探究生物医用高分子材料在医疗器械研发中的应用

探究生物医用高分子材料在医疗器械研发中的应用

张艳

广州维力医疗器械股份有限公司 511434

摘要：近些年医疗行业的创新发展力度持续加强，医疗器械研发活动开展对于我国医疗水平提升有着积极的推动作用。而生物医用高分子材料逐渐在医疗器械研发领域得到广泛的应用，不仅在医用的橡胶、纤维和塑料等方面有应用，在人造的器官领域当中也逐渐普及，比如人造血管、人工肾等。基于此，本文先对生物医用高分子材料特征进行概述，然后对其在医疗器械研发当中的应用进行研究。

关键词：生物医用；高分子材料；医疗器械；研发

引言

新时期医学领域的创新研发是医学行业发展的重要活动，医疗器械是医学治疗的重要资源。当人体的组织器官受到损伤时，需要对组织进行修复，对受损器官要通过移植手术进行治疗，在此过程中人造器官的应用得到青睐，但是由于人造器官与人体组织结构还是存在相应差别的，在移植期间排异反应出现的概率偏高，一旦排异问题出现，手术失败率就会大幅度提升。生物医用高分子材料类型比较多样，各个材料的特性也均有差异，在不同医疗器械当中应用可以更多元化的满足医疗临床需求。

1生物医用高分子材料特征概述

    生物医用高分子材料是属于医疗产品制作所应用聚合物材料类型，有天然材料，也有人工合成的材料，比如胶原蛋白、纤维等就都是天然材料，就是自然界本身就存在的材料，合成的材料就是通过化学加工手段制作而成，比如聚醚醚酮、聚乙烯醇等等[1]。由于是在医学领域进行应用，对于生物高分子的性能是有较高要求的，比如物理稳定性和耐性等都要保持优良的状态。在医学领域中，医疗器械的需求量也是非常大的，在材料应用成本方面也要深化节约意识，材料加工要保持便捷性。使用医用高分子材料制作人造器官时，可以很好的保证材料能够与人体的血液良好的融合，保持优良的生物惰性，实现对人体材料过敏问题的有效控制。这是生物医用高分子材料在医疗器械研发领域得到广泛应用的优势所在，对于医学现代化的进步发展有积极助益。在二十世纪一些生物高分子材料逐渐在医学领域应用得到应用，在应用的早期阶段，还会引发很多不良症状，导致组织病变、手术区域发炎等问题出现，逐渐的通过研究者对高分子材料与医学融合的不断研究，使得更多能够满足临床医疗需求的合成高分子材料得到了有效的应用，也解决了很多不良问题，如今生物医用高分子材料在医疗领域广泛应用，实现了产业化的发展。

2生物医用高分子材料在医疗器械研发中的应用

2.1生物惰性医用高分子材料

2.1.1医用硅橡胶材料

    这种材料化学合成加工的原理是利用酸碱作催化剂，对二甲基硅氧烷单体实施催化反应，将其与有机硅单体进行聚合，生成硅橡胶材料，该高分子材料是没有任何毒性的，而且具有优良的生物惰性和耐生物老化性能，在医疗应用期间，能够与人体组织保持良好的相融状态，以往常见的发炎、病变等不良症状基本不会出现[2]。医用硅橡胶材料使用最适宜的温度是20摄氏度，能够保持各项性能的稳定性，硅橡胶材料在医疗领域的应用是非常普遍的，制作的医用产品种类规模非常庞大，比如人们比较熟悉的医用手套、医疗导管等都是橡胶材料制作的，尤其是医用各类导管制品基本都是采用硅橡胶材料，在多个科室的医疗用品当中均有涉及。而且新时期不仅是疾病临床治疗当中的医疗器械当中在广泛的使用硅橡胶材料，在医疗美容领域硅橡胶材料也是深受青睐的状态，比如人工乳房、硅橡胶节育器等都是使用医用硅橡胶制作而成。

2.1.2聚氨酯弹性体材料

这种材料也可以称为PU弹性体，材料的拉伸性、耐磨性能等都非常优良，PU弹性体材料的拉伸强度最高能够达到42MPa，伸长率最高能够达到1000%的水平，材料加工比较简单和便捷，在人工心脏、心脏瓣膜、输血泵等医用制品当中均有应用。能够与人体的血液保持良好的相容性，因而聚氨酯弹性体材料在医疗器械研发领域的应用越来越广泛，主要是制作医疗植入体还有导管、模类的制品，比如人造血管、透析插管等都是使用此种材料制作的，还有手术使用的防护服、绷带等也有广泛的使用这种材料[3]。相对比医用硅橡胶材料来说，聚氨酯弹性体材料的使用广泛度要略差一筹，在未来可以更积极的应用此种材料，实现医疗器械研发的创新。

2.2可降解医用高分子材料

2.2.1PLA高分子材料

    这种材料也可以称之为聚乳酸材料，材料当中的主要组成物质为丙交酯聚酯，是半结晶的状态，材料具有优良的弹性和抗拉伸能力，在医用承重器械研发领域的应用是非常广泛的，当前的一些骨头固定装置都有使用聚乳酸材料。根据此种材料的优势特性，在未来医疗器械研发时，可以将聚乳酸在药物洗脱支架、缝合线等医用制品的方向进行融合应用，对其制品性能进行优化。

2.2.2聚乙交酯材料

聚乙交酯材料在医疗器械研发当中的应用时间是比较早的，在临床手术当中使用的缝合线就是采用的这种材料，可以直接被人体吸收，其原理是当聚乙交酯材料进入人体内之后，遇到水分的时候就会产生水解反应，通过降解转换成甘氨酸物质，再通过尿液就可以直接排出体外了，最后聚乙交酯材料就是成为了二氧化碳和水

[4]。而生物医用高分子材料在医疗器械研发领域是处于持续创新发展的状态，聚乙交酯材料应用的范围也在逐渐拓宽，在医用的组织再生支架材料产品制造当中得到应用，该材料能够促进人体组织的再生，也能使皮肤缝合区域最终达到良好的愈合效果，并且不会留下缝合线的痕迹，因而应用优势非常显著。聚乙交酯材料在人体内存留2个月时力学性能就会有明显的下降趋势，当达到半年、一年的时候材料质量就会出现损失，从而完成水解、降解活动。

3生物医用高分子材料在医疗器械研发中应用的建议

    近些年医疗器械研发行业在发展的过程中，对于医用高分子材料的研究与创新力度一直都是居高不下的状态，从整体角度来看医用高分子材料从前期广泛应用惰性材料，逐渐的转换成了可降解性材料更受青睐的态势，两种材料的应用实际上是各有千秋的状态，需要明确医疗器械研发对于制品质量、性能的要求，也要对各种生物医用高分子材料的性能特征进行全面的了解，从而进行综合分析，使医用高分子材料的性能优势能够充分的发挥，更好的满足医学临床的特定需求[5]。如今可以明确的是生物医用高分子材料，在医疗器械领域得到了全面的融合发展，并且逐渐的各项医疗制品实践应用的安全性、可靠性都得到了显著的提升，以往材料导致人体治疗区域出现发炎、病变、手术失败等问题的情况也很少出现，在未来医疗器械研发行业发展期间，仍然要加大对生物医用高分子材料的创新研究，创造更多新型的材料，推动医疗器械制品性能的进一步优化，也为现代医学的进步与发展提供更多的助力。

结语

不难发现医疗器械研发行业近些年发展取得的良好成效，更多的是依靠于生物医用高分子材料的合理应用，各种高分子材料的应用范围都在逐渐的扩大，在临床医学当中也发挥着显著的优势，能够实现促进临床治疗效果的提升，为患者的临床恢复提供有效的帮助。在未来医学行业的现代化发展，与医疗器械的创新研发有紧密的关联关系，需要对不同生物医用高分子材料性能进行综合分析，找到更多材料创新应用、优化的途径，促进医疗器械研发水平提升。

参考文献

[1]颜世峰,伍思敏,刘引烽. 生物医用高分子课程教学改革探索[J]. 高教学刊,2022,8(15):135-138.

[2]许盛. 生物医用高分子材料性能优势及器械抗菌表面构建研究[J]. 合成材料老化与应用,2021,50(04):128-130.

[3]王景昌,陈瑞,阜金秋,赵启成,王卫京,詹世平. 生物医用高分子材料合成与改性的研究进展[J]. 塑料,2021,50(03):83-87+92.

[4]. 生物医用功能高分子专辑  前言[J]. 功能高分子学报,2021,34(02):91.

[5]胡希俅. 微创介入医疗器械与高分子材料产业的现状和发展趋势[J]. 塑料助剂,2020,(06):7-11+51.