浅谈医用生物高分子材料的表面改性

摘 要：随着高科技的发展我国的高分子材料也逐渐应用于医用领域，但是因为高分子材料在物理、化学方面的性能和人体适应性、组织相容性等方面存在一定的问题，使得高分子材料的生物医用功能受到限制，所以还需对医用生物高分子材料进行表面的改性，从而使其能够更好的应用于生物医用领域。为此本文对其进行了相应的分析和探讨，希望对生物医用高分子材料的发展有一定的帮助作用。

关键词：医用生物高分子材料；表面改性；措施

医用高分子材料主要用于仿造人体内脏及体外器官，生产药物剂型和医疗器械等，是一种高科技的聚合物材料，其成分来源既有天然的材料，也有合成的生物高分子材料。尽管在医药领域有一定的应用效果，但是因为在使用过程中和人体之间的生物兼容性不够，适用范围有限，为此需要对其进行必要的表面改性，才能更好的发挥其医疗救助作用。

一、生物医用高分子材料的生物相容性

医用高分子材料的生物相容性主要是指应用于人体后所带来的一系列的生化学及物理反应，也就是人体对这一材料的承受能力，主要是血液和组织相容性问题。

血液相容性，主要是生物医用高分子材料接触到血液时发生的凝血或者血小板凝聚现象使得人体的溶血功能降低，主要是产抗凝血材料，对人体器官的正常功能产生影响。组织的相容性，是指高分子材料在进行组织或器官移植时，与人体产生的相互的影响，如果移植后各个器官功能正常，没有出现排斥现象则为相容，不过大多数高分子材料会给人体带来一定的病毒物质，出现不相容反应。因此对于医用高分子材料有着很高的要求，要求无毒、对人体没有损伤、不具有抗原性和致癌性，但是很少有这种材料，所以只能进行表面改性和优选。

二、生物医用高分子材料表面改性措施

（一）物理措施

物理方面的措施是对医用高分子材料进表面改性的主要手段之一，通常采用对外表进涂层的方法，使其在和人体血液接触时形成表明蛋白质，某些种类的蛋白质能够促进血小板吸附，从而在高分子材料表面产生血纤维蛋白质，阻碍血液流通，减少血小板出现凝血现象，所以一般通过涂抹抗凝血物质，使其医用高分子材料在表面产生抗凝血性能。一般来说这些抗凝血物质主要有苯乙烯及其转化物、环氧树酯、丙烯酸酯转化物等，这些物质有着很强的粘性，能够用于医疗器械表面，避免现脱落。另外一种方法就是将抗凝血物质和基础材料混合起来，使其具有抗凝血特性。一般是将共聚物进混合，使得基础材料表面能够形成聚集，使得基础材料具有一定的抗凝血性，从而能够有效起到医疗治疗的作用。

（二）化学措施

第一，表面接聚氧乙烯进行表面改性

因为生物医用高分子材料表面是一种长链式的结构，能够容易与血液融合，因为聚氧乙烯在溶血方面性能相对稳定，所以一般将聚氧乙烯与医用高分子材料共同融合使其形成水溶性的长链结构，从而尽可能的使得高分子材料减少对血液蛋白的影响，阻止对血液的吸附。

第二，使用等离子体进行表面改性

这种方法是先用等离子体对表面进行处理，将高分子材料放入甲烷、氮气、氧气和稀有气体中，使得能够和等离子体中的能量粒子及活性物质有机的融合，改善高分子材料表面结构，实现改性的目的；另外可以将高分子材料放入甲烷等聚合性的气体中，使其表面产生一层聚合物，提高基础材料的粘着性；最后还能够使用等离子体表面接枝聚合的方法，将等离子体成为高分子材料表面产生活性物质的能源提，通过热接枝和紫外光接枝的方法对高分子材料表面进行改性。

第三，光化学固定法进行表面改性

这种方法主要是使用有效光源来照射生物医用高分子材料，使其表面的热及光活性基团活性物质能够附着于表面，这种方法较为简单，容易操作，而且成本不大，所产生的抗血凝的效果也非常好。

第四，表面仿生化进行表面改性

表面仿生化进行高分子材料表面改性也是一种较为理想的改性方法，其做法主要以下三种：第一种是表面肝素化，因为肝素是一种很好的抗凝血药物，可以抑制凝血酶原的作用，避免过多纤维蛋白的产生，起到良好的凝血效果，而且还可以抑制细菌生长，避免交叉感染。将肝素使其固定在医用高分子材料表面，固定方法可以用物理方法或者化学偶合法。

第二种是表面进行磷脂化进行改性。这种方法主要是用磷酸胆碱来进行改性，因为这一物质有着很好的抗血凝效果，对血小板没有影响，同时有着等量的电荷，有着很好的水溶性，可以避免和血液蛋白质产生化学反应，同时还可以吸附部分可逆的蛋白质，从而大大改善血小板的粘附，提高医用高分子材料和人体的相容性，促进医用高分子材料在更广阔的范围内得到应用。

第三种是表面内皮化，或者叫做内皮细胞固定化，这一方法主要是先将材料表面物质在人体内皮细胞中进行培养，因为血管内皮细胞在代谢方面速度较快，所以可以通过内皮细胞进行凝血因子及抗凝血因子的调节，使其达到平衡，确保血液畅通，有效避免凝血现象的产生，一般是将血管内皮细胞使其固定在高分子材料的表面，然后进行血管内皮细胞培养，提高内皮细胞的附着能力。

三、结语

总之，有效提高生物医用高分子材料在人体医用方面的生物相容性是促进医用高分子材料提高应用范围和应用质量的前提，也是当前生物医用高分子材料发展过程中应该解决的重要课题。

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作者简介：汪亮（1995-），男，安徽合肥人，研究方向： 材料化学。