通过向其中添加抗菌剂制成复合材料或对高分子材料进行表面处理实现的。合成高分子抗菌剂可以克服天然抗菌剂耐热性差等缺点，通过熔融共混得到抗菌材料。抗菌剂指能够在一定时间，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。抗菌剂是具有抑菌和杀菌性能的物质或产品。抗菌剂作用在于影响微生物菌丝的生长、孢子萌发、各种籽实体的形成、细胞的透性、有丝分裂、呼吸作用、细胞膨胀、细胞原生质体的解体和细胞壁受损坏等，使微生物细胞相关的生理、生化反应和代活动受到干扰和破坏，杀死或抑制微生物的生长繁殖[1]。
随着社会快速发展和人们生活水平的提高，越来越多的人发现细菌、霉菌等有害微生物严重危害着人的自身健康、生活质量与居住环境.过去发生的种种事件足以证明有害微生物已经危害到人类生存基地——地球，因此如何防止细菌对人体的危害，加强抗菌知识和扩大应用领域显得极其迫切，并得到了进一步的重视[2]。
抗菌剂包括无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和高分子抗菌剂等四大类。
本文主要讨论高分子抗菌剂的应用及其发展。
正文
一、高分子抗菌剂
高分子抗菌剂是近些年兴起的抗菌剂品种，目前研究和使用主要集中于高分子季铵盐、季鏻盐等。高分子抗菌剂主要是通过带官能团单体的聚合反应或以接枝的方式在高分子链上引入抗菌官能团而获得抗菌性能的。
高分子抗菌剂由于其高效杀菌、杀菌时效性长等优点，日益受到人们的广泛关注。目前研究和使用的高分子抗菌剂主要有季铵盐类、季膦盐类、吡啶盐类、有机锡类和胍盐类，它们都具有一定地杀菌效果[3]。
随着人们对生活质量要求的提高，人们对服装、卫生用品、日用品、食品包装等耐用消费品的抗菌性也有了较高的要求。另外，在公共场所适当地使用抗菌产品，可以有效地抑制细菌的生长，防止细菌的传播和感染。面对日益增长的对抗菌材料的需求，抗菌材料的研究也越来越多地受到关注，更多安全、高效、廉价的抗菌剂和抗菌产品被开发出来。高分子抗菌材料就是其中重要的一种。对于低分子抗菌剂的抗菌活性已经有了较多的研究，人们发现带有长链烷基的季铵盐基团就具有很强的抗菌性能，但是低分子抗菌剂存在易挥发、不易加工、化学稳定性差等缺点。带有抗菌基团的有机高分子化合物恰好可以克服上述缺点，而且高分子抗菌剂不会渗透进人的皮肤，同时还具有比小分子抗菌剂更好的抗菌性能。因此高分子抗菌剂的合成和应用正成为当今研究和开发的一个热点[4]。按照抗菌基团的不同，目前研究得较多的高分子抗菌剂有季铵盐、季膦盐、有机锡、卤代胺、胍盐、壳聚糖及其衍生物等6种。
二、高分子抗菌剂的应用
1、季铵盐类抗菌剂
对季铵盐作为抗菌基团的抗菌剂研究较多,这类抗菌剂的抗菌力和毒性随结构变化的一般规律是：同类季铵盐抗菌剂含短烷基链的毒性要比长的大；在烷基链长相同时,带苄基的毒性要比带甲基的小；单烷基的毒性要比双烷基的大。可溶性的高分子抗菌剂可以在溶液中将细菌杀灭，而交联网状结构的高分子抗菌剂通过吸附来捕捉细菌，这个过程是部分不可逆的。高分子抗菌剂的网状结构以及抗菌基团的分布对抗菌活性有很大的影响[5]。
季铵盐类抗菌剂价格低廉、抗菌速度快、实用性强、发展较快。其抗菌机理存在四个关键步骤：吸附于带负电的细菌细胞表面、侵入细胞壁、与细胞膜结合和摧毁细胞膜。将季铵盐接枝到棉纤维中使改性后的棉具有更高的抗菌活性；季铵盐还可接枝与塑料等多种材料中赋予材料抗菌性能[6]。
目前季铵盐类抗菌剂被广泛地应用于瓷、玻璃制品、净水器、塑料、橡胶、纤维、纸、涂料等方面,如冰箱、洗衣机、机、等地抗菌塑料部件、抗菌牙刷、食品包装抗菌袋、各种抗菌衣服等。材料的种类及功能也在向多元化发展,即除抗菌外,还有去污、除臭、保健等功能。例如：
（1）在抗菌织物中的应用：①一种有机硅季铵盐抗菌整理剂，是以氨乙基氨丙基二甲氧基硅烷为原料，与油酸甲酯进行酰胺化反应制备油酰胺乙基氨丙基硅烷中间体，然后用硫酸二甲酯季铵化制得有机硅季铵盐抗菌整理剂油酰胺乙基二甲基氨丙基硅烷季铵盐ASQA，将其配制成一定浓度的溶液，将纯棉布放入其中浸渍后，制成抗菌整理纯棉布，经抗菌剂整理后的棉布具有一定的耐洗性，具有持久的抗菌作用。②一种杀菌布，其杀菌成分主要为含硅季铵盐的抗菌整理剂处理
而成的抗菌布，具有较强杀菌效果。③合成的季铵盐类改性氨基硅油抗菌卫生整理剂的性能，并将其应用到抗菌布中。经有机硅季铵盐抗菌卫生整理剂整理的布具有较好的抑菌效果，并且抑菌率较高。性能测试结果表明，其柔软性能有很大的提高，撕破强度基本保持不变，可广泛适用于纯棉、羊毛、混纺织物，具有很好的超柔软整理效果。
（2）在水处理中的应用：①一种新型非氧化性杀菌剂TS-838，其主要成分为双季铵盐，其对水中异养菌和硫酸盐还原菌有较好得杀灭效果，其杀菌性能优于传统的单季铵盐杀菌剂。②以天然高分子植物胶粉为原料，经季铵盐改性后，制得具有絮凝、缓蚀、杀菌等多功能的水处理药剂。经研究表明，其对硫酸盐还原菌的杀灭作用较强，杀菌率可达99.9%。且具有较好的絮凝、缓蚀作用，可达到一次投药同时满足絮凝、缓蚀、杀菌三种水质要求。
（3）在造纸方面的应用：季铵盐型阳离子表面活性剂作为表面活性剂的重要组成部分，成为造纸化学品不可缺少的重要成分，在造纸的各个工序中都起到了很大作用。纸浆从制浆工段到造纸工段要经过很多的工序和时间，为了防止期间的原料出现生物繁殖，产生腐浆，一般加入十六烷基三甲基溴化铵等季铵盐阳离子表面活性剂来进行杀菌防霉，效果很好。造纸过程中产生的大量的污水必须进行处理，季铵盐在处理废水时除了具有絮凝剂的作用外，还可起到杀菌的作用，如十八烷基三甲基氯化铵等阳离子表面活性剂。另外，季铵盐型阳离子表面活性剂在纸制造过程的抗静电、树脂障碍控制，防腐等方面也都具有一定的作用[7]。
2、季膦盐类抗菌剂
季膦盐类高分子抗菌剂的抗菌活性不仅比相应的小分子高，而且要比相同结构的季铵盐型高分子抗菌剂高出两个数量级。相较于季铵盐，季膦盐适用围更广、
更容易吸附细菌细胞、更稳定，与一般的氧化还原剂以及酸、碱等都不发生反应。对季膦盐上不同的取代基抗菌活性的研究表明，含有较长链(辛基)的化合物有特别高的抗菌活性，可能是憎水性的提高有利于提高对细菌的杀灭力[8]。所以季膦盐更是一种高效、广谱、低药量、低发泡、低毒、强污泥剥离作用的杀菌剂。石油化工科学研完院研制的RP-71药剂就是季膦盐类杀菌剂。
3、有机锡类抗菌剂
通过测定抑菌圈的大小对单体和共聚产物的抗菌性能进行了考察。研究表明，含有机锡基团的抗菌剂对于革兰氏阳性细菌，尤其是对金黄色葡萄色球菌有着很好的杀灭率。对革兰氏阴性细菌的杀灭率相对较低。单体共聚后，由于抗菌基团浓度下降，抗菌活性也随着下降。
4、卤代胺类抗菌剂
卤胺类聚合物的抗菌活性较高，既能释放强氧化性的卤素阳离子到微生物体，破坏细胞壁酶的活性和代过程，也能通过与细菌的直接接触而发挥抗菌活性。卤代胺类抗菌剂不溶于水，而且在水中氯溶解量小于1mg/L，所以可以用于净化饮用水。这种抗菌剂最大的优点就是安全性好，并且在使用后，可以通过卤化处理重新活化[9]。对天然纺织品进行处理得到抗菌纺织品，可抵御细菌、病毒、真菌、霉菌及芽孢等，且处理后的纤维对大肠杆菌具有很好的杀菌效果。随着研究的深入，卤胺化合物在抗菌纺织品方面的应用技术越来越成熟。目前，美国的某个公司已经对这类型的纺织品进行工业化生产，主要包括厨房抹布、厨房毛巾、浴室毛巾、床上用品、衣和裤、袜子、清洁用擦布等[10]。
5、胍盐类抗菌剂
胍及其衍生物具有很好的抗菌性能，并在医疗、农产品防护、食品和日用品
等方面被广泛使用。胍盐类抗菌剂有较好的抗细菌和真菌效果。这种抗菌剂可以耐250℃的高温，对多种细菌和真菌仍具有很好的杀菌效果，因此可以用于聚丙烯、尼龙等聚合物的抗菌处理，因此可以作为PE、PP、PA66等高分子材料的添加剂[11]。
6、壳聚糖及其衍生物类抗菌剂
壳聚糖具有广谱抗菌性，且壳聚糖具有微细的小孔结构，有毛细管作用，可以迅速散发吸收的汗液，使细菌不易附着并滋生，从而增强了抗菌的效果。壳聚糖对皮肤没有刺激,安全性高，且具备生物相容性，因而被广泛用于食品加工及医药行业。但由于壳聚糖在碱性条件下溶解性较差，因此限制了它的应用。在壳聚糖的胺基上接上了不同长度的烷基，制备了一系列的壳聚糖季铵盐衍生物。由于壳聚糖的衍生物在酸性和碱性条件下都可溶，因此有着更广泛的应用。对抗菌性能的研究表明经过改性的壳聚糖抗菌活性有所提高，而且抗菌活性随着烷基链的增长而增加[12]。壳聚糖及其衍生物类抗菌剂在医药方面的应用：药用载体、缓释制剂的辅料；作为制备缓释骨架片剂的辅料；用于止血和伤口保护、抗肿瘤、抗凝血活性、抗血栓性的医用材料等[13]。
三、高分子抗菌剂的其它应用
当今抗菌材料的研究与开发的热点之一就是高分子抗菌材料的合成与应用。高分子抗菌剂的定义是，以共价键的方式使带抗菌基团的前体结合到目标聚合物中而得到的，在有机类抗菌剂中杂环N-卤代胺抗菌剂已被证明是一类强杀菌和灭菌的抗菌剂。
目前，抗菌高分子材料已应用于食品包装、医疗器械、服装、家电等多个领域。小分子抗菌材料存在着相容性和分散性差等缺点，通过细化高分子材料微粒
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）
高分子抗菌剂的应用 摘要：综述了季铵盐类抗菌剂、季膦盐类抗菌剂、有机锡类抗菌剂、卤代胺类抗菌剂、胍盐类抗菌剂、壳聚糖及其衍生物类抗菌剂等高分子抗菌剂的制备、抗菌性能、抗菌机理及其在各个方面的应用的研究进展，并对这些高分子材料抗菌剂的应用和今后的发展作了展望。 关键词：抗菌剂；抗菌高分子；高分子材料；季铵盐 引言 高分子抗菌剂也称抗菌高分子，人们根据天然高分子的抗菌机理开始模仿合成具有抗菌性能的高分子。高分子材料抗菌性能的获得，是通过向其中添加抗菌剂制成复合材料或对高分子材料进行表面处理实现的。合成高分子抗菌剂可以克服天然抗菌剂耐热性差等缺点，通过熔融共混得到抗菌材料。抗菌剂指能够在一定时间，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。抗菌剂是具有抑菌和杀菌性能的物质或产品。抗菌剂作用在于影响微生物菌丝的生长、孢子萌发、各种籽实体的形成、细胞的透性、有丝分裂、呼吸作用、细胞膨胀、细胞原生质体的解体和细胞壁受损坏等，使微生物细胞相关的生理、生化反应和代活动受到干扰和破坏，杀死或抑制微生物的生长繁殖[1]。 随着社会快速发展和人们生活水平的提高，越来越多的人发现细菌、霉菌等有害微生物严重危害着人的自身健康、生活质量与居住环境.过去发生的种种事件足以证明有害微生物已经危害到人类生存基地——地球，因此如何防止细菌对人体的危害，加强抗菌知识和扩大应用领域显得极其迫切，并得到了进一步的重视[2]。抗菌剂包括无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和高分子抗菌剂等四大类。 本文主要讨论高分子抗菌剂的应用及其发展。
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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
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
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！
高分子抗菌剂的发展现状与展望 摘要：随着材料科学的迅速发展，抗菌材料开始于第二次世界大战出现。除了无机抗菌剂和有机抗菌剂被广泛使用外，目前天然抗菌剂和高分子抗菌剂的研究已经有了很大的进展。根据高分子抗菌剂和小分子抗菌剂在作用方式上的区别，说明高分子抗菌剂具有抗菌活性和选择性强、效果持久、安全无毒等优点，而且合成高分子抗菌剂可以克服天然抗菌剂耐热性差等缺点，通过熔融共混得到抗菌材料，所以高分子抗菌剂具有良好的研究价值。 关键词：高分子抗菌剂；聚合物 抗菌材料就是杀菌和破坏微生物生存的一类材料[1]。随着社会快速发展和人们生活水平的提高，越来越多的人发现细菌、霉菌等有害微生物严重危害着人的自身健康、生活质量与居住环境。过去发生的种种事件足以证明有害微生物已经危害到人类生存基地——地球，因此如何防止细菌对人体的危害，加强抗菌知识和扩大应用领域显得极其迫切，并得到了进一步的重视。 致病性微生物严重威胁着人类的生命财产安全。据统计，全球每年约有1700万人死于细菌感染。近年来，O-157：H7致病性大肠杆菌、SARS病毒以及H5N1病毒的流行，也都曾引起世界性的恐慌。人们在应对这一严峻挑战中发现，研制抗菌制品能有效抵御致病性微生物的侵袭，保障人类健康。与传统的物理、化学灭菌法相比，抗菌制品具有卫生自洁作用，能直接杀死表面的病原性微生物，有效避免交叉感染、抵御传染性疾病；抗菌效果更为长效、广谱、经济、方便；一般不会影响制品以外的空间及微生物环境，安全性能较好。抗菌材料现已成为材料科学中最具活力的领域之一[2]。 1.高分子抗菌剂的研究现状 1.1高分子抗菌剂的研究在国内外的发展状况 国际上以日本、美国、德国和英国为代表的国家从八十年代开始研究抗菌剂。日本为最早研制抗菌剂的国家，有石冢硝子、东亚合成、品川燃料等知名度的公司。日本的抗菌剂生产厂家，除最初的材料厂家之外，化工公司、陶瓷公司、纤
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、高分子胶粘剂、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高分子聚合物。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。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。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化学改性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热固性塑料和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。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，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。 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。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、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。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。而聚氨酯一类的高聚物，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：聚酰胺、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、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、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无机材料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。而现代工程技术的发展，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、功能化和生物化方向发展，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 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、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，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。膜分离过程主要有反渗透、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、聚烯烃、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
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，
1. 抗菌的含义 抗菌方法可分为物理方法和化学方法两类。物理方法是通过温度、压力以及使用环境的 电磁波、电子射线等物理手段杀菌；化学方法则是通过调节pH值进行气体交换、失水隔离 营养源等手段灭菌。而目前在材料领域使用的方法主要是通过添加抗菌剂的办法来达到抗菌的效果，这种方法均有适用面广、效率高、有效期长的特点。 2. 抗菌剂分类 抗菌剂大体上可分为无机系、有机系和天然生物系3大类。 表1微生物抑制相关用语 2.1无机抗菌剂 利用银、铜、锌等金属的抗菌能力，通过物理吸附离子交换等方法，将银、铜、锌等金属（或其离子）固定在氟石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入到相应的制 品中即获得具有抗菌能力的材料。水银、镉、铅等金属也具有抗菌能力，但对人体有害；铜、 镍、钻等离子带有颜色，将影响产品的美观，锌有一定的抗菌性，但其抗菌强度仅为银离子的1/1000 。因此，银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。
银离子类抗菌剂是最常用的抗菌剂，呈白色细粉末状，耐热温度可达 子类抗菌剂的载体有磷酸锆、沸石、陶瓷、活性炭等 。有时为了提高协同作用，再添加一些 铜离子、锌离子。 此外还有 氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂等无机抗菌剂 银系抗菌剂的种类及其载体性质 抗菌剂 有效成分 载体性质 抗菌能力 银—氟石 银离子 离子交换 强 银---活性炭 银离子 吸 附 弱 银---磷酸铜 银离子 离子交换 强 银---磷酸钙 银离子//银 吸 附 弱 银---硅胶 银配位化合物 吸 附 弱 银---溶解性玻璃 银 盐 玻璃成分 弱 银---多孔金属 银离子//银 吸 附 弱 目前，对抗菌剂的要求包括：（A ）抗菌剂能力及光谱抗菌性；（B ）持效性，既耐洗涤、 耐磨损、寿命长；（C ）耐侯性、既耐热、耐日照、不宜分解失效；（ D ）与基材的相容性 或可加工性，既易添加到基材中、不变色、不降低产品使用价值或美感；（ 巳 安全性，对 健康无害，不造成对环境的污染；（ F ）细胞不易产生耐药性 2.1.1无机系抗菌材料： 无机系抗菌材料的抗菌方式， 一种是利用金属本身（如Ag 、Cu 等）所具有的抗菌能力， 通过物理吸附或离子交换等方法，将金属（或其离子）或具有锐钛矿型结构的二氧化钛 （TiO2 ）光触媒材料固定在沸石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入到制 品中就可以获得具有抗菌性的材料， 其制品有各种复合抗菌塑料、抗菌复合钢板等。另一种 是利用具有抗菌作用的金属， 使其固溶在一般不锈钢中， 再通过特殊热处理方法， 使具有抗 菌作用的金属从基体中析出，这样在不锈钢表面就有了抗菌性。 这种不锈钢也可以被称为抗 菌不锈钢，目前抗菌不锈钢的研制与开发是抗菌材料的热点。 1300 C 以上。银离 银系列 铜系列 1*抗葡效杲奸’厶蛋全性好，尢毒寓, 耐趙性好 I,安仝炖好感.可以观制金属中 1“安全性较奸2、育一定的抗菌世质. 疳应用于煤料的实例 L 平示久性栽果匕安全性好 价格稍贵 I 、有朦色人地果梢袒、有 残留休 内可能性 k 对皮跌剌檄是一牛何囲 k 加工难2.无光照无效3.效果 评价雌4,效果再现性不好
谈谈高分子材料在现代生活中的应用 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料，由相对分子质量较高的化合物构成。高分子材料的高分子链通常是由103~105 个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征（如同分异构体、几何结构、旋转异构）外，还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 一高分子材料在生活中的应用简介高分子按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础，我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成
织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然 高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合 成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料；高分子材料按用途又分为普通高分子材料和功能高分子材料。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、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等 一般将高分子材料按特性分为五类，即橡胶、纤维、塑料、 胶粘剂、涂料。 橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。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，有天然橡胶和合成橡胶两种。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯；合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，如交通运输上用的各种轮胎；工业上用的运输带、传动带、各种密封圈；医用的手套、输血管；日常生活中所用的胶鞋、雨衣、
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。
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
抗菌的高分子材料文献调研 姓名：涂大强学号：11111132 引言 随着高分子材料技术的进步和发展，各种各样的高分子材料制品已经渗入到了我们衣食住行的各个角落。然而，高分子材料受到微生物的污染，从而引起疾病的传播，这是一个全球性的问题。如何有效地防止细菌的产生和滋长，进而抑制疾病的传播，使用具有抗菌性能的高分子材料是最为简单有效的方法。随着人们对疾病预防和控制的重视，以及对自身居住、工作和生活环境卫生要求的提高，抗菌技术和抗菌材料也因此而得到了快速发展。迄今为止，已经有多种类型的抗菌高分子材料被开发出来，并应用于医疗器械，食品包装，服饰等多领域，取得了非常可喜的研究成果。 抗菌剂的分类 抗菌的高分子材料一般由高分子材料、抗菌剂以及表面改性剂三部分组成。其中，抗菌剂是高分子材料抗菌性能的关键，大体上可以分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂以及复合型抗菌剂。其中，天然抗菌剂大多为有机物，故常被划入到有机抗菌剂中。无机抗菌剂主要包括金属离子抗菌剂和金属氧化物抗菌剂。金属离子抗菌剂大多为重金属离子，如银、铜、锌等。金属离子抑制病原体活性按如下顺序递减：Ag>Hg>Cu>Cd>Cr>Ni>Pb>Co>Zn>Fe,其中Hg、Cd、Pb、Cr的 毒性较大，因此应用较少。而银的抑菌性能远远高于其他的金属离子，银系抗菌剂具有广谱、高效、持久性，因此被广泛应用，如日本最早使用Zeomic抗菌剂制成的抗菌除臭袜和抗菌塑料，由于抗菌效果良好，很快被日本及其他国家广泛使用。金属氧化物抗菌剂均属于光触媒，是一种在光照条件下，自身不发生变化，却可以促进化学反应的物质。常见的金属氧化物抗菌剂有TiO2与ZnO，如参考文献中注塑成型聚丙烯/ TiO2纳米复合材料改善聚丙烯的力学和抗菌性能以及聚 丙烯材料表面移植ZnO等离子体来提高其抗菌能力。其中TiO2作为金属氧化物抗菌剂性能最佳，因为无机金属应用在纺织物上有显色反应，而使用TiO2金属抑菌添加剂则对人体无毒无害，安全性能高，纺织物长期使用不变色，同时兼具耐紫外光照、耐热和广谱高效抗菌等优点。大部分有机抗菌剂都是通过化学合成的方法得到的，主要包括季铵盐类、醇类、酚类、醛类、醚类、酯类以及有机酸类等，如参考文献中将盐酸环丙沙星作为抗菌剂添加到电纺PVA与再生丝素蛋白复合材 料中，用作医疗中的伤口敷料。有机抗菌剂通常都具有高效的抑菌性
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一。组
新冠肺炎疫情让人们再次充分认识到病毒微生物对人类的健康和生活影响有多大。微生物无处不在，看似干净整洁的居住环境就可能有大量有害微生物存在，并时刻威胁着居住者的健康。良好的卫生习惯、消毒剂使用等能减少环境中微生物数量。随着科技的进步，材料研究者们也不断推出各种抗菌材料及抗菌制品，通过往物品中增加抗菌功能，从而对落在物品表面的有害微生物起抑制其生长繁殖或直接杀灭的作用，以减少环境中有害微生物的量。 从国内外抗菌材料的发展情况来看，抗菌塑料是发展最快、应用最广的抗菌材料。本文概述了抗菌塑料及塑料用抗菌剂选择方法、抗菌塑料制备的技术手段、抗菌塑料的市场应用及前景，旨在为塑料行业读者带来一些思考。 抗菌塑料的抗菌效果与其采用的抗菌剂有直接关系。抗菌剂是对一些细菌、霉菌、真菌、酵母菌等微生物高度敏感的化学成分，在塑料中的添加量一般很少，在不改变塑料的常规性能和加工性能前提下，起到抗菌功效。抗菌剂根据化学成分分类可分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和复合抗菌剂三大类。 1. 无机抗菌剂 无机抗菌剂主要是利用银、铜、锌、钛、汞、铅等金属及其离子的杀菌或抑菌能力制得的抗菌剂，其中应用最广泛的是光催化类（如TiO?、ZrO?等）、含金属离子类（如磷酸盐载体、硅酸盐载体等）和金属氧化物类（如Ag?O、CuO、ZnO 等）三种。
与其他抗菌剂相比，无机抗菌剂的优点是耐热性好、抗菌广谱、抗菌力强、抗菌持久性好、安全性较高、毒性低、不产生耐药性；缺点是制造困难、工艺复杂，且不同的金属在应用中也有限制性，如铜系抗菌剂颜色较深，银系抗菌剂易氧化变色且价格昂贵，锌及其他金属抗菌效果相对较差。 2. 有机抗菌剂 有机抗菌剂可进一步细分为天然抗菌剂、有机低分子抗菌剂和有机高分子抗菌剂。 天然抗菌剂来源于动植物提取或萃取物，如薄荷、柠檬叶等的提取物、蟹和虾中提炼的壳聚糖等。其优点是使用安全性高，对人体无毒、无刺激；缺点是产量受企业的生产规模和工艺条件限制，加工性能差，高温下容易分解失效，且应用范围窄，药效普遍较短。 常用的有机低分子抗菌剂有季铵盐、酚醚类、哌啶类、咪唑类、双胍类、有机金属类等。其优点是杀菌速度快、杀菌力强、广谱抗菌，且来源丰富，使用和开发时间长，技术成熟，加工方便，颜色稳定性好，价格低廉等；缺点是毒性大、易分解、易溶出、耐热性差，且抗菌性能难以持久等。 有机高分子抗菌剂是指有机高分子聚合物的侧链或主链上含有抗菌基团。目前有机高分子抗菌剂研究较多的有壳聚糖衍生物、聚季铵盐类、聚季磷