淺談醫用生物高分子材料的表面改性

摘 要：隨著高科技的發展我國的高分子材料也逐漸應用于醫用領域，但是因為高分子材料在物理、化學方面的性能和人體適應性、組織相容性等方面存在一定的問題，使得高分子材料的生物醫用功能受到限制，所以還需對醫用生物高分子材料進行表面的改性，從而使其能夠更好的應用于生物醫用領域。為此本文對其進行了相應的分析和探討，希望對生物醫用高分子材料的發展有一定的幫助作用。

關鍵詞：醫用生物高分子材料；表面改性；措施

醫用高分子材料主要用于仿造人體內臟及體外器官，生產藥物劑型和醫療器械等，是一種高科技的聚合物材料，其成分來源既有天然的材料，也有合成的生物高分子材料。盡管在醫藥領域有一定的應用效果，但是因為在使用過程中和人體之間的生物兼容性不夠，適用范圍有限，為此需要對其進行必要的表面改性，才能更好的發揮其醫療救助作用。

一、生物醫用高分子材料的生物相容性

醫用高分子材料的生物相容性主要是指應用于人體后所帶來的一系列的生化學及物理反應，也就是人體對這一材料的承受能力，主要是血液和組織相容性問題。

血液相容性，主要是生物醫用高分子材料接觸到血液時發生的凝血或者血小板凝聚現象使得人體的溶血功能降低，主要是產抗凝血材料，對人體器官的正常功能產生影響。組織的相容性，是指高分子材料在進行組織或器官移植時，與人體產生的相互的影響，如果移植后各個器官功能正常，沒有出現排斥現象則為相容，不過大多數高分子材料會給人體帶來一定的病毒物質，出現不相容反應。因此對于醫用高分子材料有著很高的要求，要求無毒、對人體沒有損傷、不具有抗原性和致癌性，但是很少有這種材料，所以只能進行表面改性和優選。

二、生物醫用高分子材料表面改性措施

（一）物理措施

物理方面的措施是對醫用高分子材料進表面改性的主要手段之一，通常采用對外表進涂層的方法，使其在和人體血液接觸時形成表明蛋白質，某些種類的蛋白質能夠促進血小板吸附，從而在高分子材料表面產生血纖維蛋白質，阻礙血液流通，減少血小板出現凝血現象，所以一般通過涂抹抗凝血物質，使其醫用高分子材料在表面產生抗凝血性能。一般來說這些抗凝血物質主要有苯乙烯及其轉化物、環氧樹酯、丙烯酸酯轉化物等，這些物質有著很強的粘性，能夠用于醫療器械表面，避免現脫落。另外一種方法就是將抗凝血物質和基礎材料混合起來，使其具有抗凝血特性。一般是將共聚物進混合，使得基礎材料表面能夠形成聚集，使得基礎材料具有一定的抗凝血性，從而能夠有效起到醫療治療的作用。

（二）化學措施

第一，表面接聚氧乙烯進行表面改性

因為生物醫用高分子材料表面是一種長鏈式的結構，能夠容易與血液融合，因為聚氧乙烯在溶血方面性能相對穩定，所以一般將聚氧乙烯與醫用高分子材料共同融合使其形成水溶性的長鏈結構，從而盡可能的使得高分子材料減少對血液蛋白的影響，阻止對血液的吸附。

第二，使用等離子體進行表面改性

這種方法是先用等離子體對表面進行處理，將高分子材料放入甲烷、氮氣、氧氣和稀有氣體中，使得能夠和等離子體中的能量粒子及活性物質有機的融合，改善高分子材料表面結構，實現改性的目的；另外可以將高分子材料放入甲烷等聚合性的氣體中，使其表面產生一層聚合物，提高基礎材料的粘著性；最后還能夠使用等離子體表面接枝聚合的方法，將等離子體成為高分子材料表面產生活性物質的能源提，通過熱接枝和紫外光接枝的方法對高分子材料表面進行改性。

第三，光化學固定法進行表面改性

這種方法主要是使用有效光源來照射生物醫用高分子材料，使其表面的熱及光活性基團活性物質能夠附著于表面，這種方法較為簡單，容易操作，而且成本不大，所產生的抗血凝的效果也非常好。

第四，表面仿生化進行表面改性

表面仿生化進行高分子材料表面改性也是一種較為理想的改性方法，其做法主要以下三種：第一種是表面肝素化，因為肝素是一種很好的抗凝血藥物，可以抑制凝血酶原的作用，避免過多纖維蛋白的產生，起到良好的凝血效果，而且還可以抑制細菌生長，避免交叉感染。將肝素使其固定在醫用高分子材料表面，固定方法可以用物理方法或者化學偶合法。

第二種是表面進行磷脂化進行改性。這種方法主要是用磷酸膽堿來進行改性，因為這一物質有著很好的抗血凝效果，對血小板沒有影響，同時有著等量的電荷，有著很好的水溶性，可以避免和血液蛋白質產生化學反應，同時還可以吸附部分可逆的蛋白質，從而大大改善血小板的粘附，提高醫用高分子材料和人體的相容性，促進醫用高分子材料在更廣闊的范圍內得到應用。

第三種是表面內皮化，或者叫做內皮細胞固定化，這一方法主要是先將材料表面物質在人體內皮細胞中進行培養，因為血管內皮細胞在代謝方面速度較快，所以可以通過內皮細胞進行凝血因子及抗凝血因子的調節，使其達到平衡，確保血液暢通，有效避免凝血現象的產生，一般是將血管內皮細胞使其固定在高分子材料的表面，然后進行血管內皮細胞培養，提高內皮細胞的附著能力。

三、結語

總之，有效提高生物醫用高分子材料在人體醫用方面的生物相容性是促進醫用高分子材料提高應用范圍和應用質量的前提，也是當前生物醫用高分子材料發展過程中應該解決的重要課題。

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作者簡介：汪亮（1995-），男，安徽合肥人，研究方向： 材料化學。