医疗中生物医用高分子材料的应用探析
生物材料中,生物医用高分子材料作为其中的主要组成部分,发展时间较早、应用范围较广,且使用量大,此外该类材料的种类繁多,当前国内主要使用的包括橡胶材料、塑料材料、纤维材料及粘合剂材料四种。而随着国内医疗科学技术的不断发展与提高,生物材料在医学领域中已经被广泛使用。当前医用硅胶橡皮管、介入诊疗导管、介入栓塞材料等医学设备已经在临床中得到广泛认可和使用。另外护理领域中使用的一次性医疗材料大多也是由高分子材料制成。医用高分子材料不论是在疾病诊断、治疗还是护理领域中均发挥着极为重要的作用。但是因为高分子材料在医疗科学领域中的广泛应用的原因,致使高分子材料中演变出一个新的构成部分—医用高分子材料。这是一种以高分子化学为基础,将理论、方法、临床医学需相互结合,以此来研究生物体结构组成、生物体器官内部的功能、医用材料的使用等方面的一门新兴化、年轻化、边缘性的学科。该学科涉及范围较广,不仅包含化学界、物理学界、工艺学界、生物物理学界、药学界、制剂学界,还涉及到高分子化学界、解剖学界、病理学界、生物化学界以及基础医学界、临床医学界等多个领域。
1.医用高分子材料的特点及基本性能要求
目前的经济发展、科学技术以及社会背景下,医学高分子材料大部分使用与临床诊断、治疗、检验以及护理过程中。而这种材料主要是与人体直接进行接触,这对其生物特性要求极为严格,这就要求其必须同时满足加工物理机械性能强、生物相容性强双重特性。临床治疗中,医用高分子材料将直接与人体血液、皮肤或者体液相互接触,另外在治疗过程中还可能需要长时间或者短期内将医用高分子材料制成的器械置入患者体内,那么该材料必须具备以下特殊性能方可确保材料安全性。
(1)力学性能稳定
临床使用过程中不管该材料与人体接触时间长短,但是必须具备匹配的强度,可完成机械制造以及治疗或者护理任务,耐疲劳度,确保该器械可长时间辅助或者完成治疗及护理任务,耐磨性及尺寸稳定性强,具备完美的模量。举例分析,如果患者需植入生物医用高分子材料制成的人工关节,因人工关节需长时间置入患者体内,这就需要该材料耐磨性强,耐疲劳性强、模量高等优势,以满足其必备条件。
(2)化学惰性较好
生物医用高分子材料必须具备加工过程中容易成型,另外就是该分子材料在与人体接触时,不论是血液、体液、皮肤还是相关组织均不可出现任何的化学反应,这成为有效防止排异反应的解决方案,避免在治疗、检验或者护理过程中发生炎性反应。
(3)物理性能稳定
医用高分子材料必须保持物理性能稳定,要求该物质在经过消毒、灭菌等操作过程中仍然保持原有形态及性能,要求该物质必须具备耐高温、耐高压等物理特性。
(4)生物相容性较佳
医学领域作为特殊领域,医用高分子材料在该领域的使用中的要求必须比其他高分子材料更为严格。生物的相容性不仅仅体现在组织相容性及血液相容性两个方面,还需要满足降解产物可吸收性这一点,才可确保植入后不会产生排异反应。
(5)材料不会过分昂贵,适用于平民消费,且材料容易获取
因生物医用高分子材料不会过分昂贵,适用于平民消费,且材料容易获取,所以在医疗服务工作中广泛使用。
2.高分子聚合物的特性以及应用
医院高分子材料因为种类较多、应用目的各不相同,当前国内关于医用高分子材料的分类标准尚未统一,作者本次通过本文简要介绍3种临床经常使用的医用高分子材料。
(1)硅橡胶材料
橡胶的主要特性是抗老化、耐氧化及疏水性、当其处于250℃正常温度情况下不会有氧化、裂解等情况发生。所以该材料其耐热性也较为突出。硅橡胶材料同人体的生物相容性良好。正是因为该材料具有上述优势继而成为医用高分子材料的典型代表,并得到广泛使用。硅橡胶材料能够长期置于人体中替代人体某个部位或者是必不可少的元件。硅橡胶材料在医疗器械方面可作为导管使用,置入人体某个部位中作为疾病治疗的主要辅助材料或者抢救工作的主要手段来使用。
(2)聚氨酯弹性体材料
聚氨酯弹性体材料首次在生物医学领域中应用时间是上个时间50年代左右,距今已经有40多年使用历史,而且随着医疗科学技术的不断发展,在医学方面的应用途径也越来越广泛。70年代左右,医学领域对于聚氨酯弹性体材料的应用已经高度重视。进入80年代,由聚氨酯弹性体材料制作的人工心脏,在心脏移植手术中首次使用并取得成功,使其在生物医学应用研究得到更进一步发展。聚氨酯因其具有记忆功能,所以被称为室温形状记忆性聚氨酯,其记忆功能是借助硬段、软段两种之间玻璃化温度差来实现的。虽然该材料的应用前景极为广泛,但是制造工艺要求、成本均较高,所以通用化实现的难度较大。从发展方面来讲,研究重点是改善恢复性形状温度精确性。只有将温度准确恢复,形状记忆制品的使用性才能提高。