醫用聚氨酯

在心血管領域的應用

介紹

聚氨酯( PU) 是一種典型的多嵌段聚合物，具有十分靈活且多變的結構可設計性，可通過調節二異氰酸酯、擴鏈劑以及低聚物二元醇的種類、比例和分布，使聚氨酯材料不僅獲得了優異的力學性能、回彈性和良好的加工性能，還具有了優良的血液相容性和組織相容性。

2000年以后，人們開始對形狀記憶聚氨酯和可生物降解聚氨酯進行了研究開發和應用。目前醫用聚氨酯制品在人體泌尿系統、口腔和消化系統、心血管系統、骨骼系統和體外體表等領域都有著廣泛的應用。本文介紹了近年來國內外醫療行業中聚氨酯材料在心血管領域的應用。

應用于心血管器材概述

      聚氨酯彈性體因具有優異的力學性能和血液相容性， 已成為制備各種用于心血管領域的生物醫學設備如中心靜脈導管、心臟起搏器絕緣導線、人造血管、心臟瓣膜、心臟輔助設備、透析導管和留置針等的首選材料。

      應用于心血管領域的聚氨酯主要是熱塑性聚氨酯彈性體( TPU) ，醫療級 TPU 具有優良的力學強度、韌性、回彈性、化學穩定性、耐疲勞和抗凝血等優勢。醫療器械領域對醫用 TPU 需求巨大，且呈快速增長態勢。這類聚氨酯在心血管領域的廣泛應用為心血管疾病的醫治做出了重要的貢獻。但作為血液長期接觸材料，聚氨酯長期的生物穩定性和生物相容性仍不能達到滿意的臨床效果。近年來，聚氨酯在這些方面的研究較為受人關注。

心臟起搏器絕緣導線

早在 1978 年聚醚型聚氨酯( Pellethane-2363)被用于心臟起搏器絕緣導線，1981年Parins 報道了聚醚型聚氨酯心臟起搏器絕緣導線的降解現象，從此，聚氨酯材料的生物穩定性問題引起生物材料學家和醫療植入制品工業界的廣泛重視。

      為了提高聚氨酯的生物穩定性，人們嘗試了許多改性方法，第一個商品化的生物穩定性聚氨酯是Corvita 公司的聚碳酸酯聚氨酯( 牌號 Corethane) ，由于沒有了醚鍵，聚碳酸酯聚氨酯( PCU) 在體內和體外的氧化降解試驗中都表現出更好的穩定性。

聚二甲基硅氧烷( PDMS) 是一類具有低表面能，且具有良好的熱、氧化、水解穩定性和高柔韌性的聚合物。將 PDMS 引入聚氨酯結構中，硅氧烷鏈段向材料表面遷移和富集，能有效屏蔽氧化和水解環境導致的軟段和硬段結構的降解，從而使含硅聚氨酯具有良好的生物穩定性。

      除了上述提到的生物穩定性聚氨酯外，氟改性聚氨酯和聚烯烴類聚氨酯也用于醫用研究。氟改性聚氨酯具有低表面能和疏水性，能夠在材料表面形成疏水保護層，提高材料的生物穩定性。聚烯烴類聚氨酯具有很好的耐氧化穩定性和低溫柔順性，在穩定性聚氨酯中具有很大的發展潛力。但目前這兩類聚氨酯在臨床上的應用較少，僅限于科學研究。

人工血管

傳統的人工血管大多采用滌綸( PET) 和膨脹聚四氟乙烯( ePTFE) 制作而成，聚氨酯應用于人造血管的研究開發不斷出現，這其中包括Corvita、Thoratec、Pulse-Tec、Biomer 和 Mitrathane系列的聚氨酯血管。

其中Mitrathane是一種基于聚醚型聚氨酯的人造血管，具有 3 層結構的管腔結構，外層有大孔隙，內層有小得多的孔隙，它的縫合撕裂強度要明顯高于發泡 PTFE 材質的人造血管。但聚氨酯人工血管尤其是在小直徑血管( ＜6 mm) 應用中的血液相容性仍不能完全滿足臨床需求。

人工心臟瓣膜及人工心臟和心室輔助設備

就目前來說，聚氨酯瓣膜的發展集中在人工心臟和心室輔助設備的應用上，主要用于主動脈和二尖瓣位置。

ADIAMat 是一種用于主動脈和二尖瓣位置的聚氨酯心臟瓣膜，體外試驗和動物試驗表明該瓣膜鈣化程度低，表現出十分有前景的應用價值，但目前該人工瓣膜并沒有上市。

     為了改善長期血液接觸用聚氨酯的血液相容性，除了對聚氨酯本身的結構進行設計調節以外，表面改性是研究的重點，如在聚氨酯材料表面形成親水涂層或在表面固定肝素、多糖、氨基酸和磷脂等生物活性大分子等。  

總結

 醫用聚氨酯是最有價值的醫用材料之一，但現有的聚氨酯材料還不能完全滿足臨床應用的要求，因而未來醫用聚氨酯的發展趨勢主要包括: 開發出非錫類催化劑合成的醫用無毒聚氨酯; 聚氨酯的生物穩定性也將繼續是應用材料領域研究的重點之一。隨著人們對醫療制品的品質要求不斷提高，醫用聚氨酯在醫用輸液、輸血、注射器具等方面取代 PVC 也是未來發展趨勢。

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