聚氨酯医用材料的发展(一)

高分子材料中聚氨酯的相容性优良,且分子设计自由度大,即使不使用增翅剂等添加剂也很容易使之具有多种不同的物性。聚氨酯弹性体在生物医学上的广泛应用,与它所具有的优异性能是分不开的。

①优良的抗凝血性能。凝血材料在接触血液时,表面会先吸附一层血浆蛋白质,随后引起血小板的黏附、活化、集聚,进而引起凝血。聚氨酯弹性材料则相反,当它接触血液时,能迅速吸附血液中的蛋白质而不吸附血小板,从而防止了凝血的发生,可成为优良的抗凝血材料。

② 毒性试验符合医用要求。聚氨酯弹性材料用于临床时,往往要直接植人人体,材料的毒性如何要通过细胞培养法来考察。试验结果证明,聚氨酯弹性体材料的毒性较低,材料周围的细胞生成良好,大部分试验材料的表面,都有细胞生长。另外,在小白鼠尾部进行急性毒性试验,结果为阴性,白鼠无异常反应。

③临床应用中生物相容性好,无致畸变作用,无过敏反应,可解决天然胶乳医用制品存在的“蛋白质过敏”和“致癌物亚硝胺析出”两个问题,从而成为许多天然乳胶医用制品的换代产品。

④具有优良的韧性和弹性,加工性能好,加工方式多样,是制作各类医用弹性体制品的首选材料。

医用聚氨酯材料大多指具有嵌段聚氨酯(SPU) 结构特征的一类非发泡弹性体材料。聚氨酯能做成弹性胶黏剂,用于人造肾脏的选择透过性中空纤维端部的黏合、用于固定用的浇注封装材料。

SPU 由聚醚二元醇形成的软段和二异氰酸酯与低分子二胺或二醇形成的硬段两部分构成。由于这两部分无相容性,故形成所谓的微相分离结构。此外,还有用硅氧烷改性SPU等制成的其他品种医用 SPU.

PUR 弹性体是生物医用PUR中最大的一组,虽然这些弹性体现在被广泛地应用于生物医学上,但是从许多早先的植入物来看效果较差。例如,许多研究者使用 PUR 泡沫弹性体作为血管接触材料,因为有血栓形成和发炎而失败,Mari- nescu 等人认为这些失败是由于在制备接枝物中技术上的错误和对其表面性能不了解而导致的。另外,早期的PUR 弹性体是由聚酯聚醚得到的,而这些材料的水解稳定性差,因此在生物环境下能够降解,现在这个问题已经通过在大多数生物医用PUR上接上水解稳定的聚酯软链段而克服了。

目前世界上医用聚氨酯用量约为1. 5万吨/年,仅有几家国外大公司已商业化生产医用聚氨酯材料,如美国诺誉(Noveon) 、德国拜耳(Bayer) 、美国陶氏化学(Dow Chemical) 、德国巴斯夫(Basf) 等公司。陶氏化学公司医用级 TPU 牌号为 Pellethane 2363 系列,其合成原料为 MDI/PTMG/BDO, 主要用作人工心脏、导尿管及其组件和药物输送装置。巴斯夫公司医用级 TPU牌号为 ElastollanSP806, 该产品为聚醚型 TPU, 耐水解性能和耐霉菌性能优异。


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