聚對苯二甲酸乙二醇酯課件

北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)用材料北京實驗室丁雪佳2015.7.5醫(yī)用高分子新型材料現(xiàn)狀及前景北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院醫(yī)用高分子新型材料現(xiàn)狀及前景目錄一、生物醫(yī)用高分子材料二、國內(nèi)外最新技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢三、研究方向及主要內(nèi)容3.1、即配型多室輸液袋技術(shù)3.2、新增塑劑的生物醫(yī)用材料3.3、抗菌、防凝血經(jīng)外周靜脈置入中心導(dǎo)管制備3.4、生物醫(yī)用材料的表界面設(shè)計及治療技術(shù)3.5、隱形口腔用正畸材料的制備目錄一、生物醫(yī)用高分子材料3.1、即配型多室輸液袋技術(shù)Part1一、生物醫(yī)用高分子材料Part1一、生物醫(yī)用高分子材料生物醫(yī)用材料是指具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、檢查、治療疾患等醫(yī)療、保健領(lǐng)域,而對人體組織、血液不致產(chǎn)生不良影響的材料，指“以醫(yī)療為目的，用于與組織接觸以形成功能的無生命的材料”。生物醫(yī)用高分子材料是生物醫(yī)用材料的一個重要組成部分，是一類用于診斷、治療和器官修復(fù)與再生的材料，具有延長病人生命、提高病人生存質(zhì)量的作用，是材料科學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)交叉的發(fā)展領(lǐng)域。其研究與開發(fā)既有重大的社會需求，也有重大的經(jīng)濟(jì)需求。生物醫(yī)用材料是指具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官外科生物醫(yī)用材料的研究與開發(fā)也得到了國家相關(guān)部門的高度重視，“十五”和“十一五”國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃（“973”）都設(shè)立了生物醫(yī)用材料的研究項目。醫(yī)用高分子材料屬于一種特殊的功能高分子材料，一般對其性能有一定的要求：

1、安全性，必須無毒或低副作用

2、物理、化學(xué)和機械性能達(dá)到設(shè)計與功能的要求。

3、適應(yīng)性:材料間的適應(yīng)性，生物相容性、血液相容性及組織的相容性。

4、特殊功能:抗感染、抗凝血、生物降解、生物活性、透析過濾吸附功能、抗血栓、

藥物控釋、形狀記憶等。醫(yī)用新型材料一般在原有材料基礎(chǔ)上針對上述特殊功能中的一項或幾項改性而來，

或針對特殊功能中的一項或幾項新合成而來。生物醫(yī)用材料的研究與開發(fā)也得到了國家相關(guān)部門的高度重視，血液相容性及抗凝血性1．血液相容性是聚合物性質(zhì)的多參量函數(shù).在這個意義上,制備理想的血液相容性聚合物具有相當(dāng)高的難度.因此,如何改善和提高材料的血液相容性和抗凝血性能仍是基礎(chǔ)研究和材料制備的關(guān)鍵問題。一、醫(yī)用高分子材料血液相容性及抗凝血性1．血液相容性是聚合物性質(zhì)由于生物材料和血液接觸主要是在材料的表面層上,所以研制抗凝血材料的主要工作是對材料表面進(jìn)行合成設(shè)計，常用的方法是對材料進(jìn)行表面修飾。如：聚乙醇（PVA）、聚氨酯等通過等離子體表面接枝技術(shù)在其表面接枝肝素、胰素或乙烯類親水單體增強其抗凝血性。聚氨酯表面原位合成類肝素物質(zhì)增強其抗凝血性。血液相容性及抗凝血性1．一、醫(yī)用高分子材料及其改性由于生物材料和血液接觸主要是在材料的表面層上,血液相容性及抗凝血性1．一、醫(yī)用高分子材料及其改性另一方面，尋求其它種類的表面修飾機理及方法也是最近的熱點。聚合物材料表面可逆吸附的白蛋白層具有良好的抗感染和抗凝血性能，采用大分子單體技術(shù)合成了以聚甲基丙烯酸甲酯為主鏈，聚氧乙烯鏈為側(cè)鏈，末端為白蛋白誘導(dǎo)吸附基團(tuán)的十八烷基功能聚合物聚甲基丙烯酸甲酯接枝十八烷基聚氧乙烯白蛋白原位復(fù)合生物醫(yī)用材料。血液相容性及抗凝血性1．一、醫(yī)用高分子材料及其改性另一方面

抗感染性2．由于醫(yī)用高分子材料往往不具有抗感染性能,常常因細(xì)菌感染而帶來諸多綜合病癥,給人類造成大量的損失。如何提高醫(yī)用高分子材料的抗感染性能已成為高分子研究的一大方向?；诟腥緳C理,目前主要通過抑制細(xì)菌生物膜的形成和對已形成穩(wěn)態(tài)的生物膜用能通過擾亂破壞生物膜的營養(yǎng)體和繁殖體將細(xì)菌殺死兩方面來進(jìn)行防治。也就是說,人們通過兩種方法對材料表面進(jìn)行不同的改性,一是通過阻止細(xì)菌粘附達(dá)到抗菌效果;二是通過干擾細(xì)菌細(xì)胞的組成取得殺菌效果。一、醫(yī)用高分子材料及其改性抗感染性2．由于醫(yī)用高分子材料往往不具有抗通過表面改性使生物醫(yī)用材料具有良好的抗菌能力，是抗菌生物材料發(fā)展和研究的方向。通過光化學(xué)固定法在生物材料的表面偶聯(lián)上抗微生物肽、抗菌素等,可以大大地降低材料表面的細(xì)菌群落數(shù),從而達(dá)到防止生物材料植入體內(nèi)而引起感染的可能性。層層自組裝技術(shù)與光化學(xué)修飾相結(jié)合的方法在聚氨酯表面固定多糖衍生物，抑制大腸桿菌。另外，比較熱的表面修飾抗菌劑還有納米銀及納米二氧化鈦等?？垢腥拘?．一、醫(yī)用高分子材料及其改性通過表面改性使生物醫(yī)用材料具有良好的抗菌能力，藥物控釋能使藥物在血液中保持對疾病治療所需的最低濃度，保持血藥濃度恒定，避免了偏高時藥物中毒、偏低時治療無效的問題。目前用作藥物載體的材料主要包括高分子凝膠、聚乳酸(PLA)/乳酸-羥基乙酸(PLGA)、殼聚糖及其衍生物、絲素蛋白等。聚乳酸和聚乳酸-羥基乙酸是一種生物可降解高分子材料,具有生物相容性、生物可降解性、降解產(chǎn)物無毒等優(yōu)點,用作藥物控釋載體材料時,可通過調(diào)節(jié)聚乳酸的降解速率改變釋放速率,提高藥效。它是經(jīng)美國食品藥品監(jiān)理局（FDA）批準(zhǔn)用作醫(yī)用手術(shù)縫合線以及注射用微囊、微球、埋植劑等制劑的材料。藥物控釋3．一、醫(yī)用高分子材料及其改性藥物控釋能使藥物在血液中保持對疾病治療所需的最殼聚糖具有很好的吸附性、成膜性和通透性,較低相對分子質(zhì)量的水溶性殼聚糖更易在體內(nèi)降解,不易積聚,以殼聚糖為載體材料制備納米粒、微球等給藥系統(tǒng)是近年來的研究熱點。殼聚糖廣泛應(yīng)用于消化道系統(tǒng)疾病、心血管疾病，用作抗感染藥物緩釋載體和抗癌藥物的緩釋載體，可制備殼聚糖膜、殼聚糖納米、殼聚糖微球、殼聚糖片劑或顆粒。藥物控釋3．一、醫(yī)用高分子材料及其改性殼聚糖具有很好的吸附性、成膜性和通透性,較低相天然高分子材料絲素蛋白無毒、無刺激,具有良好的物理、化學(xué)、生物學(xué)性能,與人體有較好的組織相容性,在負(fù)載與釋放藥物時,具有一定程度的pH值響應(yīng)性和酶分解性。一般通過化學(xué)修飾、添加其他化合物等方法,提高絲素蛋白的性質(zhì),增加絲素蛋白質(zhì)對藥物的吸附釋放功能。藥物控釋3．一、醫(yī)用高分子材料及其改性天然高分子材料絲素蛋白無毒、無刺激,具有良好的

形狀記憶4．形狀記憶高分子材料已經(jīng)成為一種新型的生物醫(yī)用智能材料，它能夠根據(jù)不同應(yīng)用進(jìn)行性能設(shè)計，以滿足生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)Σ牧隙喙δ艿囊?。形狀記憶高分子材料可以通過多種刺激，例如：熱、光、電、磁等方式被激發(fā)，實現(xiàn)其生物醫(yī)學(xué)功能。形狀記憶高分子材料可以滿足新型外科手術(shù)、新型醫(yī)療器械對材料特殊功能的要求。一、醫(yī)用高分子材料及其改性形狀記憶4．形狀記憶高分子材料已經(jīng)成為一種聚合物形狀回復(fù)力來源于大分子網(wǎng)絡(luò)的熵彈力。聚合物形狀回復(fù)力來源于大分子網(wǎng)絡(luò)的熵彈力。

目前，形狀記憶高分子材料已經(jīng)有外科手術(shù)、心血管支架、泌尿系統(tǒng)、腦部手術(shù)和牙齒正畸等多個領(lǐng)域的應(yīng)用報道。目前，形狀記憶高分子材料已經(jīng)有外科手術(shù)、心血管支架、

生物活性5．聚磷腈具有良好的生物相容性或生物活性，容易在生物體內(nèi)降解為氨、磷酸鹽等無毒小分子，因而受到藥物與生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。世界各圍的研究小組對于聚磷腈生物醫(yī)用材料的改性及應(yīng)用主要集中于高分子藥物、藥物控制釋放載體及組織工程材料三個方面。一、醫(yī)用高分子材料及其改性生物活性5．聚磷腈具有良好的生物相容性或生

生物降解6．由于人們對環(huán)保的要求越來越高，生物降解醫(yī)用高分子材料的研究受到廣泛的關(guān)注。于上世紀(jì)九十年代末剛實現(xiàn)工業(yè)化的聚乳酸（PLA）是最有發(fā)展前景的一種，它是一種真正的新型綠色高分子材料，也是目前綜合性能最出色的環(huán)保醫(yī)用高分子材料。同時它也是脂肪族聚酯類高分子家族中最出名的一種。一、醫(yī)用高分子材料及其改性生物降解6．由于人們對環(huán)保的要求越來越高，生物降解醫(yī)用高生物降解6．近年來,聚磷酸酯類生物降解高分子材料的研究也常活躍,尤其是作為藥物緩釋材料方面的合成與應(yīng)用。事實上,聚磷酸酯是一種生物相容性好、結(jié)構(gòu)較易進(jìn)行修飾和功能化的生物降解高分子。聚磷腈具有良好的生物相容性或生物活性，容易在生物體內(nèi)降解為氨、磷酸鹽等無毒小分子，因而受到藥物與生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。是一種新型生物降解醫(yī)用高分子材料。一、醫(yī)用高分子材料及其改性生物降解6．近年來,聚磷酸酯類生物降解高分子材

聚原酸酯，是一類合成的非均相降解機制的高分子,由于其主鏈上含有酸敏感的原酯鍵,所以可以通過加入酸性或堿性賦形劑控制其降解釋藥行為。聚碳酸酯、聚酸酐是表面浸蝕材料,主要用于藥物控釋體系。同樣也是可降解醫(yī)用高分子家族的成員。生物降解6．一、醫(yī)用高分子材料及其改性聚原酸酯，是一類合成的非均相降解機制的高分

聚對二氧六環(huán)酮（PDS），合成始于70年代后期，比PLA和PGA晚十幾年,臨床應(yīng)用也剛剛起步,但因其獨特的物理及生物特性被醫(yī)學(xué)界公認(rèn)為是骨折內(nèi)固定材料的首選材料。聚對二氧六環(huán)酮內(nèi)固定物在骨組織中是完全可吸收的,隨著聚合物的降解,新骨沉淀在固定物內(nèi)。生物降解6．一、醫(yī)用高分子材料及其改性聚對二氧六環(huán)酮（PDS），合成始于70年

多功能材料7.很多時候，單一的功能不在滿足設(shè)計與功能的要求，而功能的復(fù)合化恰能滿足要求。而最能代表材料功能復(fù)合化優(yōu)勢的是有機硅材料和聚氨酯材料。一、醫(yī)用高分子材料及其改性多功能材料7.很多時候，單一的功能不在滿足

醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅材料無論從異物反應(yīng)，血液相容性，尤其是抗血凝性和組織相容性等方面，有機硅材料(特別是硅橡膠)均表現(xiàn)出獨特的優(yōu)越性，因而它成為目前應(yīng)用最廣、價值最大的一種醫(yī)用高分子材料。醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅材料無論從異物反醫(yī)用有機硅材料應(yīng)用于長期埋藏于人體內(nèi)作為器官或組織代用品，如人造球型二尖瓣、人工角膜等。醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅材料應(yīng)用于長期埋藏于人體內(nèi)作為器官或醫(yī)用有機硅材料應(yīng)用于短期留置于人體某個部位，起到相關(guān)作用的如靜脈插管、導(dǎo)尿管等。靜脈插管醫(yī)用有機硅7.1導(dǎo)尿管醫(yī)用有機硅材料應(yīng)用于短期留置于人體某個部位，起醫(yī)用有機硅作為藥物載體留置于體內(nèi)，長期發(fā)揮藥效如輸藥泵和硅橡膠長效避孕環(huán)等；輸藥泵醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅作為藥物載體留置于體內(nèi)，長期發(fā)揮藥效

醫(yī)用有機硅作為醫(yī)療器械上的關(guān)鍵性組成部件如人工心肺機輪血泵管、膜式人工肺等；作保護(hù)皮膚涂層如各種聚硅氧烷油膏。心肺機輪血泵管膜式人工肺醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅作為醫(yī)療器械上的關(guān)鍵性組成部件如人工醫(yī)用聚氨酯7.2由于其突出的物理機械性能、良好的生物相容性、血液相容性、抗凝血性以及方便的加工工藝，在醫(yī)學(xué)上有著廣泛的應(yīng)用，尤其近30年來開發(fā)出的熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)更是受到普遍的關(guān)注，其應(yīng)用范圍不斷擴大，得到醫(yī)學(xué)界的肯定。醫(yī)用聚氨酯7.2由于其突出的物理機械性能、良好的生物聚氨酯醫(yī)用制品種類繁多，涉及臨床各科室，主要應(yīng)用于植入制品如人工心臟、人工心臟瓣膜等。人工心臟人工心臟瓣膜醫(yī)用聚氨酯7.2聚氨酯醫(yī)用制品種類繁多，涉及臨床各科室，主要應(yīng)用醫(yī)用聚氨酯還主要應(yīng)用于導(dǎo)管類制品如J型導(dǎo)管(豬尾巴管)、血液透析插管(分短期、長期兩種)等。J型管血液透析插管醫(yī)用聚氨酯7.2醫(yī)用聚氨酯還主要應(yīng)用于導(dǎo)管類制品如J型導(dǎo)管(豬醫(yī)用聚氨酯還應(yīng)用于膜類制品如醫(yī)用手術(shù)膜、透明敷料膜、人造皮膚等。醫(yī)用手術(shù)膜人造皮膚醫(yī)用聚氨酯7.2醫(yī)用聚氨酯還應(yīng)用于膜類制品如醫(yī)用手術(shù)膜、透明敷

材料智能化8.智能高分子材料能夠響應(yīng)外界環(huán)境的微小刺激,引起自身構(gòu)象,極性,相結(jié)構(gòu),組成結(jié)構(gòu)等物理化學(xué)變化,表現(xiàn)出“智能”的特性,已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。而智能水凝膠體系,智能載藥體系和智能識別體系在智能化方面發(fā)展較為迅速。一、醫(yī)用高分子材料及其改性材料智能化8.智能高分子材料能夠響應(yīng)外界環(huán)

智能水凝膠體系8.1水凝膠按來源分天然與合成兩類。

天然凝膠主要來源于膠原、透明質(zhì)酸、殼聚糖、纖維蛋白等。

合成凝膠主要是由聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚二醇(PEG)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺(PAAM)、聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)等一系列水溶性聚合物通過物理或化學(xué)交聯(lián)而成,在水中溶脹而不溶解的三維凝膠。智能水凝膠按照響應(yīng)環(huán)境的不同可分為溫度敏感水凝膠、pH敏感水凝膠、電場敏感水凝膠、光敏感水凝膠、壓力敏感水凝膠和復(fù)合敏感水凝膠等.智能水凝膠體系8.1水凝膠按來源分天然與合成兩類。溫度敏感性聚合物都存在有一臨界溶解溫度。常見的聚丙烯酰胺類聚合物在某一特定溫度以上,其水溶液發(fā)生相分離，

這一溫度稱為低臨界溶解溫度(lowercriticalsolutiontemperature,LCST)。聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)是其中研究最廣泛的溫敏性聚合物之一。智能水凝膠體系8.1溫度敏感性聚合物都存在有一臨界溶解溫度。常見的

智能載藥體系8.2智能載藥體系就是這些藥物載體能夠按病灶信號如pH,溫度,或生物分子的變化定時定量定點地釋放藥物以達(dá)到治療的效果。這些類智能載藥體系主要有pH響應(yīng)載藥體系，溫度響應(yīng)載藥體系、葡萄糖響應(yīng)載藥體系、抗原響應(yīng)載藥體系、靶向載藥體系。智能載藥體系8.2智能載藥體系就是這些藥物

智能載藥體系8.3制備具有分子識別功能的高分子最直接的方法就是把官能化的智能高分子和生物活性分子通過化學(xué)鍵鍵合,形成生物鍵合/雜化體系.能夠用于生物鍵合的生物分子包括有：蛋白質(zhì)和多肽,糖和多糖,單/雙鏈寡聚核苷酸和質(zhì)粒DNA,簡單脂類和磷脂,以及一些廣譜的識別受體和藥物分子。目前主要有分子識別親和沉淀體系、分子印跡體系等。智能載藥體系8.3制備具有分子識別功能的高Part2二、國內(nèi)外最新技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢Part2二、國內(nèi)外最新技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢

醫(yī)用高分子材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如此迅猛，主要動力來自于人口老齡化、中青年創(chuàng)傷的增多、疑難疾病患者的增加和高新技術(shù)的發(fā)展。醫(yī)用高分子材料的研究與開發(fā)被許多國家列入高技術(shù)關(guān)鍵新材料發(fā)展計劃，并迅速成為國際高技術(shù)制高點之一。中國作為世界人口最多的國家，醫(yī)用高分子材料的市場潛力十分巨大。中國醫(yī)用高分子材料研制和生產(chǎn)迅速發(fā)展，總產(chǎn)值的增長率遠(yuǎn)高于國民經(jīng)濟(jì)平均發(fā)展速度。動輒上萬元進(jìn)口材料的價格決定了中國必須加強具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物材料的研究開發(fā)與產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用。隨著人民生活水平的提高和對生命質(zhì)量的追求,我國對醫(yī)用高分子材料的需求也會不斷增加。醫(yī)用高分子材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如此迅猛，主要動力目前使用的人工臟器，大多數(shù)只有“效應(yīng)器”的功能，即人工臟器必須與有功能缺陷的生物體共同協(xié)作，才能保持體內(nèi)平衡。研究的方向是使人工臟器永久的植入體內(nèi)，完全取代病變的臟器。這就要求高分子材料本身具有生物功能。一、國內(nèi)外最新技術(shù)人工臟器的生物功能化、小型化、體植化1．目前使用的人工臟器，大多數(shù)只有“效應(yīng)器”的功能，即人迄今為止，尚無一種醫(yī)用高分子材料具有完全抗血栓的性能。許多人工臟器的植換手術(shù)就是因為無法解決凝血問題而歸于失敗。因此，盡快解決醫(yī)用高分子材料的抗血栓問題已成為醫(yī)用高分子材料發(fā)展的一個關(guān)鍵性問題，受到各國科學(xué)家的重視。高抗血栓性材料的研制2．一、國內(nèi)外最新技術(shù)迄今為止，尚無一種醫(yī)用高分子材料具有完全抗血栓的性能醫(yī)用高分子材料所涉及到的材料大部分限于已工業(yè)化的高分子材料，這顯然不能適應(yīng)和滿足十分復(fù)雜的人體各器官的功能。因此，發(fā)展適合醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特殊要求的新型、專用高分子材料，已成為廣大化學(xué)家和醫(yī)學(xué)專家共識。目前研究開發(fā)混合型人工臟器，即將生物酶和生物細(xì)胞固定在合成高分子材料上，制取有生物活性的人工臟器的工作，已經(jīng)取得了相當(dāng)大的成就。發(fā)展新型醫(yī)用高分子材料3．一、國內(nèi)外最新技術(shù)醫(yī)用高分子材料所涉及到的材料大部分限于已工業(yè)化的高分高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用雖已取得了很大的成就，但很多尚處于試驗階段。如何將已取得的成果迅速推廣到臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用，以拯救更多患者的生命，需要高分子材料界與醫(yī)學(xué)界的通力合作。推廣醫(yī)用高分子的臨床應(yīng)用4．一、國內(nèi)外最新技術(shù)高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用雖已取得了很大的成就，但很過去15年來，國際醫(yī)用高分子制品市場的年均增長率高達(dá)15%～18%，在各種醫(yī)療器械產(chǎn)品市場年增長率中名列前茅。近年來，一些國產(chǎn)醫(yī)用高分子制品的優(yōu)勢逐漸減小，出口產(chǎn)品仍以低端為主，而對于市場需求量較大、價格較高的介入導(dǎo)管、腎透析器等高端醫(yī)用產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，亟待加強。

20世紀(jì)80年代，國內(nèi)企業(yè)仿制國外的PVC一次性注射器獲得成功。由于一次性注射器的生產(chǎn)工藝相對簡單、所需資金不多、技術(shù)含量低和容易投產(chǎn)等原因，90年代，全國有上千家企業(yè)紛紛上馬一次性注射器項目，從而使我國迅速發(fā)展成為全球最大的一次性注射器生產(chǎn)國和出口國，而一次性注射器也迅速成為國內(nèi)產(chǎn)量最大的醫(yī)療器械產(chǎn)品。然而，經(jīng)過市場的大浪淘沙，目前僅剩下300多家公司在生產(chǎn)一次性注射器。2012年，我國一次性注射器出口均價只有每支0.18～0.22元人民幣。這一價格已接近成本價，出口企業(yè)只能掙得一點出口退稅。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距1．過去15年來，國際醫(yī)用高分子制品市場的年均增長率高達(dá)12.1加強高端醫(yī)用導(dǎo)管研發(fā)和生產(chǎn)

醫(yī)用導(dǎo)管(插管)類產(chǎn)品是我國僅次于一次性注射器的第二大出口醫(yī)用塑料制品。據(jù)估計，全國醫(yī)用塑料導(dǎo)管總產(chǎn)量達(dá)20億支左右，不少導(dǎo)管類塑料制品的產(chǎn)量和出口量在國際市場上領(lǐng)先，但是，這些產(chǎn)品的附加值不高，大多為低值易耗品類導(dǎo)管(這與我國一次性注射器的情況相似)。而我國每年實施十余萬例心血管支架植入手術(shù)，做這類手術(shù)必須使用可擴張氣囊和心血管介入塑料導(dǎo)管，這種高檔導(dǎo)管產(chǎn)品我國至今生產(chǎn)較少，而主要是從美國大量進(jìn)口――這就是為何在國內(nèi)醫(yī)院做一次植入心血管支架手術(shù)要花數(shù)萬元人民幣的原因。進(jìn)口導(dǎo)管和支架價格昂貴，普通工薪階層難以承受。國內(nèi)需求狀況2．二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距2.1加強高端醫(yī)用導(dǎo)管研發(fā)和生產(chǎn)國內(nèi)需求狀況2．二、國內(nèi)外

2.2開發(fā)高檔高分子材料是當(dāng)務(wù)之急從醫(yī)用高分子材料的生產(chǎn)和消耗情況上可以判斷一個國家醫(yī)用高分子制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度。目前，發(fā)達(dá)國家制造的醫(yī)用高分子材料有90多種，包括硅橡膠、聚氨酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚烯烴類、聚碳酸酯、聚醚、聚砜、聚丙烯酸酯等。而我國聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚、聚砜等價格相對較高的醫(yī)用高分子材料的年消耗量大大低于歐美、日本等發(fā)達(dá)國家。這表明我國在醫(yī)用高分子制品的技術(shù)水平上與發(fā)達(dá)國家存在很大差距。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.2開發(fā)高檔高分子材料是當(dāng)務(wù)之急二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平2.3加工成型技術(shù)----3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)(又稱3D快速成型技術(shù)或增材制造技術(shù))是20世紀(jì)80年代后期開始逐漸興起的一項新興制造技術(shù)，它是指在計算機控制下，根據(jù)物體的計算機輔助設(shè)計(CAD)模型或計算機斷層掃描(CT)等數(shù)據(jù)，通過材料的精確3D堆積，快速制造任意復(fù)雜形狀3D物體的新型數(shù)字化成型技術(shù)。

3D打印技術(shù)的基本制造過程是按照“分層制造、逐層疊加”的原理。例如，可以根據(jù)CT等成像數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機3D建模轉(zhuǎn)換后，再以STL格式文件輸入到計算機系統(tǒng)中，并分層成二維切片數(shù)據(jù)，通過計算機控制的3D打印系統(tǒng)進(jìn)行逐層打印，疊加后最終獲得三維產(chǎn)品。目前應(yīng)用較多的3D打印技術(shù)主要包括光固化立體印刷(SLA)、熔融沉積成型(FDM)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)和三維噴印(3DP)等。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.3加工成型技術(shù)----3D打印技術(shù)二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.3.1生物3D打印技術(shù)及產(chǎn)品特性

生物3D打印技術(shù)原理及方法。20世紀(jì)以來，科技的發(fā)展使人們對生命的產(chǎn)生機理和生物體的微觀結(jié)構(gòu)有了更深入的了解。在體外構(gòu)建具有一定生物功能的組織和器官，用于病損組織和器官的修復(fù)替代成為了令人矚目的科學(xué)前沿，它對傳統(tǒng)的制造業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。生物制造就是在這樣的背景和需求下提出并發(fā)展起來的。雖然這一概念在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)有人提出，但是直到最近幾年，隨著生命科學(xué)與制造科學(xué)的快速發(fā)展，尤其是基于離散-堆積原理的生物制造技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域的日益廣泛應(yīng)用，其定義才逐漸清晰明確起來。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.3.1生物3D打印技術(shù)及產(chǎn)品特性二、國生物3D打印共分為4個層次：體外模型制造永久性可植入物制造細(xì)胞間接裝配制造細(xì)胞直接裝配制造相關(guān)產(chǎn)品見

圖1

所示。生物3D打印共分為4個層次：聚對苯二甲酸乙二醇酯課件

藥物控釋支架美國麻省理工學(xué)院（MIT）對使用三維印刷（3DP）工藝制備藥物控釋支架進(jìn)行了研究，用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料制備了支架結(jié)構(gòu)，對其生物相容性、降解性和藥物控釋性能進(jìn)行了測試。這種支架同樣有可能應(yīng)用于生物因子的控釋。在組織器官制造過程中，生物因子根據(jù)設(shè)計要求的可控緩釋對于組織器官的生長起著重要的調(diào)控作用。藥物控釋支架清華大學(xué)以聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）/三氯苯酚（TCP）為原料，采用低溫沉積制造工藝制成的支架，復(fù)合bBMP、bFGF等生長因子，成功修復(fù)了兔橈骨15mm節(jié)段性骨缺損和犬橈骨20mm節(jié)段性缺損，修復(fù)后的橈骨具有與正常橈骨接近的性能，相關(guān)實驗前后對比見圖3。目前，該產(chǎn)品正申報臨床實驗批號。活性大段人工骨清華大學(xué)以聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）/三氯苯清華大學(xué)利用低溫沉積制造工藝將PLGA制成多孔支架。在體外將誘導(dǎo)分化得到的軟骨細(xì)胞復(fù)合到PLGA支架上進(jìn)行培養(yǎng)，得到活性人工軟骨。在兔的髕股關(guān)節(jié)股骨髁部造成直徑4mm、深達(dá)髓腔的缺損，將活性人工軟骨植入，通過24周的觀察，發(fā)現(xiàn)活性人工軟骨很好地修復(fù)了兔關(guān)節(jié)軟骨缺損，在新生軟骨形成的同時，PLGA支架被逐漸降解吸收?；钚匀斯ぼ浌敲绹鳦lemson大學(xué)基于熱敏材料固化工藝，改裝了噴墨打印機，用熱可逆凝膠和倉鼠卵巢細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)液代替墨水，開發(fā)了一種多噴頭細(xì)胞打印裝置。清華大學(xué)基于分級孔隙結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用天然明膠和纖維蛋白原的分布復(fù)合交聯(lián)工藝，開發(fā)了細(xì)胞受控裝配工藝，制備了大尺寸的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)體。此外，清華大學(xué)生物制造工程研究所還開展了三維打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)方面的多項應(yīng)用研究，包括計算機輔助復(fù)雜骨科手術(shù)、顱骨修復(fù)、小耳畸形修復(fù)和口腔正畸等。細(xì)胞集合體直接裝配清華大學(xué)利用低溫沉積制造工藝將PLGA制成多孔支架。國內(nèi)需求狀況2．2.3.2北京市形成生物3D打印產(chǎn)業(yè)存在的問題通過深入調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，北京市發(fā)展生物3D打印產(chǎn)業(yè)鏈有如下存在5點問題：1、前沿的研究工作與落后的產(chǎn)品化工作并存。

北京市擁有全國大多數(shù)參與生物3D打印的重點研究單位，基礎(chǔ)性研究工作不僅居于國內(nèi)前列，而且部分已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。例如，細(xì)胞3D打印技術(shù)，具有孔隙梯度結(jié)構(gòu)和優(yōu)良生物活性的組織工程支架制造技術(shù)等。但是，相關(guān)產(chǎn)品化的工作卻未開展。又如，在用于診斷和手術(shù)規(guī)劃的體外復(fù)雜三維模型制造方面，有著巨大的市場需求，但在臨床上的應(yīng)用仍然較少。上海交通大學(xué)很早就開展了數(shù)字制造技術(shù)和臨床醫(yī)學(xué)相結(jié)合的研究，成立了數(shù)字醫(yī)學(xué)教育部工程研究中心，開創(chuàng)了制造領(lǐng)域與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域結(jié)合的成功范例，率先開展醫(yī)工結(jié)合研究，積極推進(jìn)了上海市的數(shù)字化臨床技術(shù)。再如，我國處于牙齒矯正最佳時機的青少年約5000萬人，基于個性化體外模型3D打印的隱形牙矯正技術(shù)的市場需求也十分巨大，但北京市的相關(guān)工作開展得不足。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.3.2北京市形成生物3D打印產(chǎn)業(yè)存在的國內(nèi)需求狀況2．2.3.5北京市形成生物3D打印產(chǎn)業(yè)存在的問題通過深入調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，北京市發(fā)展生物3D打印產(chǎn)業(yè)鏈有如下存在5點問題：2、研究單位能夠通力合作但與下游應(yīng)用單位脫節(jié)。

北京市范圍內(nèi)清華大學(xué)（生物制造工程研究所、生物科學(xué)與技術(shù)系等）、解放軍總醫(yī)院、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院整形醫(yī)院、北京市積水潭醫(yī)院、北京市口腔醫(yī)院、阜外醫(yī)院等自2000年起，在生物3D打印技術(shù)及其應(yīng)用方面開展了跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的科研合作。但是，這些研究往往以研究生的課題為主，沒有持續(xù)下去，不但缺少產(chǎn)業(yè)下游單位對接，而且與下游生產(chǎn)單位脫節(jié)。許多投資人對這些項目很感興趣，但是由于他們的企業(yè)沒有醫(yī)學(xué)資質(zhì)，如果要取得資質(zhì)，至少要花費六七年的時間，無形中延長了實現(xiàn)從項目到產(chǎn)品化的時間，也使投資人望而卻步。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.3.5北京市形成生物3D打印產(chǎn)業(yè)存在的國內(nèi)需求狀況2．2.3.5北京市形成生物3D打印產(chǎn)業(yè)存在的問題通過深入調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，北京市發(fā)展生物3D打印產(chǎn)業(yè)鏈有如下存在5點問題：3、支持渠道多但支持力度嚴(yán)重不足。

北京市3D生物打印研究得到了多方面的資金支持。隨著我國經(jīng)濟(jì)實力的增強，國家對于科研經(jīng)費的投放實現(xiàn)了階躍式增長。但是，由于各項支持是在不同學(xué)科、不同途徑上申請的，配套較差，力度也嫌不足。且支持多集中在上游的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用性基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，而在實用性研究上的投入較少，不利于研究成果的轉(zhuǎn)化。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.3.5北京市形成生物3D打印產(chǎn)業(yè)存在的國內(nèi)需求狀況2．2.3.5北京市形成生物3D打印產(chǎn)業(yè)存在的問題通過深入調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，北京市發(fā)展生物3D打印產(chǎn)業(yè)鏈有如下存在5點問題：4、缺乏頂層設(shè)計。

生物3D打印產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展是一個巨大的系統(tǒng)工程。目前，各單位和政府部門的組織工作較為分散，缺乏統(tǒng)一的指導(dǎo)；同時也缺乏科學(xué)、合理的目標(biāo)和統(tǒng)籌機制。這些現(xiàn)狀造成了各項研究難以形成體系和產(chǎn)業(yè)鏈，也容易造成重復(fù)投入，浪費了資源。5、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)形勢嚴(yán)峻。

生物3D打印技術(shù)的意義不僅在于它有別于當(dāng)前醫(yī)療技術(shù)新的產(chǎn)品模式，而且也在于它能改變知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)則。該技術(shù)的出現(xiàn)使得成功不再取決于傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗的醫(yī)療，而取決于數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用和個性化的方案。因此，醫(yī)療行業(yè)的競爭，可能變得比以往更激烈，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的形勢更加嚴(yán)峻。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.3.5北京市形成生物3D打印產(chǎn)業(yè)存在的聚對苯二甲酸乙二醇酯課件如今我國醫(yī)用高分子材料產(chǎn)業(yè)正面臨重大挑戰(zhàn)和機遇,應(yīng)在國家的大力支持下,跨部門、跨學(xué)科通力合作,通過走自力更生與技術(shù)引進(jìn)相結(jié)合之路,在生物材料、分子設(shè)計、仿生模擬、智能化藥物控施等方面重點投入。醫(yī)用高分子材料必將為造福人類作出更大貢獻(xiàn)。聚對苯二甲酸乙二醇酯課件Part3三、研究方向及主要內(nèi)容Part3三、研究方向及主要內(nèi)容3.1、即配型多室輸液袋關(guān)鍵技術(shù)3.2、新增塑劑的生物醫(yī)用材料3.3、抗菌、防凝血經(jīng)外周靜脈置入中心導(dǎo)管制備3.4、隱形口腔用正畸材料的制備3.1、即配型多室輸液袋關(guān)鍵技術(shù)（1）即配型多室輸液袋定義即配型多室輸液袋技術(shù)3.1使用多室容器包裝輸液，分裝于一個包裝的兩個隔室內(nèi)的成分始終保持隔離，使用時通過外力使隔室的可開間隔打開，兩室相通，混合后即可使用。根據(jù)多室內(nèi)容物的物態(tài)及腔室不同，可分為液液雙室、液液三室、固液雙室。（1）即配型多室輸液袋定義即配型多室輸液袋技術(shù)3.1（2）國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢及現(xiàn)狀√1984年Frese-niusKabi：雙室袋全營養(yǎng)制劑AMINOMIX

√1996年大冢制藥株式會社：頭孢唑啉鈉氯化鈉注射液√2001年7月B.BRAUN:頭孢唑啉鈉葡萄糖注射液

√2003年日本味之素株氏會社：雙室袋腎透析液HF-SOLITA?BWKIT√2004年BAXTER公司：雙室袋腎透析液ACCUSOL√2004和2005年頭孢噻肟和頭孢曲松鈉葡萄糖雙室袋注射液√2005年10月

廣東大冢制藥有限公司：五層共擠膜輸液用雙室袋包裝注冊

即配型多室輸液袋技術(shù)3.1（2）國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢及現(xiàn)狀√1984年Fr降低輸液配制過程二次污染滿足戰(zhàn)時及重大災(zāi)害急救需求提高護(hù)理效率和傷員存活率頭孢類大環(huán)內(nèi)酯類1滿足國家戰(zhàn)略發(fā)展需要，填補國內(nèi)空白（3）項目社會效益抗腫瘤類即配型多室輸液袋技術(shù)3.1降低輸液配制過程二次污染頭孢類大環(huán)內(nèi)酯類1滿足國家戰(zhàn)略2滿足臨床需要，減少環(huán)境污染

解決不穩(wěn)定藥物的儲存問題降低藥物被污染幾率適合爭分奪秒的急、重癥患者的搶救

適合軍隊野外作戰(zhàn)和重大自然災(zāi)害排除高致敏性和毒性較大的藥物危害包裝材料環(huán)保（3）項目社會效益即配型多室輸液袋技術(shù)3.12滿足臨床需要，減少環(huán)境污染解決不穩(wěn)定藥物的儲存問液液雙室袋

復(fù)方氨基酸注射液-葡萄糖注射液液液三室袋

脂肪乳氨基酸(17)葡萄糖(11%)注射液脂肪乳氨基酸(17)葡萄糖(19%)注射液

固-液雙室袋

鹽酸頭孢曲松鈉葡萄糖注射液頭孢呋辛葡萄糖注射液頭孢噻肟鈉葡萄糖注射液頭孢哌酮鈉葡萄糖注射液研究內(nèi)容制劑工藝研究質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究安全性研究穩(wěn)定性研究（3）即配型多室袋制劑研究及注冊即配型多室輸液袋技術(shù)3.1液液雙室袋復(fù)方氨基酸注射液-葡萄糖注射液液液三室袋脂一次性醫(yī)療用品是醫(yī)療器械中量最大、面最廣、與每個個人和家庭的健康密切相關(guān)的產(chǎn)品。其安全有效性事關(guān)全局，其重要性是任何醫(yī)療器械無法比擬的。良好的物理化學(xué)性能良好的加工性能良好的生物相容性價格合理聚氯乙烯（PVC）新增塑劑的生物醫(yī)用材料3.2優(yōu)點一次性醫(yī)療用品是醫(yī)療器械中量最大、面最廣、與每個個人和家庭的降低熔點降低玻璃化溫度提高柔順性及其他性能便于加工成各種膜、管材缺點玻璃化溫度較高材料硬度大直接加工成型困難熔點與分解溫度非常接近PVCPVC+30~50%增塑劑新增塑劑的生物醫(yī)用材料3.2降低熔點降低玻璃化溫度提高柔順性及其他性能增加PVC的彈性使PVC產(chǎn)品具柔軟性使PVC產(chǎn)品具透明性潛在風(fēng)險新增塑劑的生物醫(yī)用材料3.2經(jīng)濟(jì)有效材料變硬、變脆、開裂，強度下降析出的DEHP對周圍介質(zhì)的污染與反應(yīng)進(jìn)入人體引起安全性風(fēng)險：肝臟毒性、生殖毒性、致癌性藥物相容性存在風(fēng)險增加PVC的彈性潛在風(fēng)險新增塑劑的生物醫(yī)用材料3.2經(jīng)濟(jì)有效我國對PVC制品中DEHP的用量及使用尚無嚴(yán)格限定1美國FDA、日本厚生省、歐洲CE機構(gòu)都對DEHP增塑的PVC制品的使用作了建議性的意見規(guī)定國際尚未找到有效替代DEHP的增塑劑和相關(guān)技術(shù)2美國ATBC、歐洲D(zhuǎn)INCH、日本TOTM等，分別獲得本國使用資質(zhì)，有相關(guān)產(chǎn)權(quán)FDA已建議對出生不滿一個月的嬰兒、哺乳期婦女以及脂溶性藥物以及體外循環(huán)用的管道不適合用DEHP增塑的PVC，而改使用其他增塑劑。新增塑劑的生物醫(yī)用材料3.2國內(nèi)我國對PVC制品中DEHP的1美國FDA、日本厚生省、歐洲C1）新增塑劑的合成以及工業(yè)化生產(chǎn)；2）新增塑劑增塑的PVC粒料的研發(fā)；3）新增塑劑PVC粒料的研發(fā)及生產(chǎn)線的建立4）新增塑劑PVC產(chǎn)品的開發(fā)；5）安全性評價的相關(guān)研究1）新增塑劑的合成以及工業(yè)化生產(chǎn)；環(huán)己烷1.2-二甲酸二異辛酯（DEHCH）的合成1、新增塑劑的合成環(huán)己烷1.2-二甲酸二異辛酯（DEHCH）的合成1、新增塑劑環(huán)氧大豆油DEHP替代方案PVC粒料及相關(guān)產(chǎn)品ATBCTOTMDINCH環(huán)己烷-1，2-二羧酸二異辛酯氫化丁二烯共聚物助增塑劑主增塑劑2、新增塑劑PVC粒料的研發(fā)環(huán)DEHPPVC粒料ATBCTOTMDINCH環(huán)己烷-1，2將上述新增塑劑與國外目前已使用的新增塑劑乙酰檸檬酸三丁酯(ATBC)、偏苯三酸三辛酯（TOTM）和環(huán)己烷-1,2-二羧酸二異壬基酯（DINCH）復(fù)合做為主增塑劑，采用環(huán)氧大豆油做為助增塑劑，研究作為目前醫(yī)用PVC制品中DEHP的幾種替代方案。制備醫(yī)用PVC膜材粒料、管材粒料以及麻醉耗材專用PVC粒料。3、新增塑劑PVC粒料的研發(fā)及生產(chǎn)線的建立將上述新增塑劑與國外目前已使用的新增塑劑乙酰檸檬酸三丁酯(A采用雙螺桿造粒技術(shù)，建立新型醫(yī)用增塑劑的PVC造粒中試線。3、新增塑劑PVC粒料的研發(fā)及生產(chǎn)線的建立采用雙螺桿造粒技術(shù)，建立新型醫(yī)用增塑劑的PVC造粒中試線。3氣管插管加強型氣管插管加強筋型呼吸回路血液凈化用體外循環(huán)管路一次性使用靜脈留置針4、新增塑劑PVC產(chǎn)品的開發(fā)氣管插管4、新增塑劑PVC產(chǎn)品的開發(fā)充分收集有關(guān)安全性與風(fēng)險的評價文獻(xiàn)與報告，比較、研究、分析文獻(xiàn)中有關(guān)上述材料的臨界毒性值等數(shù)據(jù)。（1）進(jìn)行上述材料人類可接受值（TI值）的驗證、研究與確定（2）進(jìn)行生物相容性評價、按藥典進(jìn)行毒理學(xué)評價、藥物相容性評價及增塑劑溶出研究，形成相關(guān)報告。（3）進(jìn)行材料及產(chǎn)品的生物安全性評價，并建立相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和評價體系。5、安全性評價的相關(guān)研究充分收集有關(guān)安全性與風(fēng)險的評價文獻(xiàn)與報告，比較、研究、分析文抗菌、防凝血經(jīng)外周靜脈置入中心導(dǎo)管制備關(guān)鍵技術(shù)3.3

抗菌抗凝血生物材料是生物材料的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于與人類血液和組織相接觸的醫(yī)用材料上，如血液透析系統(tǒng)、體外循環(huán)系統(tǒng)、人工心臟瓣膜、心臟起搏器、人工血管、血管支架、外科手術(shù)線和導(dǎo)管等。生物相容性

當(dāng)外來物與血液接觸時，會破壞血紅細(xì)胞，使血小板活化、聚集，進(jìn)而形成血栓。目前在臨床方面，還沒有一種人工醫(yī)用生物材料能完美應(yīng)用在人體內(nèi)。當(dāng)抗凝血生物材料與活體組織相接觸時，要求材料不僅具有組織相容性，不會對生物體組織引起炎癥，還應(yīng)具有血液相容性，能夠抗血栓，不會在材料的表面發(fā)生凝血現(xiàn)象。血液相容性凝血、溶血組織相容性致癌、致敏抗菌、防凝血經(jīng)外周靜脈置入中心導(dǎo)管制備關(guān)鍵技術(shù)3.31.抗菌防凝血性能兼顧在臨床應(yīng)用中，由于醫(yī)院特殊環(huán)境等因素，醫(yī)用高分子材料容易引起感染，其一方面原因是醫(yī)用材料可刺激體內(nèi)的金黃色葡萄球菌增殖，進(jìn)而引起炎癥感染；另一方面是醫(yī)院感染，醫(yī)院環(huán)境中，細(xì)菌通過醫(yī)務(wù)人員的衣物、手套和醫(yī)院中的物品的傳播，容易引發(fā)感染。因此，在制備抗凝血材料的同時要兼顧考慮材料的抗菌性能。因此，開發(fā)具備良好抗菌性能的凝血材料已成為當(dāng)今醫(yī)用高分子發(fā)展的重要方向之一?？咕?、防凝血經(jīng)外周靜脈置入中心導(dǎo)管制備關(guān)鍵技術(shù)3.31.抗菌防凝血性能兼顧在臨床應(yīng)用中，由于醫(yī)院特殊環(huán)境等因2.抗菌防凝血改性方法制備抗菌材料的方法主要是在基體材料中添加金屬銀離子化合物、殼聚糖、二氧化鈦、二苯醚類生物滅殺劑和抗生素等制備抗凝血材料的主要方法為表面肝素化、通過改性得到聚氧乙炔結(jié)構(gòu)和通過改性得到聚磷酰膽堿類物質(zhì)。在材料進(jìn)行抗凝血改性時，關(guān)鍵要從抗凝血劑的牢固程度、抗凝血劑的生物活性以及抗凝血劑在材料表面的濃度等幾個方面綜合考慮?？咕?、防凝血經(jīng)外周靜脈置入中心導(dǎo)管制備關(guān)鍵技術(shù)3.32.抗菌防凝血改性方法制備抗菌材料的方法主要是在基體材料中添1、采用醫(yī)用級的改性硅膠材料、聚氨酯和抗菌涂層，通過臨床應(yīng)用，實現(xiàn)產(chǎn)品具有良好的人體血液組織相容性和順應(yīng)性，達(dá)到外周留置感染率在原有的基礎(chǔ)上降低30%；體內(nèi)留置時間達(dá)一年。2、改進(jìn)不可見置入，在導(dǎo)管上增加一條顯影線，使用時可通過影像確認(rèn)導(dǎo)管及其尖端的位置。3、研發(fā)獨特的導(dǎo)管末端成型技術(shù)，具備技術(shù)創(chuàng)新點，完美的設(shè)計使其具有插管快速方便，置管過程患者無痛苦護(hù)士操作更方便。4、物理、化學(xué)、生物指標(biāo)符合注冊產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。5、符合臨床需要、安全性、有效性符合標(biāo)準(zhǔn)和臨床治療指標(biāo)。３．研究目標(biāo)抗菌、防凝血經(jīng)外周靜脈置入中心導(dǎo)管制備關(guān)鍵技術(shù)3.31、采用醫(yī)用級的改性硅膠材料、聚氨酯和抗菌涂層，通過臨床應(yīng)用隱形口腔用正畸材料的制備3.4隱形口腔用正畸材料的制備3.4隱形口腔用正畸材料的制備3.4正畸材料的發(fā)展史隱形口腔用正畸材料的制備3.4正畸材料的發(fā)展史隱形口腔用正畸材料的制備3.4正畸材料的發(fā)展史隱形口腔用正畸材料的制備3.4正畸材料的發(fā)展史可隨時摘除安裝，使口腔更加衛(wèi)生透明隱形矯治材料的優(yōu)點在整個矯治過程中不會被他人發(fā)現(xiàn)“鐵嘴鋼牙”的感覺，滿足了當(dāng)代愛美人群及相關(guān)人士的需求沒有傳統(tǒng)矯治器使用的弓絲、托槽等刺激口腔黏膜，使其具備更加舒適性隱形正畸材料是熱塑性材料，不會出現(xiàn)刺傷口腔組織的情況，使整個治療過程更加安全等。隱形口腔用正畸材料的制備3.4可隨時摘除安裝，使口腔更加衛(wèi)生透明隱形矯治材料的優(yōu)點在整個矯1998年美國成立Align公司，率先研發(fā)出無托槽隱形矯治器，并將隱形矯治技術(shù)商品化。無托槽隱形矯治系統(tǒng)采用透明熱塑性塑料提供的應(yīng)力來實現(xiàn)患者牙齒的緩慢移動，達(dá)到矯治的目的。隱形口腔用正畸材料的制備3.41998年美國成立Align公司，率先研發(fā)出無托槽隱形矯治器國際上廣泛使用的四種材料:Erkodur愛科特德國Biolon?？扑沟聡鳧R金士頓美國Scheu肖爾德國隱形口腔用正畸材料的制備3.4國際上廣泛使用的四種材料:Erkodur愛科特德國隱形研究目的：制備綜合性能優(yōu)異的聚合物材料，用于牙齒正畸矯治研究內(nèi)容：制定牙托材料性能參考標(biāo)準(zhǔn)采用聚合物共混制備透明正畸材料隱形口腔用正畸材料的制備3.4研究目的：制備綜合性能優(yōu)異的聚合物材料，用于牙齒正畸矯治研究隱形正畸材料的性能高透明性（80%以上）優(yōu)異的力學(xué)性能良好的生物相容性良好的化學(xué)穩(wěn)定性一定的熱性能隱形正畸材料低吸水性隱形正畸材料的性能高透明性（80%以上）優(yōu)異的力學(xué)性能良好的正畸材料的成型正畸材料的成型生物醫(yī)用高分子材料應(yīng)用展望以研發(fā)為重點、提高自主創(chuàng)新能力為己任，增強核心競爭力，開發(fā)適合于市場的醫(yī)用高分子材料、醫(yī)用高分子制品為目標(biāo)，解決重大關(guān)鍵技術(shù)問題。走“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合之路，加速科技成果的轉(zhuǎn)化，面向國際和國內(nèi)兩個市場，通過技術(shù)研發(fā)推廣新技術(shù)，促進(jìn)整個行業(yè)的快速發(fā)展，為國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。生物醫(yī)用高分子材料應(yīng)用展望以研發(fā)為重點、提高自主創(chuàng)新能力謝謝！北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)用材料北京實驗室丁雪佳2015.7.5謝謝！北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)用材料北京實驗室丁雪佳2015.7.5醫(yī)用高分子新型材料現(xiàn)狀及前景北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院醫(yī)用高分子新型材料現(xiàn)狀及前景目錄一、生物醫(yī)用高分子材料二、國內(nèi)外最新技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢三、研究方向及主要內(nèi)容3.1、即配型多室輸液袋技術(shù)3.2、新增塑劑的生物醫(yī)用材料3.3、抗菌、防凝血經(jīng)外周靜脈置入中心導(dǎo)管制備3.4、生物醫(yī)用材料的表界面設(shè)計及治療技術(shù)3.5、隱形口腔用正畸材料的制備目錄一、生物醫(yī)用高分子材料3.1、即配型多室輸液袋技術(shù)Part1一、生物醫(yī)用高分子材料Part1一、生物醫(yī)用高分子材料生物醫(yī)用材料是指具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、檢查、治療疾患等醫(yī)療、保健領(lǐng)域,而對人體組織、血液不致產(chǎn)生不良影響的材料，指“以醫(yī)療為目的，用于與組織接觸以形成功能的無生命的材料”。生物醫(yī)用高分子材料是生物醫(yī)用材料的一個重要組成部分，是一類用于診斷、治療和器官修復(fù)與再生的材料，具有延長病人生命、提高病人生存質(zhì)量的作用，是材料科學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)交叉的發(fā)展領(lǐng)域。其研究與開發(fā)既有重大的社會需求，也有重大的經(jīng)濟(jì)需求。生物醫(yī)用材料是指具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官外科生物醫(yī)用材料的研究與開發(fā)也得到了國家相關(guān)部門的高度重視，“十五”和“十一五”國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃（“973”）都設(shè)立了生物醫(yī)用材料的研究項目。醫(yī)用高分子材料屬于一種特殊的功能高分子材料，一般對其性能有一定的要求：

1、安全性，必須無毒或低副作用

2、物理、化學(xué)和機械性能達(dá)到設(shè)計與功能的要求。

3、適應(yīng)性:材料間的適應(yīng)性，生物相容性、血液相容性及組織的相容性。

4、特殊功能:抗感染、抗凝血、生物降解、生物活性、透析過濾吸附功能、抗血栓、

藥物控釋、形狀記憶等。醫(yī)用新型材料一般在原有材料基礎(chǔ)上針對上述特殊功能中的一項或幾項改性而來，

或針對特殊功能中的一項或幾項新合成而來。生物醫(yī)用材料的研究與開發(fā)也得到了國家相關(guān)部門的高度重視，血液相容性及抗凝血性1．血液相容性是聚合物性質(zhì)的多參量函數(shù).在這個意義上,制備理想的血液相容性聚合物具有相當(dāng)高的難度.因此,如何改善和提高材料的血液相容性和抗凝血性能仍是基礎(chǔ)研究和材料制備的關(guān)鍵問題。一、醫(yī)用高分子材料血液相容性及抗凝血性1．血液相容性是聚合物性質(zhì)由于生物材料和血液接觸主要是在材料的表面層上,所以研制抗凝血材料的主要工作是對材料表面進(jìn)行合成設(shè)計，常用的方法是對材料進(jìn)行表面修飾。如：聚乙醇（PVA）、聚氨酯等通過等離子體表面接枝技術(shù)在其表面接枝肝素、胰素或乙烯類親水單體增強其抗凝血性。聚氨酯表面原位合成類肝素物質(zhì)增強其抗凝血性。血液相容性及抗凝血性1．一、醫(yī)用高分子材料及其改性由于生物材料和血液接觸主要是在材料的表面層上,血液相容性及抗凝血性1．一、醫(yī)用高分子材料及其改性另一方面，尋求其它種類的表面修飾機理及方法也是最近的熱點。聚合物材料表面可逆吸附的白蛋白層具有良好的抗感染和抗凝血性能，采用大分子單體技術(shù)合成了以聚甲基丙烯酸甲酯為主鏈，聚氧乙烯鏈為側(cè)鏈，末端為白蛋白誘導(dǎo)吸附基團(tuán)的十八烷基功能聚合物聚甲基丙烯酸甲酯接枝十八烷基聚氧乙烯白蛋白原位復(fù)合生物醫(yī)用材料。血液相容性及抗凝血性1．一、醫(yī)用高分子材料及其改性另一方面

抗感染性2．由于醫(yī)用高分子材料往往不具有抗感染性能,常常因細(xì)菌感染而帶來諸多綜合病癥,給人類造成大量的損失。如何提高醫(yī)用高分子材料的抗感染性能已成為高分子研究的一大方向?；诟腥緳C理,目前主要通過抑制細(xì)菌生物膜的形成和對已形成穩(wěn)態(tài)的生物膜用能通過擾亂破壞生物膜的營養(yǎng)體和繁殖體將細(xì)菌殺死兩方面來進(jìn)行防治。也就是說,人們通過兩種方法對材料表面進(jìn)行不同的改性,一是通過阻止細(xì)菌粘附達(dá)到抗菌效果;二是通過干擾細(xì)菌細(xì)胞的組成取得殺菌效果。一、醫(yī)用高分子材料及其改性抗感染性2．由于醫(yī)用高分子材料往往不具有抗通過表面改性使生物醫(yī)用材料具有良好的抗菌能力，是抗菌生物材料發(fā)展和研究的方向。通過光化學(xué)固定法在生物材料的表面偶聯(lián)上抗微生物肽、抗菌素等,可以大大地降低材料表面的細(xì)菌群落數(shù),從而達(dá)到防止生物材料植入體內(nèi)而引起感染的可能性。層層自組裝技術(shù)與光化學(xué)修飾相結(jié)合的方法在聚氨酯表面固定多糖衍生物，抑制大腸桿菌。另外，比較熱的表面修飾抗菌劑還有納米銀及納米二氧化鈦等?？垢腥拘?．一、醫(yī)用高分子材料及其改性通過表面改性使生物醫(yī)用材料具有良好的抗菌能力，藥物控釋能使藥物在血液中保持對疾病治療所需的最低濃度，保持血藥濃度恒定，避免了偏高時藥物中毒、偏低時治療無效的問題。目前用作藥物載體的材料主要包括高分子凝膠、聚乳酸(PLA)/乳酸-羥基乙酸(PLGA)、殼聚糖及其衍生物、絲素蛋白等。聚乳酸和聚乳酸-羥基乙酸是一種生物可降解高分子材料,具有生物相容性、生物可降解性、降解產(chǎn)物無毒等優(yōu)點,用作藥物控釋載體材料時,可通過調(diào)節(jié)聚乳酸的降解速率改變釋放速率,提高藥效。它是經(jīng)美國食品藥品監(jiān)理局（FDA）批準(zhǔn)用作醫(yī)用手術(shù)縫合線以及注射用微囊、微球、埋植劑等制劑的材料。藥物控釋3．一、醫(yī)用高分子材料及其改性藥物控釋能使藥物在血液中保持對疾病治療所需的最殼聚糖具有很好的吸附性、成膜性和通透性,較低相對分子質(zhì)量的水溶性殼聚糖更易在體內(nèi)降解,不易積聚,以殼聚糖為載體材料制備納米粒、微球等給藥系統(tǒng)是近年來的研究熱點。殼聚糖廣泛應(yīng)用于消化道系統(tǒng)疾病、心血管疾病，用作抗感染藥物緩釋載體和抗癌藥物的緩釋載體，可制備殼聚糖膜、殼聚糖納米、殼聚糖微球、殼聚糖片劑或顆粒。藥物控釋3．一、醫(yī)用高分子材料及其改性殼聚糖具有很好的吸附性、成膜性和通透性,較低相天然高分子材料絲素蛋白無毒、無刺激,具有良好的物理、化學(xué)、生物學(xué)性能,與人體有較好的組織相容性,在負(fù)載與釋放藥物時,具有一定程度的pH值響應(yīng)性和酶分解性。一般通過化學(xué)修飾、添加其他化合物等方法,提高絲素蛋白的性質(zhì),增加絲素蛋白質(zhì)對藥物的吸附釋放功能。藥物控釋3．一、醫(yī)用高分子材料及其改性天然高分子材料絲素蛋白無毒、無刺激,具有良好的

形狀記憶4．形狀記憶高分子材料已經(jīng)成為一種新型的生物醫(yī)用智能材料，它能夠根據(jù)不同應(yīng)用進(jìn)行性能設(shè)計，以滿足生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)Σ牧隙喙δ艿囊蟆Ｐ螤钣洃浉叻肿硬牧峡梢酝ㄟ^多種刺激，例如：熱、光、電、磁等方式被激發(fā)，實現(xiàn)其生物醫(yī)學(xué)功能。形狀記憶高分子材料可以滿足新型外科手術(shù)、新型醫(yī)療器械對材料特殊功能的要求。一、醫(yī)用高分子材料及其改性形狀記憶4．形狀記憶高分子材料已經(jīng)成為一種聚合物形狀回復(fù)力來源于大分子網(wǎng)絡(luò)的熵彈力。聚合物形狀回復(fù)力來源于大分子網(wǎng)絡(luò)的熵彈力。

目前，形狀記憶高分子材料已經(jīng)有外科手術(shù)、心血管支架、泌尿系統(tǒng)、腦部手術(shù)和牙齒正畸等多個領(lǐng)域的應(yīng)用報道。目前，形狀記憶高分子材料已經(jīng)有外科手術(shù)、心血管支架、

生物活性5．聚磷腈具有良好的生物相容性或生物活性，容易在生物體內(nèi)降解為氨、磷酸鹽等無毒小分子，因而受到藥物與生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。世界各圍的研究小組對于聚磷腈生物醫(yī)用材料的改性及應(yīng)用主要集中于高分子藥物、藥物控制釋放載體及組織工程材料三個方面。一、醫(yī)用高分子材料及其改性生物活性5．聚磷腈具有良好的生物相容性或生

生物降解6．由于人們對環(huán)保的要求越來越高，生物降解醫(yī)用高分子材料的研究受到廣泛的關(guān)注。于上世紀(jì)九十年代末剛實現(xiàn)工業(yè)化的聚乳酸（PLA）是最有發(fā)展前景的一種，它是一種真正的新型綠色高分子材料，也是目前綜合性能最出色的環(huán)保醫(yī)用高分子材料。同時它也是脂肪族聚酯類高分子家族中最出名的一種。一、醫(yī)用高分子材料及其改性生物降解6．由于人們對環(huán)保的要求越來越高，生物降解醫(yī)用高生物降解6．近年來,聚磷酸酯類生物降解高分子材料的研究也?；钴S,尤其是作為藥物緩釋材料方面的合成與應(yīng)用。事實上,聚磷酸酯是一種生物相容性好、結(jié)構(gòu)較易進(jìn)行修飾和功能化的生物降解高分子。聚磷腈具有良好的生物相容性或生物活性，容易在生物體內(nèi)降解為氨、磷酸鹽等無毒小分子，因而受到藥物與生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。是一種新型生物降解醫(yī)用高分子材料。一、醫(yī)用高分子材料及其改性生物降解6．近年來,聚磷酸酯類生物降解高分子材

聚原酸酯，是一類合成的非均相降解機制的高分子,由于其主鏈上含有酸敏感的原酯鍵,所以可以通過加入酸性或堿性賦形劑控制其降解釋藥行為。聚碳酸酯、聚酸酐是表面浸蝕材料,主要用于藥物控釋體系。同樣也是可降解醫(yī)用高分子家族的成員。生物降解6．一、醫(yī)用高分子材料及其改性聚原酸酯，是一類合成的非均相降解機制的高分

聚對二氧六環(huán)酮（PDS），合成始于70年代后期，比PLA和PGA晚十幾年,臨床應(yīng)用也剛剛起步,但因其獨特的物理及生物特性被醫(yī)學(xué)界公認(rèn)為是骨折內(nèi)固定材料的首選材料。聚對二氧六環(huán)酮內(nèi)固定物在骨組織中是完全可吸收的,隨著聚合物的降解,新骨沉淀在固定物內(nèi)。生物降解6．一、醫(yī)用高分子材料及其改性聚對二氧六環(huán)酮（PDS），合成始于70年

多功能材料7.很多時候，單一的功能不在滿足設(shè)計與功能的要求，而功能的復(fù)合化恰能滿足要求。而最能代表材料功能復(fù)合化優(yōu)勢的是有機硅材料和聚氨酯材料。一、醫(yī)用高分子材料及其改性多功能材料7.很多時候，單一的功能不在滿足

醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅材料無論從異物反應(yīng)，血液相容性，尤其是抗血凝性和組織相容性等方面，有機硅材料(特別是硅橡膠)均表現(xiàn)出獨特的優(yōu)越性，因而它成為目前應(yīng)用最廣、價值最大的一種醫(yī)用高分子材料。醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅材料無論從異物反醫(yī)用有機硅材料應(yīng)用于長期埋藏于人體內(nèi)作為器官或組織代用品，如人造球型二尖瓣、人工角膜等。醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅材料應(yīng)用于長期埋藏于人體內(nèi)作為器官或醫(yī)用有機硅材料應(yīng)用于短期留置于人體某個部位，起到相關(guān)作用的如靜脈插管、導(dǎo)尿管等。靜脈插管醫(yī)用有機硅7.1導(dǎo)尿管醫(yī)用有機硅材料應(yīng)用于短期留置于人體某個部位，起醫(yī)用有機硅作為藥物載體留置于體內(nèi)，長期發(fā)揮藥效如輸藥泵和硅橡膠長效避孕環(huán)等；輸藥泵醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅作為藥物載體留置于體內(nèi)，長期發(fā)揮藥效

醫(yī)用有機硅作為醫(yī)療器械上的關(guān)鍵性組成部件如人工心肺機輪血泵管、膜式人工肺等；作保護(hù)皮膚涂層如各種聚硅氧烷油膏。心肺機輪血泵管膜式人工肺醫(yī)用有機硅7.1醫(yī)用有機硅作為醫(yī)療器械上的關(guān)鍵性組成部件如人工醫(yī)用聚氨酯7.2由于其突出的物理機械性能、良好的生物相容性、血液相容性、抗凝血性以及方便的加工工藝，在醫(yī)學(xué)上有著廣泛的應(yīng)用，尤其近30年來開發(fā)出的熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)更是受到普遍的關(guān)注，其應(yīng)用范圍不斷擴大，得到醫(yī)學(xué)界的肯定。醫(yī)用聚氨酯7.2由于其突出的物理機械性能、良好的生物聚氨酯醫(yī)用制品種類繁多，涉及臨床各科室，主要應(yīng)用于植入制品如人工心臟、人工心臟瓣膜等。人工心臟人工心臟瓣膜醫(yī)用聚氨酯7.2聚氨酯醫(yī)用制品種類繁多，涉及臨床各科室，主要應(yīng)用醫(yī)用聚氨酯還主要應(yīng)用于導(dǎo)管類制品如J型導(dǎo)管(豬尾巴管)、血液透析插管(分短期、長期兩種)等。J型管血液透析插管醫(yī)用聚氨酯7.2醫(yī)用聚氨酯還主要應(yīng)用于導(dǎo)管類制品如J型導(dǎo)管(豬醫(yī)用聚氨酯還應(yīng)用于膜類制品如醫(yī)用手術(shù)膜、透明敷料膜、人造皮膚等。醫(yī)用手術(shù)膜人造皮膚醫(yī)用聚氨酯7.2醫(yī)用聚氨酯還應(yīng)用于膜類制品如醫(yī)用手術(shù)膜、透明敷

材料智能化8.智能高分子材料能夠響應(yīng)外界環(huán)境的微小刺激,引起自身構(gòu)象,極性,相結(jié)構(gòu),組成結(jié)構(gòu)等物理化學(xué)變化,表現(xiàn)出“智能”的特性,已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。而智能水凝膠體系,智能載藥體系和智能識別體系在智能化方面發(fā)展較為迅速。一、醫(yī)用高分子材料及其改性材料智能化8.智能高分子材料能夠響應(yīng)外界環(huán)

智能水凝膠體系8.1水凝膠按來源分天然與合成兩類。

天然凝膠主要來源于膠原、透明質(zhì)酸、殼聚糖、纖維蛋白等。

合成凝膠主要是由聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚二醇(PEG)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺(PAAM)、聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)等一系列水溶性聚合物通過物理或化學(xué)交聯(lián)而成,在水中溶脹而不溶解的三維凝膠。智能水凝膠按照響應(yīng)環(huán)境的不同可分為溫度敏感水凝膠、pH敏感水凝膠、電場敏感水凝膠、光敏感水凝膠、壓力敏感水凝膠和復(fù)合敏感水凝膠等.智能水凝膠體系8.1水凝膠按來源分天然與合成兩類。溫度敏感性聚合物都存在有一臨界溶解溫度。常見的聚丙烯酰胺類聚合物在某一特定溫度以上,其水溶液發(fā)生相分離，

這一溫度稱為低臨界溶解溫度(lowercriticalsolutiontemperature,LCST)。聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)是其中研究最廣泛的溫敏性聚合物之一。智能水凝膠體系8.1溫度敏感性聚合物都存在有一臨界溶解溫度。常見的

智能載藥體系8.2智能載藥體系就是這些藥物載體能夠按病灶信號如pH,溫度,或生物分子的變化定時定量定點地釋放藥物以達(dá)到治療的效果。這些類智能載藥體系主要有pH響應(yīng)載藥體系，溫度響應(yīng)載藥體系、葡萄糖響應(yīng)載藥體系、抗原響應(yīng)載藥體系、靶向載藥體系。智能載藥體系8.2智能載藥體系就是這些藥物

智能載藥體系8.3制備具有分子識別功能的高分子最直接的方法就是把官能化的智能高分子和生物活性分子通過化學(xué)鍵鍵合,形成生物鍵合/雜化體系.能夠用于生物鍵合的生物分子包括有：蛋白質(zhì)和多肽,糖和多糖,單/雙鏈寡聚核苷酸和質(zhì)粒DNA,簡單脂類和磷脂,以及一些廣譜的識別受體和藥物分子。目前主要有分子識別親和沉淀體系、分子印跡體系等。智能載藥體系8.3制備具有分子識別功能的高Part2二、國內(nèi)外最新技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢Part2二、國內(nèi)外最新技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢

醫(yī)用高分子材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如此迅猛，主要動力來自于人口老齡化、中青年創(chuàng)傷的增多、疑難疾病患者的增加和高新技術(shù)的發(fā)展。醫(yī)用高分子材料的研究與開發(fā)被許多國家列入高技術(shù)關(guān)鍵新材料發(fā)展計劃，并迅速成為國際高技術(shù)制高點之一。中國作為世界人口最多的國家，醫(yī)用高分子材料的市場潛力十分巨大。中國醫(yī)用高分子材料研制和生產(chǎn)迅速發(fā)展，總產(chǎn)值的增長率遠(yuǎn)高于國民經(jīng)濟(jì)平均發(fā)展速度。動輒上萬元進(jìn)口材料的價格決定了中國必須加強具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物材料的研究開發(fā)與產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用。隨著人民生活水平的提高和對生命質(zhì)量的追求,我國對醫(yī)用高分子材料的需求也會不斷增加。醫(yī)用高分子材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如此迅猛，主要動力目前使用的人工臟器，大多數(shù)只有“效應(yīng)器”的功能，即人工臟器必須與有功能缺陷的生物體共同協(xié)作，才能保持體內(nèi)平衡。研究的方向是使人工臟器永久的植入體內(nèi)，完全取代病變的臟器。這就要求高分子材料本身具有生物功能。一、國內(nèi)外最新技術(shù)人工臟器的生物功能化、小型化、體植化1．目前使用的人工臟器，大多數(shù)只有“效應(yīng)器”的功能，即人迄今為止，尚無一種醫(yī)用高分子材料具有完全抗血栓的性能。許多人工臟器的植換手術(shù)就是因為無法解決凝血問題而歸于失敗。因此，盡快解決醫(yī)用高分子材料的抗血栓問題已成為醫(yī)用高分子材料發(fā)展的一個關(guān)鍵性問題，受到各國科學(xué)家的重視。高抗血栓性材料的研制2．一、國內(nèi)外最新技術(shù)迄今為止，尚無一種醫(yī)用高分子材料具有完全抗血栓的性能醫(yī)用高分子材料所涉及到的材料大部分限于已工業(yè)化的高分子材料，這顯然不能適應(yīng)和滿足十分復(fù)雜的人體各器官的功能。因此，發(fā)展適合醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特殊要求的新型、專用高分子材料，已成為廣大化學(xué)家和醫(yī)學(xué)專家共識。目前研究開發(fā)混合型人工臟器，即將生物酶和生物細(xì)胞固定在合成高分子材料上，制取有生物活性的人工臟器的工作，已經(jīng)取得了相當(dāng)大的成就。發(fā)展新型醫(yī)用高分子材料3．一、國內(nèi)外最新技術(shù)醫(yī)用高分子材料所涉及到的材料大部分限于已工業(yè)化的高分高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用雖已取得了很大的成就，但很多尚處于試驗階段。如何將已取得的成果迅速推廣到臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用，以拯救更多患者的生命，需要高分子材料界與醫(yī)學(xué)界的通力合作。推廣醫(yī)用高分子的臨床應(yīng)用4．一、國內(nèi)外最新技術(shù)高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用雖已取得了很大的成就，但很過去15年來，國際醫(yī)用高分子制品市場的年均增長率高達(dá)15%～18%，在各種醫(yī)療器械產(chǎn)品市場年增長率中名列前茅。近年來，一些國產(chǎn)醫(yī)用高分子制品的優(yōu)勢逐漸減小，出口產(chǎn)品仍以低端為主，而對于市場需求量較大、價格較高的介入導(dǎo)管、腎透析器等高端醫(yī)用產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，亟待加強。

20世紀(jì)80年代，國內(nèi)企業(yè)仿制國外的PVC一次性注射器獲得成功。由于一次性注射器的生產(chǎn)工藝相對簡單、所需資金不多、技術(shù)含量低和容易投產(chǎn)等原因，90年代，全國有上千家企業(yè)紛紛上馬一次性注射器項目，從而使我國迅速發(fā)展成為全球最大的一次性注射器生產(chǎn)國和出口國，而一次性注射器也迅速成為國內(nèi)產(chǎn)量最大的醫(yī)療器械產(chǎn)品。然而，經(jīng)過市場的大浪淘沙，目前僅剩下300多家公司在生產(chǎn)一次性注射器。2012年，我國一次性注射器出口均價只有每支0.18～0.22元人民幣。這一價格已接近成本價，出口企業(yè)只能掙得一點出口退稅。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距1．過去15年來，國際醫(yī)用高分子制品市場的年均增長率高達(dá)12.1加強高端醫(yī)用導(dǎo)管研發(fā)和生產(chǎn)

醫(yī)用導(dǎo)管(插管)類產(chǎn)品是我國僅次于一次性注射器的第二大出口醫(yī)用塑料制品。據(jù)估計，全國醫(yī)用塑料導(dǎo)管總產(chǎn)量達(dá)20億支左右，不少導(dǎo)管類塑料制品的產(chǎn)量和出口量在國際市場上領(lǐng)先，但是，這些產(chǎn)品的附加值不高，大多為低值易耗品類導(dǎo)管(這與我國一次性注射器的情況相似)。而我國每年實施十余萬例心血管支架植入手術(shù)，做這類手術(shù)必須使用可擴張氣囊和心血管介入塑料導(dǎo)管，這種高檔導(dǎo)管產(chǎn)品我國至今生產(chǎn)較少，而主要是從美國大量進(jìn)口――這就是為何在國內(nèi)醫(yī)院做一次植入心血管支架手術(shù)要花數(shù)萬元人民幣的原因。進(jìn)口導(dǎo)管和支架價格昂貴，普通工薪階層難以承受。國內(nèi)需求狀況2．二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距2.1加強高端醫(yī)用導(dǎo)管研發(fā)和生產(chǎn)國內(nèi)需求狀況2．二、國內(nèi)外

2.2開發(fā)高檔高分子材料是當(dāng)務(wù)之急從醫(yī)用高分子材料的生產(chǎn)和消耗情況上可以判斷一個國家醫(yī)用高分子制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度。目前，發(fā)達(dá)國家制造的醫(yī)用高分子材料有90多種，包括硅橡膠、聚氨酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚烯烴類、聚碳酸酯、聚醚、聚砜、聚丙烯酸酯等。而我國聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚、聚砜等價格相對較高的醫(yī)用高分子材料的年消耗量大大低于歐美、日本等發(fā)達(dá)國家。這表明我國在醫(yī)用高分子制品的技術(shù)水平上與發(fā)達(dá)國家存在很大差距。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.2開發(fā)高檔高分子材料是當(dāng)務(wù)之急二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平2.3加工成型技術(shù)----3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)(又稱3D快速成型技術(shù)或增材制造技術(shù))是20世紀(jì)80年代后期開始逐漸興起的一項新興制造技術(shù)，它是指在計算機控制下，根據(jù)物體的計算機輔助設(shè)計(CAD)模型或計算機斷層掃描(CT)等數(shù)據(jù)，通過材料的精確3D堆積，快速制造任意復(fù)雜形狀3D物體的新型數(shù)字化成型技術(shù)。

3D打印技術(shù)的基本制造過程是按照“分層制造、逐層疊加”的原理。例如，可以根據(jù)CT等成像數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機3D建模轉(zhuǎn)換后，再以STL格式文件輸入到計算機系統(tǒng)中，并分層成二維切片數(shù)據(jù)，通過計算機控制的3D打印系統(tǒng)進(jìn)行逐層打印，疊加后最終獲得三維產(chǎn)品。目前應(yīng)用較多的3D打印技術(shù)主要包括光固化立體印刷(SLA)、熔融沉積成型(FDM)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)和三維噴印(3DP)等。二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.3加工成型技術(shù)----3D打印技術(shù)二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距二、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平與差距國內(nèi)需求狀況2．2.3.1生物3D打印技術(shù)及產(chǎn)品特性

生物3D打印技術(shù)原理及方法。20世紀(jì)以來，科技的發(fā)展使人們對生命的產(chǎn)生機理和生物體的微觀結(jié)構(gòu)有了更深入的了解。在體外構(gòu)建具有一定生物功能的組織和器官，用于病損組織和器官的修復(fù)替代成為了令人矚目的科學(xué)前沿，它對傳統(tǒng)