第七章第七章 生物医学功能材料生物医学功能材料Chapter 7 BiomedicalBiomedicalfunctionalmaterialsfunctionalmaterials 第十一次课第十一次课生物医学功能材料第一节第一节 概述概述一、基本概念一、基本概念 生生命命科科学学是是21世世纪纪备备受受关关注注的的新新型型学学科科。而而与与人人类类健健康康休休戚戚相相关关的的医医学学在在生生命命科科学学中中占占有有相相当当重重要要的的地地位位。医医用用材材料料是是生生物物医医学学的的分分支支之之一一，是是由由生生物物、医医学学、化化学学和和材材料料等等学学科科交交叉叉形形成成的的边边缘缘学学科科。而而医医用用高高分分子子材材料料则则是是生生物物医医用用材材料料中中的的重重要要组组成成部部分分，指指用用于于对对生生物物体体进进行行诊诊断断、治治疗疗和和置置换换损损坏坏组组织织、器器官或增进其功能的材料官或增进其功能的材料。 众众所所周周知知，生生物物体体是是有有机机高高分分子子存存在在的的最最基基本本形形式式，有有机机高高分分子子是是生生命命的的基基础础。动动物物体体与与植植物物体体组组成成中中最最重重要要的的物物质质蛋蛋白白质质、肌肌肉肉、纤纤维维素素、淀淀粉粉、生生物酶和果胶等都是高分子化合物。因此，可以说，物酶和果胶等都是高分子化合物。因此，可以说，生物医学功能材料生生物物界界是是天天然然高高分分子子的的巨巨大大产产地地。高高分分子子化化合合物物在在生生物物界界的的普普遍遍存存在在，决决定定了了它它们们在在医医学学领领域域中中的的特特殊殊地地位位。在在各各种种材材料料中中，高高分分子子材材料料的的分分子子结结构构、化化学学组组成成和和理理化化性性质质与与生生物物体体组组织织最最为为接接近近，因因此此最最有有可可能能用作医用材料。用作医用材料。 医医用用高高分分子子材材料料发发展展的的动动力力来来自自医医学学领领域域的的客客观观需需求求。当当人人体体器器官官或或组组织织因因疾疾病病或或外外伤伤受受到到损损坏坏时时，需需要要器器官官移移植植。然然而而，只只有有在在很很少少的的情情况况下下，人人体体自自身身的的器器官官（如如少少量量皮皮肤肤）可可以以满满足足需需要要。采采用用同同种种异异体体移移植植或或异异种种移移植植，往往往往具具有有排排异异反反应应，严严重重时时导导致致移移植植失失败败。在在此此情情况况下下，人人们们自自然然设设想想利利用用其其他他材材料料修复或替代受损器官或组织。修复或替代受损器官或组织。二、医用高分子的发展简史二、医用高分子的发展简史生物医学功能材料 早早在在公公元元前前3500年年，埃埃及及人人就就用用棉棉花花纤纤维维、马马鬃鬃缝缝合合伤伤口口。墨墨西西哥哥印印地地安安人人用用木木片片修修补补受受伤伤的的颅颅骨骨。公公元元前前500年年的的中中国国和和埃埃及及墓墓葬葬中中发发现现假假牙牙、假假鼻鼻、假假耳耳。进进入入20世世纪纪，高高分分子子科科学学迅迅速速发发展展，新新的的合合成成高高分分子子材材料料不不断断出出现现，为为医医学学领领域域提提供供了了更更多多的的选选择择余余地地。1936年年发发明明了了有有机机玻玻璃璃后后，很很快快就就用用于于制制作作假假牙牙和和补补牙牙，至至今今仍仍在在使使用用。1943年年，赛赛璐璐珞珞薄薄膜膜开开始始用用于血液透析。于血液透析。 1949年年，美美国国首首先先发发表表了了医医用用高高分分子子的的展展望望性性论论文文。在在文文章章中中，第第一一次次介介绍绍了了利利用用PMMA作作为为人人的的头头盖盖骨骨、关关节节和和股股骨骨，利利用用聚聚酰酰胺胺纤纤维维作作为为手手术术缝缝合合线线的的临临床床应应用用情情况况。50年年代代，有有机机硅硅聚聚合合物物被被用用于于医医学学领领域域，使使人人工工器器官官的的应应用用范范围围大大大大扩扩大大，包包括括器器官官替替代和整容等许多方面。代和整容等许多方面。生物医学功能材料 此此后后，一一大大批批人人工工器器官官在在50年年代代试试用用于于临临床床。 如如人人工工尿尿道道（1950年年）、人人工工血血管管（1951年年）、人人工工食食道道（1951年年）、人人工工心心脏脏瓣瓣膜膜（1952年年）、人人工工心心肺肺（1953年年）、人人工工关关节节（1954年年）、人人工工肝肝（1958年年）等。等。 进进入入60年年代代，医医用用高高分分子子材材料料开开始始进进入入一一个个崭崭新新的发展时期。的发展时期。 60年年代代以以前前，医医用用高高分分子子材材料料的的选选用用主主要要是是根根据据特特定定需需求求，从从已已有有的的材材料料中中筛筛选选出出合合适适的的加加以以应应用用。由由于于这这些些材材料料不不是是专专门门为为生生物物医医学学目目的的设设计计和和合合成成的的，在在应应用用中中发发现现了了许许多多问问题题，如如凝凝血血问问题题、炎炎症症反反应应、组组织织病病变变问问题题、补补体体激激活活与与免免疫疫反反应应问问题题等等。人人们们由由此此意意识识到到必必须须针针对对医医学学应应用用的的特特殊殊需需要要，设设计计合合成成专专用的医用高分子材料。用的医用高分子材料。 生物医学功能材料 美美国国国国立立心心肺肺研研究究所所在在这这方方面面做做了了开开创创性性的的工工作作，他他们们发发展展了了血血液液相相容容性性高高分分子子材材料料，以以用用于于与与血血液液接接触触的的人人工工器器官官制制造造，如如人人工工心心脏脏等等。从从70年年代代始始，高高分分子子科科学学家家和和医医学学家家积积极极开开展展合合作作研研究究，使使医医用用高高分分子子材材料料快快速速发发展展起起来来。至至80年年代代以以来来，发发达达国国家家的的医医用用高高分分子子材材料料产产业业化化速速度度加加快快，基基本本形形成成了了一一个个崭崭新新的的生生物物材材料料产业。产业。 医医用用高高分分于于作作为为一一门门边边缘缘学学科科，融融和和了了高高分分子子化化学学、高高分分子子物物理理、生生物物化化学学、合合成成材材料料工工艺艺学学、病病理理学学、药药理理学学、解解剖剖学学和和临临床床医医学学等等多多方方面面的的知知识识，还还涉涉及及许许多多工工程程学学问问题题，如如各各种种医医疗疗器器械械的的设设计计、制制造造等等。上上述述学学科科的的相相互互交交融融、相相互互渗渗透透，促促使使医医用用高高分分子子材材料料的的品品种种越来越丰富，性能越来越完善，功能越来越齐全。越来越丰富，性能越来越完善，功能越来越齐全。 生物医学功能材料 高高分分子子材材料料虽虽然然不不是是万万能能的的，不不可可能能指指望望它它解解决决一一切切医医学学问问题题，但但通通过过分分子子设设计计的的途途径径，合合成成出出具具有有生生物物医医学学功功能能的的理理想想医医用用高高分分子子材材料料的的前前景景是是十十分分广广阔阔的的。有有人人预预计计，在在21世世纪纪，医医用用高高分分子子将将进进入入一一个个全全新新的的时时代代。除除了了大大脑脑之之外外，人人体体的的所所有有部部位位和和脏脏器器都都可可用用高高分分子材料来取代。仿生人也将比想象中更快地来到世上。子材料来取代。仿生人也将比想象中更快地来到世上。 目目前前用用高高分分子子材材料料制制成成的的人人工工器器官官中中，比比较较成成功功的的有有人人工工血血管管、人人工工食食道道、人人工工尿尿道道、人人工工心心脏脏瓣瓣膜膜、人人工工关关节节、人人工工骨骨、整整形形材材料料等等。巳巳取取得得重重大大研研究究成成果果，但但还还需需不不断断完完善善的的有有人人工工肾肾、人人工工心心脏脏、人人工工肺肺、人人工工胰胰脏脏、人人工工眼眼球球、人人造造血血液液等等。另另有有一一些些功功能能较较为为复复杂杂的的器器官官，如如人人工工肝肝脏脏、人人工工胃胃、人人工工子子宫宫等等。则则正正处处于于大力研究开发之中。大力研究开发之中。生物医学功能材料 从从应应用用情情况况看看，人人工工器器官官的的功功能能开开始始从从部部分分取取代代向向完完全全取取代代发发展展，从从短短时时间间应应用用向向长长时时期期应应用用发发展展，从从大大型型向向小小型型化化发发展展，从从体体外外应应用用向向体体内内植植入入发发展展、人人工工器器官官的的种种类类从从与与生生命命密密切切相相关关的的部部位位向向人人工工感感觉觉器官、人工肢体发展。器官、人工肢体发展。第二节第二节 医用高分子的分类医用高分子的分类 医医用用高高分分子子是是一一门门较较年年轻轻的的学学科科，发发展展历历史史不不长长，因因此此医医用用高高分分子子的的定定义义至至今今尚尚不不十十分分明明确确。另另外外，由由于于医医用用高高分分子子是是由由多多学学科科参参与与的的交交叉叉学学科科，根根据据不不同同学科领域的习惯出现了不同的分类方式。学科领域的习惯出现了不同的分类方式。 目目前前医医用用高高分分子子材材料料随随来来源源、应应用用目目的的等等可可以以分分为多种类型。为多种类型。生物医学功能材料一、按材料的来源分类按材料的来源分类1.天然医用高分子材料天然医用高分子材料 如如胶胶原原、明明胶胶、丝丝蛋蛋白白、角角质质蛋蛋白白、纤纤维维素素、多多糖糖、甲壳素及其衍生物等。甲壳素及其衍生物等。2.人工合成医用高分子材料人工合成医用高分子材料 如聚氨酯、硅橡胶、聚酯等。如聚氨酯、硅橡胶、聚酯等。3.天然生物组织与器官天然生物组织与器官 取取自自患患者者自自体体的的组组织织，例例如如采采用用自自身身隐隐静静脉脉作作为为冠冠状动脉搭桥术的血管替代物；状动脉搭桥术的血管替代物； 取取自自其其他他人人的的同同种种异异体体组组织织，例例如如利利用用他他人人角角膜膜治治疗患者的角膜疾病；疗患者的角膜疾病； 来来自自其其他他动动物物的的异异种种同同类类组组织织，例例如如采采用用猪猪的的心心脏脏瓣膜代替人的心脏瓣膜，治疗心脏病等。瓣膜代替人的心脏瓣膜，治疗心脏病等。生物医学功能材料二、按材料与活体组织的相互作用关系分类二、按材料与活体组织的相互作用关系分类1.生物惰性高分子材料生物惰性高分子材料 在在体体内内不不降降解解、不不变变性性、不不会会引引起起长长期期组组织织反反应应的的高分子材料，适合长期植入体内。高分子材料，适合长期植入体内。2.生物活性高分子材料生物活性高分子材料 指指植植入入生生物物体体内内能能与与周周围围组组织织发发生生相相互互作作用用，促促进进肌体组织、细胞等生长的材料。肌体组织、细胞等生长的材料。3.生物吸收高分子材料生物吸收高分子材料 这这类类材材料料又又称称生生物物降降解解高高分分子子材材料料。这这类类材材料料在在体体内内逐逐渐渐降降解解，其其降降解解产产物物能能被被肌肌体体吸吸收收代代谢谢，获获通通过过排排泄泄系系统统排排出出体体外外，对对人人体体健健康康没没有有影影响响。如如用用聚聚乳乳酸酸制制成的体内手术缝合线、体内粘合剂等。成的体内手术缝合线、体内粘合剂等。生物医学功能材料三、按生物医学用途分类三、按生物医学用途分类1.硬组织相容性高分子材料硬组织相容性高分子材料 如骨科、齿科用高分子材料；如骨科、齿科用高分子材料；2.软组织相容性高分子材料软组织相容性高分子材料3.血液相容性高分子材料血液相容性高分子材料4.高分子药物和药物控释高分子材料高分子药物和药物控释高分子材料四、按与肌体组织接触的关系分类四、按与肌体组织接触的关系分类1.长期植入材料长期植入材料 如人工血管、人工关节、人工晶状体等。如人工血管、人工关节、人工晶状体等。2.短期植入（接触）材料短期植入（接触）材料 如透析器、心肺机管路和器件等。如透析器、心肺机管路和器件等。3.体内体外连通使用的材料体内体外连通使用的材料 如心脏起搏器的导线、各种插管等。如心脏起搏器的导线、各种插管等。4.与体表接触材料及一次性医疗用品材料与体表接触材料及一次性医疗用品材料生物医学功能材料 目目前前在在实实际际应应用用中中，更更实实用用的的是是仅仅将将医医用用高高分分子子分分为为两两大大类类，一一类类是是直直接接用用于于治治疗疗人人体体某某一一病病变变组组织织、替替代代人人体体某某一一部部位位或或某某一一脏脏器器、修修补补人人体体某某一一缺缺陷陷的的材材料料。如如用用作作人人工工管管道道（血血管管、食食道道、肠肠道道、尿尿道道等等）、人人造造玻玻璃璃体体（眼眼球球）、人人工工脏脏器器（心心脏脏、肾肾脏脏、肺肺、胰胰脏脏等等）、人人造造皮皮肤肤、人人造造血血管管，手手术术缝缝合合用用线线、组组织织粘粘合合剂剂、整整容容材材料料（假假耳耳、假假眼眼、假假鼻鼻、假假肢肢等等）的的材材料料。另另一一类类则则是是用用来来制制造造医医疗疗器器械械、用用品品的的材材料料，如如注注射射器器、手手术术钳钳、血血浆浆袋袋等等。这这类类材材料料用用来来为为医医疗疗事事业业服服务务，但但本本身身并并不不具具备备治治疗疗疾疾病病、替替代代人人体体器器官官的的功功能能，因因此此不不属属功功能能高高分分子子的的范范畴畴。国国内内通通常常将将高高分分子子药药物物单单独独列列为为一一类功能性高分子。类功能性高分子。生物医学功能材料第三节第三节 对医用高分子材料的基本要求对医用高分子材料的基本要求 医医用用高高分分子子材材料料是是一一类类特特殊殊用用途途的的材材料料。它它们们在在使使用用过过程程中中，常常需需与与生生物物肌肌体体、血血液液、体体液液等等接接触触，有有些些还还须须长长期期植植入入体体内内。由由于于医医用用高高分分子子与与人人们们的的健健康康密密切切相相关关，因因此此对对进进入入临临床床使使用用阶阶段段的的医医用用高高分分子子材材料料具具有有严严格格的的要要求求，要要求求有有十十分分优优良良的的特特性性。归归纳纳起起来来，一一个个具具备备了了以以下下七七个个方方面面性性能能的的材材料料，可可以以考考虑用作医用材料。虑用作医用材料。一、化学隋性，不会因与体液接触而发生反应一、化学隋性，不会因与体液接触而发生反应 人体环境对高分子材料主要有以下一些影响：人体环境对高分子材料主要有以下一些影响：1.体体液液引引起起聚聚合合物物的的降降解解、交交联联和和相相变变化化；2.体体内内的的自自由由基基引引起起材材料料的的氧氧化化降降解解反反应应；3.生生物物酶酶引引起起的的聚聚合合物物分分解解反反应应；4.在在体体液液作作用用下下材材料料中中添添加加剂剂的的溶溶出出；5.血血液液、体体液液中中的的类类脂脂质质、类类固固醇醇及及脂脂肪肪等等物物质质渗渗入入高分子材料，使材料增塑，强度下降。高分子材料，使材料增塑，强度下降。生物医学功能材料 但但对对医医用用高高分分子子来来说说，某某些些情情况况下下，“老老化化” 并并不不一一定定都都是是贬贬意意的的，有有时时甚甚至至还还有有积积极极意意义义。如如作作为为医医用用粘粘合合剂剂用用于于组组织织粘粘合合，或或作作为为医医用用手手术术缝缝合合线线时时，在在发发挥挥了了相相应应的的效效用用后后，反反倒倒不不希希望望它它们们有有太太好好的的化化学学稳稳定定性性，而而是是希希望望能能尽尽快快被被组组织织分分解解、吸吸收收或或迅迅速速排排出出体体外外。在在这这种种情情况况下下，对对材材料料的的附附加加要要求求是是：分分解过程中，不应产生对人体有害的副产物。解过程中，不应产生对人体有害的副产物。二、对人体组织不会引起炎症或异物反应二、对人体组织不会引起炎症或异物反应 有有些些高高分分子子材材料料本本身身对对人人体体有有害害，不不能能用用作作医医用用材材料料。而而有有些些高高分分子子材材料料本本身身对对人人体体组组织织并并无无不不良良影影响响，但但在在合合成成、加加工工过过程程中中不不可可避避免免地地会会残残留留一一些些单单体体，或或使使用用一一些些添添加加剂剂。当当材材料料植植入入人人体体以以后后，这这些些单单体体和和添添加加剂剂会会慢慢慢慢从从内内部部迁迁移移到到表表面面，从从而而对对周周围围组组织织发发生生作作用用，引引起起炎炎症症或或组组织织畸畸变变，严严重重的的可可引引起起全身性反应。全身性反应。生物医学功能材料三、不会致癌不会致癌 根根据据现现代代医医学学理理论论认认为为，人人体体致致癌癌的的原原因因是是由由于于正正常常细细胞胞发发生生了了变变异异。当当这这些些变变异异细细胞胞以以极极其其迅迅速速的的速速度度增增长长并并扩扩散散时时，就就形形成成了了癌癌。而而引引起起细细胞胞变变异异的的因因素素是是多多方方面面的的，有有化化学学因因素素、物物理理因因素素，也也有有病病毒毒引起的原因。引起的原因。 当当医医用用高高分分子子材材料料植植入入人人体体后后，高高分分子子材材料料本本身身的的性性质质，如如化化学学组组成成、交交联联度度、相相对对分分子子质质量量及及其其分分布布、分分子子链链构构象象、聚聚集集态态结结构构、高高分分子子材材料料中中所所含含的的杂杂质质、残残留留单单体体、添添加加剂剂都都可可能能与与致致癌癌因因素素有有关关。但但研研究究表表明明，在在排排除除了了小小分分子子渗渗出出物物的的影影响响之之外外，与与其其他他材材料料相相比比，高高分分子子材材料料本本身身并并没没有有比比其其他他材材料料更更多多的致癌可能性。的致癌可能性。生物医学功能材料四、具有良好的血液相容性具有良好的血液相容性 当当高高分分子子材材料料用用于于人人工工脏脏器器植植入入人人体体后后，必必然然要要长长时时间间与与体体内内的的血血液液接接触触。因因此此，医医用用高高分分子子对对血血液液的相容性的相容性是所有性能中最重要的。是所有性能中最重要的。 高高分分子子材材料料的的血血液液相相容容性性问问题题是是一一个个十十分分活活跃跃的的研研究究课课题题，但但至至今今尚尚未未制制得得一一种种能能完完全全抗抗血血栓栓的的高高分分子子材材料料。这这一一问问题题的的彻彻底底解解决决，还还有有待待于于各各国国科科学学家家的共同努力。的共同努力。五、长期植入体内不会减小机械强度五、长期植入体内不会减小机械强度 许许多多人人工工脏脏器器一一旦旦植植入入体体内内，将将长长期期存存留留，有有些些甚甚至至伴伴随随人人们们的的一一生生。因因此此，要要求求植植入入体体内内的的高高分分子子材材料料在在极极其其复复杂杂的的人人体体环环境境中中，不不会会很很快快失失去去原原有有的的机械强度。机械强度。 事事实实上上，在在长长期期的的使使用用过过程程中中，高高分分子子材材料料受受到到各各种种因因素素的的影影响响，其其性性能能不不可可能能永永远远保保持持不不变变。仅仅希希望变化尽可能少一些，或者说寿命尽可能长一些。望变化尽可能少一些，或者说寿命尽可能长一些。 生物医学功能材料 一一般般来来说说，化化学学稳稳定定性性好好的的，不不含含易易降降解解基基团团的的高高分分子子材材料料，机机械械稳稳定定也也比比较较好好。如如聚聚酰酰胺胺的的酰酰胺胺基基团团在在酸酸性性和和碱碱性性条条件件下下都都易易降降解解，因因此此，用用作作人人体体各各部部件件时时，均均会会在在短短期期内内损损失失其其机机械械强强度度，故故一一般般不不适适宜宜选选作作植植入入材材料料。而而聚聚四四氟氟乙乙烯烯的的化化学学稳稳定定性性较较好好，其在生物体内的稳定性也较好。其在生物体内的稳定性也较好。六、能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性六、能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性 高高分分子子材材料料在在植植入入体体内内之之前前，都都要要经经过过严严格格的的灭灭菌菌消消毒毒。目目前前灭灭菌菌处处理理一一般般有有三三种种方方法法：蒸蒸汽汽灭灭菌菌、化化学学灭灭菌菌、射射线线灭灭菌菌。国国内内大大多多采采用用前前两两种种方方法法。因此在选择材料时，要考虑能否耐受得了。因此在选择材料时，要考虑能否耐受得了。七、易于加工成需要的复杂形状七、易于加工成需要的复杂形状 人人工工脏脏器器往往往往具具有有很很复复杂杂的的形形状状，因因此此，用用于于人人工工脏脏器器的的高高分分子子材材料料应应具具有有优优良良的的成成型型性性能能。否否则则，即即使使各各项项性性能能都都满满足足医医用用高高分分子子的的要要求求，却却无无法法加加工工成所需的形状，则仍然是无法应用的。成所需的形状，则仍然是无法应用的。生物医学功能材料 此此外外还还要要防防止止在在医医用用高高分分子子材材料料生生产产、加加工工工工程程中中引引入入对对人人体体有有害害的的物物质质。应应严严格格控控制制原原料料的的纯纯度度。加加工工助助剂剂必必须须符符合合医医用用标标准准。生生产产环环境境应应当当具具有有适适宜宜的洁净级别，符合国家有关标准。的洁净级别，符合国家有关标准。 与与其其他他高高分分子子材材料料相相比比，对对医医用用高高分分子子材材料料的的要要求求是是非非常常严严格格的的。对对于于不不同同用用途途的的医医用用高高分分子子材材料料，往往往往又又有有一一些些具具体体要要求求。在在医医用用高高分分子子材材料料进进入入临临床床应应用用之之前前，都都必必须须对对材材料料本本身身的的物物理理化化学学性性能能、机机械械性性能能以以及及材材料料与与生生物物体体及及人人体体的的相相互互适适应应性性进进行行全全面面评价，然后经国家管理部门批准才能进入临床使用。评价，然后经国家管理部门批准才能进入临床使用。生物医学功能材料第四节第四节 高分子材料的生物相容性高分子材料的生物相容性 生生物物相相容容性性是是指指植植入入生生物物体体内内的的材材料料与与肌肌体体之之间间的的适适应应性性。对对生生物物体体来来说说，植植入入的的材材料料不不管管其其结结构构、性性质质如如何何，都都是是外外来来异异物物。出出于于本本能能的的自自我我保保护护，一一般般都都会会出出现现排排斥斥现现象象。这这种种排排斥斥反反应应的的严严重重程程度度，决决定定了了材材料料的的生生物物相相容容性性。因因此此提提高高应应用用高高分分子子材材料料与与肌肌体体的的生生物物相相容容性性，是是材材料料和和医医学学科科学学家家们们必必须须面面对对的课题。的课题。 由由于于不不同同的的高高分分子子材材料料在在医医学学中中的的应应用用目目的的不不同同，生生物物相相容容性性又又可可分分为为组组织织相相容容性性和和血血液液相相容容性性两两种种。组组织织相相容容性性是是指指材材料料与与人人体体组组织织，如如骨骨骼骼、牙牙齿齿、内内部部器器官官、肌肌肉肉、肌肌腱腱、皮皮肤肤等等的的相相互互适适应应性性，而而血血液液相相容容性性则则是是指指材材料料与与血血液液接接触触是是不不是是会会引引起起凝凝血血、溶溶血血等不良反应。等不良反应。生物医学功能材料一、高分子材料的组织相容性一、高分子材料的组织相容性1. 高分子材料植入对组织反应的影响高分子材料植入对组织反应的影响 高高分分子子材材料料植植入入人人体体后后，对对组组织织反反应应的的影影响响因因素素包包括括材材料料本本身身的的结结构构和和性性质质（如如微微相相结结构构、亲亲水水性性、疏疏水水性性、电电荷荷等等）、材材料料中中可可渗渗出出的的化化学学成成分分（如如残残留留单单体体、杂杂质质、低低聚聚物物、添添加加剂剂等等）、降降解解或或代代谢谢产产物物等等。此此外外，植植入入材材料料的的几几何何形形状状也也可可能能引引起起组组织织反反应。应。2. 高分子材料在体内的表面钙化高分子材料在体内的表面钙化 观观察察发发现现，高高分分子子材材料料在在植植入入人人体体内内后后，再再经经过过一一段段时时间间的的试试用用后后，会会出出现现钙钙化化合合物物在在材材料料表表面面沉沉积积的的现现象象，即即钙钙化化现现象象。钙钙化化现现象象往往往往是是导导致致高高分分子子材材料料在在人人体体内内应应用用失失效效的的原原因因之之一一。试试验验结结果果证证明明，钙钙化化现现象象不不仅仅是是胶胶原原生生物物材材料料的的特特征征，一一些些高高分分子子水水溶溶胶胶，如如聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸羟羟乙乙酯酯在在大大鼠鼠、仓仓鼠鼠、荷荷兰兰猪猪的的皮下也有钙化现象。皮下也有钙化现象。 生物医学功能材料 钙钙 化化 现现 象象 是是 高高 分分 子子 材材 料料 植植 入入 动动 物物 体体 内内 后后 ，对对肌肌体体组组织织造造成成刺刺激激，促促使使肌肌体体的的新新陈陈代代谢谢加加速速的的结果。结果。 影影响响高高分分子子材材料料表表面面钙钙化化的的因因素素很很多多，包包括括生生物物因因素素（如如物物种种、年年龄龄、激激素素水水平平、血血清清磷磷酸酸盐盐水水平平、脂脂质质、蛋蛋白白质质吸吸附附、局局部部血血流流动动力力学学、凝凝血血等等）和和材材料料因因素素（亲亲水水性性、疏疏水水性性、表表面面缺缺陷陷）等等。一一般般而而言言，材材料料植植入入时时，被被植植个个体体越越年年青青，材材料料表表面面越越可可能能发发生生钙钙化化。多多孔材料的钙化情况比无孔材料要严重。孔材料的钙化情况比无孔材料要严重。3. 高分子材料的致癌性高分子材料的致癌性 虽虽然然目目前前尚尚无无足足够够证证据据说说明明高高分分子子材材料料植植入入会会引引起起人人体体内内的的癌癌症症。但但，许许多多试试验验研研究究表表明明，当当高高分分子子材材料料植植入入鼠鼠体体内内时时，只只要要植植入入的的材材料料是是固固体体材材料料而而且且面面积积大大于于1cm2，无无论论材材料料种种类类（高高分分子子、金金属属或或陶陶瓷瓷）、形形状状（膜膜、片片状状或或板板状状）及及材材料料本本身身是是否否具具有有化化学学致致癌癌性性，均有可能导致癌症的发生。均有可能导致癌症的发生。生物医学功能材料二、高分子材料的血液相容性二、高分子材料的血液相容性1. 高分子材料的凝血作用高分子材料的凝血作用（1）血栓的形成）血栓的形成 通通常常，当当人人体体的的表表皮皮受受到到损损伤伤时时，流流出出的的血血液液会会自自动动凝凝固固，称称为为血血栓栓。实实际际上上，血血液液在在受受到到下下列列因因素素影影响响时时，都都可可能能发发生生血血栓栓。如如 血血管管壁壁特特性性与与状状态态发发生生变变化化； 血血液液的的性性质质发发生生变变化化； 血血液液的的流流动动状状态态发发生生变化。变化。 血血栓栓的的形形成成机机理理是是十十分分复复杂杂的的。一一般般认认为为，异异物物与与血血液液接接触触时时，首首先先将将吸吸附附血血浆浆内内蛋蛋白白质质，然然后后粘粘附附血血小小板板，继继而而血血小小板板崩崩坏坏，放放出出血血小小板板因因子子，在在异异物物表表面面凝凝血血，产产生生血血栓栓。此此外外，红红血血球球粘粘附附引引起起溶溶血血；凝凝血血致致活活酶的活化，也都是形成血栓的原因。酶的活化，也都是形成血栓的原因。生物医学功能材料（2）影响血小板在材料表面粘附的因素）影响血小板在材料表面粘附的因素血血小小板板的的粘粘附附与与材材料料表表面面能能有有关关，低低表表面面能能材材料料一一般般具有较好的抗血栓性；具有较好的抗血栓性；血小板的粘附与材料的含水率有关，含水率越高血小血小板的粘附与材料的含水率有关，含水率越高血小板粘附数越小；板粘附数越小；血血小小板板的的粘粘附附与与材材料料表表面面疏疏水水-亲亲水水平平衡衡有有关关，一一个个亲亲水水-疏疏水水性性调调节节得得较较合合适适的的聚聚合合物物，往往往往有有足足够够的的吸吸附附力力吸吸附附蛋蛋白白质质，形形成成一一层层隋隋性性层层，从从而而减减少少血血小小板板在在其上层的粘附；其上层的粘附；血血小小板板的的粘粘附附与与材材料料表表面面的的电电荷荷性性质质有有关关，带带适适当当负负电电荷荷的的材材料料表表面面，血血小小板板难难于于粘粘附附，有有利利于于材材料料的的抗抗血血栓栓性性。但但若若电电荷荷密密度度太太大大，容容易易损损伤伤血血小小板板，反反而而造造成成血栓；血栓；生物医学功能材料血血小小板板的的粘粘附附与与材材料料表表面面的的光光滑滑程程度度有有关关，血血液液流流经经的的表表面面上上有有任任何何障障碍碍都都会会改改变变其其流流动动状状态态，因因此此材材料料表表面的平整度将严重影响材料的抗血栓性。面的平整度将严重影响材料的抗血栓性。第五节第五节 生物吸收性高分子材料生物吸收性高分子材料 许许多多高高分分子子材材料料植植入入人人体体内内后后只只是是起起到到暂暂时时替替代代作作用用，例例如如高高分分子子手手术术缝缝合合线线用用于于缝缝合合体体内内组组织织时时，当当肌肌体体组组织织痊痊愈愈后后，缝缝合合线线的的作作用用即即告告结结束束，这这时时希希望望用用作作缝缝合合线线的的高高分分子子材材料料能能尽尽快快地地分分解解并并被被人人体体吸吸收收，以以最最大大限限度度地地减减少少高高分分子子材材料料对对肌肌体体的的长长期期影影响响。由由于于生生物物吸吸收收性性材材料料容容易易在在生生物物体体内内分分解解，参参与与代代谢谢，并并最最终终排排出体外，对人体无害，因而越来越受到人们的重视。出体外，对人体无害，因而越来越受到人们的重视。生物医学功能材料一、生物吸收性天然高分子材料一、生物吸收性天然高分子材料 已已经经在在临临床床医医学学获获得得应应用用的的生生物物吸吸收收性性天天然然高高分分子子材材料料包包括括蛋蛋白白质质和和多多糖糖两两类类生生物物高高分分子子。这这些些生生物物高高分分子子主主要要在在酶酶的的作作用用下下降降解解，生生成成的的降降解解产产物物如如氨氨基基酸酸、糖糖等等化化合合物物，可可参参与与体体内内代代谢谢，并并作作为为营营养养物物质质被被肌肌体体吸吸收收。因因此此这这类类材材料料应应当当是是最最理理想想的的生生物物吸吸收收性性高高分分子子材料。材料。 白白蛋蛋白白、葡葡聚聚糖糖和和羟羟乙乙基基淀淀粉粉在在水水中中是是可可溶溶的的，临临床床用用作作血血容容量量扩扩充充剂剂或或人人工工血血浆浆的的增增稠稠剂剂。胶胶原原、壳壳聚聚糖糖等等在在生生理理条条件件下下是是不不溶溶性性的的，因因此此可可作作为为植植入入材材料料在在临床应用。临床应用。生物医学功能材料1.胶原胶原 胶胶原原是是人人体体组组织织中中最最基基本本的的蛋蛋白白质质类类物物质质，至至今今已已经经鉴鉴别别出出13种种胶胶原原，其其中中 IIII、V和和 XI 型型胶胶原原为为成成纤纤维维胶胶原原。I 型型胶胶原原在在动动物物体体内内含含量量最最多多，已已被被广广泛泛应应用用于于生生物物医医用用材材料料和和生生化化试试剂剂。牛牛和和猪猪的的肌肌腱腱、生生皮皮、骨骨骼是生产胶原的主要原料。骼是生产胶原的主要原料。 由各种物种和肌体组织制备的胶原差异很小。最基由各种物种和肌体组织制备的胶原差异很小。最基本的胶原结构为由三条分子量大约为本的胶原结构为由三条分子量大约为1105的肽链组成的肽链组成的的三股螺旋绳状结构三股螺旋绳状结构，直径为，直径为11.5nm1.5nm，长约，长约300nm300nm，每条肽链都具有左手螺旋二级结构。每条肽链都具有左手螺旋二级结构。胶原分子的两端存在两个小的短链肽，称为端肽，胶原分子的两端存在两个小的短链肽，称为端肽，不参与三股螺旋绳状结构。研究证明，端肽是免疫原性不参与三股螺旋绳状结构。研究证明，端肽是免疫原性识别点，可通过酶解将其除去。除去端肽的胶原称为识别点，可通过酶解将其除去。除去端肽的胶原称为不不全胶原全胶原，可用作生物医学材料。，可用作生物医学材料。生物医学功能材料 胶胶原原可可以以用用于于制制造造止止血血海海绵绵、创创伤伤辅辅料料、人人工工皮皮肤肤、手手术术缝缝合合线线、组组织织工工程程基基质质等等。胶胶原原在在应应用用时时必必须须交交联联，以以控控制制其其物物理理性性质质和和生生物物可可吸吸收收性性。戊戊二二醛醛和和环环氧氧化化合合物物是是常常用用的的交交联联剂剂。残残留留的的戊戊二二醛醛会会引引起起生生理理毒毒性性反反应应，因因此此必必须须注注意意使使交交联联反反应应完完全全。胶胶原原交交联联以以后后，酶酶降降解解速度显著下降。速度显著下降。2.明胶明胶 明明胶胶是是经经高高温温加加热热变变性性的的胶胶原原，通通常常由由动动物物的的骨骨骼骼或或皮皮肤肤经经过过蒸蒸煮煮、过过滤滤、蒸蒸发发干干燥燥后后获获得得。明明胶胶在在冷冷水水中中溶溶胀胀而而不不溶溶解解，但但可可溶溶于于热热水水中中形形成成粘粘稠稠溶溶液液，冷冷却却后后冻冻成成凝凝胶胶状状态态。纯纯化化的的医医用用级级明明胶胶比比胶胶原原成成本本低低，在在机械强度要求较低时可以替代胶原用于生物医学领域。机械强度要求较低时可以替代胶原用于生物医学领域。生物医学功能材料 明明胶胶可可以以制制成成多多种种医医用用制制品品，如如膜膜、管管等等。由由于于明明胶胶溶溶于于热热水水，在在6080水水浴浴中中可可以以制制备备浓浓度度为为520的的溶溶液液，如如果果要要得得到到 2535的的浓浓溶溶液液，则则需需要要加加热热至至 90100。为为了了使使制制品品具具有有适适当当的的机机械械性性能能，可可加加入入甘甘油油或或山山梨梨糖糖醇醇作作为为增增塑塑剂剂。用用戊戊二二醛醛和和环环氧氧化合物作交联剂可以延长降解吸收时间。化合物作交联剂可以延长降解吸收时间。3.纤维蛋白纤维蛋白 纤纤维维蛋蛋白白是是纤纤维维蛋蛋白白原原的的聚聚合合产产物物。纤纤维维蛋蛋白白原原是是一一种种血血浆浆蛋蛋白白质质，存存在在于于动动物物体体的的血血液液中中。人人和和牛牛的的纤纤维维蛋蛋白白原原分分子子量量在在330000340000之之间间，二二者者之之间间的的氨氨基基酸酸组组成成差差别别很很小小。纤纤维维蛋蛋白白原原由由三三对对肽肽链链构构成成，每每条条肽肽链链的的分分子子量量在在4700063500之之间间。除除了了氨氨基基酸酸之之外外，纤纤维维蛋蛋白白原原还还含含有有糖糖基基。纤纤维维蛋蛋白白原原在在人人体内的主要功能是参与凝血过程。体内的主要功能是参与凝血过程。生物医学功能材料 纤纤维维蛋蛋白白具具有有良良好好的的生生物物相相容容性性，具具有有止止血血、促促进组织愈合进组织愈合等功能，在医学领域有着重要用途。等功能，在医学领域有着重要用途。 纤纤维维蛋蛋白白的的降降解解包包括括酶酶降降解解和和细细胞胞吞吞噬噬两两种种过过程程，降降解解产产物物可可以以被被肌肌体体完完全全吸吸收收。降降解解速速度度随随产产品品不不同同从从几几天天到到几几个个月月不不等等。通通过过交交联联和和改改变变其其聚聚集集状状态态是是控制其降解速度的重要手段。控制其降解速度的重要手段。 目目前前，人人的的纤纤维维蛋蛋白白或或经经热热处处理理后后的的牛牛纤纤维维蛋蛋白白已已用用于于临临床床。纤纤维维蛋蛋白白粉粉可可用用作作止止血血粉粉、创创伤伤辅辅料料、骨骨填填充充剂剂（修修补补因因疾疾病病或或手手术术造造成成的的骨骨缺缺损损）等等。纤纤维维蛋蛋白白飞飞沫沫由由于于比比表表面面大大，适适于于用用作作止止血血材材料料和和手手术术填填充充材材料料。纤纤维维蛋蛋白白膜膜在在外外科科手手术术中中用用作作硬硬脑脑膜膜置置换换、神经套管等。神经套管等。生物医学功能材料4.甲壳素与壳聚糖甲壳素与壳聚糖 甲甲壳壳素素是是由由-（1, 4）-2-乙乙酰酰氨氨基基-2-脱脱氧氧-D-葡葡萄萄糖糖（N-乙乙酰酰-D-葡葡萄萄糖糖胺胺）组组成成的的线线性性多多糖糖。昆昆虫虫壳壳皮皮、虾虾蟹蟹壳壳中中均均含含有有丰丰富富的的甲甲壳壳素素。壳壳聚聚糖糖为为甲甲壳壳素素的的脱脱乙乙酰酰衍衍生生物物，由由甲甲壳壳素素在在4050浓浓度度氢氢氧氧化化钠钠水水溶溶液中液中110120下水解下水解24 h得到。得到。 甲甲壳壳素素能能为为肌肌体体组组织织中中的的溶溶菌菌酶酶所所分分解解，已已用用于于制制造造吸吸收收型型手手术术缝缝合合线线。其其抗抗拉拉强强度度优优于于其其他他类类型型的的手手术术缝缝合合线线。在在兔兔体体内内试试验验观观察察，甲甲壳壳素素手手术术缝缝合合线线4个个月月可可以以完完全全吸吸收收。甲甲壳壳素素还还具具有有促促进进伤伤口口愈愈合合的的功功能能，可可用用作作伤伤口口包包扎扎材材料料。当当甲甲壳壳素素膜膜用用于于覆覆盖盖外外伤伤或或新新鲜鲜烧烧伤伤的的皮皮肤肤创创伤伤面面时时，具具有有减减轻轻疼疼痛痛和和促促进进表表皮形成的作用，因此是一种良好的皮形成的作用，因此是一种良好的人造皮肤材料人造皮肤材料。生物医学功能材料二、生物吸收性合成高分子材料二、生物吸收性合成高分子材料 虽虽然然生生物物吸吸收收性性天天然然高高分分子子材材料料具具有有良良好好的的生生物物相相容容性性和和生生物物活活性性，但但毕毕竟竟来来源源有有限限，远远远远不不能能适适应应快快速速发发展展的的现现代代医医疗疗事事业业的的需需求求。因因此此，人人工工合合成成的的生生物物吸吸收性高分子材料有了快速发展的时间和空间。收性高分子材料有了快速发展的时间和空间。 生生物物吸吸收收合合成成高高分分子子材材料料多多数数属属于于能能够够在在温温和和生生理理条条件件下下发发生生水水解解的的生生物物吸吸收收性性高高分分子子，降降解解过过程程一一般般不不需要酶的参与。需要酶的参与。 1.聚聚-羟基酸酯及其改性产物羟基酸酯及其改性产物 聚聚酯酯主主链链上上的的酯酯键键在在酸酸性性或或者者碱碱性性条条件件下下均均容容易易水水解解，产产物物为为相相应应的的单单体体或或短短链链段段，可可参参与与生生物物组组织织的的代代谢。谢。生物医学功能材料 乙乙醇醇酸酸和和乳乳酸酸是是典典型型的的-羟羟基基酸酸，其其缩缩聚聚产产物物即即为为聚聚-羟基酸酯，即聚乙醇酸（羟基酸酯，即聚乙醇酸（PGA）和聚乳酸（）和聚乳酸（PLA）。）。2.聚酯醚及其相似聚合物聚酯醚及其相似聚合物 PGA和和 PLLA为为高高结结晶晶性性高高分分子子，质质地地较较脆脆而而柔柔顺顺性性不不够够。因因此此人人们们设设计计开开发发了了一一类类具具有有较较好好柔柔顺顺性性生生物物吸收性高分子吸收性高分子-聚醚酯，以弥补聚醚酯，以弥补PGA和和PLLA的不足。的不足。 聚聚醚醚酯酯可可通通过过含含醚醚键键内内酯酯为为单单体体通通过过开开环环聚聚合合得得到到。如如由由二二氧氧六六环环开开环环聚聚合合制制备备的的聚聚二二氧氧六六环环可可用用作作单单纤纤维维手术缝合线。手术缝合线。3.其他生物吸收性合成高分子其他生物吸收性合成高分子 除除了了上上述述-羟羟基基酸酸酯酯类类高高分分子子材材料料外外，对对其其他他类类型型生物吸收高分子材料也进行了研究。生物吸收高分子材料也进行了研究。 将将吗吗啉啉-2,5-二二酮酮衍衍生生物物进进行行开开环环聚聚合合，可可得得到到聚聚酰酰胺胺酯酯。由由于于酰酰胺胺键键的的存存在在，这这些些聚聚合合物物具具有有一一定定的的免免疫疫原原性性。而而且且能能够够通通过过酶酶和和非非酶酶催催化化降降解解，有有可可能能在在医医学学领域得到应用。领域得到应用。生物医学功能材料第六节 高分子材料在生物医学领域的应用高分子材料在生物医学领域的应用一、高分子人工脏器及部件的应用现状一、高分子人工脏器及部件的应用现状 高高分分子子材材料料作作为为人人工工脏脏器器、人人工工血血管管、人人工工骨骨骼骼、人人工工关关节节等等的的医医用用材材料料，正正在在越越来来越越广广泛泛地地得得到到运运用用。人人工工脏脏器器的的应应用用正正从从大大型型向向小小型型化化发发展展，从从体体外外使使用用向向内植型发展，从单一功能向综合功能型发展。内植型发展，从单一功能向综合功能型发展。 为为了了满满足足材材料料的的医医用用功功能能性性、生生物物相相容容性性和和血血液液相相容容性性的的严严峻峻要要求求，医医用用高高分分子子材材料料也也由由通通用用型型逐逐步步向向专专用用型型发发展展，并并研研究究出出许许多多有有生生物物活活性性的的高高分分子子材材料料，例例如如将将生生物物酶酶和和生生物物细细胞胞等等固固定定在在高高分分子子材材料料分分子子中中，以以克克服服高高分分子子材材料料与与生生物物肌肌体体相相容容性性差差的的缺缺点点。开开发发混混合合型人工脏器的工作也正在取得可喜的成绩。型人工脏器的工作也正在取得可喜的成绩。生物医学功能材料 根根据据人人工工脏脏器器和和部部件件的的作作用用及及目目前前研研究究进进展展，可可将将它们分成五大类。它们分成五大类。第第一一类类：能能永永久久性性地地植植入入人人体体，完完全全替替代代原原来来脏脏器器或或部部位位的的功功能能，成成为为人人体体组组织织的的一一部部分分。属属于于这这一一类类的的有有人人工工血血管管、人人工工心心脏脏瓣瓣膜膜、人人工工食食道道、人人工工气气管管、人人工工胆胆道、人工尿道、人工骨骼、人工关节等。道、人工尿道、人工骨骼、人工关节等。第第二二类类：在在体体外外使使用用的的较较为为大大型型的的人人工工脏脏器器装装置置、主主要要作作用用是是在在手手术术过过程程中中暂暂时时替替代代原原有有器器官官的的功功能能。例例如如人人工工肾肾脏脏、人人工工心心脏脏、人人工工肺肺等等。这这类类装装置置的的发发展展方方向向是是小小型型化化和和内内植植化化，最最终终能能植植入入体体内内完完全全替替代代原原有有脏脏器器的的功能。功能。第第三三类类：功功能能比比较较单单一一，只只能能部部分分替替代代人人体体脏脏器器的的功功能能，例例如如人人工工肝肝脏脏等等。这这类类人人工工脏脏器器的的研研究究方方向向是是多多功功能能化化，使其能完全替代人体原有的较为复杂的脏器功能。使其能完全替代人体原有的较为复杂的脏器功能。生物医学功能材料第第四四类类：正正在在进进行行探探索索的的人人工工脏脏器器。这这是是指指那那些些功功能能特特别别复复杂杂的的脏脏器器，如如人人工工胃胃、人人工工子子宫宫等等。这这类类人人工工脏器的研究成功，将使现代医学水平有一重大飞跃。脏器的研究成功，将使现代医学水平有一重大飞跃。第第五五类类：整整容容性性修修复复材材料料，如如人人工工耳耳朵朵、人人工工鼻鼻子子、人人工工乳乳房房、假假肢肢等等。这这些些部部件件一一般般不不具具备备特特殊殊的的生生理理功功能能，但但能能修修复复人人体体的的残残缺缺部部分分，使使患患者者重重新新获获得得端端正正的的仪仪表表。从从社社会会学学和和心心理理学学的的角角度度来来看看，也也是是具具有有重大意义的。重大意义的。 要要制制成成一一个个完完整整的的人人工工脏脏器器，必必须须有有能能源源、传传动动装装置置、自自动动控控制制系系统统及及辅辅助助装装置置或或多多方方面面的的配配合合。然然而而，不不言言而而喻喻，其其中中高高分分子子材材料料乃乃是是目目前前制制造造人人工工脏脏器的关键材料。器的关键材料。生物医学功能材料二、医用高分子材料的应用二、医用高分子材料的应用1.血液相容性材料与人工心脏血液相容性材料与人工心脏 许许多多医医用用高高分分子子在在应应用用中中需需长长期期与与肌肌体体接接触触，必必须须有有良良好好的的生生物物相相容容性性，其其中中血血液液相相容容性性是是最最重重要要的的性性能能。人人工工心心脏脏、人人工工肾肾脏脏、人人工工肝肝脏脏、人人工工血血管管等等脏脏器器和和部部件件长长期期与与血血液液接接触触，因因此此要要求求材材料料必必须须具具有有优优良良的的抗抗血血栓性能。栓性能。 近近年年来来，在在对对高高分分子子材材料料抗抗血血栓栓性性研研究究中中，发发现现具具有有微微相相分分离离结结构构的的聚聚合合物物往往往往具具有有优优良良的的血血液液相相容容性性，因而引起人们极大的兴趣。因而引起人们极大的兴趣。2.人造皮肤材料人造皮肤材料 治治疗疗大大面面积积皮皮肤肤创创伤伤的的病病人人，需需要要将将病病人人的的正正常常皮皮肤肤移移植植到到创创伤伤部部位位。但但在在移移植植之之前前，创创伤伤面面需需要要清清洗洗，被被移移植植皮皮肤肤需需要要养养护护，因因此此需需要要一一定定时时间间。在在这这段段时时间间内内，许许多多病病人人由由于于体体液液的的大大量量损损耗耗及及蛋蛋白白质质与与盐盐分分的的丢丢失失而而丧丧失失生生命命。因因此此，用用高高亲亲水水性性高高分分子子材材料料作作为为人人造造皮皮肤肤，暂暂时时覆覆盖盖在在深深度度创创伤伤的的创创面面上上，以以减减少少体体液液损损耗耗和盐分丢失，从而达到保护创面的目的。和盐分丢失，从而达到保护创面的目的。生物医学功能材料3.医用粘合剂医用粘合剂 粘粘合合剂剂作作为为高高分分子子材材料料中中的的一一大大类类别别，近近年年来来已已扩扩展展到到医医疗疗卫卫生生部部门门，并并且且其其适适用用范范围围正正随随着着粘粘合合剂剂性性能能的的提提高高、使使用用趋趋于于简简便便而而不不断断扩扩大大。医医用用粘粘合合剂剂在在医医学学临临床床中中有有十十分分重重要要的的作作用用。从从医医用用粘粘合合剂剂的的使使用用对对象象和和性性能能要要求求来来区区分分，可可分分成成两两大大类类，一一类类是是齿齿科科用用粘粘合合剂剂，另另一一类类则则是是外外科科用用（或或体体内内用用）粘粘合合剂剂。在在外外科科手手术术中中，医医用用粘粘合合剂剂用用于于某某些些器器官官和和组组织织的的局局部部粘粘合合和和修修补补；手手术术后后缝缝合合处处微微血血管管渗渗血血的的制制止止；骨骨科科手手术术中中骨骨骼骼、关关节节的的结结合合与与定定位位；齿齿科科手手术术中中用用于于牙齿的修补等。牙齿的修补等。 生物医学功能材料第七节第七节 生物医用高分子的发展方向生物医用高分子的发展方向 医医用用高高分分子子的的发发展展巳巳有有50多多年年的的历历史史，其其应应用用领领域域巳巳渗渗透透到到整整个个医医学学领领域域，取取得得的的成成果果是是十十分分显显赫赫的的。但但距距离离随随心心所所欲欲地地使使用用高高分分子子材材料料及及其其人人工工脏脏器器来来植植换换人人体体的的病病变变脏脏器器尚尚很很远远很很远远，因因此此尚尚需需作作深深入入的的研研究究探探索索。就就目目前前来来说说，生生物物医医用用高高分分子子将将在在以以下下几几个个方面进行深入的研究。方面进行深入的研究。一、人工脏器的生物功能化、小型化、体植化一、人工脏器的生物功能化、小型化、体植化 目目前前使使用用的的人人工工脏脏器器，大大多多数数只只有有“效效应应器器”的的功功能能，即即人人工工脏脏器器必必须须与与有有功功能能缺缺陷陷的的生生物物体体共共同同协协作作，才才能能保保持持体体内内平平衡衡。研研究究的的方方向向是是使使人人工工脏脏器器永永久久性性地地植植入入体体内内，完完全全取取代代病病变变的的脏脏器器。这这就就要要求求高高分子材料本身具有生物功能。分子材料本身具有生物功能。生物医学功能材料二、高抗血栓性材料的研制二、高抗血栓性材料的研制 前前面面曾曾介介绍绍过过，至至今今为为止止，尚尚无无一一种种医医用用高高分分子子材材料料具具有有完完全全抗抗血血栓栓的的性性能能。许许多多人人工工脏脏器器的的植植换换手手术术就就是是因因为为无无法法解解决决凝凝血血问问题题而而归归于于失失败败。因因此此，尽尽快快解解决决医医用用高高分分子子材材料料的的抗抗血血栓栓性性问问题题，巳巳成成为为医医用用高高分分子子材材料发展的一个关键性问题，受到各国科学家的重视。料发展的一个关键性问题，受到各国科学家的重视。三、发展新型生物医用高分子材料三、发展新型生物医用高分子材料 至至今今为为止止，生生物物医医用用高高分分子子所所涉涉及及到到的的材材料料大大部部分分限限于于已已工工业业化化的的高高分分子子材材料料，这这显显然然不不能能适适应应和和满满足足十十分分复复杂杂的的人人体体各各器器官官的的功功能能。因因此此发发展展适适合合医医学学领领域域特特殊殊要要求求的的新新型型、专专用用高高分分子子材材料料，已已成成为为广广大大化化学学家家和和医医学学专专家家的的共共识识。目目前前研研究究开开发发混混合合型型人人工工脏脏器器，即即将将生生物物酶酶和和生生物物细细胞胞固固定定在在合合成成高高分分子子材材料料上上，制制取取有有生生物活性的人工脏器的工作，已经取得了相当大的成就。物活性的人工脏器的工作，已经取得了相当大的成就。生物医学功能材料四、推广医用高分子的临床应用四、推广医用高分子的临床应用 高高分分子子材材料料在在医医学学领领域域的的应应用用虽虽已已取取得得了了很很大大的的成成就就，但但很很多多尚尚处处于于试试验验阶阶段段。如如何何将将已已取取得得的的成成果果迅迅速速推推广广到到生生物物体体系系、临临床床医医学学应应用用，以以拯拯救救更更多多患患者者的的生生命，需要高分子材料界与生物医学界的通力协作。命，需要高分子材料界与生物医学界的通力协作。 高高分分子子材材料料虽虽然然不不是是万万能能的的，不不可可能能指指望望它它解解决决一一些些生生物物、医医学学问问题题，但但通通过过分分子子设设计计的的途途径径，合合成成出出具具有有生生物物医医学学功功能能的的理理想想生生物物医医用用高高分分子子材材料料的的前前景景是是十十分广阔的。分广阔的。 21世世纪纪，生生物物医医用用高高分分子子将将进进入入一一个个全全新新的的时时代代，除除大大脑脑外外，人人体体的的所所有有部部位位和和脏脏器器都都可可用用高高分分子子材材料料来来取代，仿生人也将更快地来到世上！取代，仿生人也将更快地来到世上！生物医学功能材料THE END OF CHAP 7 !生物医学功能材料生物医学功能材料