生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官,增进或恢复 其功能的高分子材料。 生物医用高分子材料的功能 医用高分子材料属于一种特殊的功能高分子材料，通常用于对生物体进行诊断、治疗、以及替换或修 复、合成或再生损伤组织和器官，具有延长病人生命、提高病人生存质量等作用。 生物医用高分子材料的发展前景 我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。目前约有50多个单位从事这方面的研究,现有医用 高分子材料60多种,制品达400余种,用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年达300 t。然而,我国医用高 分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段[5],还没有能够建立在分子设计的基础上。因此,应 该以材料的结构与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来 研究开发新材料。医用高分子材料要应用于生物体必须同时要满足生物功能性、生物相容性、化学稳 定性和可加工性等严格的要求。生物医用材料的研究和发展方向主要包括以下几方面: 1 、组织工程材料 组织工程是应用生命科学与工程的原理和方法构建一个生物装置,来维护、增进人体细胞和组织的生 长,以恢复受损组织或器官的功能。它的主要任务是实现受损组织和器官的修复或再建,延长寿命和提 高健康水平。其方法是:将特定组织细胞“种植”于一种生物相容性良好、可被人体逐步降解吸收的 生物材料上,形成细胞-生物材料复合物;生物材料为细胞的增长繁殖提供三维空间和营养代谢环境; 随着材料的降解和细胞的繁殖,形成新的与自身功能和形态相适应的组织或器官。这种具有生命力的 活 体组织或器官能对病损组织或器官进行结构、形态和功能的重建,并达到永久替代。 2、生物医用纳米材料———药物控释材料及基因治疗载体材料 高分子药物控制释放体系不仅能提高药效,简化给药方式,大大降低药物的毒副作用,而且纳米靶向控 制释放体系使药物在预定的部位,按设计的剂量,在需要的时间范围内,以一定的速度在体内缓慢释放, 从而达到治疗某种疾病或调节生育的目的。一次性注射或口服的高分子疫苗制剂的开发,将克服普通 疫苗需多次注射方能奏效的缺点,而深受人们的重视。高分子避孕疫苗的研制又将为人类的生育调节 提供一个简便、无毒副作用、十分安全的新方法,并有可能成为未来控制人口增长的重要措施。基因 治疗是导入正常基因于特定的细胞(癌细胞)中,对缺损或致病的基因进行修复,或者导入能够表达出 具有治疗癌症功能的蛋白质基因,或导入能阻止体内致病基因合成蛋白质的基因片段来组织致病基因 发生作用,从而达到治疗的目的。基因疗法的关键是导入基因的载体,只有借助载体,正常基因才能进 入细胞核内。目前,高分子纳米材料和脂质体是基因治疗的理想载体,它具有承载容量大、安全性能高 的特点。近来新合成的树枝状高分子材料作为基因导入的载体值得关注。 3、复合生物材料 作为硬组织修复材料的主体,复合生物材料受到广泛重视,它具有强度高、韧性好的特点,目前已广泛 用于临床。通过具有不同性能材料的复合,可以达到“取长补短”的效果,可以有效地解决材料的强度 、韧性及生物相容性问题,是生物材料新品种开发的有效手段。提高复合材料界面之间的相容性是复 合材料研究的主要课题。根据使用方式不同,研究较多的是合金、碳纤维/高分子材料、无机材料(生 物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的复合研究。 4、生物材料表面改性是永久性课题 除了设计、制备性能优异的新材料外,还可通过对传统材料进行表面化学处理、表面物理改性和生物 改性提高材料性能。材料表面改性是生物材料研究的永久性课题。如:在选用合成高分子材料制造人 造器官时,可以用共聚的方法,把两种以上的高分子合成在一起,使材料分子中的亲水基团稀稀落落分 布于各处,呈微观体均匀结构状态,这样可以大大提高抗血栓功能。展望未来,高新技术的注入将极大 地增强医用高分子材料产业的活力。常规医学材料的应用中所面临的人工关节失效的磨损碎屑问题, 心血管器件的抗凝血问题,材料的降解机制问题,评价材料和植入体长期安全性、可靠性的可靠方法和 模型等问题有望得到改善。但同发达国家相比,我国的医用高分子相关产业的规模以及研究开发的水 平都还有较大的差距。我国加入WTO后医用材料产业将面临重大挑战和机遇,所以应在国家的大力支 持下,跨部门、跨学科通力合作,通过走自力更生与技术引进相结合之路,在生物材料、分子设计、仿 生模拟、智能化药物控施等方面重点投入。医用高分子材料必将为造福人类作出更大贡献。
