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高分子材料在生物医用智能材料中的应用前景

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 智能材料,之所以称之为智能,是因为它是一种能接受环境改变的信号,分辨并处置,自己可执行对应操作的“活”的新型材料。对于生物智能材料来说,其作用和功能体现在其能够随着环境的改变自动地修复、调节以及修饰上。
一、生物材料必须具备的性质
(1)对生物体没有损害,足够安全;
(2)不会和生物体产生排斥反应;
(3)具有一定的特定功能;
(4)相关物理性质良好且稳定;
(5)化学性质不活泼,不会在内环境中与里面的物质发生化学反应
医用智能材料是生物医用材料和智能材料两个学科的有机融合;材料在具有生物材料的特性的同时拥有了智能性,但是也在满足生物材料的条件的同时,要满足智能材料的条件;这充分说明了智能材料的研制困难重重。

二、以生物材料为基础进行
1.材料种类选择
要研制出生物智能材料就必须以生物材料为基础进行。但是,生物材料种类并不是很多,主要有金属材料,陶瓷材料和高分子材料三大类;相比金属材料和陶瓷材料,高分子材料无论是在物理上、化学上还是功能上都具有更大的优点,比如说拉伸强度和模量,此外,由于高分子材料具有易改性的特点,高分子材料能够通过相关改性衍生出种类多,功能性良好的各式生物医用高分子材料。因此,高分子材料是在生物医用领域运用最广泛的材料。
2.多重复合构成
智能材料并不是简单的静态体系,而是复杂的各种材料组成的系统;同时能够感知环境、驱动和控制环境或者自身;这就要求多种类的功能材料有机的复合在一起,而种类繁多的高分子功能材料能够为这些医用智能材料的研制提供多种多样的原材料;也能使智能材料拥有更为“智能”的反馈机制。目前,在生物智能材料领域随处可见高分子材料的身影。
3.广泛应用前景
一种能随着血液中的葡萄糖浓度变化而改变收缩状态的高分子聚合物在近期被研制成功,将这种聚合物制成人造胰岛细胞。将胰岛素用人造细胞包裹后,注入糖尿病患者的血液中,聚合物就具有了和胰岛细胞类似的功能。该聚合物的收缩状态随着外界血糖的浓度变化而变化,使人体内环境中血糖浓度保持动态平衡。此外,由聚酯纤维等制成的人工血管、由聚甲基丙烯酸甲酯、聚酸铵等制得的人造骨、智能高分子材料制造的人体器官中均用到了大量高分子材料。

虽然,生物医用智能材料的研制仍然面临着许多困难,但是高分子材料在这个领域的前景是可观的。

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