醫用高分子指的是在醫學上使用的高分子材料,是一門介于現代醫學和高分子科學之間的新興學科。它涉及到物理學、化學、生物化學、病理學、醫學、輸血學等多種邊緣科學。目前醫用高分子的應用已遍及整個醫學領域,其用量也持續穩定增長。
醫用高分子材料根據實際應用,大致分為制作人工臟器、修復人體缺陷和制作醫療器械三大類材料。
1. 植入體內,永久性替代使用的人工臟器或部位。例如人工血管、人工心臟瓣膜、人工食道、人工氣管、人工膽管、人工尿道等。此外,在手術過程中,用于體外暫時替代使用的人工臟器有人工腎臟、人工心臟、人工肺、人工肝臟等。
2. 修復人體某部分缺陷的人工材料。例如人工皮膚、人工骨、人工關節、人工耳朵、人工鼻、假肢、角膜接觸眼鏡等。
3. 用作醫療器械的高分子材料。例如醫用容器有輸液瓶、輸液袋、輸血袋、腹膜透析液袋、血袋等;一次性醫療用品有注射器、輸液器、輸血器、靜脈導液管、各種插管、血液導管、檢驗用具、病人用具、手術室用具、診療用具和繃帶等。
目前所利用的醫用高分子材料有聚氨亞酚、聚乙烯醇、聚酯纖維、尼龍、聚甲醛、聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、硅酮、氟聚合物、纖維素、聚乙二醇、聚乙烯、吡咯烷酮等。而聚氯乙烯是其中重要的材料之一。
醫用高分子材料的性能特點
醫用高分子材料需長期與生物肌體、血液、體液等接觸,有的甚至永久性植入體內。因此,這類材料必須具有優良的生物體替代性(力學性能、功能性)和生物體相容性(組織適應性和血液適應性)。聚氯乙烯滿足了下列基本條件:
1.在化學上是不活潑的,不會因與體液接觸而發生變化;
2.對周圍組織不會引起炎癥和異物反應;
3.不會致癌;
4.不會發生變態反應性的過敏反應;
5.長期埋植在體內(即是使作為內臟的一部分),也不會喪失拉伸強度和彈性等物理機械性能;
6.具有抗血栓性,即不會在表面產生凝血;
7.能經受必要的消毒措施而不變形;
8.易于加工成所需要的、復雜的形態。
在諸多的性能要求中,抗血栓性至為重要。因為人體具有防止出血的自然凝血功能,當高分子材料在治療使用或植入人體后,因肌體的排異反應立即產生血栓,引起組織壞死手術失敗。經研究認為,血栓形成的最直接原因是血小板粘附所致,而血小板的粘附與材料的表面性質有關,例如材料的臨界表面張力、材料表面的親水-疏水平衡、材料表面的光滑度以及材料表面的電荷性質等。
聚氯乙烯能夠滿足以上性能要求和成本要求,已經成功地應用在醫用容器和一次性醫療用品的設計和生產之中。