醫(yī)用高分子材料是一類特殊用途的材料。它們?cè)谑褂眠^(guò)程中,常需與生物肌體、血液、體液等接觸,有些還須長(zhǎng)期植入體內(nèi)。由于醫(yī)用高分子與人們的健康密切相關(guān),因此對(duì)進(jìn)入臨床使用階段的醫(yī)用高分子材料具有嚴(yán)格的要求,要求有十分優(yōu)良的特性。歸納起來(lái),一個(gè)具備了以下七個(gè)方面性能的材料,可以考慮用作醫(yī)用材料。
(1)化學(xué)隋性,不會(huì)因與體液接觸而發(fā)生反應(yīng)人體環(huán)境對(duì)高分子材料主要有以下一些影響:
1)體液引起聚合物的降解、交聯(lián)和相變化;
2)體內(nèi)的自由基引起材料的氧化降解反應(yīng);
3)生物酶引起的聚合物分解反應(yīng);
4)在體液作用下材料中添加劑的溶出;
5)血液、體液中的類脂質(zhì)、類固醇及脂肪等物質(zhì)滲入高分子材料,使材料增塑,強(qiáng)度下降。
但對(duì)醫(yī)用高分子來(lái)說(shuō),在某些情況下,“老化”并不一定都是貶意的,有時(shí)甚至還有積極的意義。如作為醫(yī)用粘合劑用于組織粘合,或作為醫(yī)用手術(shù)縫合線時(shí),在發(fā)揮了相應(yīng)的效用后,反倒不希望它們有太好的化學(xué)穩(wěn)定性,而是希望它們盡快地被組織所分解、吸收或迅速排出體外。在這種情況下,對(duì)材料的附加要求是:在分解過(guò)程中,不應(yīng)產(chǎn)生對(duì)人體有害的副產(chǎn)物。
(2)對(duì)人體組織不會(huì)引起炎癥或異物反應(yīng)
有些高分子材料本身對(duì)人體有害,不能用作醫(yī)用材料。而有些高分子材料本身對(duì)人體組織并無(wú)不良影響,但在合成、加工過(guò)程中不可避免地會(huì)殘留一些單體,或使用一些添加劑。當(dāng)材料植入人體以后,這些單體和添加劑會(huì)慢慢從內(nèi)部遷移到表面,從而對(duì)周圍組織發(fā)生作用,引起炎癥或組織畸變,嚴(yán)重的可引起全身性反應(yīng)。
(3)不會(huì)致癌
根據(jù)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論認(rèn)為,人體致癌的原因是由于正常細(xì)胞發(fā)生了變異。當(dāng)這些變異細(xì)胞以極其迅速的速度增長(zhǎng)并擴(kuò)散時(shí),就形成了癌。而引起細(xì)胞變異的因素是多方面的,有化學(xué)因素、物理因素,也有病毒引起的原因。
當(dāng)醫(yī)用高分子材料植入人體后,高分子材料本身的性質(zhì),如化學(xué)組成、交聯(lián)度、相對(duì)分子質(zhì)量及其分布、分子鏈構(gòu)象、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、高分子材料中所含的雜質(zhì)、殘留單體、添加劑都可能與致癌因素有關(guān)。但研究表明,在排除了小分子滲出物的影響之外,與其他材料相比,高分子材料本身并沒(méi)有比其他材料更多的致癌可能性。
(4)具有良好的血液相容性
當(dāng)高分子材料用于人工臟器植入人體后,必然要長(zhǎng)時(shí)間與體內(nèi)的血液接觸。因此,醫(yī)用高分子對(duì)血液的相容性是所有性能中最重要的。高分子材料的血液相容性問(wèn)題是一個(gè)十分活躍的研究課題,但至今尚未制得一種能完全抗血栓的高分子材料。這一問(wèn)題的徹底解決,還有待于各國(guó)科學(xué)家的共同努力。
(5)長(zhǎng)期植入體內(nèi)不會(huì)減小機(jī)械強(qiáng)度
許多人工臟器一旦植入體內(nèi),將長(zhǎng)期存留,有些甚至伴隨人們的一生。因此,要求植入體內(nèi)的高分子材料在極其復(fù)雜的人體環(huán)境中,不會(huì)很快失去原有的機(jī)械強(qiáng)度。事實(shí)上,在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中,高分子材料受到各種因素的影響,其性能不可能永遠(yuǎn)保持不變。我們僅希望變化盡可能少一些,或者說(shuō)壽命盡可能長(zhǎng)一些。
一般來(lái)說(shuō),化學(xué)穩(wěn)定性好的,不含易降解基團(tuán)的高分子材料,機(jī)械穩(wěn)定也比較好。
(6)能經(jīng)受必要的清潔消毒措施而不產(chǎn)生變性
高分子材料在植入體內(nèi)之前,都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌消毒。目前滅菌處理一般有三種方法:蒸汽滅菌、化學(xué)滅菌、γ射線滅菌。國(guó)內(nèi)大多采用前兩種方法。因此在選擇材料時(shí),要考慮能否耐受得了。
(7)易于加工成需要的復(fù)雜形狀
人工臟器往往具有很復(fù)雜的形狀,因此,用于人工臟器的高分子材料應(yīng)具有優(yōu)良的成型性能。否則,即使各項(xiàng)性能都滿足醫(yī)用高分子的要求,卻無(wú)法加工成所需的形狀,則仍然是無(wú)法應(yīng)用的。
此外還要防止在醫(yī)用高分子材料生產(chǎn)、加工工程中引入對(duì)人體有害的物質(zhì)。應(yīng)嚴(yán)格控制原料的純度。加工助劑必須符合醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)當(dāng)具有適宜的潔凈級(jí)別,符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 |