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生物医用材料

所有的生物医用材料能被应用的前提是:必须具有生物相容性或接近相容性,生物相容性包括血液相容性和组织相容性两部分。前者表示材料与血液之间相互适应的程度,而后者反映材料与除了血液以外的其他组织之间相互适应的能力。大量实验表明,低温等离子体技术确实能有效地改善生物医用材料的血液相容性和组织相容性,采用低压等离子体技术,既可以在材料表面实现清洁、激活、蚀刻,又可以修饰优化塑料、金属或陶瓷材料的表面,改善它们的黏结能力或赋予全新的表面性能。其潜在的医学应用价值包括改善材料表面的亲水性能或是疏水性能、降低表面摩擦力以及改善材料表面的阻隔性能。

等离子体技术——生物医用材料应用

1、血液相容性

对植入生命体内的材料的一个重要的要求就是它能与血液相容而不会引起血凝结、毒性和免疫反应,这样的材料称为血液相容性材料。材料表面和血液接触后,首先是血浆蛋白立即被吸附到材料表面,然后经过一系列的生物效应,最后导致血小板不可逆的聚集而形成血栓

理想的血液相容性聚合物材料应当没有如下特征:

①聚合物释放一些成分或它的降解产物进入血液,引起血凝结、炎症、致癌和毒性反应;

②聚合物缺乏机械柔韧性,从而引起血流中的湍动,结果会出现血小板活性和炎症反应以及血栓;

③聚合物会引发炎症反应和滞后感染。

血液组分大部分为水,材料的血液相容性很大程度上表现为亲水性。等离子体沉积膜显示出独特的优势。在等离子体作用过程中,发生特定的化学反应形成聚合物膜,其亲水基团(如-OH、-COOH等)往往暴露在外,使得薄膜表现出良好的亲水性。这一性质为膜所固有,不受血液浓度和粘度变化的影响。

2、组织相容性

组织相容性是指机体组织与外来物的相容程度,它包括两方面的含义:一方面是机体对外来物的反应;另一方面是外来物对机体的影响。

体机对外来物具有本能的排异性。任何异物,即使是无毒的高分子材料进入机体,也必然会受到排斥,引起程度不同及持续时间不同的反应。决定高分子材料最终是否能被机体接受的因素,一个是高分子材料自身的化学稳定性,另一个是高分子材料与机体组织的亲和性。

另外,要求材料对基体不会产生不良影响,如引起炎症、过敏、致畸、癌症等反应。组织相容性涉及的对象是组织和细胞。组织相容性高分子的合成设计和血液相容性高分子的要求一样,也是基于疏水性、亲水性、它们的微相分离结构以及表面改性。

目前,国内有不少单位正在利用等离子体表面处理技术积极开展生物医用材料的表面改性及表面膜合成研究,以解决抗凝血、生物相容性、高分子聚合物表面亲水性、抗钙化及细胞吸附生长、抑制等关键技术问题,等离子体的接枝与表面功能化处理为生物组分和基底之间建立共价键合提供了便捷、高效的办法。

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