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医疗硅胶、聚氨酯应用小知识

橡胶制品之所以被广泛地应用在医学领域,主要是由于本身的性质与结构特性有关,例如用于医疗药剂密封包装的胶塞要求具有一定的弹性,针刺后仍能保持原有的密闭性和气密性,并且不能有碎屑掉下来。但是橡胶本身的特性是难以满足现在医学上需要的,这就需要通过对橡胶进行改性或添加一些试剂来改变其本身的不足,以满足在医疗上的应用。

目前应用最为广泛的两种橡胶材料是硅橡胶和聚氨酯。聚氨酯具有良好的生物相容性、优异的力学性能、易成型加工、性能可控等优点;硅橡胶具有生理惰性和生物相容性好等优点,这两种材料很早就被用于医学上,并不断地被业内人士关注与研究。

橡胶材料

硅胶

硅橡胶是以高分子量的线型聚有机硅氧烷为基础,添加某些特定组分,再按照一定的工艺要求加工后,制成具有一定强度和伸长率的橡胶态弹性体。

用作医药材料的硅橡胶,具有较高的耐温性、耐氧化、疏水性、柔软性、透过性、耐老化透明度高、生理惰性、与人体组织和血液不粘连、生物适应性好、无毒、无味、不致癌等一系列优良特性。

硅橡胶作为一种性能优良的医用高分子材料,无论是在橡胶行业还是在医学领域都受到了专业人士的关注。其原因是,第一,用作橡胶医用材料其技术含量高、成本低、附加值高、经济效益十分可观;第二,利用硅橡胶的医用特性,既能解决医术上不少难题,也可使患者获得满意疗效;第三,橡胶来源广泛、便于生产和细加工,具有较好的社会效益和经济效益。

从医用硅橡胶制品的开发研制趋势来看,制品的数量和用量在逐年增加,用途也不断扩大。目前,医用硅橡胶制品广泛应用于脑外科、耳鼻喉科、胸外科、腹外科、内科、泌尿科、骨科及整形等各种领域,如人工颅骨、人工鼻梁、胃管、人工腹膜、人工指关节、人工皮肤、软组织扩张器、人工乳房等。

硅胶

聚氨酯

而聚氨酯弹性体是由软链段和硬链段交替镶嵌组成的、含有许多-NHCOO-基团的极性高聚物,通过选择适当的软、硬链段结构及其比例,就可以合成出来既具有良好的物理机械性能,又具有血液相容性和生物相容性的医用高分子材料。

聚氨酯弹性体之所以能广泛应用于生物医学领域,与它所具备的优异性能是分不开的。其主要性能有优良的凝血性能;毒性实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;具有优良的韧性和弹性,加工性能好,加工方式多样,是制作各种医用弹性体制品的首选材料;具有优异的耐磨性、软触感、耐湿性、耐多种化学药品性能。

目前,医用聚氨酯根据制品有人工心脏瓣膜、人工肺、骨黏合剂、人工皮肤、烧伤敷料、心脏起博器绝缘线、缝线、各种夹板、导液管、移植血管、气管、齿科材料、插入材料、计划生育用品等。

随着聚氨酯在医学生物领域中用途的不断拓宽,聚氨酯不能自然降解的缺点也日益成为其发展的障碍,带来了废弃物污染环境的问题,因此,开发可生物降解的聚氨酯材料成为解决这一难题的关键。

聚氨酯生物降解的过程可分为两个阶段:第一,天然分子化合物的降解使聚氨酯在表面上形成了许多微孔;第二,产生的微孔使得微生物容易侵袭其内部的天然高分子化合物,在内部形成微孔,加速聚氨酯的降解,直至聚氨酯完全降解。

由于聚氨酯具有良好的生物相容性和抗血栓性,因此,可生物降解聚氨酯在生物医学领域具有巨大的发展潜力。现已开发的可生物降解的聚氨酯主要有低聚糖衍生聚氨酯;木质素、单宁及树皮衍生聚氨酯;纤维素衍生聚氨酯;淀粉衍生聚氨酯及其他类型可生物降解聚氨酯。

从长远看,组织工程是生物医学工程领域一个快速发展的新方向。这门交叉科学的核心是应用生物学、工程学的原理和方法来发展具有生物活性的人工替代品,用以维持、恢复或提高人体组织功能。因此,为了获得更长远的发展,必须对聚氨酯这种生物材料进行改性,才能适应组织工程的发展。

由于价格的原因,在医用硅胶管应用材料中,聚氨酯只占小部分份额,美国等国家的应用聚氨酯材料早已商业化,新材料、新用途仍在开发中。国内也有不少单位从事过或正在从事医用聚氨酯的应用,如中山大学、上海橡胶制品研究所、江苏省化工研究所等。但推广应用不够、影响不大,与发达国家相比差距很大。因此,国内应该加强该方面的研究和推广应用,使医用聚氨酯的应用前景更加广阔。


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