醫用植介入高分子材料研究進展

醫用高分子材料是指用于體外診斷、藥物緩釋、再生醫學、植介入器械及組織工程等醫學領域的一類高分子材料，是醫學材料的重要組成部分。[1]

用于植介入領域的醫用高分子材料，從來源將其分為天然高分子聚合物、合成高分子聚合物及高分子/無機材料復合物三大類，與天然高分子材料相比，合成醫用高分子材料往往具有更穩定的表面性質結構和多功能性，而且合成醫用高分子材料可以通過改變單體結構或相對分子質量來控制物理化學性質，這一特點使其研究方向從尋找合適的合成材料變為主動創造具有所需功能的新型材料，應用優勢更為明顯。但是合成高分子聚合物大多都是生物惰性材料，不利于細胞的黏附和生長，生物相容性方面與天然高分子聚合物差距較大。

常用的植介入合成高分子聚合物包括主鏈雙鍵聚合類高分子、聚酯、聚酰胺（PA）、聚氨酯（PU）和聚醚醚酮（PEEK）等。[2]

INTRODUCTION 

主鏈雙鍵聚合類高分子聚合物

將通過主鏈雙鍵聚合形成的高分子聚合物稱為主鏈雙鍵聚合類高分子聚合物，除了傳統的聚烯烴外，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等含有不同側鏈基團的聚合物也歸為此類。該類聚合物是植介入領域非常重要的材料，可用作人工骨、介入型導管及人工器官等。

PMMA:

目前，臨床上常會在全身抗生素治療的同時采用手術徹底清創并在局部植入抗生素緩釋系統來控制感染。然而，全身使用抗生素對根除局部骨感染的作用有限，且有局部濃度低、易產生耐藥菌、全身不良反應大等缺點，相反，抗生素緩釋系統的應用可為感染局部提供較高濃度的抗生素，從而能在有效控制感染的同時減少全身不良反應的發生。聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)骨水泥是一種有機聚合物，與其他抗生素載體相比，其具有良好的可塑性、穩定性和空間占位能力等優點，是目前臨床上最常用的抗生素載體。

由不同種類的PMMA骨水泥制備的抗生素骨水泥，其抗生素洗脫能力和機械性能也存在差異。這可能是由于它們的生產工藝和黏度不同，從而影響了其固化后的內部孔隙大小和分布。[3]

醫用PVC：

1、硬組織和相容性的高分子PVC材料是醫學臨床這一課題上面應用量非常大的一種產品，比如牙科的材料(蛀牙填補是用樹脂、假牙和人工牙根、人工齒冠以及硅橡膠牙托軟襯墊等)。

 2、軟組織相容性高分子PVC材料主要作用于軟組織的替代與修復，如人工肌肉與韌帶材料等。

 3、血液相容性的高分子PVC材料，在醫學用途的高分子PVC材料的實際應用方面，有非常多的器件必須要與血液相接觸，比如：各種類型的體外循環系統、介入治療系統、人工血管、人工心臟等。

 4、高分子藥物和藥物控釋高分子材料，高分子藥物是指帶有高分子鏈的藥物以及具有藥物的高分子。

PEEK

PEEK是主鏈中含有兩個醚鍵和一個酮鍵重復單元的聚合物，是一種綜合性能優異的耐高溫高分子材料，可在240℃條件下長期使用。PEEK可以通過親電取代和親核取代兩種方法制備，具有耐輻射、耐化學腐蝕、無毒、質輕等優點，且彈性模量與人體骨骼最為接近，已被廣泛應用于人造骨骼和牙齒等領域，解決了傳統金屬合金植入物產生的應力遮擋問題。但PEEK分子主鏈上的芳環結構使PEEK在具有耐高溫性能的同時，黏度較高，不易加工成型。

PU

PU是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團的高分子聚合物，又稱為聚氨基甲酸酯，一般由多元醇和多異氰酸酯通過聚合反應生成。根據多元醇結構的不同，PU分為聚醚型和聚酯型兩大類。由于包含硬段和軟段兩種微觀結構，因此PU具有機械強度高、彈性好、耐磨、耐久等特性，以及良好的生物相容性，廣泛應用于生物醫學領域，可用于人造皮膚、血管支架及心臟輔助器等。

聚酯

聚酯是由多元酸和多元醇通過縮聚反應形成的聚合物，是目前研究較多、應用較廣的人工可降解高分子材料，在醫學領域常用作骨替代材料、組織工程支架以及手術縫合線。常用的聚酯類材料包括聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）和聚己內酯（PCL）等。

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