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摘 要 对聚氨酯在生物医学中的应用情况进行了概述，并总结了其作为医用高分子材料而进行改性的方法。这些方法提高了它的生物相容性，减少它长期植入体内引起机体的炎症反应。
关键词 聚氨酯；血液相容性；物理机械性
中图分类号 TQ 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)082-0179-01
聚氨酯自1937年问世以来，以其优异的物理机械性能，良好的血液和组织相容性，低毒等优点在医学上的用途日益广泛。今天，聚氨酯仍然是一种研究较多的医用高分子材料，并在许多人工器官和医疗装置中发挥着至关重要的作用。
1聚氨酯的合成
由软硬链段组成的嵌段聚氨酯弹性体的合成如下：
硬段形成结晶区， 软段的柔韧性赋于聚氨酯彈性。通过调整软硬链段的结构、比例及长度来控制聚氨酯的力学性能。PU弹性体的力学性能指标如下：拉伸强度为300kg/cm2～500kg/cm2，撕裂强度为
45kg/cm～130kg/cm，硬度为20邵A～100邵A，伸长为300%～750%，耐热性为80℃～100℃。
2医用聚氨酯的结构和性能
医用策氮醋大多指具有嵌段聚氨醋（s PU）结构特征的聚合物这一类非发泡弹性体嵌段聚氨酯由聚醚二元醇，聚醋二元醇，聚硅氧烷二元醇，聚碳酸醋二元醇以及全氟聚醚二元醇等形成的软段和由二异氛酸醋与小分子量二胺或二醇形成的硬段2部分构成。软链段提供弹性，硬链段主要承担维持强度。由于软段和硬段具有热力学不相容的性能，因此多嵌段聚氨酯存在着相分离，并导致微区的形成，其中软段为连续相，硬段聚集成微区分散在连续相中。
聚氨酯分子中，由聚醚和一部分氨基甲酸酯键形成的软链段提供弹性，由氨基酸酯键与脲键构成的硬链段主要承担维持强度。二者有各自的区域，多呈微观相分离结构，称为链段型聚氨酯。
根据前人研究得出的大量实验数据我们可以得到以下结论：1）聚氨酯具有优良的血液适应性，大体包括抗血栓性能和不损害血液成分与功能两个方面。前者是指抑制材料表面及血管内形成血栓的性能，后者是指对溶血性（红血球破坏），血小板功能降低、白血球短时性下降等；2）毒性试验结果符合医用要求；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固有的“蛋白质过敏”和“致癌物亚硝胺析出”两大难题，从而成为许多天然胶乳医用制品的换代材料；4）聚氨酯作为血液泵材料具有优良的耐疲劳性和可靠性，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；5）具有优异的耐磨性能、软触感、耐湿气性、耐多种化学药品性能； 6）能采用通常的方法灭菌，暴露在r射线下性能不变。
在医疗中使用的聚氨酯弹性体主要是热塑性聚氨酯（TPU）弹性体。TPU是由软段（长链的低聚二醇）及（二异氰酸酯及扩链剂）所组成的线型嵌段聚合物，聚氨酯分子结构中的软硬段存在着极性的相溶性。由于TPU加工方便，性能优异，已被广泛应用于制备多种医疗及保健产品。
3医用聚氨酯的分类
根据制品的用途分为：人工心脏瓣膜、人工肺、骨粘合剂、人工皮肤、烧伤敷料、心脏起博器，绝缘线、缝线、各种夹板、导液管、移植血管、气管、齿科材料、插入材料、计划生育用品（聚氨酯避孕套）等。
按材料种类分。医用聚氨醋产品可分为医用聚氨醋生物弹性体；医用聚氮醋泡沫；医用聚氨醋猫合剂；医用聚氨醋涂料以及医用聚氨醋水凝胶等。
4医用聚氨酯的主要应用
医用聚氨醋用量小要求高性能，高纯度。因此，所用原料和溶剂需经过严格提纯，并严格控制反应条件和制品生产工艺尤其是制备聚氨醋的血液接触表面时，制备过程需在超净环境中进行。
4.1用于人工心脏及心脏辅助装
1966年，Debakey首次将人工心脏血泵用于左心室辅助。迄今，各种形式的人工心脏和辅助装置都进行了动物试验，有些已进行临床应用，并已经商品化临床实践证明，聚氨醋弹性体在血液相容性、生物相容性、耐久性等方面均优于天然橡胶、硅橡胶、烯烃橡胶，成为国内外研制人工心脏及其辅助装置的首选材料。
4.2用于人工血管
聚氨醋是一种弹性良好的高分子材料，小径微孔聚氛酷血管具有良好的血液相容性，与天然血管相匹配的顺应性，可大大减少新内膜增生。
4.3用于人工皮肤
人工皮肤是在皮肤再生前的临时替代膜和保护膜，要求具有高弹性、柔顺性、细菌不透过性、水蒸气透过性等。黄忠兵等研究设计采用聚乙二醇（PEG）代替普通聚醚合成了一种亲水性聚氨醋预聚体的双层复合材料，内层为与创面接触的亲水性聚氨酷软泡沫（PUF），它可以吸收创面的渗出液和载药，外层为具有透湿性和隔菌功能的聚氨醋弹性体薄膜，这种材料能够满足数料吸液保湿等综合性能的要求，是一种具有良好应用前景的新型敷料用材料和人工皮肤。
4.4用于矫形绷带
用聚氨酯材料制作的绷带，操作简便、使用卫生、固化速度快、质轻层薄、坚而韧，具有透气性好、刚度强、耐水浸、透X-光的特点，在创伤骨科治疗和矫形治疗中，可用作固定材料，其综合性能明显优于石膏绷带。
4.5用于医用黏合剂
医用胶黏剂可分为硬组织胶黏剂和软组织胶黏剂医用胶黏剂具有与生物体良好的粘合性、适应性，无毒，具有消毒灭菌功能。李军等用二异氛酸醋与多元醇的混合物进行反应合成预聚体，再经扩链制得一种亲水性聚氨酷压敏胶，通过在聚氛醋主链上引人亲水的聚乙二醇嵌段来赋予压敏胶亲水性。研究结果表明，该聚氨酷压敏胶具有优良的戮结性能及反复揭帖性，具有良好的药物、皮肤相容性及良好的药物控释性能。
5结束语
聚氨酯弹性材料由于优异的物理化学性能已在各行业得到广泛应用，具有相容性好，无三致（致癌、致畸、致突变）、无毒性、可灭菌消毒、机械强度好、可室温固化等特点。目前，从医用聚氮醋的发展趋势和医疗市场的需求来看，其品种、数量、用量在不断增加，用途也在不断扩大，已广泛用于生物医学和医疗卫生领域，成为重要的医用高分子材料。
参考文献
[1]张承轰.漫谈医用聚氨酯[J].世界株胶工业,2003,31(5):45-48.
[2]黄忠兵,李伯刚,胡英,等.新型亲水性策聚氨酯外料表面界面性能的研究[J].航天医学与医学工程,2001,14(5):355-359.
[3]李军,龚志超,邓联东,等.皮肤用亲水性聚氨酯压敏胶的制备及性能研究[J].化学工业与工程,2004,21(4):235-238.
关键词 聚氨酯；血液相容性；物理机械性
中图分类号 TQ 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)082-0179-01
聚氨酯自1937年问世以来，以其优异的物理机械性能，良好的血液和组织相容性，低毒等优点在医学上的用途日益广泛。今天，聚氨酯仍然是一种研究较多的医用高分子材料，并在许多人工器官和医疗装置中发挥着至关重要的作用。
1聚氨酯的合成
由软硬链段组成的嵌段聚氨酯弹性体的合成如下：
硬段形成结晶区， 软段的柔韧性赋于聚氨酯彈性。通过调整软硬链段的结构、比例及长度来控制聚氨酯的力学性能。PU弹性体的力学性能指标如下：拉伸强度为300kg/cm2～500kg/cm2，撕裂强度为
45kg/cm～130kg/cm，硬度为20邵A～100邵A，伸长为300%～750%，耐热性为80℃～100℃。
2医用聚氨酯的结构和性能
医用策氮醋大多指具有嵌段聚氨醋（s PU）结构特征的聚合物这一类非发泡弹性体嵌段聚氨酯由聚醚二元醇，聚醋二元醇，聚硅氧烷二元醇，聚碳酸醋二元醇以及全氟聚醚二元醇等形成的软段和由二异氛酸醋与小分子量二胺或二醇形成的硬段2部分构成。软链段提供弹性，硬链段主要承担维持强度。由于软段和硬段具有热力学不相容的性能，因此多嵌段聚氨酯存在着相分离，并导致微区的形成，其中软段为连续相，硬段聚集成微区分散在连续相中。
聚氨酯分子中，由聚醚和一部分氨基甲酸酯键形成的软链段提供弹性，由氨基酸酯键与脲键构成的硬链段主要承担维持强度。二者有各自的区域，多呈微观相分离结构，称为链段型聚氨酯。
根据前人研究得出的大量实验数据我们可以得到以下结论：1）聚氨酯具有优良的血液适应性，大体包括抗血栓性能和不损害血液成分与功能两个方面。前者是指抑制材料表面及血管内形成血栓的性能，后者是指对溶血性（红血球破坏），血小板功能降低、白血球短时性下降等；2）毒性试验结果符合医用要求；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固有的“蛋白质过敏”和“致癌物亚硝胺析出”两大难题，从而成为许多天然胶乳医用制品的换代材料；4）聚氨酯作为血液泵材料具有优良的耐疲劳性和可靠性，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；5）具有优异的耐磨性能、软触感、耐湿气性、耐多种化学药品性能； 6）能采用通常的方法灭菌，暴露在r射线下性能不变。
在医疗中使用的聚氨酯弹性体主要是热塑性聚氨酯（TPU）弹性体。TPU是由软段（长链的低聚二醇）及（二异氰酸酯及扩链剂）所组成的线型嵌段聚合物，聚氨酯分子结构中的软硬段存在着极性的相溶性。由于TPU加工方便，性能优异，已被广泛应用于制备多种医疗及保健产品。
3医用聚氨酯的分类
根据制品的用途分为：人工心脏瓣膜、人工肺、骨粘合剂、人工皮肤、烧伤敷料、心脏起博器，绝缘线、缝线、各种夹板、导液管、移植血管、气管、齿科材料、插入材料、计划生育用品（聚氨酯避孕套）等。
按材料种类分。医用聚氨醋产品可分为医用聚氨醋生物弹性体；医用聚氮醋泡沫；医用聚氨醋猫合剂；医用聚氨醋涂料以及医用聚氨醋水凝胶等。
4医用聚氨酯的主要应用
医用聚氨醋用量小要求高性能，高纯度。因此，所用原料和溶剂需经过严格提纯，并严格控制反应条件和制品生产工艺尤其是制备聚氨醋的血液接触表面时，制备过程需在超净环境中进行。
4.1用于人工心脏及心脏辅助装
1966年，Debakey首次将人工心脏血泵用于左心室辅助。迄今，各种形式的人工心脏和辅助装置都进行了动物试验，有些已进行临床应用，并已经商品化临床实践证明，聚氨醋弹性体在血液相容性、生物相容性、耐久性等方面均优于天然橡胶、硅橡胶、烯烃橡胶，成为国内外研制人工心脏及其辅助装置的首选材料。
4.2用于人工血管
聚氨醋是一种弹性良好的高分子材料，小径微孔聚氛酷血管具有良好的血液相容性，与天然血管相匹配的顺应性，可大大减少新内膜增生。
4.3用于人工皮肤
人工皮肤是在皮肤再生前的临时替代膜和保护膜，要求具有高弹性、柔顺性、细菌不透过性、水蒸气透过性等。黄忠兵等研究设计采用聚乙二醇（PEG）代替普通聚醚合成了一种亲水性聚氨醋预聚体的双层复合材料，内层为与创面接触的亲水性聚氨酷软泡沫（PUF），它可以吸收创面的渗出液和载药，外层为具有透湿性和隔菌功能的聚氨醋弹性体薄膜，这种材料能够满足数料吸液保湿等综合性能的要求，是一种具有良好应用前景的新型敷料用材料和人工皮肤。
4.4用于矫形绷带
用聚氨酯材料制作的绷带，操作简便、使用卫生、固化速度快、质轻层薄、坚而韧，具有透气性好、刚度强、耐水浸、透X-光的特点，在创伤骨科治疗和矫形治疗中，可用作固定材料，其综合性能明显优于石膏绷带。
4.5用于医用黏合剂
医用胶黏剂可分为硬组织胶黏剂和软组织胶黏剂医用胶黏剂具有与生物体良好的粘合性、适应性，无毒，具有消毒灭菌功能。李军等用二异氛酸醋与多元醇的混合物进行反应合成预聚体，再经扩链制得一种亲水性聚氨酷压敏胶，通过在聚氛醋主链上引人亲水的聚乙二醇嵌段来赋予压敏胶亲水性。研究结果表明，该聚氨酷压敏胶具有优良的戮结性能及反复揭帖性，具有良好的药物、皮肤相容性及良好的药物控释性能。
5结束语
聚氨酯弹性材料由于优异的物理化学性能已在各行业得到广泛应用，具有相容性好，无三致（致癌、致畸、致突变）、无毒性、可灭菌消毒、机械强度好、可室温固化等特点。目前，从医用聚氮醋的发展趋势和医疗市场的需求来看，其品种、数量、用量在不断增加，用途也在不断扩大，已广泛用于生物医学和医疗卫生领域，成为重要的医用高分子材料。
参考文献
[1]张承轰.漫谈医用聚氨酯[J].世界株胶工业,2003,31(5):45-48.
[2]黄忠兵,李伯刚,胡英,等.新型亲水性策聚氨酯外料表面界面性能的研究[J].航天医学与医学工程,2001,14(5):355-359.
[3]李军,龚志超,邓联东,等.皮肤用亲水性聚氨酯压敏胶的制备及性能研究[J].化学工业与工程,2004,21(4):235-238.