生物医用高分子材料资料共52页文档
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医用高分子材料介绍现代药剂学——高分子材料在药剂学中的应用介绍了高分子材料作为药物载体的必要条件:适当的载药量;载药后具有适当的药物释放能力;无毒、无抗原性,具有良好的生物相容性。
止匕外,根据制剂的加工和成型要求,还应具有适当的分子量和理化性质。
一、高分子材料基础介绍(一)高分子化合物的概念大分子简称为聚合物。
它大致分为有机聚合物化合物(称为有机聚合物)和无机聚合物化合物(无机聚合物)。
高分子化合物又称聚合物或高聚物,是指分子量超过104的一种化合物。
它们是由许多简单的结构单元通过共价键反复连接而成的分子。
(2)重复单元——是聚合物链的基本组成单元。
方括号是指重复连接,这意味着整个分子是通过顺序连接多个这样的重复单元而形成的。
n是重复单元的数量,也称为聚合度。
它是一个平均值,即包含在聚合物中的同源分子的重复单元数的平均值。
根据测定方法或计算方法,获得的平均值在大小和含义上有所不同。
聚合物的分子量M是重复单元的分子量Mo和聚合度(DP)的乘积:例如,如果聚氯乙烯的分子量为50, 000至150, 000,重复单元的分子量为62.5,平均聚合度为800至2400。
也就是说,聚氯乙烯分子是通过结合800至2400个氯乙烯结构单元形成的。
由重复单元连接的线性大分子类似于长链。
因此,重复单元有时被称为链接。
对于像聚乙烯和聚氯乙烯这样的分子,它们的重复单元的组成与合成它们的起始材料相同,只是电子结构略有变化。
因此,这种聚合物的重复单元是单体单元,或者换句话说,是由称为均聚物的单体聚合形成的聚合物。
由两种或多种单体共聚形成的聚合物称为共聚物。
这些聚合物的重复单元与单体结构不同。
(3)大分子化合物的命名1。
习惯命名遵循习惯,聚合物通常根据其来源和制备方法来命名。
大多数天然聚合物都有特殊的名称。
例如,纤维素、淀粉、蛋白质、甲壳质、阿拉伯树胶、藻酸等。
这些名称通常不反映物质的结构。
一些大分子化合物是由天然聚合物衍生或改变而来的,它们的名称是以衍生物开头的基团。
医用高分子材料简介定义:用来制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。
20年来,用于这方面的高分子材料有聚氯乙烯、天然橡胶、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯乙烯、硅橡胶、聚酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氨酯等医用高分子材料多用于人体,直接关系到人的生命和健康,一般对其性能的要求是:①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。
②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。
以心脏瓣膜为例,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(120~140°C)、干热消毒(160~190°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。
③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。
材料植入人体后,要求长时期对体液无影响;与血液相容性好,对血液成分无损害,不凝血,不溶血,不形成血栓;无异物反应,在人体内不损伤组织,不致癌致畸,不会导致炎症坏死、组织增生等。
④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。
例如:具有分离透析机能的人工肾用过滤膜、人工肺用气体交换膜,以及人造血液用吸脱气体的物质等,都要求有各自特殊的分离透过机能。
在大多数情况下,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。
人造脏器(包括内脏和体外装置)。
①内脏:有代用血管、人工心脏、人工心脏瓣膜、心脏修复、人工食道、人工胆管、人工尿道、人工腹膜、疝补强材料、人工骨和人工关节、人工血浆、人工腱、人工皮肤、整容材料及心脏起搏器等。
②体外器官和装置:有人工心肺机、人工肺、人工肾、人工肝、人工脾、麻痹肢刺激器、电子假肢、假齿、假眼、假发、假耳、假手、假足等。
医用高分子概况生物医学高分子简称医用高分子,是一类令人瞩目的功能高分子材料。
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。
特别是直接与体液接触的或可植入体内的所谓“生物材料”,它们必须无毒,有良好的生物相容性和稳定性,有足够的机械强度,而且易于加工、消毒。
医用高分子材料制品种类繁多。
从天灵盖到脚趾骨,从内脏到皮肤,从血液到五官都已有人工的高分子代用品。
与此同时,高分子药物及固定化酶、人工细胞、标记细胞、免疫吸附剂等也在迅速发展。
目前全世界每年生产的医用高分子材料包括医疗用品在内多达800万吨,价值30亿美元。
生物材料是指与体液接触的异体材料,除少数金属、陶瓷和碳素外,绝大部分是橡胶、纤维、模制塑料等合成高分子材料。
以它们为原材料制出的人工脏器,即具有部分或全部代替人体某一器官功能的器件,有的只需在体内短期使用,如插入器件(导液管等),有的则需在体内停留较长时间,甚至整个生命期。
因此对这类材料有严格的要求:(1)必须无毒,而且是化学惰性的。
(2)与人体组织和血液相容性要好,不引起刺激、炎症、致癌和过敏等反应。
(3)有所需的物理性能(尺寸、强度、弹性、渗透性等),并能在使用期间保持其不变。
(4)容易制备、纯化、加工和消毒。
生物高分子材料可以粗略地分为三大类:软性即橡胶状聚合物、半结晶聚合物和其他有关聚合物(见表1、2、3)。
医用硅橡胶是最早也是最成功的商品化医用高分子材料之一。
都难以满足对生物材料的所有要求,因而又不得不采用共聚、接枝、交联以及表面化学修饰等多种手段(统称为改性),以制成各种复合材料,使其性能尽可能适应使用的特殊需要。
自《今日化学》,辐射在医用高分子材料中的应用,哈鸿飞、杨福良。