医用高分子材料研究
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医用高分子材料研究范文第1篇
关键词：教学探索；生物功能材料；生物医用高分子
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）38-0198-02
青岛农业大学化学与药学院生物功能材料专业成立于2011年，专业成立时间短，国内开设此专业的院校也非常少。开设的专业课程主要有：《高分子化学与物理》、《生物医用高分子材料》、《可降解与吸收材料》、《生物材料学》、《无机生物材料》等。其中，《生物医用高分子材料》是生物功能材料专业的重要专业课程，界定该课程的讲授内容、探讨其讲授方法、发展其教学规划、增强该课程的培养效果，是非常有意义的一项课题。《生物医用高分子材料》课程是一门交叉课程，医学、生命科学、化学及材料等学科专业均有开设，相互之间密切相连，其研究与开发兼有重大的社会与经济需求。此课程在生物功能材料专业中开设，有利于学生对生物医用高分子的概念、分类、结构、应用等的学习，培养学生对生物功能材料的研究兴趣，提高其自主思考、创新能力。相对于《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》等基础课程，生物医用高分子的相关研究尚短，理论不成熟、系统，且内容众多、繁琐，而该课程开课学时仅32学时。这样的课时设置给我们的授课带来了极大难度。如何上好《生物医用高分子材料》、如何在有限的时间内对该课程进行系统的讲解，让学生对《生物医用高分子材料》课程有一个清晰、系统的认识，将是该课程授课教师需要重点探索的问题。作者从事高分子、生物材料的相关教学工作，具有一定的教学经验，就如何更好地开展《生物医用高分子材料》课程教学，凸显其在生物功能材料专业中的作用，介绍相关见解和体会如下。
一、课程内容与学生（生物功能材料专业）素质、能力之间构效关系的建立
课程内容是学生接触到的直观材料，是指导学生思考、分析、学习的基本要素。课程内容选择的适当与否，直接关系到所培养学生素质、能力的高低。选择合适的讲授内容，应遵循原则如下：
1.课程内容是否可引起学生的兴趣？兴趣是学生学习的动力。课程内容的设计是引导学生学习的第一步，一个优秀的课程内容预示着成功了一半。本教学中部分章节重点讲述人工器官、医疗诊断用高分子材料，如牙科材料、眼科材料、医用缝合线等，贴近生活中的应用，一下子拉近了生物医用高分子材料与大家的距离，在让学生感觉有趣的情况下引发他们的思考，做到事半功倍的效果。同时，让学生真正了解到课堂上学习的知识是有用的、与生活密切相关的，击溃社会、校园传播的“读书无用论”，激发学生学习的兴趣、动力。
2.课程内容是否与专业人才培养目标息息相关？本专业为生物功能材料，致力于生物功能材料高素质、强能力人才的培养，选择课程内容时应密切联系“生物”、“功能”、“材料”三概念。选择一本《生物医用高分子材料》教材，并不意味着本教材所有内容均需详细讲解，与专业人才培养相关的重点讲解，不相关的则可只言片语带过。如绪论中对生物医用高分子材料的发展、由来的讲解，可用0.5学时或更少的时间讲述；而对该材料的生物相容性、安全性评价及其应用，则需重点讲述。有目的、有选择性地讲授课程内容，突出重点，结合实际应用讲解。
3.课程内容是否紧跟学术前沿？《生物医用高分子材料》课程中，部分章节对典型的生物医用高分子材料进行了讲解，如聚乳酸、聚磷酸酯等。本科学生主要专注于理论知识的学习，及一定程度创新、动手能力的培养，对于化学、材料合成方法、技术的发展知之甚少。讲授《生物医用高分子材料》课程时，适当介绍相关材料研究的最新热点，如聚乳酸的合成方法、特殊的性能等，有利于学生综合素质能力的培养。
4.课程内容与开设课时是否匹配？针对课时较少的现状，需对教学内容进行合理的安排。首先讲述高分子材料的生物相容性、安全性，及其和生物体的相互作用；再次讲述生物医用高分子材料在人工器官、医疗诊断、药物缓控释、组织工程等领域中的应用；接着讲述生物医用高分子材料的性能及其改性；最后依据前面信息，总结关系规律，讲述生物医用高分子材料的设计方法。这样既保证了对该课程的系统讲解，使学生对生物医用高分子材料的基本概念、分类及应用有了初步了解，又没有因为课程过难或过多给学生造成负担。
二、教学方法的优化探讨
众所周知，大学的课堂基本上都是教师高谈阔论，学生按部就班，到了考试周就划重点，疯狂背，及格就万事大吉，但这并不是我们设计的目标结果，我们的目标是希望每一位学生都真真正正地学到知识。因此，有必要建立良好的教学方法、教学模式、教学手段。教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式与手段的总称。包括教师教的方法（教授法）和学生学的方法（学习方法）两大方面，是教授方法与学习方法的统一。教授法必须依据学习法，否则便会因缺乏针对性和可行性而不能有效地达到预期的目的。但由于教师在教学过程中处于主导地位，所以在教法与学法中，教法处于主导地位。在课堂上应使用多媒体与板书相结合的教学方法。多媒体教学可具体、直观、生动地表达抽象的现象，促进学生对知识的理解、吸收。比如，制作材料合成、加工、性能表征及应用的视频，打破传统的“说―听”教学模式。新的方法是积极鼓励引导学生参与到课堂中来，激发学生学习的积极性，努力让学生主动学，让学习效率更高。材料包括材料的组成、材料的性能、材料的使用，三者之间环环相扣，抓住了这一点就能很好的让同学们更好地理解一种材料的产生，更能锻炼同学们的整体思维。鼓励同学们自主学习，学生在课堂的时间是非常短暂的，更多的是课余时间，老师在课堂上提出几个探讨性的问题，鼓励同学们成立小组相互讨论，引导同学们上网查询资料，到图书馆资料室查资料，增加自己的眼见，丰富知识。使同学们在课堂学的知识能理论联系实际，学以致用。在课堂上讲到一种材料，如硅胶，可以作为隆胸的材料等。通过具体实际的例证说明此种材料的用途，加深同学们的理解。在课堂上让同学们认真地做笔记，在做笔记的同时也加深了理解，同时也能让同学们更加深入的思考。同时在教学过程中，应开展互动式教学，促进教师、学生之间的紧密沟通交流。作者在课堂上采取提问、讨论与学生上讲台相结合的教学方法，增加了教与学双方的主动性，取得了较好的效果。比如在讲述生物医用高分子材料相容性与安全性知识点时，在课前教师可先提出问题：补牙时使用劣质材料，则会导致牙齿发炎、疼痛，分析其原因、阐述理由。让学生通过预习和查阅资料独立思考，得出自己的结论。下次上课时，可让学生先就自己的结论相互讨论，教师进行纠正或补充。这样既促使学生进行了课前预习，也提高了学生的自学能力。
三、结语
以上就是我们对生物医用高分子材料课程教学内容、教学方法的探索和改革，改革的目的是让同学们更好地理解学习知识，让学习的效率更高。更好地培养专业基础知识稳扎、具有创新性思维的优秀专业人才，而达到这一目的，无疑改革和创新才是动力源泉与保证。
参考文献：
[1]喻湘华，鄢国平，李亮，郭庆忠，杜飞鹏，郭俊芳，张桥.材料化学专业生物医用高分子课程教学探索[J].教改论坛，2012，26（1）：58-59.
[2]赵长生.《生物医用高分子材料》[M].北京：化学工业出版社，2009.
医用高分子材料研究范文第2篇
1．何为高分子化学
顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。
2．高相对分子质量与高强度
相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。
3．高分子科学的主要内容
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连
接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。
二、高分子材料化学的应用
材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。
第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。
第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。
三、高分子化学与高科技的结合
当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。
第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。
第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。
四、高分子化学的可持续发展
研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。
参考文献：
[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)
[2]王守德,刘福田,程新.智能材料及其应用进展[J].济南大学学报(自然科学版,2002,(01).
医用高分子材料研究范文第3篇
关键词：生物医学材料；生物相容性；应用现状；发展前景
引言
生物医学材料是一种毒副作用较小，生物相容性比较好的具有特殊性能和特殊功能的一种医用材料，它对人的生命，组织器官是无害的。它的发展是以提升人类卫生健康水品，疾病治疗，医疗保健为目的一种生物材料。生物医学材料主要以生物高分子材料，生物陶瓷材料，生物医学复合材料及生物金属材料和生物医学衍生材料为主。现如今生物医学而材料已经广泛应用于医学领域和科研领域。
一、生物医学材料的分类
1、医用高分子材料
所谓生物医学材料领域中发展最好的领域，医用高分子材料自改革开放以来就发展非常迅速，现如今医用高分子材料已经研究出了许多性能量好，应用广泛的制成品。医用高分子材料有很大的便利之处是原材料比较容易获取，加工制成品比较简单，而且研究发现人体大部分组织器官的软组织部位，比如血管，呼吸道等都是由高分子材料构成，这一特点使得医用高分子材料的应用越来越受到人们的重视。
2、生物陶瓷材料
生物陶瓷材料也可以因为其化学组成而被叫做生物无机非金属材料，它也是具有大部分生物医学材料共有的生物特性，它是一种具有很好的生物相容性，与医用高分子材料相比生物陶瓷材料化学性质极其稳定。从性能上来讲，生物陶瓷材料与生物体具有高度亲和性，毒副作用非常小，也很少与生物体产生免疫排斥反应。由于生物陶瓷材料的这些良好特性，近年来也逐渐被研究开发，现已经普遍受到关注。生物陶瓷材料可以分为惰性生物陶瓷和生物活性生物陶瓷。每类生物陶瓷材料都逐渐被广泛利用。
3、医用金属材料
生物金属材料顾名思义具有很强的机械强度，因为这种材料的组成主要是金属或者合金，它的化学组成决定了此种材料具有很好的抗疲劳特性。钛合金和钴合金就是被广泛使用在临床上为人所熟知的医用类金属材料，另外还有不锈钢。它们三者常作为植入材料，主要运用于骨和牙等硬组织的替换。比较常用在临床上的是贵重金属例如金，银和铂，当然一些常见材料比如铁、镁及铜等都有应用于临床试验上，只是这些金属的生物特性不是很好，因此尚未受到专家认可。
4、生物医学复合材料
生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料混合而成，比如现运用于临床的一些生物传感器就是由高分子材料结合生物高分子形成的。另外，人工骨头也可以有碳和钛复合而成。
5、生物医学衍生材料
生物医学衍生材料是将生物组织进行特殊处理形成的，虽然它已经不具有生物活性，但是由于它有着天然生物相同的构型因而在人体修复和替换的过程中成功率比较高。
二、生物医学材料的应用现状
生物医学材料作为一项发展迅速的高新技术产业，它的发展已经受到全世界的普遍关注。现如今随着分子材料和人造器官的广泛使用，生物医学材料交叉着诸多学科成为创新材料的重要组成部分。生物医学材料的运用虽然在亚洲地区发展较快，但目前还主要在经济发达国家具有竞争优势。发达国家现已逐步形成生物材料工业体系，创新材料制成产品比较多，每年的销售额也非常巨大，甚至可以达到药物市场的销售额。目前，主要的生物材料产品中具有代表性的有：人工器官、人工关节、人工股骨头都是运用生物医学材料来替代的。
三、生物医学材料的发展前景
生物医学材料作为新技术革命中高新技术产业，将成为国民经济发展的一个重要驱动力。就我国而言，人口众多、人口老龄化、交通拥挤及卫生医疗状况需要改善的国情来讲，人们在生活水平不断提高的同时对医疗保健的要求越来越高，同时对行业创新的提升具有迫切需求。生物医学材料工业体系解决了众多疾病难题，促进了医疗水平和提高了疾病治疗成功率。现如今，国家已经充分认识生物医学材料的V大发展前景，并投入大量资金用于技术研究、仿制到创新。在全区，如今生物医学材料的发展已经能够与汽车行业在经济发展中的地位相比，销售市场和销售额大幅度扩增。
四、结语
综上所述，生物医学材料具有如此强大的经济竞争实力，具有极大的发展前景。我国这场新技术革命中不仅面临国内设施条件的制约，而且被发达国家的材料工业体系所发展的巨大市场所冲击着。我国争取在新技术革命中能够占一席之地，必须加大对生物材料的研究和运用，从仿制到创新，加强知识产权的保护的同时也要积极向发达国家学习，迅速转化成产业成果，重点突破，追踪生物材料的前沿，形成竞争优势。在国家的重点关注和支持的情况下，生物医学材料这种高新技术产业即将在中国迅猛发展。
[参考文献]
[1]何天白，胡汉杰.功能高分子与新技术[M].北京：化学工业出版社，2001.95～98.
[2]冯凌云，陈晓明.生物陶瓷材料的生物学性能评价[J].武汉工业大学学报，1998，（18）.
医用高分子材料研究范文第4篇
[关键词]生物可降解；高分子材料；研究；进展
中图分类号：TG422文献标识码：A文章编号：1009-914X（2018）20-0195-01
随着社会生活的不断进步和科技水平的提高，我国对高分子材料的研究越来越深入，高分子材料的使用范围也越来越广。高分子材料的大范围推广，一方面给人们的日常生活提供了更加方便快捷的使用材料，另一方面也带来了严重的环境污染。研究生物可降解高分子材料，将生物可降解高分子材料应用到当前的社会生活中，是构建环境友好型、资源节约型社会的基本要求，也是贯彻落实科学发展观与可持续发展观的要求，要不断探索更加科学的方法，增强对生物可降解高分子材料的研究，推动生物可降解高分子材料的发展。
一、生物可降解高分子材料的基本特点
生物可降解高分子材料比较传统的高分子材料而言，其合成和降解的过程对环境造成的污染比较小。首先，生物可降解高分子材料的降解时间要明显短于普通塑料的降解时间，可以有效降低对环境的污染。其次，生物可降解高分子材料在降解过程中不会出现有毒气体，也不会释放重金屬污染物[1]。再次，生物可降解高分子材料在焚烧的过程中不会产生对人体有害的化学物质。最后，生物可降解高分子材料的处理回收方式比较简单，可以与普通生活垃圾一起进行填埋，也可以二次加工成肥料等进行循环利用。
二、生物可降解高分子材料的降解机理
与传统高分子材料相比，生物可降解高分子材料的降解受自然环境和自然条件的影响比较大，降解过程比较简单，并且降解之后产生的物质对自然环境的伤害比较小。
（一）物理作用
高分子材料可以通过一定的物理反应进行降解，在特定的条件下，光、温度、辐射等外界条件都会对生物可降解高分子材料产生影响，使其表面特征或者机械性能发生变化。比如光敏性聚合物的降解，主要就是利用光的作用，通过对紫外线的吸收，使聚合物的分子具有一定的活性，在一定的物理作用下，使聚合物被降解[2]。
（二）化学作用
生物可降解高分子材料在降解过程中会受周围环境变化的影响，环境中水分、湿度的变化会对生物可降解高分子材料产生化学作用，使材料分子之间的分子链断裂，断裂的分子在环境的影响下重新组合，影响高分子材料的降解。
三、生物可降解高分子材料的应用
（一）生物可降解高分子材料在农业上的应用
我国是传统的农业大国，每年用于农业生产的农用地膜、农产品保鲜膜以及化肥包装袋等数量都非常大，这些都会对环境造成一定的污染。就比如传统的地膜，其回收比较困难，并且在自然环境中很难被降解，不仅污染环境，长期恶性循环，还会降低土壤的透气性。将生物可降解高分子材料应用到农业生产中，可以有效的缓解对环境的污染[3]。生物可降解高分子材料中含有甲壳素或者壳聚糖，这些物质在自然环境下很容易被降解，并且降解之后产生的物质不但不会污染环境，还能为农作物的生产提供养分，同时，能改善土壤质地，使土壤更适合农作物的生长。利用生物可降解高分子材料生产的地膜可以在土壤中自行降解，转化成有利于农作物生长的营养物质，减少对环境的污染和破坏。
（二）生物可降解高分子材料在包装材料上的应用
将生物可降解高分子材料应用到包装材料中，可以有效减少包装废品对环境造成的污染。将纤维素和其衍生物进行加工，按照不同产品的包装需求采用不同的加工工艺，可以生产制造出适合食品、洗漱用品或者其他日用品的外包装。首先纤维素的提取工艺比较简单，生产成本比较低。其次纤维素可以在自然环境下被有效降解，可以降低包装废品对环境的污染。传统的包装材料多以不容易被降解的塑料为主，制作工艺比较复杂，制作成本较高，并且废弃的包装对环境造成的污染比较严重。生物可降解高分子材料能够替代传统的包装材料，减少废弃包装对自然环境的危害。
三、结论
研究生物可降解高分子材料，是建设环境友好型和资源节约型社会的要求，也是贯彻落实科学发展观、实现长久可持续发展的重要途径，将生物可降解高分子材料广泛应用在农业和包装材料上，能够有效减少传统塑料对自然环境的污染，有利于生态环境的恢复。因此，研究和发展生物可降解高分子材料，是当前构建社会主义和谐社会、保护自然生态环境的必行之路。
参考文献
[1] 曾少华，申明霞，段鹏鹏，韩永芹，王珠银.可生物降解高分子材料的研究与进展[J].粘接，2015，36（01）：72-76.
[2] 梁敏，王羽，宋树鑫，刘林林，齐小晶，张玉琴，董同力嘎.生物可降解高分子材料在食品包装中的应用[J]. 塑料工业，2015，43（10）：1-5+18.
医用高分子材料研究范文第5篇
关键词：高分子材料；发展；应用
随着高分子材料应用范围的不断拓展，作为一名高中学生，还是应该对高分子材料的发展现状以及应用趋势有一定的了解，这样才能够对未来的生活与工作起到一定的铺垫作用。
一、高分子材料含义与发展现状
（一）高分子材料
高分子材料指的是多个重复单元共价连接，分子量很大一类的分子从而组成了相关的聚合物，并且还具有一定的粘弹性。现阶段，高分子材料正逐渐朝着高功能化、复合化、高性能化等方向不断发展。因此，我国高分子材料需要在通用性进一步开发的基础上，偏向于高分子材料品种、技术水平以及生产的重点发展，这样才能够促进市场的发展需求[1]。
（二）发展现状
为了满足汽车工业、家用电器、电子信息等多个领域的需求，高分子材料重点发展主要是：第一，高性能化，如耐热性、高机械性、耐腐蚀性以及耐久性等方面。第二，高功能化，如生物学、光学、力学等多种功能。第三，复合化。如复合材料，通常是基于高性能结构的材料作为基本的符合材料组成。第四，智能化，如材料本身拥有一定的生物功能预知性，如识别能力、修复能力、反应能力等。
二、高分子材料应用趋势
（一）具有记忆的高分子材料
1.热响应型
室温以上的变形，室温形态固定，同时可以进行长期的存放，当温度再一次提升到特定，温度，制件也可以迅速恢复到初始状态。针对这一能力，主要是在电子通讯、科学实验、汽车保险杠、油田封井器等领域之中使用，具体如医用器械、热缩连接紧固件、光信息、座垫、泡沫塑料等。热响应型形状的记忆高分子形变温度很容易控制，并且制作相对渐变，目前是记忆高分子研究之中开发最为活跃的一个领域。尤其是形状记忆纤维的开发利用，有利于纺织业发展的推动。
2.电/磁响应型
属于热响应形状记忆功能高分子材料同具有一定导电性能的金属粉末、导电炭黑以及导电高分子等复合材料。当电流产生热量之后，就会提升材料的温度，导致形状恢复，不但拥有导电性能，同时也具有一定的形状记忆功能。一般来说，在电子集束管、电磁屏蔽材料等电子通讯以及仪器仪表等领域之中得到广泛的应用[2]。
3.光响应型
指的是将某一部分光感应变色的基团引入到高分子的主链以及侧链之中，一旦有紫外光照射，PCG就会出现光异构化反应，这样就会改变分子链状态，导致其宏观形态也出现相应的变化；当停止光照之后，PCG光构化反应就可以逆行，分子链会恢复到原本的状态。主要用于光记录材料、药物缓释剂、印刷材料等。
4.化学感应型
材料的周边介质性质的变化就可以将材料的变形以及形状恢复激发出来。其条件主要是PH值扁你话、相变反应、平衡离子置换等。这一类型的物质，还存在部分的皂化聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等。这一材料主要是在“化学发动机”、蛋白质或者是酶的分离膜中广泛使用。
（二）水溶性高分子化合物
主要包含了水溶性的树脂和聚合物。属于一种拥有较强亲水性的高分子材料，在水中可以溶解成为溶液。在分子结构之中包含了阳离子、阴离子，极性非离子等亲水基团，这样就可以让高分子材料拥有性、分散性以及减磨性等多种性能。其主要的种类包含了：
第一，淀粉、动植物胶以及纤维素等天然性的水溶高分析。第二，人工合成水溶高分析，主要包含了离子型、非离子型以及缩合类等。
其物理性能包含了分子量、溶解度、絮凝作用、分散作用、减阻作用等。
溶解度指的是每一分溶剂之中，溶质溶解的平均值。一般来说，溶液之中的溶解溶质要多于平均值，这个时候就称之为过饱和溶液。所以，水溶性就是最重要的特性之一。分子量作为水溶性高分子的一大特性，其平均值就直接决定了高分子材料本身的性能。同时分子量分布，也会对分子量产生一定的影响。
分散作用指的是两相界面之中分散剂有序的排列，这样就可以确保分散体系本身的稳定性。水溶性高分子属于良好的分散剂，其本身具有疏水基团和亲水基团，本身也拥有一定的表面活性能。
当存在一定量的电解质，就会降低微粒的物理稳定性，将其聚集成为絮状，但是在振摇之后又能够均匀的分散，这样的作用就可以称之为絮凝作用。水溶性高分子本身拥有极性基团，可以吸附水中的固体离子，这样就能够形成絮凝团。增稠剂本身属于流变助剂，能够让低稠度的水性涂料增加粘稠度。
将高分子聚合物注入到流体之中，能够降低流动阻力，这样使用于降低流体流动阻力的化学剂就可以将其称之为减阻剂。
三、结束语
总而言之，随着科学技术的不断发展，也带动了高分子材料加工行业的不断发展，虽然目前国内的高分子材料的研究与应用还与发达国家存在一定的差距，但是相信在广大研究人员的努力下，我国高分子技术必定会发展的越来越迅速。作为高中生的我们，从现在开始，能够认识其作用，相信在未来发展中，也可以贡献自己的一份力。
参考文献：
医用高分子材料研究范文第6篇
关键词：增塑剂 毒性 医用高分子材料
据1996 年12 月美国健康工业制造者协会的资料表明，1995 年世界医疗器械市场已达1200 亿美元，而医疗器械市场份额的60 %以上来源于生物医学材料和医用植入体[1]。医用高分子材料是指在医学上使用的高分子材料，它对于挽救生命，救治伤残，提高人类生活质量具有重要的意义和巨大的社会效益。能被应用到医学领域的高分子材料对其性能要求十分苛刻 [2～4]。
邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）作为聚氯乙烯（PVC）等塑料制品的增塑剂，可增加塑料的弹性和韧性，被广泛应用于塑料工业。DEHP在塑料中是以游离的形式存在的，在重量上可达30%～50%，很容易进入环境。作为环境污染物，可以在地表水、地下水、饮用水、空气、土壤及动、植物体内广泛检测到。[5]随着DEHP产量的逐年增加，其在环境中的浓度也逐渐升高，对人体的毒性作用也越来越受到人们的关注。[6]目前对其健康效应方面的评价尚处于实验室动物研究阶段，本文仅就国内外DEHP的毒性研究作一综述。
一、理化特性
邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（C24H38O4）常温下为澄清的液态油性化合物，分子量为390156 ，熔点255℃，沸点在大气压为760mmHg时为387℃，在5mmHg时为230℃，200℃时的蒸汽压为1.2mmHg，密度为0.9861，难溶于水，易溶于有机溶剂。
二、代谢和分布
1.吸收
DEHP可经胃肠道、肺和皮肤吸收，通常以胃肠道为主要吸收途径。从DEHP代谢物在大鼠的排泄过程可知，经口给予的DEHP90%以上在胃肠道被吸收。DEHP进入胃肠道后，受胰腺酶和肠道内一些酶的作用，大部分迅速由双酯转化为单酯（MEHP），然后被吸收。
2.分布
经口给予DEHP经消化吸收后，DEHP及其代谢产物主要分布于血液、肝脏、肾脏、胃肠道以及脂肪组织，其中在大鼠的组织中浓度相对较高。
3.代谢
DEHP进入体内代谢的第一步就是水解成为单酯系列，经口给药后这一步主要在胃肠道进行。但在其他组织，如肝脏、肾脏、胰腺、肺脏、血液、组织中都可将其水解为单酯。DEHP进入体内后被迅速降解，24h后仅剩痕量水平。DEHP只有在肝脏内才可被完全代谢为邻苯二甲酸。DEHP具有脂溶性，能储存于脂肪组织中而长时间不被代谢掉。DEHP在肺脏的半衰期仅为1.5h，肝脏中为28.4h，在脂肪组织中为156h。MEHP在肝脏组织中的半衰期为32h，在脂肪组织中则为68h。
4.排泄
由于DEHP进入体内后迅速代谢为单酯，处理和降解单酯成为代谢的主要任务。对许多物种包括人体进行检测发现，单酯以一种葡萄糖苷酸偶联体的形式存在于尿液，粪便和胆汁中。美国环境保护署报道DEHP在人体内的半衰期平均为12h。以14C标记的DEHP经皮进入F-344大鼠体内后需7d才能从尿液和粪便清除，其中尿液为主要清除途径。
三、毒性
1.急性毒性
DEHP的急性毒性较低，Sax和Lewis等人报道经口给药后，小鼠的LD50为30g/kg，大鼠为30.6g/kg，家兔为34g/kg；小鼠、大鼠、鸽、兔、鸡静脉注射DEHP0.07～0.3g/kg可引起死亡；大鼠腹腔注射DEHP其LD50为5～30g/kg。
2.慢性毒性
2.1体重及器官重量的改变
d雌性组的子宫重量明显低于对照组。d雄性组中重量明显低于对照组。6000mg/kgd以及6000mg/kgd、1500mg/kgd雌、雄性组的肾脏重量与对照组相比明显下降。相反，在以上几组中肝脏重量却明显增加。肝细胞内滑面内质网增生，过氧化物酶体在数量和形态上均增殖。
2.2对血液系统的影响
d组血浆中尿素氮（BUN）和白蛋白的含量比对照组显著升高，而球蛋白含量降低。在104周末，丙氨酸氨基转移酶（AL T）和天门冬酸氨基移酶（AST）的活性增高，但尚无统计学意义。红细胞数、血红蛋白、红细胞压积都低于对照组。
3.生殖毒性
该领域研究的报道相对较多。主要表现为胎儿死亡率升高，胎儿畸形，体重偏低，肝脏、肾脏的相对/绝对质量升高等。研究发现，DEHP可刺激下丘脑产生并释放促性腺激素释放激素，使垂体释放卵泡刺激素和黄体生成素失调。DEHP及其代谢产物进入后，支持细胞和间质细胞作为它们的靶点首先受到攻击，线粒体和内质网为主要受损细胞器，使得体积减小，这样就阻碍了的正常发生，但引起这一反应所需的浓度较高，足以引起肝肾的绝对和相对重量改变及引起胰腺和肝脏的组织学变化。
4.致癌性
Rao和Reddy发现DEHP及其代谢产物可以引起过氧化物酶的增值，而过氧化物酶增高可导致某些原致癌物的致癌性增加。
5.安全性
近年来，人们非常关注PVC制品中所含的二恶英和环境激素等问题，各种议论给PVC市场带来了不利影响。日本增塑剂工业协会对在邻苯二甲酸酯类增塑剂中使用量最多的DOP的安全性能进行了多方位和细致的研究，结果获得了世界公认。下面以DEHP（邻苯二甲酸双（2-乙基乙基）脂）为例，详细的分析这类增塑剂的安全性。
在许多场所能检测出DEHP，使人们对该物质产生了担忧，但近年来人们对DEHP安全性的认识已经有了较大的提高。实际上，DEHP的蒸气压和在水中溶解度极小，仅能用特殊仪器从空气中和水中检测出很低的含量。虽然食品被检测出有PPM级含量的DEHP，但对人类和啮齿类动物的影响很小。2000年2月，国际癌症研究机构（iarc）否定了该物质对人体的致癌性，2003年1月通过对灵长类动物的实验，证实没有影响。2003年6月日本环境省发表了包括DEHP在内的几种邻苯二甲酸酯不会产生环境激素的研究报告。
日本和海外各种机构对DEHP进行了损害评估，大部分作出DEHP对人体健康没有影响的结论。2005年2月，日本产业技术综合研究所发表了“邻苯二甲酸酯——DEHP”报告，对该物质进行了详细的损害评定。结论如下：（1）除特殊医疗和工作领域外，不必担心DEHP会对人体造成任何伤害；（2）对生态的影响与人体影响评估一样，也不会造成任何损害。日本增塑剂工业协会经过长期反复调查研究，认为“DEHP对于人类和环境不会带来不利影响，可以放心使用”。
四、结语
PVC在各种各样的医疗产品中有着悠久的使用历史。PVC在医疗产品中的应用包括输液袋和导尿管等等。这些医疗设备经过了世界范围内包括FDA在内的无数政府机构和独立健康机构的严格的监管审查。在过去40多年的使用过程中，这些材料的安全性已经经过了50亿到70亿急性接触住院以及10亿到20亿慢性接触住院天数的证明，并没有发现PVC类材料具有任何反作用。可替代材料能够有效取代DEHP（或含DEHP的PVC）的程度还需要在当今使用的广泛范围内进行测试。这些可替代材料还必须进行毒物学和具体特定的使用领域可接受的安全标准的评估，并且要具有与原来使用材料相当的安全程度。病人的安全性、功能的有效性、成本的经济性以及规章的遵从性将会对未来医疗设备材料的选择及其优先性产生指导性作用。[7]
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医用高分子材料研究范文第7篇
2 生物材料的类型与应用 生物材料种类繁多,到目前为止,被详细研究过的生物材料已经超过一千种,在医学临床上广泛应用的也有几十种,涉及材料学科各个领域。依据不同的分类标准,可以分为不同的类型。
2.1 以材料的生物性能为分类标准根据材料的生物性能,生物材料可分为生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物复合材料四类。
2.1.1 生物惰性材料 生物惰性材料是指一类在生物环境中能保持稳定,不发生或仅发生微弱化学反应的生物医学材料,主要是生物陶瓷类和医用合金类材料。由于在实际中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在机体内也只是基本上不发生化学反应,它与组织间的结合主要是组织长入其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联,即形态结合。生物惰性材料主要包括以下几类:(1)氧化物陶瓷 主要包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷.氧化铝陶瓷中以纯刚玉及其复合材料的人工关节和人工骨为主,具体包括纯刚玉双杯式人工髋关节;纯刚玉— 金属复合型人工股骨头;纯刚玉—聚甲基丙烯酸酯—钴铬钼合金铰链式膝关节,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷 该材料主要用来制作部分人工关节。(3)Si3N4 陶瓷 该类材料主要用来制作一些作为替代用的较小的人工骨,目前还不能用作承重材料。(4)医用碳素材料 它主要被作为制作人工心脏瓣膜等人工脏器以及人工关节等方面的材料。(5)医用金属材料 该类材料是目前人体承重材料中应用最广泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它与人体环境的相容性.同时它还能制作各类其他人体骨的替代物。
2.1.2 生物活性材料生物活性材料是一类能诱出或调节生物活性的生物医学材料。但是,也有人认为生物活性是增进细胞活性或新组织再生的性质。现在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基础,其应用范围也大大扩充. 一些生物医用高分子材料,特别是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被视为生物活性材料.羟基磷灰石是一种典型的生物活性材料。由于人体骨的主要无机质成分为该材料,故当材料植入体内时不仅能传导成骨,而且能与新骨形成骨键合。在肌肉、韧带或皮下种植时,能与组织密合,无炎症或刺激反应.生物活性材料主要有以下几类:
(1)羟基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作为最有代表性的生物活性陶瓷—羟基磷灰石(简称HAP)材料的研究, 在近代生物医学工程学科领域一直受到人们的密切关注.羟基磷灰石 [Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎动物骨和齿的主要无机成分,结构也非常相近,与动物体组织的相容性好、无毒副作用、界面活性优于各类医用钛合金、硅橡胶及植骨用碳素材料。因此可广泛应用于生物硬组织的修复和替换材料,如口腔种植、牙槽脊增高、耳小骨替换、脊椎骨替换等多个方面.另外,在HA 生物陶瓷中耳通气引流管、颌面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA颗粒和抑制癌细胞用HA微晶粉方面也有广泛的应用.又因为该材料受到本身脆性高、抗折强度低的限制,因此在承重材料应用方面受到了限制.现在该材料已引起世界各国学者的广泛关注。目前制备多孔陶瓷和复合材料是该材料的重要发展方向,涂层材料也是重要分支之一。该类材料以医用为目的,主要包括制粉、烧结、性能实验和临床应用几部分。
(2)磷酸钙生物活性材料 这种材料主要包括磷酸钙骨水泥和磷酸钙陶瓷纤维两类.前者是一种广泛用于骨修补和固定关节的新型材料,有望部分取代传统的PMMA 有机骨水泥. 国内研究抗压强度已达60MPa 以上。后者具有一定的机械强度和生物活性,可用于无机骨水泥的补强及制备有机与无机复合型植入材料。
(3)磁性材料 生物磁性陶瓷材料主要为治疗癌症用磁性材料,它属于功能性活性生物材料的一种。把它植入肿瘤病灶内,在外部交变磁场作用下,产生磁滞热效应,导致磁性材料区域内局部温度升高,借以杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤的发展。动物实验效果良好。
(4)生物玻璃 生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃两类。目前关于该方向的研究已成为生物材料的主要研究方向之一。
2.1.3 生物降解材料所谓可降解生物材料是指那些在被植入人体以后,能够不断的发生分解,分解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料,主要包括β-TCP 生物降解陶瓷和生物陶瓷药物载体两类,前者主要用于修复良性骨肿瘤或瘤样病变手术刮除后所致缺损,而后者主要用作微药库型载体,可根据要求制成一定形状和大小的中空结构,用于各种骨科疾病。
2.1.4 生物复合材料生物复合材料又称为生物医用复合材料,它是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料,并且与其所有单体的性能相比,复合材料的性能都有较大程度的提高的材料。制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种生物材料的性能。该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造,它除应具有预期的物理化学性质之外,还必须满足生物相容性的要求,这里不仅要求组分材料自身必须满足生物相容性要求,而且复合之后不允许出现有损材料生物学性能的性质。按基材分生物复合材料可分为高分子基、金属基和陶瓷基三类,它们既可以作为生物复合材料的基材,又可作为增强体或填料,它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的生物医学复合材料,利用生物技术,一些活体组织、细胞和诱导组织再生的生长因子被引入了生物医学材料,大大改善了其生物学性能,并可使其具有药物治疗功能,已成为生物医学材料的一个十分重要的发展方向,根据材料植入体内后引起的组织反应类型和水平,它又可分为近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等几种类型。人和动物中绝大多数组织均可视为复合材料,生物医学复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广阔的途径。
2.2 以材料的属性为分类标准
2.2.1 生物医用金属材料生物医用金属材料是用作生物医学材料的金属或合金,又称外科用金属材料或医用金属材料,是一类惰性材料,这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛,及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面,除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外,优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。此外,还有形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。
2.2.2 生物医用高分子材料 医用高分子材料是生物医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料,也是一个正在迅速发展的领域。它有天然产物和人工合成两个来源,该材料除应满足一般的物理、化学性能要求外,还必须具有足够好的生物相容性。按性质医用高分子材料可分为非降解型和可生物降解型两类。对于前者,要求其在生物环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的物理机械性能。并不要求它绝对稳定,但是要求其本身和少量的降解产物不对机体产生明显的毒副作用,同时材料不致发生灾难性破坏。该类材料主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等方面。这类材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等. 而可降解型高分子主要包括胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它们可在生物环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或被排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非永久性植入装置.按使用的目的或用途,医用高分子材料还可分为心血管系统、软组织及硬组 织等修复材料。用于心血管系统的医用高分子材料应当着重要求其抗凝血性好,不破坏红细胞、血小板,不改变血液中的蛋白并不干扰电解质等。
2.2.3 生物医用无机非金属材料或称为生物陶瓷。生物医用非金属材料,又称生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属材料。此类材料化学性能稳定,具有良好的生物相容性。一般来说,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三类。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已经简要作了介绍,而功能活性生物陶瓷是近年来提出的一个新概念.随着生物陶瓷材料研究的深入和越来越多医学问题的出现,对生物陶瓷材料的要求也越来越高。原先的生物陶瓷材料无论是生物惰性的还是生物活性的,强调的是材料在生物体内的组织力学环境和生化环境的适应性,而现在组织电学适应性和能参与生物体物质、能量交换的功能已成为生物材料应具备的条件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下两类:(1)模拟性生物陶瓷材料 该类材料是将天然有机物(如骨胶原、纤维蛋白以及骨形成因子等)和无机生物材料复合,来模拟人体硬组织成分和结构,以改善材料的力学性能和手术的可操作性,并能发挥天然有机物的促进人体硬组织生长的特性。(2)带有治疗功能的生物陶瓷复合材料 该类材料是利用骨的压电效应能刺激骨折愈合的特点,使压电陶瓷与生物活性陶瓷复合,在进行骨置换的同时,利用生物体自身运动对置换体产生的压电效应来刺激骨损伤部位的早期硬组织生长。具体来说是由于肿瘤中血管供氧不足,当局部被加热到43~45℃时,癌细胞很容易被杀死。现在最常用的是将铁氧体与生物活性陶瓷复合,填充在因骨肿瘤而产生的骨缺损部位,利用外加交变磁场,充填物因磁滞损耗而产生局部发热,杀死癌细胞,又不影响周围正常组织。现在,功能活性生物陶瓷的研究还处于探索阶段,临床应用鲜有报道,但其发展应用前景是很光明的。各种不同种类的生物陶瓷的物理、化学和生物性能差别很大,在医学领域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的发展前途.临床应用中,生物陶瓷存在的主要问题是强度和韧性较差.氧化铝、氧化锆陶瓷耐压、耐磨和化学稳定性比金属、有机材料都好,但其脆性的问题也没有得到解决。生物活性陶瓷的强度则很难满足人体承力较大部位的需要。
2.2.4 生物医用复合材料此类材料在2.1.4 中已有介绍,此处不再详述
2.2.5 生物衍生材料生物衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医用材
料,也称为生物再生材料.生物组织可取自同种或异种动物体的组织. 特殊处理包括维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消除抗原性的轻微处理,以及拆散原有构型、重建新的物理形态的强烈处理.由于经过处理的生物组织已失去生命力,生物衍生材料是无生命力的材料. 但是,由于生物衍生材料或是具有类似于自然组织的构型和功能,或是其组成类似于自然组织,在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆增强剂和血液透析膜等.
3. 生物材料的性能评价 目前关于生物材料性能评价的研究主要集中在生物相容性方面.因为生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题.它是指生命体组织对生物材料产生反应的一种性能,该材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性.现在普遍认为,生物相容性包括两大原则,一是生物安全性原则,二是生物功能性原则.生物安全性是植入体内的生物材料要满足的首要性能,是材料与宿主之间能否结合完好的关键.关于生物材料生物学评价标准的研究始于20 世纪70 年代,目前形成了从细胞水平到整体动物的较完整的评价框架.国际标准化组织(ISO)以 10993编号了17个相关标准,同时对生物学评价方法也进行了标准化.迫于现代社会动物保护和减少动物试验的压力,国际上各国专家对体外评价方法进行了大量的研究,同时利用现代分子生物学手段来评价生物材料的安全性、使评价方法从整体动物和细胞水平深入到分子水平.主要在体外细胞毒性试验、遗传性和致癌性试验以及血液相容性评价方法等方面进行了一些研究.但具体评价方法和指标都未统一,更没有标准化.随着对生物材料生物相容性的深入研究,人们发现评价生物材料对生物功能的影响也很重要.关于这一方面的研究主要是体外法。具体来说侧重于对细胞功能的影响和分子生物学评价方面的一些研究。总之,关于生物功能性的原则是提出不久的一个新的生物材料的评价方面,它必将随着研究的不断深入而向前发展.而涉及材料的化学稳定性、疲劳性能、摩擦、磨损性能的生物材料在人体内长期埋植的稳定性是需要开展评价研究的一个重要方面。
4 生物材料的发展趋势展望 生物材料科学是20 世纪新兴学科中最耀眼的新星之一。现在,生物材料科学已成为一门与人类现代医疗保健系统密切相关的边缘学科。其重要性不仅因为它与人类自身密切相关,还因为它跨越了材料、医学、物理、生物化学和现代高科技等诸多学科领域。现在对于该材料的研究已从被动地适应生物环境发展到有目的地设计材料,以达到与生物组织的有机连接。并随着生命科学和材料科学的发展,生物材料必将走向功能性半生命方向。生物材料的临床应用已从短期的替换和填充发展成永久性牢固种植,并与其它高科技(如电子技术、信息处理技术)相结合,制备富有应用潜力的医疗器械。生物材料的研究在世界各国也日益受到重视.四年一次的世界生物材料大会代表着国际上生物材料研究的发展动态和目前的水平。分析认为,以下几个方面是生物材料今后研究发展的几个主要方向:
(1)发展具有主动诱导、激发人体组织和器官再生修复功能的,能参与人体能量和物质交换产生相互结合的功能性活性生物材料,将成为生物材料研究的主要方向之一。
(2)把生物陶瓷与高分子聚合物或生物玻璃进行二元或多元复合,来制备接近人体骨真实情况的骨修复或替代材料将成为研究的重要方向之一。
(3)制备接近天然人骨形态的、纳微米相结合的、用于承重的、多孔型生物复合材料将成为方向之一。
(4)用于延长药效时间、提高药物效率和稳定性、减少用量及对机体的毒副作用的药物传递材料将成为研究热点之一。
(5)血液相容性人工脏器材料的研究也是突破方向之一。
(6)如何能够制备出纳米尺寸的生物材料的工艺以及纳米生物材料本身将成为研究热点之一。
医用高分子材料研究范文第8篇
【摘要】 本文将当前国内外主要止血材料进行了分类，简要概括这些材料性能及特点，并介绍了一些国内外常用的战创伤止血敷料，分析当前止血敷料的研究现状，并展望未来止血敷料的发展，为使用者了解应用止血敷料提供参考。
【关键词】 创伤;战伤;止血;敷料
Abstract: In the following article，the major haemostatic materials both at home and abroad are clearly classified，and the functions and features of these materials are briefly summarized.Moreover，it presents the introductions of some common haemostatic dressings for war injury，the analysis of the latest research results and the prospect of haemostatic dressing.This article provides reference to those who need to know about the application of the haemostatic dressing.
Key words:trauma;war injury;haemostasis;dressing
失血是战伤伤员死亡最重要的原因之一，一般分为体内出血和体外出血，体内出血大部分是因为脏器破裂，体外出血基本是由于动静脉损伤。如果能及时有效地止血，对挽救伤员生命，稳定伤情，为后续治疗创造条件十分重要[1]。而敷料作为止血材料，是指盖在伤口上、有保护作用的覆盖物，可以协助控制出血，防止感染并吸收分泌物，止血敷料对于及时止血有着重要的意义。本文就当前常用的止血敷料作简要综述。
1 止血材料的分类
1.1 传统棉制品材料 一种简单的脱脂棉、纱布，经过灭菌后使用，加压止血，其历史最长，用量最大[2]，价格低廉，使用方便，但只对创面起物理保护作用，没有凝血因子，且容易黏连创面。
1.2 生物医用高分子材料 所谓高分子一般是指由许多重复单元共价连接而成、分子量很大的一类大分子，相关材料也称为聚合物，往往具有黏弹性。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，它分为天然生物材料和合成高分子材料。
1.2.1 天然生物材料 从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子，如甲壳类、昆虫类动物体中提取甲壳质壳聚糖纤维，从海藻植物中提取的海藻酸盐，蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜等，这些纤维有很高的生物功能和生物适应性，在保护伤口、加速创面愈合方面有强大优势，无毒、无刺激性，有良好的血液、组织相容性[3]。其中海藻钙敷料是由柔软的海藻与酸钙纤维制成，顺应性好，与血液和伤口分泌物中的钠盐接触时，即转化为一种凝胶物质，对控制渗血非常有效[4]。
1.2.2 合成高分子材料 通过选用不同成分聚合物和添加剂，改变表面活性状态等方法，进一步改善其抗血栓性和耐久性，从而获得高度可靠和适当有机反应的生物合成高分子材料，包括聚酰胺、聚氧树脂、聚乙烯、硅橡胶、硅凝胶等。其中凝胶材料有3层结构，内层类似高分子材料，中层为塑料薄膜，外裹一层胶合材料，含有止血因子，对渗血有良好控制作用[4]，局部刺激和疼痛相对较小。
1.3 人工纤维蛋白敷料 是一种人工合成的纤维蛋白敷料，纤维蛋白是一种高度不溶的蛋白质多聚体，是像细针一样的晶状物，而纤维蛋白原是发现最早的一种凝血因子，在肝脏中合成后进入血浆，以溶解形式存在，每100ml人血浆中含量约0.3g。纤维蛋白原转变为纤维蛋白是整个凝血过程最基本的变化，它经历三个环节：纤维蛋白原的水解;纤维蛋白单体的聚集;血凝块形成。纤维蛋白止血敷料是比较简单、实用的止血方法[5]，人工纤维蛋白含有凝血因子，能够更好地起到止血的作用，避免从人体血浆中提取纤维蛋白原。
1.4 矿物质敷料 是一种从天然矿物或人工合成物质中提取的分子筛物质，如沸石、石墨、无机生物活性玻璃材料等[6]，它具有优良的吸附性和引流性，无毒、无害、无过敏反应，能迅速止血，中和渗出液并有抗炎、抑菌、抗菌的作用，诱导上皮再生。
1.5 液体类敷料 液体敷料可采用喷涂、刷涂或其他方法薄薄地将其涂覆在皮肤上作为保护层或药物载体，包括α氰基丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸烷氧基酯类、纳米壳聚糖颗粒喷雾敷料等[6]，具有防水、透气、成膜稳定、不易污染等特点，使用时不受伤口面积、部位、形状限制。
1.6 金属类敷料 金属类敷料主要有银敷料、锌敷料和铝敷料。其做法有：金属与纤维混织;用含有金属离子的溶液处理纤维;真空蒸镀法，在敷料表面镀一层金属膜;把金属混合在黏合剂中。金属材料与伤口湿润环境接触时，可不断释放金属离子，形成一种有利于伤口愈合的生理环境，不黏创面。
2 国外几种常用的止血敷料
2.1 Liquid FS止血敷料 即液态纤维蛋白密封剂，它是一种包含氢氧化物的干冻生物制剂[7]，使用时需要解冻，时间大约1分钟，它不能控制大面积的静脉出血和高压力的动脉出血，因为大量的出血将稀释冲掉药品。
2.2 DFSD止血敷料 即固态纤维蛋白密封敷料，是为了弥补液态纤维蛋白密封剂的不足而设计的，更加柔软且具有弹性，能贴附在任何形状的伤口上，使其在2～3分钟内形成纤维蛋白凝块，达到止血目的[8]，在减少失血量、提高存活率方面比液态更具优越性。
2.3 QuikClot敷料 是一种从沸石或沸石类似的天然或人工硅酸盐中提取的分子筛物质[9]，是一种强力吸收剂，可选择性吸收多种气体和液体，也可吸收血液中的水分。其止血机制非常简单，它就像一块超级海绵，能短时间内吸收伤口流出血液中的水分，不吸收红细胞、血小板和其他凝血因子，使凝血因子浓缩并立即发挥止血作用，吸收同时还释放一定热量，使伤口感觉微麻，不仅镇痛而且还加强止血效果。在伊拉克战场得到广泛运用。美专家认为：QuikClot敷料的出现彻底改变了130多年来外伤止血效果不佳的局面。
2.4 HemCon止血敷料 它的主要成分是壳多糖(chitosan)，此种绷带设计供军队战斗使用，甚至在极其恶劣的天气和地形亦可使用。它可使伤口形成结实的有黏附性血块，而后转运伤员，此绷带制成适宜大小，以塑料膜为被衬层，撕去容易，数分钟内可止住大出血。直至目前为止，HemCon已发运了超过13000条绷带，在伊拉克和阿富汗被特种部队首先使用。
2.5 Silverlon抗微生物敷料 是在尼龙纤维上利用合浸方式，使银颗粒附着在纤维表面，是一种金属类敷料。它的抗菌谱广，能有效抑制对抗生素有抗药性的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和顽固细菌，低过敏性，能减小疼痛和瘢痕，价格便宜。
2.6 Costasis喷雾剂 是一种内含牛结缔组织胶原蛋白和凝血酶的敷料[10]，内含4个重要的血液凝血因子：胶原、凝血酶、患者自身的血小板和纤维蛋白原，喷于创面后形成一层胶膜，不仅可以促进凝血，还能被组织吸收，且不需包扎[11]。
2.7 Biohemostat止血敷料 是一种控制高压出血的敷料[12]，成本低廉、柔软、有良好的弹性和亲水性，预期能取代止血带治疗枪弹伤和穿刺伤。Biohemostat贴附在伤口表面，其专有聚合物可在180秒内吸收超过它自身重量1000倍的分泌物，由于敷料的快速膨胀扩张，在出血部位造成反压力，迅速止血。
3 国内几种常用的止血敷料
3.1 聚乙烯海绵[2] 含有一种具有生物相溶性、吸水、吸油性的聚乙烯醇(PVA)，不含纤维，黏着力强、耐水、弹性好、有广泛的吸收性，是一种好的密封材料。但容易黏连创面，引起二次损伤[13]。
3.2 泡沫塑料绷带[2] 在聚氯乙烯、聚苯乙烯和酚醛树脂等合成树脂中，加入一种“发泡剂”并加热塑制。它具有超强吸水能力，压缩后吸水可膨胀，且不存在纤维脱落的缺点。硬泡沫塑料绷带代替不舒服的石膏绷带，非常方便。
3.3 真空镀铝聚酯薄膜[2] 是以聚酯薄膜为原料，经真空镀铝精制而成。在创面封上一层薄膜，能降低感染，促进伤口痊愈，能较快止血。同时，对于皮肤的烧伤、创伤具有很好的疗效。
3.4 几丁质敷料 是一种以纯天然生物甲壳质为原料，制成的几丁质天然生物功能敷料，本品具有良好的生物相容性、无毒、无刺激、无致敏，具有促进炎症消退、止血、镇痛、引流、加速伤口愈合和抑制瘢痕生长的作用。广泛用于所有外科手术的术后处理运用、产科的断脐、急诊包扎、结扎手术等。
3.5 超细纤维止血敷料 是一种生物可吸收性止血敷料，该敷料以明胶为主，采用特殊纺丝工艺纺制的混合料纤维。该敷料很柔软，具有一定的强度及伸长性，对人体组织无毒、无刺激，不造成和其它组织黏连，具有促进皮肤伤口愈合，缩短伤愈合时间的作用，试验证明，其止血和吸收效果优于壳聚糖纤维敷料、明胶海绵、止血纱布等。
3.6 “血盾”速效止血粉 是军事医学科学院与深圳鸿华药业公司共同研制的新一代紧急外伤止血产品。速效止血粉的特点是直接作用伤口时具有选择性的吸收血液中的水分子，而不吸收血液中其他成分，导致血小板和血凝因子的浓缩，同时吸水后产生的热量增强了血小板的凝聚速度和凝聚能力，从而达到快速止血。速效止血粉产品实现了30秒钟内止住动、静脉流血的功效。
4 几种内出血止血敷料
4.1 FS foams 即纤维蛋白密封泡沫，它含有人工纤维蛋白原(1.9mg/ml)、人工凝血酶(36IU/ml)、氯化钙，在盐水中重新组成，经化学反应转变成泡沫[14]，直接喷在出血表面，可以控制腹部钝性或穿透性损伤，在关闭结肠造口术中证明是一种有效的辅助密封剂。
4.2 Floseal 是一种结合明胶颗粒和特殊凝血酶的特别设计[7]，是一个高黏度的凝胶止血剂，可用于局部或挤压受伤引起的大面积弥漫性出血，软硬组织都可以，在2分钟内控制出血，直接作用于伤口表面，但不能注入血管。
4.3 Hemadex 是一种新型内出血控制剂，运用了微孔聚合物颗粒技术[15]，加快血液的分子筛脱水和自然凝血过程，可达到伤口出血部位立即止血的效果。
5 止血敷料的展望
当前，世界上局部战争不断，自然灾害、恐怖袭击等仍然威胁人类，流血在所难免，所以止血敷料的发展具有重要意义。传统敷料虽有一定的吸湿和保护作用，但愈合过程中易黏连伤口，造成二次损伤，并且透气性能较差，止血能力不足等。随着时间的推移，无纺布、止血粉等的出现，一些新的敷料在透气性能上、免伤口黏连、止血时间上已经取得了很大的进步。未来敷料的发展将着重在于：加强内出血止血敷料的发展;止痛、促进创伤修复方面;储存方面，要求能适应各种恶劣环境，如海水、低温、高温[2];中药敷料的发展，如云南白药，其成分中的三七和白芨[16]具有良好的止血凉血功能;还有智能敷料的发展，日本研制的一种含离子型活性药物的敷料，它可以通过渗出液的多少对活性药物中的离子交换程度进行制约，自动控制药物的释放速度。随着社会环境的变化，人们对敷料的要求越来越高，我们要把平时创伤救治敷料与战时急救敷料相互结合，为人类生命安全作好保障。
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