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淺談幾種生物醫用高分子材料的應用論文
隨著生物醫學的發展,生物醫用材料的種類越來越多,新品種不斷涌現,這些材料的生物相容性也越來越受關注。臨床安全使用我們最關注的問題。在醫用材料中,高分子聚合物是比較成熟普遍的應用。下面我就跟別介紹幾種高分子聚合物的特性以及應用。
1聚乳酸
聚乳酸(PLLA)是FDA(美國食品和藥物管理局)認可的一種可完全生物降解,對環境無污染的聚酯類高分子材料,屬于人工合成的科生物降解的熱塑性脂肪族聚酯。聚乳酸合成的主要原料是乳酸,乳酸是一類可再生的資源,而且具有無毒無刺激的特性。PLLA具有適應的生物降解特性、良好的生物相容性和可加工性,以及優良的力學強度。已廣泛應用于可吸收縫合線、藥物緩釋材料、人工血管、止血劑、外科粘合劑和骨折內固定等領域,近幾年來引起人們廣泛的關注。
1.1PLLA用于支架材料
此應用是基于組織工程的生物裝置。是為了保證人體細胞和組織的生長,從而達到理想的身體組織功能。PLLA作為一種工程支架材料,具有工程支架材料所必需的兩個條件:一是細胞生長和輸送營養所必需的孔結構;二是助于細胞生長所需要的幾何形狀和機械強度。PLLA組織工程支架最早經過在材料上培養組織細胞且不斷演變為組織和器官,在這一過程中會緩慢的降解不斷地被組織肌體所吸收。
1.2PLLA用于骨科和牙科材料
在高分子醫用材料發張起來之前,骨科的固定和牙科的填充物多數是金屬材料。比如骨科的固定多數是不銹鋼等材料,但是這些金屬材料會引發一個問題,那就是“應力屏蔽效應”造成金屬材料周圍的骨組織因為收不到引力刺激形成骨質疏松和骨退化。這種效應的原因是金屬在剛度上遠遠超過人骨,在力學性能上難以跟隨骨折的恢復情況適時調整。而聚乳酸等高分子材料在強度剛度韌性上和人體接近,而且隨著骨折的愈合會被慢慢的降解吸收,不僅發揮了良好的性能,也避免了二次手術,減輕病人的痛苦。
1.3PLLA納米纖維編織縫合線
以PLLA為原料,采用靜電紡絲和圓盤定向收集得到具有有序排列的納米纖維束,并將其編織成線,得到PLLA納米纖維縫合線。這是一種新的應用。對新型可吸收PLLA縫線的微觀形貌、血液相容性、細胞毒性進行了性能表征,并測試了其力學性能。結果表明,納米纖維在一定的圓盤轉速下表現出較好的定向性,力學性能良好。MTT實驗結果表明縫線材料無細胞毒性,且顯示出較高的增殖率,說明新型可吸收PLLA納米纖維縫線具有良好的生物相容性和安全性。縫線在溶血試驗中溶血率<5%,符合醫用材料的溶血要求。
2聚丙烯腈
丙烯腈又稱PAN,是重要的合成纖維原料,PAN含量為89%共聚物稱為腈綸,用于醫學應用中的人工血管、超濾裝置、和透析型人工腎中中空纖維的制造。用以超濾清除中大分子的物質,但是有無其是憎水性的,所以在應用中應與親水性單體共聚來改性,這個是醫用材料研究表面改改性的部分。PAN纖維經高溫碳化可以制成碳纖維,用于增強復合材料以制作假肢、假牙、人工肌腱、韌帶、牙槽骨、下頜骨以及軟骨等。此外,丙烯腈還可以和其他的聚合物形成共聚物應用于醫學的其他方面,例如腦動脈瘤加固保護劑等。PAN基的碳纖維還具有良好的吸附特性,可以用于制作吸附性人工腎,人工肝等。
3聚四氟乙烯
聚四氟乙烯主要應用于隆鼻術,他是一種惰性膨體聚合物,其內部由許多結節組成,結與結之間細小的纖維多方向立體交織在一起,形成超微多空的結構。他的主要性能如下:非極性、線性結晶聚合物,一般結晶度在55%到75%之間,有時高達94%;分子量一般為40萬到100萬之間,化學穩定性良好,耐強酸強堿強氧化劑等,甚至于耐受王水的腐蝕,對很多物質均無黏附作用。所以這種材料可以耐受反復的高溫消毒滅菌,流變性好,易于加工成型。其具體優點如下:1、性能穩定,無毒,耐高低溫,耐腐蝕;2、有海綿狀、膜狀、塊狀、片狀等不同形狀,而且容易塑形,可隨意雕成各種形狀;3、材料光滑,黏性系數摩擦系數極小,有彈性和一定的柔韌性,不易撕斷;4、內部的超微多孔結構可以允許周圍的組織血管和肉芽組織長入,從根本上避免了術后遠期發生假體活動等不良效果;5、材料具有堅實柔軟且允許組織長入的特點,隧道填充效果完美且與周圍組織緊密鑲嵌,作為隆鼻材料可以使鼻子外觀更趨于自然,形狀手感自然逼真。聚四氟乙烯在心血管系統也有很多引用,比如血管的修復,人工瓣膜的低緩,阻塞球和縫合環包布,人工肺氣體交換膜,燃供腎和人工肝的解毒罐,心血管導管引導鋼絲的表面涂層等。是在人體內如果磨損產生顆粒,對其生物相容性就會產生不利的影響。
4總結
以上我介紹了三種高分子聚合物的特性及應用,當然有的材料優點很多但在實際引用中還應考慮制造工藝以及成本問題,例如膨體聚四氟乙烯,如果在工藝上能改進,降低成本,相信可以得到廣泛引用。
參考文獻
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