生物医用智能高分子材料刺激响应性研究
核心提示：　　生物医用智能高分子材料刺激响应性研究张志斌1，2唐昌伟2邱凯2陈元维2熊艳芳2综述万昌秀2，△审校1（西南交通大学生物工程系，成都（四川大学高分子科学与工程学院，成都610065）　　生物医用智能高分子材料刺激响应性研究张志斌1，2唐昌伟2邱凯2陈元维2熊艳芳2综述万昌秀2，△审校1（西南交通大学生物工程系，成都（四川大学高分子科学与工程学院，成都610065）生明显的改变，能以固体、溶液或吸附于载体表面的形式存在，包括水溶性聚合物的水溶液、交联的水溶性聚合物（即水凝胶）和固定于载体表面的聚合物。本文综述了智能高分子材料在生物和医学中的研宄及应用。　　1刖言2智能水溶性聚合物的刺激响应性智能性聚合物是一类在外界因素的刺激下，其自身的某些物理和化学性质会发生相应突变的聚合物，也叫做“机敏性聚合物”或“刺激响应型聚合物”　　或“环境敏感聚合物”。智能性聚合物可以是亲水性聚合物的水溶液，也可以是固定于载体表面的聚合物和交联的水溶性聚合物（即水凝胶）环境刺激因素有温度、pH值、溶液组成离子强度、光强度、电场、应力和识别磁场等，当这些刺激信号发生变化时，智能聚合物的自身性质如相、形状、光学、力学电场表面能、反应速率、渗透速率和识别性能等随之会发生变化水溶性环境敏感聚合物可以在特殊的环境条件下，从水溶液中析出。具有此种性质的聚合物体系可作为温度或pH指示器的开关。Chen等将生物分子结合到聚合物上，由于条件的微小改变，而选择性地从溶液中相分离出来用此法分离纯化了生物过程中酶催化所得的产物，其酶也容易以相分离的方式循环利甩Hoffman等将某种具有识别功能的生物分子或者某种受体的配体，如细胞受体肽或抗体，结合到智能性聚合物上应用于沉淀诱导的亲和分离过程。用此法可回收溶液中的IgG（免疫球蛋白），还能从溶菌酶中分离出CD44细胞当水溶液智能聚合物与溶酶体或细胞悬浮液混合时，聚合物可通过接受某一外部刺激而发生相分离，且能与溶酶体或细胞膜发生相互作甩细胞或溶酶体膜成分连接到一种热敏聚合物上形成复合物，当与细胞膜发生相互作用的复合物发生相分离时，形成一种凝胶，细胞能可逆地在聚合物表面培养3表面智能聚合物的刺激-响应性智能性聚合物通过化学接枝或物理吸附的方法固定于某固体聚合物载体的表面，在外部环境（如溶液温度、pH或某些离子强度等）发生微小变化时，将显著地改变表面层的厚度、润湿性或表面电荷。因为表面涂层是很薄的，这种响应速度比水凝胶要快将智能聚合物沉淀到多孔表面的孔道中能制备永久性的“开关"，从而控制孔道处于开或关的状态当蛋白质或细胞与处于开或关状态的智能聚合物表面相互作用时，它们会选择地吸附在较为疏水的表面部分一方面是把蛋白质或细胞吸附于表面，从而能降低其对温度的改变引起的失活程度另一方面是在某种化学接枝的具有低临界溶液温度的聚合物表面可逆地进行细胞培养，而只需要简单地改变外部环境把聚合物表面转变成亲水性的，蛋白质或细胞就会自动游离出来而无需加入胰蛋白酶若将一种细胞受体的配体短肽-RGD连接于一种热敏聚合物形成的复合物（其LCST接近于室温），这种聚合物被固定于某种特定的载体表面，在受到环境温度变化刺激时，对热可逆的细胞培养具有吸附和脱吸附的性质。皿等将单克隆抗体连接于具有LCST性质的聚合物上应用于膜形式的免疫分析。当被分析溶液流经微孔表面时，室温下聚合物-抗体复合物中热敏聚合物部分能选择性地吸附在某种能够阻止蛋白吸附的醋酸纤维素膜表面，因热敏聚合物的LCST接近室温且其成分被设计成能够选择性地与醋酸纤维素相互作用。　　4智能高分子水凝胶的刺激-响应性水溶性高分子经交联或与疏水单体共聚可形成水凝胶。刺激响应性高分子凝胶是结构物理性质、化学性质可随外界环境而变化的凝胶，当这种凝胶受到环境刺激时就会随之响应，即当溶液的组成pH值、离子强度、温度、光强电场等刺激信号发生变化时，或受到特异的化学物质刺激时，凝胶就会发生突变，呈现相转变行为，这种响应体现了凝胶的智4.1高分子凝胶的体积相转变高分子凝胶由网状结构（交联结构）的聚合物和溶剂组成网状结构的高分子不能被溶剂溶解，但能吸收大量溶剂而溶胀。凝胶的体积相转变是指溶液中凝胶的体积随外界环境因子（溶剂组成、离子强度、pH值温度、光、电场和磁场等）的变化而产生不连续变化的现象凝胶相转变可以由溶胀转为收缩相，或者由收缩转为溶胀相。转变开始是连续的，但在一定条件下能产生体积变化达数十倍到数千倍的不连续转变（即突变），使其具有某种智能行为高分子凝胶能随环境刺激因子变化而发生相转变的内因是体系内存在的几种相互作用力，即范德华力、氢键疏水相互作用力及静电作用力。由于这些力的相互组合和竞争使凝胶溶胀或收缩，因而产生体积相转变。　　4.2高分子凝胶的响应性4.2.1pH响应性凝胶pH响应性凝胶是体积能随环境pH值离子强度变化的高分子凝胶这类凝胶大分子网络中具有离子解离基团，网络结构和电荷密度随介质pH值而变化，并对凝胶的渗透压产生影响，同时因为网络中有离子基团，离子强度的变化也引起体积变化。　　Horbett和Ratner报道了一种胰岛素的可控释放体系葡萄糖氧化酶和胰岛素首先被包埋在碱性化合物N，N'二甲乙醇胺甲基丙烯酸酯和2-甲基丙烯酸-2羟乙酯（HEMA）共聚得到的凝胶膜中。葡萄糖扩散到凝胶中与葡萄糖氧化酶发生反应生成葡萄糖酸，酸使凝胶中的碱性功能团质子化而带正电，因静电排斥而使凝胶溶胀加了膜的渗透性，因此胰岛素可以扩散出来当不存在葡萄糖时，水凝胶则处于不溶胀，不渗透状态。如果水凝胶中存在羧基，则在酸性中因-COOH形成氢键而收缩，在碱性中因-COO-间相斥而膨胀具有pH响应性的凝胶，一般均通过交联形成分子网络。凝胶中有弱酸或（和）弱碱基团，这些基团在不同pH值及不同离子强度的溶液中离子化，于是凝胶带有电荷，并使网络中氢键解体，导致凝胶发生不连续的体积变化。　　4.2.2温度敏感性凝胶温敏性高分子凝胶能响应温度变化而发生形变（溶胀和收缩），因为这类凝胶大分子链的构象能响应温度刺激而变化低温时凝胶在水中溶胀（氢键、水合）大分子链因水合而伸展，当升至一定温度时，因氢键被破坏，凝胶发生急剧的脱水作甩由于疏水性基团的相互吸引，大温敏性凝胶分为高温收缩型和低温收缩型。聚异丙基丙烯酰胺（PIPAAm）就是低温溶胀高温收缩型的凝胶。而聚丙烯酸（PAAc）和聚N，N-二甲基丙烯酰胺（PDMAAm）形成的聚合物网络（IPN）水凝胶则为低温收缩高温溶胀型。IPN中的PAAc是氢键供体，通过分子间和分子内氢键形成配合物，这种配合物在60C以下水溶液中很稳定，但高于60C时配合物解离而溶胀。引入某种单体进行共聚可对高分子凝胶的LCST进行调整。　　4.2.3光敏感性凝胶光敏感性凝胶是由于光辐照（光刺激）而发生体积相转变的凝胶紫外光辐照时，凝胶网络中的光敏感基团发生光异构化或光解离，导致基团构象和偶极矩变化而使凝胶溶胀。对含无色三苯基甲烷氰基的聚异丙基丙稀酰胺凝胶溶胀体积变化与温度关系的研究表明：无紫外线辐照时，该凝胶在3C出现连续的体积变化，用紫外线辐照后氰基发生光解离；温度升至326C时，体积发生突变，升至35C再降温，在31. 5C处发生不连续溶胀，体积加10倍左右。如果在32C条件下对凝胶进行交替紫外线辐照与去辐照，凝胶发生不连续的溶胀一收缩，其作用类似于开关。反映了光敏基团与热敏基团的复合效应4.2.4磁场响应性凝胶包埋有磁性微粒子的高吸水性凝胶称为磁场响应凝胶。这种凝胶可用作光开关和图像显示板等。将铁磁性“种子”材料预埋在凝胶中，当凝胶置于磁场时，铁磁材料被加热而使凝胶的局部温度上升，导致凝胶膨胀或收缩；撤掉磁场，凝胶冷却，恢复至原来大小。包埋铁磁的方法有：一种是将微细镍针状结晶置于预先形成的凝胶中；一种是以聚乙烯醇涂着于微米级镍薄片上，与单体溶液混合后再聚合成凝胶这两种方法可用于植入型药物释放体系，电源和线圈构成的手表大小的装置产生磁场，使凝胶收缩而释放一定剂量的药物。这类方法还能制造人工肌肉型驱动器4.2.5电刺激响应性凝胶这是一种通过电化学方法来控制药物释放的体系可控制药物释放的开关和速率，药物可以物理吸附的形式埋于聚合物载体中，也可以化学接枝的形式载于聚合物中，在通电刺激下，聚合物发生相应变化（化学键断裂、离子态转变为中性状态、凝胶收缩、离子交换等）如药物Y―氨基丁酸和谷氨酸结合在聚苯乙烯的酰胺键上，施加电流后，聚合物与药物间的化学键断裂，释放出药物行为会因特定物质的刺激而发生突变例如，药物释放凝胶体系依据病灶引起的化学物质的变化进行反馈，通过凝胶的溶胀与收缩控制药物释放的开通和阻断。如响应血糖浓度的胰岛素释放体系，是借助多价羟基与硼酸基的可逆键合对葡萄糖敏感的传感部分是含苯基硼酸的乙稀基吡咯烷酮共聚物。其中硼酸与聚乙烯醇（PVA）的顺式二醇键合，形成结构紧密的高分子配合物。当葡萄糖分子渗入时，苯基硼酸和PVA间的配价键被葡萄糖取代，上述大分子间的键就解离，溶胀度就大这种高分子配合物可作为载体用于胰岛素控制释放体系，体系中聚合物配合物的形成平衡与解离随葡萄糖浓度而变化，也就是说，它能传感葡萄糖浓度信息，从而执行药物释放功能5结论智能高分子对外界刺激产生锐响应时聚合物的很多性质都会发生改变当水溶性聚合物受激沉淀时，会选择性地从溶液中析出而出现混浊；如果聚合物是接枝或吸附在固体载体表面，它会可逆性地改变吸附聚合物中的水吸附量，从而改变表面的润湿性；当水凝胶受激收缩时，水凝胶微孔中的水被排出变成不透明，机械强度会强，体积收缩。其中水凝胶应用最为广泛的是智能高分子材料，其发展基础为PFlory的凝胶溶胀理论利用分子间作用力场、离子力场及光化学等使凝胶的体积及溶胀产生响应从体系的选择上看，国外大都采用合成聚合物，由均聚物接枝或嵌段共聚物共混物互穿聚合物网络（IPN）高分子微球（PMS）等作为pH值温度、电场、光及葡萄糖浓度响应体系。未来的生物材料将分为：用于医学和生物学的合成材料或改性天然材料；仿生天然材料或人工材料；响应特定刺激的见仿生智能生物材料在生物材料领域中的重要十性其中智能高分子材料可望在先进控制释放体系、仿生材料、骨生物材料、诊断体系、分子结构物蛋白质类似物和组织工程中日益发挥重要作用。生物医学材料的发展和临床应用对麻醉学研究的影响_护理学论文_梦幻网络
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生物医学材料的发展和临床应用对麻醉学研究的影响
&&& 1.材料及其发展历程 材料一般是指医学材料,在不同的时期,材料被赋予了不同的意义,其定义是随着生命和材料的不断发展而演变的。但是,他们都有一些共同的特征,即医学材料是一类人工或天然的材料,可以单独或与药物一起制成部件、器件用于组织或器官的治疗、增强或替代,并在有效使用期内不会对宿主引起急性或慢性危害。也有人认为它是一类特殊的功能材料,利用它可以对有机体进行修复、替代与再生.医学材料研究的最终目的是用其能够代替或修复人体器官和组织,并实现其生理功能。由于生命现象是极其复杂的,是在几百万年的进化过程中适应生存需要的结果.生命具有一定的生长、再生和修复精确调控能力。这是目前所有人工器官和材料所无法比拟的.因此,目前的医学材料与人们的真正期望和要求相差甚远,常常出现各种各样的问题和失败.长期以来,人们一直希望致力于研究能够使损伤、病变组织或器官完美重现和再生的材料和装置。19 世纪80 年代以来,一类新的、具有激发、促进人体组织自身修复和再生作用的第三代活性复合材料研究开始兴起。这类活性复合材料能够激发、主动诱导人体组织的自身修复、再生能力,从而达到使病变组织、器官最终完全或主要是由再生的自身天然健康组织或器官所取代,成为医学材料未来发展最具有活力的方向之一。 人类利用材料的与人类一样漫长。自从有了人类,人们就不断地与各种疾病作斗争,医学材料是人类同疾病作斗争的有效工具之一。有的学者依据医学材料的发展及材料本身的特点,将已有的材料分为三代,它们各自都有自己明显的特点和发展时期,代表了医学材料发展的不同水平。20 世纪初第一次世界大战以前所使用的医用材料可归于第一代医学材料,代表材料有石膏、各种金属、橡胶以及棉花等物品,这一代的材料大都被现代医学所淘汰。第二代材料的发展是建立在医学、材料(尤其是高分子材料学)、、学及大型测试技术发展的基础之上的。研究工作者也多由材料学家或主要由材料学家(与医生合作)来承担。代表材料有羟基磷灰石、磷酸三钙、聚羟基乙酸、聚甲基丙烯酸羟乙基酯、胶原、多肽、纤维蛋白等,这类材料与第一代材料一样,研究的思路仍然是努力改善材料本身的力学、生化性能,以使其能够在生理环境下有长期的替代、模拟组织的功能。第三代材料是一类具有促进人体自身修复和再生作用的医学复合材料,它以对体内各种细胞组织、生长因子、生长抑素及生长机制等结构和性能的了解为基础来建立材料的概念。它们一般是由具有生理“活性”的组元及控制载体的“非活性”组元所构成,具有比较理想的修复再生效果.其基本思想是通过材料之间的复合,材料与活细胞的融合,活体材料和人工材料的杂交等手段,赋予材料具有特异的靶向修复、治疗和促进作用,从而达到病变组织主要甚至全部由健康的再生组织所取代。BMP材料是第三代医学材料中的代表材料。表1 列出了近年来陶瓷复合材料的发展情况。&&& 2 材料的类型与应用 材料种类繁多,到目前为止,被详细研究过的材料已经超过一千种,在医学临床上广泛应用的也有几十种,涉及材料学科各个领域。依据不同的分类标准,可以分为不同的类型。&&& 2.1 以材料的性能为分类标准根据材料的性能,材料可分为惰性材料、活性材料、降解材料和复合材料四类。&&& 2.1.1 惰性材料 惰性材料是指一类在环境中能保持稳定,不发生或仅发生微弱反应的医学材料,主要是陶瓷类和医用合金类材料。由于在实际中不存在完全惰性的材料,因此惰性材料在机体内也只是基本上不发生反应,它与组织间的结合主要是组织长入其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联,即形态结合。惰性材料主要包括以下几类:(1)氧化物陶瓷 主要包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷.氧化铝陶瓷中以纯刚玉及其复合材料的人工关节和人工骨为主,具体包括纯刚玉双杯式人工髋关节;纯刚玉— 金属复合型人工股骨头;纯刚玉—聚甲基丙烯酸酯—钴铬钼合金铰链式膝关节,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷 该材料主要用来制作部分人工关节。(3)Si3N4 陶瓷 该类材料主要用来制作一些作为替代用的较小的人工骨,目前还不能用作承重材料。(4)医用碳素材料 它主要被作为制作人工心脏瓣膜等人工脏器以及人工关节等方面的材料。(5)医用金属材料 该类材料是目前人体承重材料中应用最广泛的材料,在其表面涂上活性材料后可增加它与人体环境的相容性.同时它还能制作各类其他人体骨的替代物。&&& 2.1.2 活性材料活性材料是一类能诱出或调节活性的医学材料。但是,也有人认为活性是增进细胞活性或新组织再生的性质。现在,活性材料的概念已建立了牢固的基础,其应用范围也大大扩充. 一些医用高分子材料,特别是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被视为活性材料.羟基磷灰石是一种典型的活性材料。由于人体骨的主要无机质成分为该材料,故当材料植入体内时不仅能传导成骨,而且能与新骨形成骨键合。在肌肉、韧带或皮下种植时,能与组织密合,无炎症或刺激反应.活性材料主要有以下几类:&&& (1)羟基磷灰石,它是目前研究最多的活性材料之一,作为最有代表性的活性陶瓷—羟基磷灰石(简称HAP)材料的研究, 在近代医学工程学科领域一直受到人们的密切关注.羟基磷灰石 [Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎动物骨和齿的主要无机成分,结构也非常相近,与动物体组织的相容性好、无毒副作用、界面活性优于各类医用钛合金、硅橡胶及植骨用碳素材料。因此可广泛应用于硬组织的修复和替换材料,如口腔种植、牙槽脊增高、耳小骨替换、脊椎骨替换等多个方面.另外,在HA 陶瓷中耳通气引流管、颌面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA颗粒和抑制癌细胞用HA微晶粉方面也有广泛的应用.又因为该材料受到本身脆性高、抗折强度低的限制,因此在承重材料应用方面受到了限制.现在该材料已引起世界各国学者的广泛关注。目前制备多孔陶瓷和复合材料是该材料的重要发展方向,涂层材料也是重要分支之一。该类材料以医用为目的,主要包括制粉、烧结、性能实验和临床应用几部分。&&& (2)磷酸钙活性材料 这种材料主要包括磷酸钙骨水泥和磷酸钙陶瓷纤维两类.前者是一种广泛用于骨修补和固定关节的新型材料,有望部分取代传统的PMMA 有机骨水泥. 国内研究抗压强度已达60MPa 以上。后者具有一定的机械强度和活性,可用于无机骨水泥的补强及制备有机与无机复合型植入材料。&&& (3)磁性材料 磁性陶瓷材料主要为治疗癌症用磁性材料,它属于功能性活性材料的一种。把它植入肿瘤病灶内,在外部交变磁场作用下,产生磁滞热效应,导致磁性材料区域内局部温度升高,借以杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤的发展。动物实验效果良好。&&& (4)玻璃 玻璃主要指微晶玻璃,包括活性微晶玻璃和可加工活性微晶玻璃两类。目前关于该方向的研究已成为材料的主要研究方向之一。&&& 2.1.3 降解材料所谓可降解材料是指那些在被植入人体以后,能够不断的发生分解,分解产物能够被体所吸收或排出体外的一类材料,主要包括β-TCP 降解陶瓷和陶瓷药物载体两类,前者主要用于修复良性骨肿瘤或瘤样病变手术刮除后所致缺损,而后者主要用作微药库型载体,可根据要求制成一定形状和大小的中空结构,用于各种骨科疾病。&&& 2.1.4 复合材料复合材料又称为医用复合材料,它是由两种或两种以上不同材料复合而成的医学材料,并且与其所有单体的性能相比,复合材料的性能都有较大程度的提高的材料。制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种材料的性能。该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造,它除应具有预期的性质之外,还必须满足相容性的要求,这里不仅要求组分材料自身必须满足相容性要求,而且复合之后不允许出现有损材料学性能的性质。按基材分复合材料可分为高分子基、金属基和陶瓷基三类,它们既可以作为复合材料的基材,又可作为增强体或填料,它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的医学复合材料,利用技术,一些活体组织、细胞和诱导组织再生的生长因子被引入了医学材料,大大改善了其学性能,并可使其具有药物治疗功能,已成为医学材料的一个十分重要的发展方向,根据材料植入体内后引起的组织反应类型和水平,它又可分为近于惰性的、活性的、可降解和吸收等几种类型。人和动物中绝大多数组织均可视为复合材料,医学复合材料的发展为获得真正仿生的材料开辟了广阔的途径。&&& 2.2 以材料的属性为分类标准&&& 2.2.1 医用金属材料医用金属材料是用作医学材料的金属或合金,又称外科用金属材料或医用金属材料,是一类惰性材料,这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛,及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面,除了要求它具有良好的力学性能及相关的性质外,优良的抗生理腐蚀性和相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。此外,还有形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。&&& 2.2.2 医用高分子材料 医用高分子材料是医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料,也是一个正在迅速发展的领域。它有天然产物和人工合成两个来源,该材料除应满足一般的、性能要求外,还必须具有足够好的相容性。按性质医用高分子材料可分为非降解型和可降解型两类。对于前者,要求其在环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或磨损等,并具有良好的机械性能。并不要求它绝对稳定,但是要求其本身和少量的降解产物不对机体产生明显的毒副作用,同时材料不致发生灾难性破坏。该类材料主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等方面。这类材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等. 而可降解型高分子主要包括胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它们可在环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或被排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非永久性植入装置.按使用的目的或用途,医用高分子材料还可分为心血管系统、软组织及硬组 织等修复材料。用于心血管系统的医用高分子材料应当着重要求其抗凝血性好,不破坏红细胞、血小板,不改变血液中的蛋白并不干扰电解质等。&&& 2.2.3 医用无机非金属材料或称为陶瓷。医用非金属材料,又称陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属材料。此类材料性能稳定,具有良好的相容性。一般来说,陶瓷主要包括惰性陶瓷、活性陶瓷和功能活性陶瓷三类。其中惰性陶瓷和活性陶瓷在前面已经简要作了介绍,而功能活性陶瓷是近年来提出的一个新概念.随着陶瓷材料研究的深入和越来越多医学问题的出现,对陶瓷材料的要求也越来越高。原先的陶瓷材料无论是惰性的还是活性的,强调的是材料在体内的组织力学环境和生化环境的适应性,而现在组织电学适应性和能参与体物质、能量交换的功能已成为材料应具备的条件。因此,又提出了功能活性材料的概念。它主要包括以下两类:(1)模拟性陶瓷材料 该类材料是将天然有机物(如骨胶原、纤维蛋白以及骨形成因子等)和无机材料复合,来模拟人体硬组织成分和结构,以改善材料的力学性能和手术的可操作性,并能发挥天然有机物的促进人体硬组织生长的特性。(2)带有治疗功能的陶瓷复合材料 该类材料是利用骨的压电效应能刺激骨折愈合的特点,使压电陶瓷与活性陶瓷复合,在进行骨置换的同时,利用体自身运动对置换体产生的压电效应来刺激骨损伤部位的早期硬组织生长。具体来说是由于肿瘤中血管供氧不足,当局部被加热到43~45℃时,癌细胞很容易被杀死。现在最常用的是将铁氧体与活性陶瓷复合,填充在因骨肿瘤而产生的骨缺损部位,利用外加交变磁场,充填物因磁滞损耗而产生局部发热,杀死癌细胞,又不影响周围正常组织。现在,功能活性陶瓷的研究还处于探索阶段,临床应用鲜有报道,但其发展应用前景是很光明的。各种不同种类的陶瓷的、和性能差别很大,在医学领域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的发展前途.临床应用中,陶瓷存在的主要问题是强度和韧性较差.氧化铝、氧化锆陶瓷耐压、耐磨和稳定性比金属、有机材料都好,但其脆性的问题也没有得到解决。活性陶瓷的强度则很难满足人体承力较大部位的需要。&&& 2.2.4 医用复合材料此类材料在2.1.4 中已有介绍,此处不再详述 &&& 2.2.5 衍生材料衍生材料是由经过特殊处理的天然组织形成的医用材&&& 料,也称为再生材料.组织可取自同种或异种动物体的组织. 特殊处理包括维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消除抗原性的轻微处理,以及拆散原有构型、重建新的形态的强烈处理.由于经过处理的组织已失去生命力,衍生材料是无生命力的材料. 但是,由于衍生材料或是具有类似于自然组织的构型和功能,或是其组成类似于自然组织,在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆增强剂和血液透析膜等.&&& 3. 材料的性能评价 目前关于材料性能评价的研究主要集中在相容性方面.因为相容性是材料研究中始终贯穿的主题.它是指生命体组织对材料产生反应的一种性能,该材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性.现在普遍认为,相容性包括两大原则,一是安全性原则,二是功能性原则.安全性是植入体内的材料要满足的首要性能,是材料与宿主之间能否结合完好的关键.关于材料学评价标准的研究始于20 世纪70 年代,目前形成了从细胞水平到整体动物的较完整的评价框架.国际标准化组织(ISO)以 10993编号发布了17个相关标准,同时对学评价方法也进行了标准化.迫于现代社会动物保护和减少动物试验的压力,国际上各国专家对体外评价方法进行了大量的研究,同时利用现代分子学手段来评价材料的安全性、使评价方法从整体动物和细胞水平深入到分子水平.主要在体外细胞毒性试验、遗传性和致癌性试验以及血液相容性评价方法等方面进行了一些研究.但具体评价方法和指标都未统一,更没有标准化.随着对材料相容性的深入研究,人们发现评价材料对功能的影响也很重要.关于这一方面的研究主要是体外法。具体来说侧重于对细胞功能的影响和分子学评价方面的一些研究。总之,关于功能性的原则是提出不久的一个新的材料的评价方面,它必将随着研究的不断深入而向前发展.而涉及材料的稳定性、疲劳性能、摩擦、磨损性能的材料在人体内长期埋植的稳定性是需要开展评价研究的一个重要方面。&&& 4 材料的发展趋势展望 材料是20 世纪新兴学科中最耀眼的新星之一。现在,材料已成为一门与人类现代医疗保健系统密切相关的边缘学科。其重要性不仅因为它与人类自身密切相关,还因为它跨越了材料、医学、、和现代高科技等诸多学科领域。现在对于该材料的研究已从被动地适应环境发展到有目的地设计材料,以达到与组织的有机连接。并随着生命和材料的发展,材料必将走向功能性半生命方向。材料的临床应用已从短期的替换和填充发展成永久性牢固种植,并与其它高科技(如电子技术、信息处理技术)相结合,制备富有应用潜力的医疗器械。材料的研究在世界各国也日益受到重视.四年一次的世界材料大会代表着国际上材料研究的发展动态和目前的水平。分析认为,以下几个方面是材料今后研究发展的几个主要方向:&&& (1)发展具有主动诱导、激发人体组织和器官再生修复功能的,能参与人体能量和物质交换产生相互结合的功能性活性材料,将成为材料研究的主要方向之一。&&& (2)把陶瓷与高分子聚合物或玻璃进行二元或多元复合,来制备接近人体骨真实情况的骨修复或替代材料将成为研究的重要方向之一。&&& (3)制备接近天然人骨形态的、纳微米相结合的、用于承重的、多孔型复合材料将成为方向之一。&&& (4)用于延长药效时间、提高药物效率和稳定性、减少用量及对机体的毒副作用的药物传递材料将成为研究热点之一。&&& (5)血液相容性人工脏器材料的研究也是突破方向之一。&&& (6)如何能够制备出纳米尺寸的材料的工艺以及纳米材料本身将成为研究热点之一。&&& (7)关于材料的评价技术的研究将成为该领域中的重要分支。&&& 我们在麻醉学的领域利用医学工程技术,制造出更符合临床需要的麻醉学应用材料为患者的健康服务。走出单一层面的麻醉、监护、急救,也应与医学工程专家共同合作,创造麻醉领域的研究新局面。在临床麻醉研究领域不是单一的去应用产品,而是引导应用产品的研究、开发与生产。如气道保护、脑神经系统保护、血液保护、透皮药物、缓释药物、控释药物、智能靶向给药系统、传感器、疼痛治疗、神经再生与康复产品、机体内环境的持续监控、更深层面的生命指征监测等等,这些都需要麻醉学专家与医学工程专家共同合作,发挥麻醉学科的优势,不断提出研究的新思路、新课题,达到为人类健康服务的目的。
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【摘要】本文综述了中药当归的药理作用,主要有保护心脏、抗心律失常、抗动脉粥样硬化心肌梗死,抑制平滑肌,抗血小板聚集,抗炎作用,增强机体免疫功能,脑缺血损伤的保护,抗肿瘤,使细胞增殖,保护肝脏和肾脏等作用【关键词】当...（）
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