聚氨酯材料在医学领域的应用姓名：袁满 学号：0843081014学院：高分子科学与工程学院摘要：聚氨酯材料凭借其优良的性能，在医学领域有着广泛的应用。本文简述了聚氨酯的特性，大致介绍了聚氨酯在弹性绷带、敷料、薄膜制品、人工心脏及辅助装置、人工血管和血液导管、药物缓释载体材料等医学领域的应用情况。关键词：聚氨酯 医学 应用正文：高分子材料作为一种十分重要的材料， 在医疗卫生领域有着广泛的应用。在生理环境中使用的高分子材料统称为生物医用高分子材料。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。在众多高分子材料中，聚氨酯材料凭借其良好的生物相容性、优异的力学性能、易成型加工和性能可控等优点，在医学领域有着广泛的应用。聚氨酯（PU）全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团（NHCOO）的大分子化合物的统称。PU是由多元醇(聚醚、聚酯等)构成的软段和由异氰酸酯与小分子扩链剂(二胺或二醇)构成的硬段聚合形成的共聚物。PU大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、脲、缩二脲、脲基甲酸酯等基团。聚氨酯是由软链段和硬链段交替镶嵌组成的，它含有许多NHCOO基团，通过选择适当的软硬链段结构及其比例，可合成出既具有良好的物理力学性能，又具有血液相容性和生物相容性的医用高分子材料。其主要性能如下：优良的抗凝血性能；毒性试验结果符合医用要求；临床应用中生物相容性好，无致畸变作用，无过敏反应，可解决天然胶乳医用制品固有的“蛋白质过敏”和“致癌物亚硝胺析出”两大难题，从而成为许多天然胶乳医用制品的换代材料；具有优良的韧性和弹性，加工性能好，加工方式多样，是制作各类医用弹性体制品的首选材料；具有优异的耐磨性能、软触感、耐湿气性、耐多种化学药品性能；能采用通常的方法灭菌，暴露在射线下性能不变。聚氨酯材料凭借其上述良好的性能，目前在医学上，特别是在制造植入人体的各种医疗用品方面有着广泛的用途。如弹性绷带、敷料、薄膜制品、人工心脏及辅助装置、人工血管和血液导管、药物缓释载体材料等。而根据聚氨酯材料与身体的接触关系可以分为体外用医用聚氨酯材料和体内用医用聚氨酯材料。1. 体外用医用聚氨酯材料1.1 弹性绷带用PU材料制作的绷带，操作简便、使用卫生、固化速度快、质轻层薄、坚而韧，具有透气性好、刚度强、耐水浸、透X光的特点，在创伤骨科治疗和矫形治疗中，可用作固定材料，不易使皮肤发炎，其综合性能明显优于石膏绷带，是一种较为理想的新型矫形材料。桑井贵等在临床应用中采用医用PU绷带替代石膏绷带固定治疗四肢闭合性骨折，经过10余年的临床实践结果表明：医用PU绷带是由一种对人体无毒性的合成高分子材料制成，绷带基材是合成纤维织物，表面涂有PU树脂，可避免因潮湿而引起的并发症，又具有石膏绷带的特点。因此，医用聚氨酯绷带是一种很好的外固定材料，值得各级医疗机构进一步推广应用。1.2 敷料传统敷料如纱布、棉花等易粘连伤口、滋生细菌、更换时容易带来二次创伤。作为创面覆盖物的创伤敷料，除了有良好的生物相容性外，还要求具有良好的吸液、保液透湿和隔菌功能，既要避免积液，又要保持适当湿润的创面小气候，防止结痂，能促进肉芽的生长，以利于创面的愈合，同时还要能起到隔菌作用，以防止创面的感染。程莉萍等研究了在PU软泡沫基体上通过预聚体法、填充法和浸渍法等3种抗菌加载方法分别加载4种抗菌剂(超微二氧化钛粉末、磺胺嘧啶银、磺胺、硝酸银)，并且比较了各种方法的优劣；在这3种抗菌加载方法中以填充法为最佳。据报道，一种新型的医用PU防水透明敷料已经被临床应用。这种敷料广泛应用于静脉注射导管固定及术后伤口保护，也可作为家庭常备防水伤口敷料。这种敷料具有超薄、高弹、透明、防水防菌、不粘伤口、低致敏、黏性适中等优良性能。1.3 薄膜制品 TPU 能够通过溶液浇注成型或挤塑、吹塑成型制成薄而韧的薄膜。这种薄膜具有较高的强度和弹性，良好的透气性、耐药品性、耐微生物、耐辐射性能，可用于多种医疗卫生用途，如灼伤覆盖层、伤口包扎材料、取代缝线的外科手术用拉伸薄膜、用于病人退烧的冷敷冰袋、一次性给药软袋、填充液体的义乳、避孕套、医院床垫及床套等。TPU 薄膜可有效作为阻隔细菌的屏障，用于医院病床罩垫能使病人的汗液容易挥发，且手感舒适，可进行消毒处理。以聚氨酯薄膜为囊壁材料、采用液体填充而成的义乳，手感柔软，与皮肤接触无异物感，适合于乳房手术者及女性乳房偏小者佩戴，效果逼真，国内已有生产。2 体内用医用聚氨酯材料2.1人工心脏及辅助装置聚氨酯具有良好的血液相容性和生物相容性，已成为国内外研制人工心脏及其辅助装置的首选材料。人工心脏及心脏辅助装置对材料的性能要求是多方面的：（1）不引起血栓；（2）不破坏血液细胞成分；（3）不改变血浆蛋白，不破坏生物酶；（4）不释放电解质；（5）不引起有害的免疫反应；（6）不损害邻近组织，不致癌；（7）不产生毒素与变态反应；（8）优异的耐挠曲性。临床实践证明：PU弹性体在血液相容性、生物相容性、耐久性等方面均优于天然橡胶、硅橡胶、-烯烃橡胶，成为国内外研制人工心脏及其辅助装置的首选材料。2.2 人工血管和血液导管聚氨酯是一种弹性良好的高分子材料，聚氨酯血管具有良好的血液相容性和与天然血管相匹配的顺应性，可大大减少新内膜增生，合理的孔径和孔隙率的设计能增强内皮细胞在支架上的黏附、生长和铺展，加速内皮细胞化过程。Iwasaki等用甲基丙烯酸乙基磷酸胆碱（MPC）对嵌段聚氨酯（SPU）进行表面改性，取得了较好的效果，MPC可以降低蛋白质和血小板的吸附，用于小直径人工血管。Ube工业公司制得一种PU人工血液导管，该导管内部表面有无数球形孔，适用作狭窄导管，便于长期使用。祝国成等研究了医用聚氨酯人造血管在干法和湿法制作方法下的微观形态和径向顺应性，并探讨了影响这种顺应性的因素，得出干法制作的聚氨酯人造血管表面与截面均很致密，湿法制作的聚氨酯人造血管的截面呈微孔结构。医用聚氨酯制作的小口径人造血管具有良好的径向顺应性，是很有前景的小口径血管代用品材料。2.3 药物缓释载体材料Mehrdad等将含羟基的抗病毒引入聚氨酯链段作为治疗试剂, 通过氨基甲酸酯水解使药物缓慢的释放出来, 研究表明该类材料对药物的缓释具有较好的效果。Yang 基于单核巨噬细胞和相关酶对硬段的敏感性, 把抗菌药物氟醌酮引入聚氨酯硬段, 设计了一组含药物的聚合物( EpidelTM ) , 该聚合物在白细胞炎症产生的酶作用下降解而释放出药物。K􀀁Bouchema l等也报道了采用IPD I、聚乙二醇等原料制备粒径在150 500 nm的微胶囊, 用于药物载体具有很好效果。Bae Y H等人研究了由疏水性聚氨酯与亲水疏水平衡的聚乙烯醇形成的用于药物缓释的具有互穿网络结构的聚合物水凝胶。随着医疗用品向高性能化、高功能化的发展,聚氨酯优异的力学性能、生物相容性将被更广泛用于生物医学和医疗领域, 成为重要的医用高分子材料。与国外同类产品相比, 国内产品仍存在品种少、规模小等不足。因此, 进行高性能、系列化、规模化医用聚氨酯材料研发, 必将成为国内医用聚氨酯的发展方向。