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生物医用高分子材料的制备与实践探讨

2022-03-27秦晓鹏

科学与生活 2022年2期
关键词:高分子材料制备应用

秦晓鹏

摘要:近年来,我国的高分子材料技术发展快速,形成的新材料在多个领域当中得到了广泛的应用。在医学当中,相关材料更是在疾病诊断与治疗等方面发挥出了重要的作用,成为了多个医用项目的新选择。在本文中,将就生物医用高分子材料的制备与实践进行一定的研究。

关键词:生物医用;高分子材料;制备;应用;

1 引言

在我国医学事业发展的过程当中,较多的新材料得到了应用,并体现出了较好的应用价值。高分子材料可以说是我国现阶段医疗生理疾病治疗当中的一类新材料,在实际应用中具有着生物体组织器官修复、促进功能恢复等作用,也使得相关材料在医疗领域当中受到了较多的关注。对此,则需要能够充分做好不同材料特点与制备情况的分析,保证在医疗工作当中能够科学的进行使用。

2 生物医用高分子材料

生物医用高分子材料是一种具有较高价值的材料,在医学领域当中已经具有了较长的使用时间。根据类型的不同,可以将其分为合成与天然两种生物材料。其中,合成材料包括有丙烯酸甲酯、有机硅橡胶制作形成的材料。天然材料则是自然当中已经存在的,从生物体当中提取获得的具有天然活性特征的高分子材料,在生物适用性方面具有着较好的表现,对于人体伤口的愈合具有较好的加速作用,在性能方面具有更好的表现。功能方面,该材料能够在临床起到修复机体组织的作用,对有机体组织功能具有着一定的替代作用。部分功能特殊的高分子材料能够以聚合的方式制备形成,是重要的生物医用材料。在制备控制中,能够快速加工成型,耐老化性强,能够作为植入材料而长时间使用,且在灭菌、消毒方面具有着较好的表现,并因此在医用领域当中体现出了较高的价值,也使得医疗领域对该类材料具有了更高的需求。

3 制备与应用

3.1 医疗器具方面

3.1.1 聚氯乙烯

该材料也称为PVC,是现今医疗耗材当中经常使用的材料,目前很多的一次性医疗用品都是由该材料制作形成,包括有输液器与贮血袋等等,能够在应用中为护理治疗带来较大的便利,能够较好的起到避免病毒交叉感染与细菌防控的作用。同时,该材料也存在一定的不足,如药物吸附情况等,这也使得该材料不适合制作形成食品袋等,并需要在使用完成后做好妥善处理。近年来,世界各个国家都对其进行了进一步的研究,尝试对该材料改性的方法,以及能够对PVC材料进行替代的产品。部分国家在此当中研究制作形成了热塑性弹性体材料,也在应用中具有较好的表现,如SEBS材料等。其中,超低密度聚乙烯也在一定程度上能够作为PVC的替代品应用,能够较好的应用在输液器具制造当中。高弹性聚乙烯则具有着更好的记忆功能,能够在应用后在短时间内恢复形状。

3.1.2 聚氨酯弹性体

聚氨酯在生物医学领域当中具有着较久的应用历史,并在近年来得到了积极的研究,并使其在应用范围方面具有了更好的表现,包括有外科手术当中作为修复材料使用,应用为骨折修复材料以及人工心脏制作等。形状记忆是该材料的重要功能体现,其原理,即是在软硬段温度温度转换中存在一定的差异,以此则能够形成对于形状的记忆,以此在矫形医疗中得到了应用,如牙科当中使用到的绷带与矫形器等。在实际应用中,医生可以结合需求将其制作形成所需的形状,并在需要使用前加热使其变形,并在温度冷却后恢复原状。该材料具有相对较高的制作成本,也因此在使用范围方面受到了一定的限制,在现今材料研究中,重点即是对材料恢复形状的温度进行研究,以此使其在形状记忆方面具有更好的表现。除此之外,医疗卫生也是该材料研究当中的重点方向,包括有细胞工程以及生物工程等。在生物医学当中,组织工程前景较好,对此,则可以从工程、生物学角度入手对具有较好生物活性的聚氨酯进行发展,做好生物材料的改性处理,以此使其能够较好的满足组织工程发展需求,更好的体现出材料应用价值。

3.1.3 硅橡胶

橡胶材料在抗老化性、耐氧化性方面具有较好的表现,在正常温度下不会氧化、裂解,同时具有较好的耐热性,能够较好的作为生物材料使用。同时,人体与该材料间也具有着较好的相容性,具有较高的应用程度。以该材料制作形成的模制品能够在体内长期植入,以此实现对人体器官与组织的替代。目前,医疗领域已经制作形成了人工手指、人工肺等,都属于橡胶植入物。在这部分装置当中,硅橡胶都是其中的主要材料,能够在器官中发挥出较好的作用。以人造鼓膜为例,通过硅橡胶薄膜在人体鼓膜上的粘贴,即能够实现对穿孔部位的补足处理,人工脑膜则能够做好脑膜破损外伤的修补,一般来说,患者在意外、手术状况下留下的创伤都可以使用该材料修补。而在其他方面,硅橡胶也具有着较为广泛的应用,如使用聚酯纤维、尼龙制作形成的人造颅骨,下颌结构、鼻梁与隐形眼镜等。此外,该材料能够以短期导管材料植入到人体当中,在实施抢救时可以作为辅助材料使用。

3.2 医用药剂方面

3.2.1 抗肿瘤药物

除了在医疗器具方面具有较好的应用价值外,高分子材料在药剂制作方面也具有较好的应用价值。因高分子材料生物相容性较好,在实际药物制作时则可以将其作为药物载体进行应用。抗肿瘤药物载体是其中的代表性表现,在实际应用中,能够在药物融合、扩散的情况下缓慢释放药效,以此对临床给药的次数进行减少,使药物在生物利用度方面具有更好的表现,且能够对病人在药物服用当中,体内可能存在的毒副作用进行有效的降低。在成为药物载体时,高分子材料也将进一步分为合成与天然高分子材料。其中,明胶是天然高分子材料的代表,而合成高分子材料则具有着更多的种类。在实际应用中,合成类材料因具有较大的分子质量,在体内不易分解,且具有较长的血液停留时间以及药物释放时间,能够在维持药效的情况下降低不良反应。在相关研究当中,在以高分子材料作为抗肿瘤药物载体使用时,能够有效降低毒副作用,也使得该种给药方式具有了可靠、安全的特征。

3.2.2 药物控制

在研究当中,有研究人员研制形成了四臂多功能嵌段聚合物,是一种新非病毒转基因载体。选择了聚环氧乙烷应用为分子的引发剂,在与活性阴离子聚合后获得三嵌段共聚物,以此形成了SCK胶束,具有着介于纳米粒子与微凝胶之间的性质,在生物应用方面具有着较好的价值。在其他研究中,使用聚异丁烯为基础研究前端共聚物,在对两端极性变化的情况下实现对药物释放情况的调整,并获得了相应的共聚物。在相关研究当中发现,水溶液自组装行为存在双敏感特征,在环境温度、pH值方面较为敏感,这也使其能够在医用领域作为药物控制材料使用。

3.2.3 两亲性多糖衍生物

在人体当中,多糖具有较好的相容性,易于降解,是一种较好的药物载体材料。在材料制备中,多糖连形成活性基团后,能够经过相关反应形成具有亲水特征的多糖主链疏水基团,以此形成具有两亲特征的多糖衍生物。在水溶液中,疏水基团与多糖衍生物之间存在着较强的相互作用力,能够在自聚集的情况下生成纳米胶束,这在药物传输当中具有着较好的应用价值,能够发挥出缓释药物的作用。

4 結束语

生物医用高分子材料是现今医疗领域当中的重要材料,因其自身的多种特性在医疗器具、医疗药剂方面都发挥出了重要的作用。在未来工作当中,需要能够在此基础上进一步强化对该类材料的研究,做好新功能材料的探索与实践,在做好制备、应用的情况下使其在我国医疗领域当中更好的发挥出作用。

参考文献

[1]徐心源,孙辉,李建树.口腔医用高分子材料的研究进展及产业转化[J].功能高分子学报,2021,(2).126~143.

[2]林敏,孙静.新型聚类肽生物高分子材料及其在生物医用领域的应用[J].科学通报,2021,(18).2231~2244.

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