醫(yī)用高分子

駱昌芹

神話和現(xiàn)實(shí)

大家還記得《封神演義》里太乙真人用蓮藕重塑哪吒身體，讓哪吒死而復(fù)生的故事嗎？

當(dāng)然，這只是一個(gè)神話，蓮花、荷葉、荷葉梗并不能替代人的肢體。但是，這個(gè)故事確實(shí)反映了古代人對(duì)修補(bǔ)損壞機(jī)體的美好愿望。

從古至今，人們就曾用象牙、木材、黃金，甚至是不銹鋼、鈦合金等修補(bǔ)過人的身體，并且還取得了一定的成績(jī)。這些材料大都硬邦邦的，修補(bǔ)人的骨骼可以，代替人的筋肉卻不行，更別提用它們制作具有各種特殊功能的臟器了。

而合成高分子材料的出現(xiàn)，似乎為人體醫(yī)用材料開辟了一條全新的途徑。這種材料化學(xué)性能穩(wěn)定，具有彈性和可塑性，并有一定的機(jī)械強(qiáng)度，所以問世不久就被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)上。剛開始它們還只是被用來做假牙、牙托之類，隨著一系列新的具有各種優(yōu)異性能的高分子不斷被發(fā)現(xiàn)，它們?cè)卺t(yī)學(xué)上的用途越來越廣，終于形成了一個(gè)蓬勃發(fā)展的專門領(lǐng)域——醫(yī)用高分子。

人工臟器顯神通

“吱吱吱……”

咦？這是什么聲音？美國(guó)細(xì)胞生物學(xué)家斯圖爾特·威廉斯的研究室里傳出來一陣奇怪的聲響。原來斯圖爾特·威廉斯和他的團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)——他們準(zhǔn)備將一根細(xì)小的人造血管植入一只小老鼠體內(nèi)。而這個(gè)實(shí)驗(yàn)正是3D打印“生物人工心臟”并應(yīng)用于人體的鋪路石。

心臟是人體最重要的臟器之一，它就像一個(gè)泵，為全身提供血液循環(huán)的動(dòng)力。因此，作為“閥門”的心臟瓣膜的作用無疑是最重要的，可如果心臟瓣膜出現(xiàn)了問題，要醫(yī)治它們并不像修理泵的閥門那么容易。病變嚴(yán)重的心臟瓣膜不僅藥物治療無效，而且手術(shù)修補(bǔ)也難達(dá)到目的。怎么辦呢？研究團(tuán)隊(duì)開始尋求新的挽救病人的辦法，他們將醫(yī)用高分子材料與3D打印技術(shù)有機(jī)結(jié)合，使得人工臟器替代品的研究取得了一定程度的突破。

當(dāng)然，并不是什么材料都可以制作心臟瓣膜。因?yàn)橹谱餍呐K瓣膜的材料必須沒有毒性，能與人的身體相容，讓其不會(huì)出現(xiàn)異物反應(yīng)、炎癥和凝血現(xiàn)象。另外這種材料還必須有極好的曲撓強(qiáng)度，能耐疲勞和老化。

于是具備這些優(yōu)異性能的特種高分子出現(xiàn)在人們的視線中并逐漸被人們用于人工臟器的研究。有人把它們做成球形或蝶形的心臟瓣膜，安置在心臟里，起到控制血液循環(huán)的單向閥門的作用。

不過瓣膜只是心臟的一部分，要想制造完整的人工心臟來代替完全病變了的心臟，還必須付出更多精力。完整的人工心臟有復(fù)雜的動(dòng)力部分，但是它的結(jié)構(gòu)材料仍然是高分子。利用3D打印技術(shù)將生物材料打出模型，然后在此基礎(chǔ)上植入干細(xì)胞培養(yǎng)，讓需要的人體“零部件”形成組織。

除了人工心臟，人們對(duì)人工腎的研究更是一馬當(dāng)先。

如果腎臟不能排毒，可以用什么辦法直接把血液里的廢物排出去呢？人們開始研究是不是能用人工腎來替代壞死的腎臟。

對(duì)于人工腎來說，最要緊的是要求它具備一種選擇性透過的性能。現(xiàn)在一般是用醋酸纖維、聚丙烯腈等高分子材料做成透析膜，這種膜容許尿素、尿酸、肌酐等廢物通過，而將有用的成分保留下來，血液也就得以“澄清”了。

人工腎可以做成平板式、盤管式和空心纖維型等多種形式。

通過人們的不懈努力，人工心臟、人工腎、人工血管等都已經(jīng)被制造出來，人工肝、人工血球和人工細(xì)胞等也正在研制之中。

戰(zhàn)勝病魔的威脅

多才多藝的高分子材料還被用到對(duì)多種所謂“不治之癥”的治療上。

你也許早聽說過“腦積水病”。人體內(nèi)控制腦脊液的系統(tǒng)一旦失靈，腦脊液就會(huì)異常增多，壓迫頭部，脹得很大，令患者十分痛苦。

腦積水病曾經(jīng)被當(dāng)作“絕癥”，可是現(xiàn)在用高分子材料做成引流管，里面有自動(dòng)調(diào)節(jié)流速的閥門，把引流管一頭插進(jìn)腦室，一頭連上頸靜脈，這樣腦脊液就能通過引流管流進(jìn)右心房，建立起新的腦脊液循環(huán)系統(tǒng)，病人的痛苦得以解除。

視網(wǎng)膜對(duì)我們的眼睛來說是非常重要的，一旦它脫落，眼睛就會(huì)從此失明。現(xiàn)在我們可以利用硅橡膠和滌綸布等材料制作成窄帶，壓在眼球的四周，讓脫落了的視網(wǎng)膜恢復(fù)到正常位置，讓人重見光明。

有一種萎縮性鼻炎實(shí)在叫人傷腦筋——這種病會(huì)使患者的鼻涕長(zhǎng)流不止。現(xiàn)在科學(xué)家也找到了治療的辦法，室溫硫化硅橡膠這種高分子材料在沒有與空氣接觸時(shí)流動(dòng)性很大，一旦遇到空氣就自動(dòng)硫化變成彈性體。如果把這種高分子材料注射一點(diǎn)到鼻腔里，長(zhǎng)流的鼻涕就會(huì)被止住。而且室溫硫化硅橡膠還可以用來修補(bǔ)損壞的聲帶，也可以把它注進(jìn)人的皮膚里代替肌肉來彌補(bǔ)面部、胸部的缺陷。

充分發(fā)揮藥效

談到醫(yī)學(xué)，總不能忘了制藥。醫(yī)用高分子還為制藥打開了新局面。

用高分子材料做成的裝藥膠囊，可以使藥在指定的部位釋放，提高藥物的效用。

如果是腸子有病，病人當(dāng)然希望藥物到腸道里才起作用，而不愿它在途經(jīng)胃時(shí)有所損耗。這件事情好辦，只要研制出一種“疏”酸“親”堿的高分子材料，當(dāng)通過胃的酸性環(huán)境時(shí)膠囊安然無恙，在進(jìn)入腸道的堿性環(huán)境時(shí)膠囊溶解，藥劑就能在這里“物盡其用”了。

平常我們打針吃藥，總是藥物剛進(jìn)入人體時(shí)濃度很高，但是過不了多久，濃度就迅速降低。也就是說，藥物的“后勁”不足，醫(yī)用高分子在這里又可以大顯神通了。用它們做成藥物微囊，讓藥力均勻釋放，就能得到有“后勁”的長(zhǎng)效藥物，幫助我們更好地戰(zhàn)勝病魔。而且有些高分子本身還有抵抗病毒和消除炎癥的作用。

醫(yī)用高分子正在不斷向前發(fā)展，它的應(yīng)用范圍已從最初的口腔科、骨科擴(kuò)大到腦外科、胸外科、五官科等多個(gè)部門。隨著人們?cè)絹碓疥P(guān)心身體健康，醫(yī)用高分子也將得到廣泛運(yùn)用。