1、A,1,高分子材料科學與工程導(dǎo)論,課程,作業(yè),題目：醫(yī)用硅橡膠及其制品,姓名：王小林學號：201220101649,Contents,聚合物新型成型裝備國家工程研究中心,1引言,1.1醫(yī)用高分子材料,醫(yī)用高分子材料：在醫(yī)學上使用的高分子材料，是一門介于現(xiàn)代醫(yī)學和高分子科學之間的新興學科。它是以醫(yī)用為目的，用于和活體組織接觸，具有診斷、治療或替換機體中組織器官。增進其功能的無生命材料。其中醫(yī)用硅橡膠是醫(yī)用高分子材料的重要組成部分。,1引言,1.2醫(yī)用橡膠,作為醫(yī)用橡膠材料，其理化指標須符合醫(yī)藥法規(guī)標準:一般而言，醫(yī)用橡膠須具有耐熱、耐低溫耐醫(yī)藥化學品等性質(zhì)，并絕不能溶出鋇、鉛、汞、砷等重金屬離子

2、以及氣密性好等特性。目前，作為醫(yī)用材料使用的橡膠品種很多，包括NR（天然橡膠）、MVQ（硅橡膠）、IIR（丁基橡膠）、PUE（聚氨酯橡膠）等。,1引言,1.2醫(yī)用橡膠,NR天然膠乳是醫(yī)用橡膠最主要的原料生膠。一方面，它不易被人體內(nèi)的消化酶分解，也不易被細菌、真菌等微生物分泌的酶分解，具有良好的穩(wěn)定性；另一方面，它不會被人體吸收，一般認為是無毒的。主要應(yīng)用領(lǐng)域：外科手術(shù)手套、導(dǎo)尿管、傷口引流管、壓脈器等。問題：天然膠本身含有一些蛋白質(zhì)，可能會成為過敏原。,1引言,1.2醫(yī)用橡膠,IIR丁基橡膠具有優(yōu)良的氣密性和良好的耐熱、耐老化、耐酸堿性能，廣泛用于制造醫(yī)療衛(wèi)生用品，特別是取代天然膠塞。國家藥監(jiān)

3、局規(guī)定2004年底以后國內(nèi)所有要用膠塞一律停止使用普通天然膠瓶塞。,1引言,1.2醫(yī)用橡膠,PU血液的基本成分是蛋白質(zhì)，組成蛋白質(zhì)的多肽鏈中含有若干個酰胺鍵，與聚氨酯大分子鏈中的氨基甲酸酯極性相近，因此聚氨酯與生物體具有良好的生物相容性.同時聚氨酯材料具有優(yōu)異的物理機械性能和良好的生物可降解性。,2醫(yī)用硅橡膠,2.1醫(yī)用硅橡膠的化學組成,由于其結(jié)構(gòu)對稱性,分子主鏈呈螺旋狀，使硅氧單鍵的極性相互抵消,且側(cè)鏈的R一般都是低極性或非極性基團,所以整個大分子極性很低,使硅橡膠表現(xiàn)出疏水性、耐氧化以及抗老化性。此外,主鏈中Si2O鍵和側(cè)鏈中的C2Si鍵的極性都近似于離子鍵,在正常使用溫度(250C以下)

4、不發(fā)生裂解、氧化等反應(yīng),故又具有優(yōu)異的耐熱性,2醫(yī)用硅橡膠,2.1醫(yī)用硅橡膠的化學組成,硅橡膠對稱的螺旋形結(jié)構(gòu)：,2醫(yī)用硅橡膠,硅橡膠是硅、氧及有機根組成的單體經(jīng)聚合而成的一族有機聚硅氧烷,于20世紀中期開始應(yīng)用于醫(yī)學領(lǐng)域。具有良好的理化穩(wěn)定性和生理惰性,體內(nèi)長期植入,不被機體代謝、吸收和降解;并且在復(fù)雜環(huán)境條件下具有耐老化性及良好的工藝性能。,2醫(yī)用硅橡膠,2.1醫(yī)用硅橡膠的化學組成,由于其結(jié)構(gòu)對稱性,分子主鏈呈螺旋狀，使硅氧單鍵的極性相互抵消,且側(cè)鏈的R一般都是低極性或非極性基團,所以整個大分子極性很低,使硅橡膠表現(xiàn)出疏水性、耐氧化以及抗老化性。此外,主鏈中Si2O鍵和側(cè)鏈中的C2Si鍵的

5、極性都近似于離子鍵,在正常使用溫度(250C以下)不發(fā)生裂解、氧化等反應(yīng),故又具有優(yōu)異的耐熱性,2醫(yī)用硅橡膠制品,2.2硅橡膠的生物學性質(zhì),2.2.1化學穩(wěn)定性硅橡膠具有耐熱耐老化性能，在弱的酸堿和多種介質(zhì)(如生理鹽水、酒精等)中性能變化小，可承受多次高溫高壓消毒而不影響性能。2.2.2耐生物老化性能硅橡膠長期置于機體組織內(nèi)受體液、血液、酶等作用，不發(fā)生因降解或結(jié)構(gòu)化而導(dǎo)致的力學性能的明顯改變，硅橡膠植入體內(nèi)后沒有發(fā)現(xiàn)任何真菌、細菌或其它微生物的侵蝕或破壞。,2醫(yī)用硅橡膠制品,2.2硅橡膠的生物學性質(zhì),2.2.3與機體的組織相容性在各種醫(yī)用高分子材料中，以硅橡膠和聚四氟乙烯對周圍的組織反應(yīng)最小

6、，不引起炎癥和過敏反應(yīng)。纖維黏連蛋白、玻璃黏連蛋白、纖維蛋白原2.2.4與血液的相容性血液相容性的關(guān)鍵是高分子材料的抗血凝性，就目前而言尚沒有發(fā)現(xiàn)哪一種高分子材料是血液完全相容的，硅橡膠有較好的抗凝血性和低溶血率。,2醫(yī)用硅橡膠,2.3醫(yī)用硅橡膠制品,作為人造器官主要產(chǎn)品包括腦積水引流裝置、人工肺、視網(wǎng)膜植人物、人工硬腦膜、人工喉管、人工手指、手掌關(guān)節(jié)、人造鼓膜、牙齒印模及托牙組織面軟襯墊、人工肌腱、人工心臟瓣膜附件等。在整容和修復(fù)方面的應(yīng)用人工顱骨的修復(fù);在用尼龍、聚酯纖維等增強后作人造皮膚;提高視力的隱性眼鏡;修補前額、鼻、勃頸等;治療外耳的缺損;現(xiàn)在爭議一直很大的人工乳房等。,2醫(yī)用硅橡

7、膠,2.3醫(yī)用硅橡膠制品,藥物緩釋橡膠具有良好的滲透及透過性，藥物能透過硅橡膠進行有效的控制釋放和緩慢擴散。硅橡膠可作為藥物緩釋體系的載體，如包封藥物膠囊，包封的藥物包括抗生素,鎮(zhèn)靜劑,安眠藥,抗癌藥,麻醉劑等。,A,16,2醫(yī)用硅橡膠,2.3醫(yī)用硅橡膠制品,A,17,2醫(yī)用硅橡膠,2.3醫(yī)用硅橡膠制品,A,18,精彩圖片-美國科學家用硅橡膠為主要原料制作出來的人工肺-,A,19,人造皮膚的出現(xiàn)_給_那_些_因_為_火災(zāi)、疾病等因素導(dǎo)致毀容的人帶來了新的希望_畫皮2存儲模量,A,20,人造皮膚的出現(xiàn)_給_那_些_因_為_火災(zāi)、疾病等因素導(dǎo)致毀容的人帶來了新的希望_畫皮2存儲模量,A,21,假胸

8、_尺度的變化_,A,22,假胸_尺度的變化_,3醫(yī)用硅橡膠今后的發(fā)展方向,由于其分子結(jié)構(gòu)的低極性造成的疏水性,使其仍對人體有一定的異物反應(yīng),今后的發(fā)展要求是對其表面進行改性,提高其親水性。a等離子體表面改性b接枝、嵌段共聚法改性硅橡膠c生物活性物質(zhì)與硅橡膠混合改性,3醫(yī)用硅橡膠今后的發(fā)展方向,典型的等離子處理法示意圖：,3醫(yī)用硅橡膠今后的發(fā)展方向,典型的嵌段共聚法示意圖：,3醫(yī)用硅橡膠今后的發(fā)展方向,(2)抗張力強度不夠，易破裂和撕裂,要解決其機械強度低的性質(zhì)，就要對其采用物理和化學方法改性。(3)對皮下避孕埋植系統(tǒng)而言,以硅橡膠為載體的長效皮下埋植劑在放置有效期滿后必須取出,增加了使用者的痛苦和花費,這樣就引發(fā)了可生物降解埋植劑的研究。,參考文獻,1史文紅、趙成如.醫(yī)用硅橡膠及其制品J.中國醫(yī)療器械信息，2009,15（11）2溫變英.生物醫(yī)用高分子材料及其應(yīng)用J.化工新型材料,2001,29(9):413醫(yī)用高分子材料硅橡膠4貢長生、張克立.新型功能材料M.北京:化學工業(yè)出版社,2001.5Belange