医用高分子材料的应用现状与发展趋势

巩玉红

摘要：医用高分子材料的应用主要体现在医疗器械、人工器官、药剂高分子等方面，本文主要就这几方面的应用现状进行分析并就其发展趋势进行预测和展望。

关键词：医用高分子材料;人工器官;医疗器械

1医用高分子材料概述

医用高分子材料，是指在医学上使用的高分子材料。其对挽救生命、救治伤残、提高人类生活质量等方面发挥着重要作用。医用高分子材料依据其来源可分为天然医用高分子材料和合成医用高分子材料。天然医用高分子材料主要包括甲壳素、纤维素、胶原蛋白、透明质酸、明胶及海藻酸钠等;合成医用高分子材料目前常用的有聚乙烯、聚丙烯、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、硅橡胶、聚乙烯醇、聚乳酸等。依据材料的性质，医用高分子材料又可分为可生物降解和非降解两大类。可生物降解材料包括甲壳素、纤维素、胶原、脂肪族聚酯、聚乳酸、聚己内酯、聚氨基酸、聚乙烯醇等，主要用于药物释放载体及非永久性植入器械。非降解材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、硅橡胶、聚氨酯、芳香聚酯、聚醚醚酮等，主要用于人体软、硬组织修复和制造人工器官、人造血管、接触镜和黏结剂等。

医用高分子材料性能要求严格，主要体现在材料必须无毒或副作用极少，有足够的安全性;其物理、化学和机械性能满足医用所设计和功能要求;与人体及其他材料有很好的适应性，还要满足不同应用领域的特殊功能，另外还需要有优异的成型加工性能。医用高分子材料主要用于制造人体器官、药用高分子、医疗器械等。

2医用高分子材料应用现状及发展趋势

2.1医疗器械

高分子医疗器械主要包括药剂容器、血浆袋、输血输液用具、注射器、化验室用品、手术室用品等;手术用手套、麻醉用品（吸氧管、口罩、氣管插管等）、诊疗用品（洗眼用具、耳镜、压舌片、灌肠用具、肠、胃、食道窥镜导管和探头、腔门镜、导尿管等）、绷带、橡皮膏等。每年消耗量巨大，随着人们生活质量的提高，对其要求也不断提高，现就用量较大的输液器、一次性注射器、输液袋进行分析讨论。

国内聚烯烃输液器材料及TPE输液器的产业化步伐正在加快。美国百特公司已实现了 TPE输液器及其材料的产业化，该公司宣布静脉输液领域不再使用聚氯乙烯材料。中国科学院和山东威高集团公司合作开发的TPE输液器专用料和TPE输液器已研发成功，并在国内各省市的多家医院广为使用，受到广泛的欢迎，正逐步取代传统聚氯乙烯产品。此外，浙江三博聚合物有限公司和普立万公司（中国）也致力于聚烯烃输液器专用料的产业化工作。

一次性注射器普遍采用聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚苯乙烯等制作，其技术比较成熟，今后的重点将主要集中在抗辐照老化的聚丙烯专用料的研发，重点解决辐照后材料力学性能变劣、颜色变黄等诸多问题。

聚烯烃输液袋是输液包装材料发展的趋势。以聚烯烃材料为主体的输液袋由聚烯烃和其它材料组成的多层复合膜制成。目前国内制作输液袋的复合膜主要依赖进口。其基材主要是聚丙烯、聚乙烯、弹性体、聚酯和尼龙等。山东威高集团有限公司从德国引进了5层复合膜机组，采用国内联合研发的技术生产复合膜，规模可达年产2.5亿只输液袋。

研发质高、价廉的输液器材料，满足精密输液器等不同类别需求，是输液器材料的发展重点。同时开发抗菌自润滑、尺寸稳定性高和低温韧性优异的聚烯烃材料，注重注射器、输液袋（瓶）材料的多品种化，也是发展的主要趋势。随着2015年环氧乙烷灭菌的彻底禁用，辐照灭菌将是主要的替代方法。然而，聚烯烃材料，特别是叔碳基聚丙烯类材料，辐照灭菌会导致其性能明显变差。因此，研发耐辐照灭菌的聚烯烃医疗输注器械材料将是近期和未来一段时间的重点。

2.2人工器官

医用高分子材料可用以制造人体内脏、体外器官。象人工血管、人工食道、人工尿道、人工心脏瓣膜、人工关节、人工骨、整形材料等，其中临床应用最多的是人工骨骼和人工心血管，约占市场四分之三以上的份额。

人工骨骼主要产品是人工膝盖，人工髋关节以及骨骼生物活性材料等，所用的医用高分子材料有高密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚左旋乳酸、液晶自增强聚乳酸、乙醇酸共聚物、自增强聚乙醇酸等。在我国3D打印人工髋关节产品获得国家食品药品监督管理总局注册批准，是我国首个3D打印人体植入物。人工骨制备的发展趋势是将生物活性物质和基质物质组合到一起，促进生物活性物质的黏附、增殖和分化。

人工心血管主要指支架、血管通路装置、周边血管导管移植、心跳节律器等，其中支架占一半以上，2015年，美国康奈尔大学的研究人员开发出了一种轻量级的柔性材料，并准备将其用于创建一个人工心脏。血管生物支架的发展趋势是聚合物共混技术，如胶原/壳聚糖、海藻酸钠/壳聚糖、壳聚糖/明胶、壳聚糖/聚己内酯、胶原/琼脂糖、聚乳酸/聚乙二醇等体系，能使人工代用器官在材料本体及表面结构的有序化、复合化方面取得长足进步，达到与生物体相似的结构和功能，进而显著提高其生物相容性。

2.3药剂高分子

药剂高分子包括药物高分子和大分子化药物。药物高分子是指本身就有药理功能的高分子，如阴离子聚合物型的干扰素诱发剂;大分子化药物是指将传统的小分子药物大分子化，如聚青霉素。国内市场规模排前的药剂高分子分别为明胶胶囊、蔗糖、淀粉、薄膜包衣粉、1，2-丙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、微晶纤维素、乳糖等，其主要用于药品剂型的改善、缓释、靶向作用以及合成新的药物。在改善药品质量和研发新型药物传输系统中发挥了重要作用，在现代药物制剂研发、生产中扮演了重要的角色。目前，高端材料基本依赖进口。

药剂高分子未来发展趋势是开发生物活性物质（疫苗、蛋白、基因等）靶向控释载体。尤其是通过对生物降解型聚合物进行物理和化学修饰，研发出适合于不同药物的聚合物基材料，使之达到理想的控制释放效果。

3结束语

作为医疗领域重要关键材料的医用高分子材料，随着材料功能化技术以及现代智能技术的发展，其性能将不断完善，其应用深度和广度将进一步提高，以满足人们对医疗健康生活的不断需求。

参考文献：

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[3]赵成如，夏毅然，史文红.医用高分子材料在医疗器械中的应用[J].中国医疗器械信息，2006，12（5）：9-16.

（淄博职业学院山东淄博  255000）