医用材料的用途和基本要求?
医用材料用途:
医用高分子材料来源于自然,包括纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等;合成医用高分子材料是通过化学方法,人工合成的用于医用的高分子材料,目前常用的有聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。
材料性质
按照材料的性质,医用高分子材料可分为非降解和可生物降解两大类。其中非生物降解的材料包括:聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、硅橡胶、聚氨酯、聚醚醚酮等,其在生理环境中能够长期保持稳定,不发生降解、交联和物理磨损等,并具有良好的力学性能。该类材料主要用于人体软、硬组织修复和制造人工器官、人造血管、接触镜和黏结剂等。可降解生物材料包括:胶原、脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚乳酸、聚己内酯、聚磷腈等,这些材料能在生理环境中发生结构性破坏,且降解产物能通过正常的新陈代谢被机体吸收或排出体外,主要用于药物释放载体及非永久性植入器械。
基本要求:
医用高分子材料多用于人体,直接关系到人的生命和健康,一般对其性能的要求是:
①安全性:必须无毒或副作用极少。这就要求聚合物纯度高,生产环境非常清洁,聚合助剂的残留少,杂质含量为 ppm级,确保无病、无毒传播条件。同时其高分子化合物本身以及单体杂质、降解或磨损产物不对身体产生不良影响。
②物理、化学和机械性能需满足医用所需设计和功能的要求。如硬度、弹性、机械强度、疲劳强度、蠕变、磨耗、吸水性、溶出性、耐酶性和体内老化性等。以心脏瓣膜为例,最好能使用25万小时,要求耐疲劳强度特别好。此外,还要求便于灭菌消毒,能耐受湿热消毒(120~140°C)、干热消毒(160~190°C)、辐射消毒或化学处理消毒,而不降低材料的性能。不同性能的医用高分子材料可根据其具体情况选择合适的灭菌方式。
③适应性:包括与医疗用品中其他材料的适应性,材料与人体生物相容性、血液相容性及组织的相容性。材料植入人体后,要求长时期对体液无影响;与血液相容性好,对血液成分无损害,不凝血,不溶血,不形成血栓;无异物反应,在人体内不损伤组织,不致癌致畸,不会导致炎症坏死、组织增生等。
④特殊功能:不同的应用领域,要求材料分别具有一定的特殊功能。例如:具有分离透析机能的人工肾用过滤膜、人工肺用气体交换膜,以及人造血液用吸脱气体的物质等,都要求有各自特殊的分离透过机能。
在大多数情况下,现有高分子材料的表面化学组成与结构很难满足上述要求,通常要采用表面改性处理,如接枝共聚,以改进其抗凝血性等性能。此外,医用高分子材料还需要优异的加工成型性,易加工成需要的复杂形状的。
非植入材料是什么?
用于与人体活组织或生物流体直接接触的部位,绝大部分用作人工器官、人工器官代用品或支持装置、体内或体外应用的医用制品等。医用材料按使用的时间或条件分为植入材料与非植入材料,血液接触材料与非接触材料,体内应用材料与体外应用材料,一次性使用材料与重复使用材料等;按材料的来源可分为天然材料与合成材料;按化学结构可分为医用金属材料、医用陶瓷材料、医用高分子材料、医用碳素材料等;按应用对象及材料物理机械性能可分为软组织替代材料及硬组织替代材料。医用材料的共性要求是:生物相溶性好,耐生物老化性能好,具有一定的物理机械性能,耐灭菌性能好,加工性能及造型性能好,价廉和易得。