医用高分子材料的功能性质和发展前景(2)
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医用高分子材料论文医用高分子材料是指用于医疗器械、医药包装、医用卫生材料等方面的高分子材料。
随着医疗技术的不断发展和人们对健康的重视,医用高分子材料的应用范围和需求量也在不断增加。
本文将从医用高分子材料的特点、应用领域和发展趋势等方面进行论述。
首先,医用高分子材料具有良好的生物相容性和生物降解性。
在医疗器械和医用卫生材料方面,高分子材料需要与人体组织接触,因此其生物相容性是至关重要的。
良好的生物相容性可以减少对人体的刺激和损害,有利于医疗器械的安全使用。
同时,一些医用高分子材料还具有生物降解性,可以在一定时间内被人体代谢和吸收,避免二次手术带来的伤害,因此在医疗器械和医用卫生材料中有着广泛的应用前景。
其次,医用高分子材料在医药包装领域也有着重要的应用。
医药包装需要具备良好的密封性、保鲜性和防渗透性,以保护药品的质量和安全。
高分子材料由于其优异的物理和化学性能,可以满足医药包装的各项要求,同时还可以实现包装材料的轻量化和环保化,符合现代医药包装的发展趋势。
另外,医用高分子材料还在医疗器械和医用卫生材料中发挥着重要作用。
例如,医用高分子材料可以用于制备手术缝线、人工关节、医用胶水等医疗器械产品,同时也可以制备口罩、手套、敷料等医用卫生材料,为医疗行业提供必要的支持。
随着医疗技术的不断进步和人们对健康的不断追求,医用高分子材料的应用领域和需求量将会不断扩大。
未来,随着生物医学工程、纳米医学、智能医疗等领域的发展,医用高分子材料将会迎来更广阔的发展空间和应用前景。
综上所述,医用高分子材料在医疗器械、医药包装、医用卫生材料等方面具有重要的应用价值,其特点和应用领域决定了其在医疗行业中的不可替代地位。
随着医疗技术的不断发展和人们对健康的不断关注,医用高分子材料必将迎来更加广阔的发展前景。
医用高分子材料医用高分子材料在现代医学和医疗领域中起着至关重要的作用。
这些材料具有出色的生物相容性、可加工性和可控释放性能,被广泛用于医疗器械、药物传递系统和组织工程等领域。
本文将介绍医用高分子材料的应用、特点和近期研究进展。
一、医用高分子材料的应用1. 医疗器械医用高分子材料在医疗器械中扮演着重要的角色。
例如,聚乙烯醇(PVA)被广泛用于制作医用手套、输液软管和注射器等。
其柔软性和耐腐蚀性使其成为理想的选择。
此外,聚氨酯(PU)也被用于制作心脏起搏器和人工血管。
其优异的机械性能和生物相容性使其成为这些医疗器械的理想材料。
2. 药物传递系统医用高分子材料在药物传递系统中起着重要的作用。
例如,聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)被广泛用于制造微球、纳米粒子和针剂等。
这些材料具有良好的生物降解性和可控释放性能,可以通过改变材料的组成和制备方法来调控药物的释放速率和持续时间。
3. 组织工程医用高分子材料在组织工程领域中具有巨大潜力。
例如,聚己内酯(PCL)和胶原蛋白被广泛用于制造支架和人工皮肤。
这些材料能够提供细胞附着和生长的支持,并具有良好的生物相容性和生物降解性,有助于再生损伤组织。
二、医用高分子材料的特点1. 生物相容性医用高分子材料具有良好的生物相容性,能够与人体组织兼容,并且不会引发明显的免疫反应。
这一特点使得它们适用于体内应用,可以减少术后并发症的发生。
2. 可加工性医用高分子材料可以通过不同的加工方法制备成不同形状和尺寸的产品。
例如,熔融挤出、溶液旋转薄膜法和三维打印等方法可以制备出具有复杂结构和良好性能的材料。
3. 可控释放性能医用高分子材料可以通过改变材料的组成和结构来调控药物的释放速率和持续时间。
这使得药物能够在目标区域长时间释放,提高疗效并减少副作用。
三、医用高分子材料的研究进展1. 新型材料的合成与应用近年来,研究人员致力于开发新型医用高分子材料,以满足不同临床需求。
例如,阴离子聚合物、生物可降解聚合物和纳米复合材料等新型材料被广泛应用于医疗器械和药物传递系统,为临床诊疗提供了更多选择。
医用高分子材料的研究和应用随着医学技术的不断发展,医用材料和器械的发展也越来越迅速。
其中,医用高分子材料是近年来备受关注的一个领域。
医用高分子材料具有多种优异的性能,如生物相容性好、可降解性强、可改变形态等。
它们被广泛应用于医疗设备、医用耗材、医用敷料等领域,并且在制造假体、修复组织等方面都有很大的应用前景。
1. 常见的医用高分子材料常见的医用高分子材料有许多种,比如:聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚己内酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)、聚苯乙烯(PS)等。
这些材料的特点各不相同,适用于不同的领域和应用场景。
聚乳酸(PLA):PLA是一种生物降解的高分子材料,具有优异的可降解性和生物相容性,适用于制造可降解的医疗器械或打印组织的模型。
聚乳酸-羟基乙酸(PLGA):PLGA是一种可注射性、可分解性的聚合物材料,广泛应用于药物缓释、制备微球、纳米颗粒等领域。
聚己内酯(PCL):PCL是一种具有优异生物相容性、生物可降解性的高分子材料,尤其适用于制造组织支架、修复软骨等方面。
聚乙二醇(PEG):PEG是一种较为特殊的高分子材料,其分子结构具有特殊的亲水性,因此其被广泛应用于制造各种医用耗材、药物缓释等方面。
聚苯乙烯(PS):PS是一种常用的医用高分子材料,常常被用于制造医用耳塞、医用口罩等消耗品。
2. 医用高分子材料的应用(1)医用器械领域:医用高分子材料被广泛应用于制造医学器械,如输液管路、导管、压力传感器、心脏起搏器、人工心脏瓣膜等。
这些器械一般需要具备生物相容性和可靠的性能,医用高分子材料的应用可以满足这些要求。
(2)医用敷料领域:医用高分子材料还被运用于制造医疗用敷料,如止血、吸收、覆盖敷料等。
这类敷料对于血液凝血、伤口治疗、组织修复等方面起到了至关重要的作用。
(3)组织修复和再生领域:医用高分子材料的可降解性、多孔性及微纳工程等独特的性质,使得它们在组织修复和再生方面具有广阔的应用前景。
药用高分子材料药用高分子材料是指用于医药领域的高分子材料,其具有良好的生物相容性、可降解性和药物载体功能。
药用高分子材料在医学领域中有着广泛的应用,包括药物输送、组织工程、医疗器械等方面。
本文将重点介绍药用高分子材料在医学领域中的应用及其相关研究进展。
首先,药用高分子材料在药物输送方面具有重要的应用价值。
传统的药物输送方式往往存在药物的不稳定性、生物利用度低、毒副作用大等问题。
而药用高分子材料作为药物的载体,可以提高药物的稳定性、延长药物在体内的停留时间、减少毒副作用,从而提高药物的疗效。
例如,聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)是一种常用的药用高分子材料,可以作为微球或纳米粒子的载体,用于输送抗癌药物、抗生素等。
另外,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和明胶等药用高分子材料也被广泛应用于药物输送领域。
其次,药用高分子材料在组织工程方面也有着重要的应用。
组织工程是一种利用生物材料、细胞和生物活性分子构建人工组织和器官的技术,旨在修复和再生受损组织。
药用高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性,可以作为组织工程材料用于修复骨折、软骨损伤、皮肤缺损等。
例如,聚乳酸(PLA)和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)可以用于制备骨修复材料和软骨修复材料,可促进骨细胞和软骨细胞的生长和再生。
另外,明胶和壳聚糖等药用高分子材料也被广泛应用于组织工程领域。
此外,药用高分子材料在医疗器械方面也有着重要的应用。
医疗器械是用于诊断、治疗、缓解疾病的器械,如缝合线、人工心脏瓣膜、支架等。
药用高分子材料具有良好的生物相容性和可加工性,可以用于制备医疗器械。
例如,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)可以用于制备医用缝合线和人工心脏瓣膜,具有良好的生物相容性和机械性能。
另外,聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等药用高分子材料也被广泛应用于医疗器械领域。
总之,药用高分子材料在医学领域中具有着广泛的应用前景,其在药物输送、组织工程、医疗器械等方面都有着重要的应用价值。
收稿日期:2006-05-19医用高分子材料的应用及发展前景程旭辉,杨 欣(北京军区总医院医学工程科,北京100700)〔中图分类号〕R197139 〔文献标识码〕C 〔文章编号〕1002-2376(2006)10-0032-02 〔摘 要〕本文主要介绍了医用高分子材料的应用、分类,并就其发展趋势做了简述。
〔关键词〕医用高分子材料 医用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、病理学、血液学等多种边缘学科。
目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗等)。
1 医用高分子材料的特点及基本条件医用高分子材料需长期与人体体表、血液、体液接触,有的甚至要求永久性植入体内。
因此,这类材料必须具有优良的生物体替代性(力学性能、功能性)和生物相容性。
一般要满足下列基本条件:(1)在化学上是不活泼的,不会因与体液或血液接触而发生变化;(2)对周围组织不会引起炎症反应;(3)不会产生遗传毒性和致癌;(4)不会产生免疫毒性;(5)长期植入体内也应保持所需的拉伸强度和弹性等物理机械性能;(6)具有良好的血液相容性;(7)能经受必要的灭菌过程而不变形;(8)易于加工成所需要的、复杂的形态。
2 医用高分子材料的种类和应用目前所应用的医用高分子材料有聚醚聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、硅橡胶、聚酯、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙二醇、聚乳酸天然高分子材料等,被广泛应用于植入性生物材料和人工脏器、介入器材、口腔材料、卫生材料及敷料、医用缝合(粘合)材料、医用高分子和医用橡胶制品、体外循环设备。
主要分类如下:(1)植入体内,永久性替代损伤的器官或组织。
例如人工血管、人工心脏瓣膜、人工晶体、左心辅助装置、人工关节、人工食管、人工胆管等。
此外,在体外替代损伤器官的有人工肾、人工肺等。
(2)修复人体某部分缺陷的组织。
高分子材料在医用器械中的应用随着科技的不断发展和人们对健康的不断重视,医用器械的市场需求迅速增长。
而高分子材料的应用,则在这个领域发挥着越来越大的作用。
本文将从高分子材料在医用器械中的应用优势、常见材料及其特性以及未来展望三个方面探讨其发展趋势。
一、高分子材料在医用器械中的应用优势1. 生物相容性好高分子材料常常被用于制作医用器械,部分原因是它们易于制作打造,并且在许多情况下能与人体接触良好。
于人体物质相容性好的高分子材料一般不会引起排异反应,大大降低了手术和治疗过程中的不适和疼痛感。
2. 机械强度高高分子材料的强度和刚度是制作医用器械时的重要因素。
制作医用器械所需的高分子材料必须有很高的机械强度,能经住随机撞击和长期使用带来的磨损和刮擦。
高分子材料的高机械强度,使其在各类仪器和设备制造中拥有无与伦比的优势。
3. 轻质高分子材料的一个显著优势是其轻质。
虽然在机械强度和稳定性方面处于优势地位,但密度较低的高分子材料仍能使医用器械变得轻型和便携。
例如,在制作支架、植入物或更换骨头等器械时,轻组件可以使使用更加方便和安全。
二、常见材料及其特性1. 聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯,是一种广泛用于医用器械制造的高分子材料,能够适应各种工作环境和环境条件。
PC材料是最早用于制作人工晶体的材质之一,非常适用于制作牙科准备器械和内窥镜。
优点:高强度、高温度和高压力下不变形,抗冲击性好。
缺点:耐热性相对较差,易老化,需要耐热稳定剂处理。
2. 聚醚酯(PEEK)聚醚酯是一种强度和刚性高、具有良好生物相容性和高温稳定性的高分子材料,尤其适用于在人体中替代骨骼应用。
聚醚酯已被广泛使用,如牙科和脊柱植入物,或作为医用阀门和人工替换器的架构元素。
优点:密度小,强度高,生物相容性好,具有良好的耐热性。
缺点:在化学性质不同的聚合物之间存在粘合问题,热切或切削加工会限制其特殊形状的生产。
3. 聚烯烃(PP)PP材料在医用器械的制造或成型中被广泛应用,如装载或储藏药品的胶囊或片剂。
医用功能高分子材料医用功能高分子材料是一种应用于医疗领域的高科技材料,具有多种优异的性能和功能。
它们被广泛应用于生物医学领域,包括医疗器械、药物控释系统、组织工程和药物传递等方面。
这些材料不仅可以提高医疗器械的功能,还可以改善治疗的效果,减少患者的痛苦,提高患者的生活质量。
一种常见的医用功能高分子材料是生物可降解聚合物。
这些材料通常由可降解聚酯或聚胺酯等构成,它们可以在体内渐渐分解,最终被代谢掉。
这种材料可以用于制备可降解缝合线、骨修复材料和组织工程支架等。
因为可降解性,这些材料不需要二次手术去除,减少了病人的痛苦和康复时间。
同时,这些材料的表面可以进行改性,以提高其生物相容性和降低感染风险。
另一类医用功能高分子材料是生物活性高分子材料。
这些材料可以释放具有生物活性的物质,如药物、生长因子和细胞,以促进组织修复和再生。
例如,可以制备一种具有药物控释功能的材料,将药物包裹在材料中,并通过缓慢释放来治疗疾病。
这种材料可以用于制备药物输送系统、药物控释片和药物填充剂等。
此外,也可以将细胞或生长因子植入材料中,以促进组织生长和修复。
这些材料可以用于制备生物活性支架、人工器官和组织工程补丁等。
还有一类医用功能高分子材料是智能响应性高分子材料。
这些材料具有对外界刺激(如温度、光、pH值等)响应的能力,并根据刺激的变化产生相应的物理或化学变化。
这种材料可以用于制备智能响应性医疗器械和药物控释系统。
例如,可以制备一种具有温度敏感性的材料,当温度超过一定阈值时,材料会自动释放药物,以达到治疗的目的。
这种材料可以用于制备热敏性药物控释系统、温度感应型植入器件等。
此外,也可以制备具有光敏性或pH值敏感性的材料,以实现更精确的药物控释和治疗效果。
总之,医用功能高分子材料在医疗领域具有广泛的应用前景。
它们通过改进医疗器械和药物输送系统的性能,提高医疗效果和治疗效率。
随着材料科学和生物医学技术的不断发展,相信医用功能高分子材料将会在未来的医疗领域发挥更重要的作用。
医用高分子材料的功能性质和发展前景(2)
医用高分子材料的功能性质和发展前景
医用高分子材料的应用与发展前景2017-04-07 08:53 | #2楼
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,已经被应用到医学领域的各个方面,近年来得到了很快的发展。
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。
简单地说,医用高分子材料学,是介于现代医学和高分子科学之间,并且涉及到物理、化学、生物学、医学等的一门交叉学科。
目前,医用高分子材料的发展可谓异军突起,医用高分子材料的应用如雨后春笋遍及整个医学领域,其用量也在持续稳定地增长1。
因此探索发现医用高分子材料应用的新领域具有十分重要的意义,必将为造福人类做出更大贡献。
1医用高分子材料的性质
医用高分子材料的发展动力来自医学领域的客观需要。
医用高分子材料应用技术在医学领域中占有十分重要的地位,而医学方面对于高分子材料也有严格要求,因此其必须具有必要的特点满足基本要求。
1.1 医用高分子材料的特点
同普通高分子材料相比,医用高分子材料对单体及其聚合物的锌、铅、镉、铜、钡、锡等金属离子的残留量及树脂纯度、分子量分布等都有较高要求。
但是在塑料类医疗器械的制备和产业化过程中,决定医疗器械质量和水平的不仅仅是医用塑料本身的性能。
实际上在塑料类医疗器械的制备中,加工工艺和技术装备条件在塑料类医疗器械的质量和水平中起着决定性的作用。
医用高分子材料的特点如下:(1)优良的'热稳定性、化学稳定性及可杀菌消毒;
(2)优良的生物体替代性和生物体相容性,不会引起炎症和过敏,不会致癌,具有抗血栓性;
(3)长期埋植在体内,不会丧失拉伸强度和弹性模量等物理力学
性能; 1
(4)易于加工成所需要的复杂的形状2。
1.2医用高分子材料的基本要求
大部分医用高分子材料是要用于人体的,它在植入后将会与人体发生一系列的相互作用,为保证其使用的安全性和有效性,目前国内外对所有进入临床应用的医用高分子材料的要求都是十分严格的。
生物医用高分子材料是指在生理环境中使用的高分子材料,它们中有的可以全部植入体内,有的也可以部分植入体内而部分暴露在体外, 或置于体外而通过某种方式作用于体内组织。
医用高分子材料多用于人体,直接关系到人的生命和健康,需长期与人体体表、血液、体液接触, 有的甚至要求永久性植入体内3。
因此,这类材料必须具有优良的生物体替代性和生物相容性。
生物医用高分子材料需要满足的基本条件:在化学上是不活泼的,不会因与体液或血液接触而发生变化; 对周围组织不会引起炎症反应;不会产生遗传毒性和致癌;不会产生免疫毒性;长期植入体内也应保持所需的拉伸强度和弹性等物理机械性能;具有良好的血液相容性;能经受必要的灭菌过程而不变形;易于加工成所需要的、复杂的形态4。
2 医用高分子材料的医用
随着高分子材料学科和医学的日益发展以及相互渗透,人类已经逐步实现用医用高分子材料修补人体缺损以增进健康。
另一方面愈来愈多的医疗器械和药物也以高分子材料料作为原材料,因此的高分子材料将会体现到医学领域的各个方面,更多得造福人类。
2.1高分子材料在药物中的应用
高分子材料在药物中的应用随着人民生活水平的提高,大家对与健康息息相关的医药品也投入了极大的关注,寻找高效、稳定、毒副作用小的药品已成为大家关注的焦点。
故为了满足现代药物制剂技术的发展要求,各种高分子材料都被应用到其中,无论是高分子材料药物、药用制剂还是包装用高分子材料甚至是高分子材料被用作缓释药物的载体,这都与高分子材料息息相关。
高分子材料所制成的药物简称高分子药物,其主要包括带有高分
子链的药物和具有药理活性的高分子。
作为高分子药物其必须满足几个条件,如:本身无毒且在体内不会产生变异、进入血液不会引起血栓、具有水溶性且能有效达到患病处、进入体内高分子链必须降解以被吸收或排出体外。
与低分子药物相比,高分子药物有以下几个优点:(1)高分子材料几乎无副作用,可以缓释药物的浓度,不至于引起中毒或过敏,同时它在生物体的新陈代谢慢,能够起到很好的疗效; 2
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(2)高分子药物对进入体内的指定部位有选择性,药量很少但效果很好。
故高分子药物具有很好的市场前景,对于治疗一些心血管疾病和癌症更是体现了它的优越性和无法替代性。
高分子材料制成的药物制剂主要包括液状制剂中的高分子增稠剂、稀释剂、分散剂,固体制剂中的高分子粘合剂、胞衣剂、膏剂、涂膜剂和微胶囊等。
如羧甲基纤维素钠是纤维素分子的羟基被羧甲基部分取代后的产物,因其具有强亲水性,故水溶液具有粘性,且较少受PH 和无机盐的影响,所以在缓释制剂中常用作药物膜剂材料和缓释骨架片等;以壳聚糖和海藻酸钠为原料制成的微胶囊,通过调节其浓度和PH值以达到良好的缓释性能,可以延长有效成分的作用时间,减少食用次数和减轻副作用等。
而包装材料是指药物在制备过程中所需要的高分子材料,一般有软、硬两种类型,它可以提高药效、方便药物能更好的起作用,其并不涉及外包装材料5。
2.2高分子材料在医疗器械中的应用
高分子材料制的医疗器件有一次性医疗用品( 注射器、输液器、检查器具、护理用具、麻醉及手术室用具等)、血袋、尿袋及矫形材料等。
硅橡胶、聚酯、聚四氟乙烯、聚酸酐及聚乙烯醇等都是性能良好的矫形材料, 已广泛用于假肢制造及整形外科等领域。
中国医用塑料及器械产业从上世纪末到现在的十余年间取得了不同凡响的长足发展,应用领域也从药品、药剂包装和点滴瓶等一次性物品,延伸到了外科仪器等非一次性设备。
但是由于起步较晚,我国医疗器械的生产水平仍然处于十分落后的局面,其主要原因倒不是材
料问题,加工工艺和技术装备才是目前制约我国医疗器械水平的症结。
与美国人均300多美元年消费水平比较,中国的年人均消费额只有30多元人民币,差距还是相当大的。
目前我国医用塑料制品的产值仅占世界医用塑料制品产值的2%~3%,人均消耗量也不到发达国家的5%。
国内企业大都没掌握核心信息,中高档的市场仍然被国外公司占领。
为了提高我国医疗器械产品的技术水平,推动医疗器械产业的发展,20世纪90年代开始国家对介入医学和介入导管工业给予了前所未有的重视。
科技部将“ 医疗器械关键技术研究及重大产品开发”列入国家“九五”重大攻关项目和“十五”国家科技攻关计划重点项目,国家计委将医用导管及附件的产业化列为高技术产业化示范项目,国家经贸委也三次立项支持介入医疗器械产业化项目。
由此可见医疗器械加工技术的重要性和紧迫性6。
3 医用高分子材料的发展前景
医用高分子材料将在医学领域起到重要的作用,其性能将不断提高,应用领域5
6
也将进一步拓宽。
医用高分子材料的发展趋势为:(1)研究开发满足生物相容性和血液相容性材料,以聚烯烃、聚硅氧烷、氟碳聚合物和聚氨酯为重点;(2)开发控制药物释放、人工脏器、医疗器械和控制生育所用材料。
(3)发展小型化、便携带、内埋化等类型的人工器官装置。
其未来发展方向可概括为四个方面:一是,生物可降解高分子材料的应用前景更加广阔,医用可生物降解高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重视,无论是作为缓释药物还是作为促进组织生长的骨架材料,都将得到巨大的发展;二是,复制具有人体各部天然组织的物理力学性质和生物学性质的生物医用材料,达到高分子的生物功能化和生物智能化,是医用高分子材料发展的重要方向;三是,人工代用器官在材料本体及表面结构的有序化、复合化方面将取得长足进步,以达到与生物体相似的结构和功能,其生物相容性也将明显提高;四是,药用高分子和医药包装用高分子材料的应用将会继续扩大7。
4 结语
医用高分子材料与医疗水平的进步密切相关,其用途十分广泛。
中国近来高分子医用材料取得了很大进展,在医学领域取得了不俗的成绩,但同时也对医用材料的开发提出了挑战。
我们应该看到医用高分子材料的研究与开发是一个长期的、任重道远的工作,不应急功近利。
我们要深入探索医用高分子材料对保障人体健康,以及人类文明的发展有促进作用的领域,积极开展相关的研制工作,并积极推进研究成果的产业化,为人民健康造福。
目前各国都在加大人员和经费投入来进行研究和开发,并正在形成新的高科技产业。
因此,加速我国对新型医用高分子材料的研究与开发将是今后相关材料领域刻不容缓的艰巨任务。
【医用高分子材料的功能性质和发展前景】。