生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中可分解材料的應(yīng)用研究

何流洋

摘要：隨著醫(yī)療水平的提升和人們對身體健康重視程度的加深，當前可分解材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用也更加廣泛。本文主要介紹了生物可降解材料的原理，闡述了當前主要的生物可降解材料類型及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué);可降解材料;應(yīng)用研究

可分解材料的應(yīng)用使得生物醫(yī)療領(lǐng)域的部分難題得以解決，給醫(yī)學(xué)治療帶來了一定的便利性，例如：在可分解材料出現(xiàn)并應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之前，醫(yī)生在手術(shù)后為病人進行縫合時，只能夠采用不可分解的棉線縫合，然而棉線在病人進行手術(shù)恢復(fù)一段時間后需要進行拆線，而在拆線時，可能會造成病人手術(shù)口出現(xiàn)二次出血，不利于病人傷口恢復(fù)，而使用可降解材料制作而成的縫合線為并病人進行傷口或者手術(shù)口縫合則無需進行拆線步驟，更加利于病人傷口的愈合，除此之外可分解材料還在止血劑、透析膜等生物醫(yī)學(xué)材料的制作中有所應(yīng)用，因此近年來關(guān)于可分解材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究也越來越廣泛。

一、生物可降解材料的原理

生物可降解材料通過與人體內(nèi)的體液、自由基、有機分子等物質(zhì)接觸，并在人體環(huán)境內(nèi)使生物可將降解材料通過水解、酶解、氧化等反應(yīng)分解為小分子物質(zhì)，而這些小分子物質(zhì)能夠通過汗液、尿液、大便進行排泄或者能夠參與新陳代謝被人體吸收，最終完成整個降解過程。由于當異物進入人體后，人體會產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)或者出現(xiàn)炎癥，因此使用可分解材料應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)治療過程中，要特別注意生物可降解材料分解以及最終被排除人體或者被人體吸收的時長，一旦降解材料的降解效率過低或者可降解材料降解后的產(chǎn)物在人體體內(nèi)停留的時間過長會導(dǎo)致人體出現(xiàn)不良反應(yīng)。

二、生物可降解材料的分類與應(yīng)用

可降解材料需要滿足較為嚴格的條件才能被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，首先可降解材料需要易于加工，且價格相對便宜;其次，可降解材料需要便于消毒、殺菌;再次，可降解材料需要具備一定的生物穩(wěn)定性和力學(xué)特性，能夠滿足相關(guān)人體部位的需要;最后，可降解材料還需要能夠與血液以及相關(guān)部位相溶，且可降解材料本身及其分解后的小分子物質(zhì)沒有毒性、不致癌。

（一）天然高分子可降解材料

1.明膠材料

明膠材料是當前天然高分子可降解材料中非常重要的一種，天然明膠主要來源于動物的皮膚、骨、肌腱等部位，天然明膠具有較好的吸水性，在吸收水分后，天然明膠會膨脹、軟化、且能夠被分解，除此之外，明膠還具有良好的可凝性，能夠成形，因此明膠在生物醫(yī)學(xué)中經(jīng)常被應(yīng)用于制作膠囊外殼，用于裝載需要緩釋的藥物，同時由于明膠具有良好的的透水性和透氣性，因此明膠也經(jīng)常被應(yīng)用于傷口敷料、人造皮膚材料，除此之外，明膠類血漿替代名也被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)中。

2.膠原蛋白

膠原蛋白主要存在于動物的結(jié)締組織內(nèi)，并占據(jù)著人體蛋白質(zhì)總量的三分之一作用，是動物體內(nèi)最為重要的蛋白質(zhì)之一，膠原蛋白主要存在于韌帶、皮膚和軟骨中，膠原蛋白具有維持器官正常運轉(zhuǎn)的作用。膠原蛋白作為一種天然的可分解材料主要是基于膠原蛋白具有良好的水溶性、低免疫原性和生物可降解性等特性。當前在臨床中使用膠原蛋白主要是將其應(yīng)用在促進人體組織修復(fù)方面，使得人體習(xí)慣恢復(fù)正常，而當人體組織或者器官出現(xiàn)機械性損傷時，僅依靠膠原蛋白是難以修復(fù)的，此時需要綜合使用其他生物材料來修復(fù)。

（二）微生物合成可降解高分子材料

微生物合成可降解高分子材料主要是指以淀粉、葡萄糖等為食物原材料，通過微生物作用于這些食物原材料，將碳源有機物合成為具有可分化特點的聚酯或聚糖類高分子。目前，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的微生物合成可降解高分子材料主要包括生物聚酯和聚羥基丁酯兩種類型，以聚羥基丁酯為例，聚羥基丁酯是一類高分子聚合物，聚羥基丁酯應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要優(yōu)勢在于其易于分解，且分解后所產(chǎn)生的物質(zhì)為二氧化碳和水，不會產(chǎn)生毒性殘留物，同時聚羥基丁酯還具有良好的力學(xué)性能且與人體有著良好的相容性，因此當前聚羥基丁酯主要應(yīng)用于可吸收外科縫線制作以及骨科材料制作等領(lǐng)域。

（三）化學(xué)合成可降解高分子材料

相對于天然可降解高分子材料和微生物合成可降解高分子材料而言，化學(xué)合成可降解高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用有其獨特的優(yōu)勢，相對于其他兩類可降解高分子材料而言，化學(xué)合成可降解高分子材料的生產(chǎn)難度更低，且生產(chǎn)成本也更加低廉，能夠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進行大范圍的推廣和使用，且能夠在一定程度上降低醫(yī)療成本，除此之外，化學(xué)合成可降解高分子材料還可以根據(jù)生物醫(yī)學(xué)治療過程中的需要，對化學(xué)合成可分解高分子材料進行調(diào)整，使得材料更加符合生物醫(yī)學(xué)臨床治療的要求，例如：在化學(xué)合成可降解高分子材料的制作過程中控制合成過程中反應(yīng)條件，或進行簡單、低成本的物理或化學(xué)改性等，對化學(xué)合成可分解高分子材料的結(jié)構(gòu)和性能進行設(shè)計和調(diào)整。本文主要介紹當前生物醫(yī)學(xué)治療過程中主要使用的三種化學(xué)合成可分解高分子材料，包括：聚乙交脂、聚乳酸以及聚已內(nèi)酯。

三、總結(jié)

生物可分解材料當前在我國已經(jīng)取得了一定的研究進展，并在臨床過程中有所應(yīng)用，但當前生物可分解材料在研究應(yīng)用過程中還存在一定的問題，需要相關(guān)研究人員加強對可分解材料的研究和改良，從而使可分解材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻：

[1]程世博，謝敏. 磁性納米材料在循環(huán)腫瘤細胞檢測中的研究進展[J]. 大學(xué)化學(xué)，2016，31（11）：1-10.

[2]胡偉，陸建安，舒國順，司中洲，李一寧. 生物可分解吻合環(huán)在腸吻合中的應(yīng)用[J]. 醫(yī)學(xué)臨床研究，2006（04）：508-509.

[3]張穎，樸東旭，陳曉東，孫瑞煥. 聚左旋丙交酯骨折內(nèi)固定物體外降解研究[J]. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報，2001（04）：321-325.

[4]Khosrow Jamshidi，戴剛. 用作組織支持物的可吸收性高聚物[J]. 國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊，1990（03）：151-155.

[5]侯仰龍. 磁性納米材料的化學(xué)合成、功能化及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用[J]. 大學(xué)化學(xué)，2010，25（02）：1-11.

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