21世紀以來,氯乙烯單體被發現具有致癌毒性,許多國家要求醫療和食品包裝用聚氯乙烯制品中氯乙烯殘留量必須小於l ppm,溶解量小於0.05 ppm,增塑劑聚氯乙烯制品,如植入物和輸血用輸血袋、儲血袋等的生產、必須考慮到增塑劑的溶血量和增塑劑的毒性,必須按照材料安全使用,應根據材料安全條件嚴格篩選。聚氯乙烯制品除熱穩定性差和不易加熱煮沸消毒外,其他性能均較好。大量用於貯血、輸血袋,以及用於制造輸液管、輸血管、體外循環器、人工腹膜、人工尿道、人工肺袋(e-兼容袋)和進入心臟的勞保用品等。聚四氟乙烯有 "塑料之王 "的美稱,由四氟乙烯單體:無機過氧化物引發劑,按聚合壓力分高壓法和低壓法聚合而成。
聚四氟乙烯的特點是耐高溫性能最好的塑料,結晶熔點高達 327℃,幾乎完全化學惰性,具有自潤滑性或無粘性,不易被組織液浸潤,具有優良的耐化學性、電性能、表面性能和物理機械性能。不易凝固,植入後組織反應小。廣泛應用於人工器官和組織修復材料、醫用縫合線、醫療器械材料等。如人造輸尿管、膽管、氣管、喉管、韌帶和肌腱、食道擴張器、人造血液、人造心臟瓣膜、人造血管、心臟瓣膜縫合環、血液相容絨、肺動脈和室間隔缺損補片等。下頜骨、髖關節材料、修復眼眶骨、隆鼻材料
膨體聚四氟乙烯是壹種特殊的聚四氟乙烯材料,由聚四氟乙烯樹脂經拉伸等特殊加工方法制成。白色,富有彈性和柔韌性,用微細纖維連接形成網狀結構,這些微細纖維形成無數細孔,使膨體聚四氟乙烯可以任意彎曲(360°以上),血液相容性好,耐生物老化,用於制造人造血管、心臟貼片等醫療產品。從醫學角度看,它是目前最理想的生物組織代用品。由於其良好的生物相容性和獨特的微孔結構,具有無毒、無致癌、無致敏等副作用,人體組織細胞和血管可長入其微孔中,形成組織連接,如同自體組織壹樣,用其隆鼻效果非常理想。
聚四氟乙烯應用的局限性:價格昂貴;膨潤土表面的微孔會隱藏細菌,其中有些細菌是條件致病菌,正常情況下不會引起感染。但由於其多孔性,壹旦感染將很難控制,壹般只能將其取出,且取出操作較為困難 2000 多年來,有機矽高分子材料在醫學上獲得了廣泛的應用,如矽橡膠、有機矽季銨鹽抗菌劑等。有機矽是指含有 Si-O 鍵交替組成的化合物,其中最重要的是(SiR2-O-SiR2-O)n 主鏈和側鏈上帶有有機基團的高分子化合物。由於其獨特的化學結構,它們具有許多優異的物理、化學特性和生物相容性。
由於矽膠具有無毒、無味、生物相容性好、無皮膚敏感性、生物惰性、耐高低溫、透氣、獨特的溶液滲透性、穩定的物理化學性能等特點,在醫學領域取得了長足的進步。
矽橡膠矽橡膠是壹大類醫用有機矽高分子材料,具有無毒、無腐蝕性、不引起凝固、不致癌、不致敏、註入體內或在體內使用不會引起周圍組織炎癥和過敏反應等特點,與人體相容性好,並能經受苛刻條件的消毒滅菌,是壹種理想的醫用高分子材料。矽橡膠制品植入人體後長期不失去彈性和抗拉強度。如人工瓣膜和人工心臟要求不引起血栓;人工血管必須有微細的網眼;用於人工腎透析時,要能透過尿素等小分子化合物而不能透過血清蛋白等大分子物質,矽橡膠就完全能滿足上述要求。從內科、外科到五官科、婦科,從人工器官到醫用材料,如靜脈插管、導管、人工心肺機泵管以及各種輸血、輸液管等。
矽油二甲基矽油因其生理惰性和良好的消泡性而被廣泛應用於醫療領域。矽油血液消泡劑具有無毒、對血液無損傷、消泡快速徹底等優點。用於處理人工血液循環裝置和輸血用的儀器、器械和用具,可消除體外循環血液中的氧泡,保證血液的正常循環和心肺手術的實施。PAM 根據其基團在水溶液中的電性可分為非離子型、陰離子型和陽離子型,但無論哪種類型的 PAM,都是由丙烯酰胺(Acrylamide,簡稱 AM)單體通過自由基聚合而成的均聚物或 ****。其合成方法有均相水溶液聚合法、反相乳液聚合法和反相懸浮聚合法。按AM自由基引發方式可分為化學引發聚合、輻射聚合和紫外光聚合。
在醫藥方面,丙烯酰胺水凝膠可用於藥物和酶的包封控釋、蛋白質電泳(測試)、人工器官材料和植入物(人工晶體、人工角膜、人工軟骨、尿道假體、軟組織替代物)。聚氨酯(PU)是醫療領域最理想的材料之壹。壹般來說,它是由二異氰酸酯和含有活性氫的二元醇、二元胺或二羧酸制成的。以聚酯或聚醚大分子二元醇為原料,與不同的二異氰酸酯和不同的小分子二元醇、二胺、醇胺等作為擴鏈劑進行反應,並控制反應條件,可根據設計要求得到性能範圍廣泛的材料。
聚氨酯彈性體具有良好的抗凝血性能和耐磨、彈性、抗彎等物理機械性能,已成為研究和應用最廣泛的抗凝血高分子材料之壹。近三十年來,人們對經典的聚氨酯彈性體(嵌段聚氨酯)進行了各種改進、改性和開發,在此基礎上形成了接枝聚氨酯、離子聚氨酯、表面負載抗凝活性物質的聚氨酯等各種類型的抗凝聚氨酯材料。
從結構上看,聚氨酯具有獨特的性能,因為它的聚氨酯基團(-CONH-)可視為鄰苯二甲酸胺(-NH-)和碳酸酯(-CO-)的組合。它既堅硬又有彈性,還具有出色的耐磨性、抗撕裂性、抗輻射性、高強度和化學穩定性。
聚氨酯的醫療應用已取得了大量成果,並形成了壹系列具有商品化使用價值的聚醚嵌段聚氨酯生物醫學材料,主要應用有以下幾個方面:
(1)人工器官膜和醫療器械。聚醚嵌段聚氨酯由於具有優良的水解穩定性、血液相容性,且其強度優於矽橡膠,因此在醫用彈性體中占主導地位。如用於血泵(人工心臟)和人工血管、心臟輔助器、心臟搭橋、人工腎透析膜、人工心室、人工心臟瓣膜、診斷和治療導管、心臟起搏器等。
(2)人造皮膚和假肢。聚氨酯軟泡不僅有彈性,而且透氣性好,適合制作人造皮膚,這種人造皮膚可以促進人體自身皮膚的生長。此外,聚氨酯還具有優良的柔韌性,是制作現代最先進的輕便耐用假肢的理想材料。
(3)骨折復位固定材料。人體骨折後要進行復位固定治療。以前多用石膏繃帶,但由於石膏質量重、強度低、透氣性差、防水性差、刺激皮膚、不透X光,給醫生和病人帶來諸多不便。而聚氨酯制成的矯形繃帶強度高、重量輕、透氣性和耐水性好、固化速度快、操作簡便、X射線透視性好,可在X射線照射下復位固定,不需拆下繃帶即可隨時檢查復位固定和骨折愈合情況,提高了治療效果。
(4)聚氨酯軟組織粘合劑。α-氰基丙烯酸酯軟組織粘合劑毒性小,2000 年以來向快速固化聚氨酯軟組織粘合劑得到了很大發展,已用於心血管手術塗層,防止縫合出血。壹種含氟芳香族異氰酸酯聚氨酯粘合劑,可在 2 分鐘內固化,用於肝裂傷止血和皮膚切口粘合。
(5)可生物降解的聚氨酯和聚氨酯水凝膠以草酸醋為原料的可生物降解聚氨酯可用於治療兒童動脈瘤和用作醫用粘合劑,而以聚己內酯或天然產品為原料的聚氨酯在人體內容易水解和酶降解。用親水性聚乙二醇制備的聚氨酯水凝膠的含水量為 67%,在某些情況下甚至高達 80% 或更高。
此外,聚氨酯還可用作人工食道、氣囊、急性呼吸功能不全患者的膜
肺插管治療和鎖骨下雙腔插管透析。