生物材料

    生物材料 : 是一门生命科 学、材料科学与高分子化学交叉的新科学,它 是功能高分子中最重要和发展最快的一个领 域。国际标准化组织(ISO)对生物材料的定 义为: 生物材料是指以医疗为目的,用于和 活组织接触以形成功能的无生命材料,包括 具有生物相容性的或生物降解的材料。1990 年在中国生物材料专家研讨会上,对生物材 料下的定义为: 生物材料一般是指医用生物 材料,即是适用于制造能扩大或取代肌体组 织或器官功能的各种代用品的非药性材料。 不管对生物材料的定义如何,都要符合以下 特性: (1) 对人体无毒、无副作用; (2) 无 热源; (3) 植入体内或与体液接触不引起炎 症及排异反应; (4) 不破坏电解质平衡及代 谢平衡;(5)不引起人体细胞的突变及癌变; (6) 不引起溶血和凝血; (7) 不被体液和组 织所降解或分解; (8) 易加工造型; (9) 可 以消毒而不会改变其性能。
具有上述功能的生物材料已经获得了很 大的开发,根据其功能可分为两大类。
(1)生物惰性材料(Bioinert Polymers), 其中包括用于硬组织修复与置换的生物材 料。除了要有以上性能外,还要能满足为硬 组织设计所需的机械性能与化学物理性能, 用于软组织修复与置换的生物材料如人工食 道、气管、膀胱、眼科用PHEMA水凝胶的 软质接触镜、人造血管等。
(2) 生物活性高分子材料 (Bioactive Polymers),近20年发展很快,它可包括以下 几方面: ①生物降解型高分子,它的特点是 在生物体内以被水解或酶解成为能够被生物 体所吸收的无毒小分子物质,其中包括若干 生物降解的天然高分子如淀粉及多糖类,由 细菌经生物合成的降解性高分子如聚羟基丁 酸酯等,及合成的降解高分子如聚己内酯、聚 酸酐以及聚交酯等; ②药物释放体系 (或药 物缓释体系,简称DDS)。
由此,最近发展为药物以外的其他化学 分子和农药、肥料、饲料、香料等的缓释,无 论对医疗卫生、农牧林渔与环保都极重要,其 中高分子总是作载体出现,载体可分为非生 物降解型和生物降解型两种缓释体系。前者 现有疏水性高分子载体为有机硅橡胶管,缓 释抗生育药在皮下埋植,疗效可达5年;现有 亲水性高分子载体为80年代发展起来的水 凝胶(Hydrogel),90年代发展成为环境敏感 高分子(Environmental Sensitive Polymers), 它对pH、湿度、化学品、电磁场、声响以及 机械应力等改变都能作出光学、形状、表面 湿度、溶解、沉淀以及透析等响应。最近又 新发展所谓杂化医用高分子(Hybrid Biomaterials),进而制成生物人工脏器。所谓生物 降解型缓释体系,是用生物降解型高分子如 聚己内酯、聚丙交酯、乙交酯及其共聚物作 载体包裹药物,以薄膜管状、粒状植入人体, 手术后不必再取出,或以微粒型注射入人体 内,能达到长效与低毒,有时还能恒速释放, 这是目前DDS十分重要的发展方向。
总之近20年来,高分子生物材料有了飞 速发展,为人体缺损,促进健康和延年益寿 作出了很多贡献。大量资料表明,对生物材 料的研究还拓展到一些高科技领域及工业应 用方面,因而,对生物材料的研制和开发利 用有着非常广阔的前景。