骨和牙齿等人体软、硬组织及器官的修复和制造、粘合剂、材料涂层、人工晶体等。其特点是大多数不具有生物活性,与组织不易牢固结合,易导致毒性、过敏性等反应。
3.2 生物降解型医用高分子材料 生物降解型医用高分子材料的主要成分是聚乳酸、聚乙烯醇及改性的天然多糖和蛋白质等,在临床上主要用于暂时执行替换组织和器官的功能,或作药物缓释系统和送达载体、可吸收性外科缝线、创伤敷料等[8]。其特点是易降解,降解产物经代谢排出体外,对组织生长无影响,目前已成为医用高分子材料发展的方向。
4 医用高分子材料的应用
4.1 人工脏器 作为软组织材料的一个重要组成部分的人工器官,其应用前景已为人们所看好。随着人工脏器性能的不断完善,其在临床上的应用必将越来越广泛。主要包括:人工肺、人工肾(透析型、过滤型、吸附型)、人工肝脏、人工胰脏(如:可采用包膜法,即在移植的异体胰岛或动物胰岛表面覆盖一层高分子半透膜,能允许胰岛素向膜外渗透,但阻止淋巴细胞和抗体进入膜内而引起排异损伤)、人工心脏瓣膜、心脏起搏器电极的高分子包覆层、人工心脏、人工血管、人工喉、人工气管、人工食管、人工膀胱等。
4.2 人工组织 指用于口腔科、五官科、骨科、创伤外科和整形外科等医用材料,主要包括:牙科材料(蛀牙填补用树脂、假牙和人工牙根、人工齿冠材料和硅橡胶牙托软衬垫等),眼科材料(人工角膜、人工晶状体、人工玻璃体、人工眼球、人工视网膜、人工泪道、
隐形眼镜),骨科材料(人工关节、人工骨、接骨材料等),肌肉与韧带材料 (人工肌肉、人工韧带),皮肤科材料(人工皮肤,含层压型人工皮肤、甲壳素人工皮肤、胶原质人工皮肤、组织膨胀器等),整形外科材料(人工乳房,一般为硅橡胶包膜内填充硅凝胶或空气,人工鼻及鞍鼻整形、人工下颌骨、人工耳朵),假肢(支撑或外层装饰等),人造血液(含人造血浆——水溶性聚合物辅以营养液)。
4.3 护理和医疗用具相关的医用材料 一次性高分子用品(注射器、输血输液袋等)、高分子绷带材料(弹性绷带、高分子代用石膏绷带、防滑脱绷带)、医用缝合线、护理用高分子材料,如:吸水性树脂(尿不湿、卫生巾、弹性冰、防褥疮护理材料)等。
4.4 药用高分子 高分子缓释药物载体:时间控制缓释体系(如康泰克等,理想情形为零级释放)、部位控制缓释体系(脉冲释放方式)。
高分子药物(带有高分子链的药物和具有药效的高分子):抗癌高分子药物(非靶向、靶向)、用于心血管疾病的高分子药物(治疗动脉硬化、抗血栓、凝血)、抗菌和抗病毒高分子药物、抗辐射高分子药物、高分子止血剂。
药物制剂和包装用高分子材料(这里的包装材料不涉及外包装材料,特指药物在制备过程中需要的高分子材料,它们往往对提高药效、方便药物起作用等方面有一定效果);药物制剂用高分子材料(液状制剂中的高分子增稠剂、稀释剂、分散剂和消泡剂;固体制剂中的高分子粘合剂、包衣剂、膏剂和涂膜剂)、微胶囊等。
4.5其它
除上述四类材料之外,用于医疗诊断(如免疫荧光微球)和生物工程试剂等方面的生物材料也构成了作为补充的一类。 可见,医用高分子材料用途十分广泛。 5 医用高分子材料的发展方向
我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快,现有医用高分子材料 60多种,制品达400余种,然而我国医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段,还没有能够建立在分子设计的基础上,因此应该以材料的结构与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材料。医用高分子材料的研究和发展方向主要包括以下几方面。
5.1 组织工程材料 组织工程是应用生命科学与工程的原理和方法构建一个生物装置,来维护、增进人体细胞和组织的生长,以恢复受损组织或器官的功能,它的主要任务是实现受损组织和器官的修复或再建,延长寿命和提高健康水平。 以往的异体移植和人工替代物分别有供体不足以及长期植入后的免疫排斥等问题。组织工程技术则提供了一种崭新的修复和制造器官的手段。简单地说,组织工程技术拟通过将体外扩增的人体细胞植入三维生物材料多孔支架,复合体植入人体后或在模拟体液的环境中,伴随着材料的逐步降解,细胞分泌细胞外基质而粘连形成所需的组织(器官)。这是一种用活细胞再造或修复组织的新方法,将是21世纪外科学的一次革命。
5.2 生物医用纳米材料——药物控释材料及基因治疗载体材料
高分子药物控制释放体系不仅能提高药效,简化给药方式,大大降低药物的毒副作用,而且纳米靶向控制释放体系使药物在预定的部位,按设计的剂量,在需要的时间范围内,以一定的速度在体内缓慢释放,从而达到治疗某种疾病或调节生育的目的[9];而基因治疗是导入正常基因于特定的细胞(癌细胞)中,对缺损或致病的基因进行修复,或者导入能够表达出具有治疗癌症功能的蛋白质基因,或导入能阻止体内致病基因合成蛋白质的基因片段来组织致病基因发生作用,从而达到治疗的目的。
5.3 复合生物材料 复合生物材料具有强度高、韧性好的特点,目前已广泛用于临床,通过具有不同性能材料的复合,可以达到“取长补短”的效果,可以有效地解决材料的强度、韧性及生物相容性问题,是生物材料新品种开发的有效手段。
5.4 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[10]。 参考文献:
[1] 刘传贵,孙昌,孙康宁.生物材料的研究现状与发展.甘肃科学学报,2004,16(1):57-62.
[2] 徐海忠.生物医用材料产业将振翅欲飞 [EB/OL].2003 06 13.
[3] 俞耀庭,王连永,王深琪.生物医学材料发展状况与对策[EB/OL].,2002 02 02.
[4] 马建标,李晨曦.功能高分子材料[M].第1版.北京:化学工业出
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