时间：2024-02-20 14:41:09
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇生物医用材料的发展，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
医卫用纺织品的产业发展问题一直是业内争论的焦点，医卫用纺织品发展的春天在哪里？据预计，2016年全球一次性医疗用纺织品需求量将达1980亿美元，或许这个数字可以直观表达医卫用纺织品的发展规模。
“应重点研究开发医用组织器官材料，同时发展高效医用防护产品，推广新型轻量、超薄、无刺激、可降解卫生用品。”中国产业用纺织品行业协会会长李陵申这样总结医用纺织品的发展方向。
极具发展潜力
有报道指出，由于人们生活水平的提高，以及医疗卫生服务水平的提高，医疗卫生用纺织品的市场渗透率和消费量逐步提高。随着技术进步，医疗用纺织品在技术水平、防护功能上都有了极大提高，我国企业生产的高性能、高品质的医疗用纺织品大多出口到美国、日本、欧洲、大洋洲等地。据统计，我国每年进口的医疗用纺织品达60亿美元，而进出口的价格差达3.19倍，可见该领域的发展空间巨大。
为此，中国产业用纺织品行业协会与国家有关部门建立了“医疗用纺织品联合推进机制”，旨在推进我国技术水平高、产品性能好、防护能力强的医疗用纺织品在国内的推广应用，促进我国医用纺织品行业的发展。
目前医卫用纺织品最发达的五个市场依次为美国、欧洲（以欧盟国家为主）、加拿大、日本、澳大利亚，这五大市场医用纺织品的销量约占世界医用纺织品市场总销量的90%。
我国医卫用纺织品行业的发展从2000年之后才真正进入快速增长期。据公开数据显示，2008-2012年中国医疗与卫生用纺织品年均增长16%，2012年达11.5%，同年产量达到90.6万吨。产品涉及一次性医用服装、医用敷料、卫生巾、纸尿裤等。国内产品主要集中在医用防护纺织品和保健卫生用品方面，而生物医用材料则由于技术和行业壁垒等原因，一直处于基础研究阶段。
李陵申谈到，随着新材料、新技术的不断出现，医用纺织品产业规模迅速提升。但与国外发达国家相比，医用纺织品在我国市场的认知度和消费量不高。医院更容易接受国外权威产品，从而造成国产生物医用纺织材料应用受限。
我国现有6万多家医院、11.5万家诊所、450多万张病床，为一次性医疗用纺织品提供巨大的发展空间。李陵申强调，内需是拉动一次性卫生用纺织品市场的主要动力。行业内的骨干企业具有规模、技术和市场优势，经营状况良好，部分企业有计划投资新的生产线。医用纺织品需要获得更多的关注，需要生产商和医疗部门之间合作更密切，尤其是在新产品设计和开发的初始阶段。
多重因素制约
在产业用纺织品的细分领域中，医疗卫生用纺织品一直是发展的重中之重，尤其是技术含量较高的生物医用材料。尽管发展潜力巨大，但医疗用纺织品存在着一些问题，如产品同质化、质量参差不齐、缺乏品牌战略意识；政策法规引导和保障机制缺失；标准制定滞后；资质认证空白。
据介绍，目前我国医疗卫生用纺织品主要分两个方面，一方面是技术含量较低的医疗卫生用基础材料，如手术洞单、手术服以及纸尿裤、卫生巾等产品纺织品，我国发展很快，但应用率不高，大部分都是出口；另一方面是生物医用材料，如手术缝合线、人造血管、人工透析导管、人造皮肤等，目前我国还处于基础研究阶段，产品基本靠进口。
特别值得注意的是，在医疗卫生用纺织材料领域，生物医用材料领域与发达国家比较，差距更大。发达国家已经进入应用研究阶段，我国仅处于基础研究阶段。究其原因，一是技术研究水平较弱，生物医用材料研究人才缺乏；二是体制方面的问题，一旦出现医疗事故引发医疗纠纷，企业为了解决成本问题，更倾向于进口相关产品；三是标准制度方面的因素，例如临床试验，因为审批制度的原因，国内一些生产企业宁愿先到国外进行认证，然后再销售到国内，也不愿意在国内进行认证。此外，标准体系也不健全，还有一次性手术用纺织品的环保问题等。
因此，李陵申建议国家加大两方面工作，一是加大高技术含量的生物医用纺织材料的基础研究力度，争取早日向应用研究过渡；二是加大低技术含量的医疗卫生用纺织材料的推广应用力度，提高基础医疗卫生用品的使用率。他指出，医学的不断发展促进了医疗卫生用材料的快速发展，反之，医疗卫生用纺织品尤其是生物医用材料的发展，也可促进医疗水平的有效提升，进而提高人们的生活质量，因此，对这一领域，急需加大研发的力度。
李陵申还强调，要开展国内与国际技术合作，加快我国产业用纺织品在医疗用纺织材料方面的基础研究、整理加工技术研究、整理加工的试剂材料和设备研制和创新开发力度。
新材料 新驱动
医用纺织品是用于医疗、防护、保健及卫生用途的纺织品，它是纺织学科与生物医学学科相互交叉的领域，是产业用纺织品中科技含量高、创新要求迫切的一类产品，与人们的生活密切相关。
“目前，新型医用纺织品产业正以10%以上的年增长率快速发展。天然抑菌纤维、水溶性纱布等新材料的出现，使医用纺织品的质量和功能不断提升。它们以抗水、抗血、抗酒精、抗菌、可降解等特点，正逐步替代传统医用纺织品原料。”李陵申表示。
在长春宣贯会上，与会专家反映热烈，如原来的洞单、手术服等掉毛绒，容易形成伤口感染等问题，现在用熔喷或纺粘法长丝非织造布做成的医护用品则能有效降低该污染源，从而提高了手术的成功率，大家真切感受到新型医用纺织品的好处。
在去年结束的中国国际产业用纺织品及非织造布展览会上，以壳聚糖为原料生产的天然抑菌纤维、以植物纤维素为原料生产的水溶性纱布、采用新型干法纸技术生产的各种无尘纸，以及采用各种新材料、新技术生产的口罩、防护服、手术巾、手术包、灭菌包布等创新产品吸引了众多专业观众。
一、生物医用材料产业并购潮的背景
1.市场环境背景从市场的角度看，社会对生物医用材料产业日益重视，客户群更加关注品牌、效果、质量和售后，销售模式也日趋规范化，以上因素均使得小型生产和经销企业的生存空间被压缩，行业并购加剧。政府招标采购政策调整也为我国生物医用材料产业的发展带来了机遇和挑战。随着政府的监管和招标的日趋规范化和专业化，地方保护主义面临更大的宏观政策和市场压力，质量和渠道不完善的小企业面临巨大压力，要么做强做大赢得中标机会，要么被挤出风险高、技术含量高的领域。而有原创能力的小企业，将会有更大的发展空间，也成为实力公司并购所追逐的目标。
2.企业自身意愿随着生物医用材料产业的发展，企业仅仅通过自身的内在式发展已经很难实现业绩的大幅提升，外延式并购成为了企业快速发展的有效途径。对于上市公司而言，一二级市场的估值溢价在一定程度上推动了并购。在经济转型的大背景和市场风险的共同作用下，生物医用材料等中长期向好的产业受到二级市场的追捧。上市公司较高市盈率（PricetoEarningRatio，P/E）增发获得资金，较低P/E收购能够大幅增加公司业绩。上市使得企业拥有并购所需的资金，而大量中小公司的存在给上市公司并购提供了基础条件。另外，2012-2014年是创业板解禁高峰期，部分企业并购意愿强烈。
3.典型案例从2010年开始，我国生物医用材料行业陆续发生并购案例，并购金额也屡创新高，典型并购案例见表1。在市场调节和行业政策的双重作用下，产业并购力度进一步加大，我国生物医用材料产业链不断得到完善[1-2]。
4.并购方式及动机并购是兼并和收购的统称，是以商务控制权为标的的交易，会使社会资源从经营不善、效率低下的企业向具有经营能力、效率高的企业转移，从而提高资源的配置效率。如今，并购已成为生物医用材料行业的常态。并购有多种方式。按照并购双方所处的行业关系，可分为横向并购、纵向并购和混合并购；按照并购的动因，可分为规模型并购、功能性并购、产业型并购和组合型并购；按照出资方式可以分为现金收购和股权收购；按照并购动机可分为战略并购和财务并购。通常，企业的并购是从战略并购的角度出发的，即并购双方以各自的核心竞争优势为基础，为实现企业自身发展战略目标，通过优化资源配置，产生协调效应，创造大于各自独立价值之和的新增价值，实现“1+1>2”[3]。并购的动机包括：①快速实现规模效益。成立2年的微创骨科收购苏州海欧斯，即为借助海鸥斯公司的实力及分销网络迅速打入骨科市场。②应对激烈的市场竞争。如美敦力购买先健科技部分股权，主要是看重先健科技在心血管领域材料研究与制造方面的核心竞争力，以期加速美敦力产品在中国市场的准入和提升竞争力。③获得新的分销渠道，增加市场份额。如乐普收购荷兰Comed公司，即利用其欧洲及南美地区的销售资源，快速进入国际市场；而史赛克并购创生的主要目标之一就是中国的中低端市场。④获取新产品或新技术。如上海微创并购强生Cordis药物洗脱支架相关业务中，就包括相关知识产权的无偿使用权，上海微创有望借此取得冠脉靶向洗脱支架技术的全球领先地位。⑤实施多元化战略，进军不同的产业领域。目前我国上市公司中的生物医用材料企业产品线还较为单一，因此这类公司并购扩张产品线的需求迫切，如迈瑞收购武汉德骼拜尔、凯利泰收购易生科技等。
二、并购给生物医用材料产业带来的变化
1.行业集中化传统工业经济时代，企业的并购模式倾向于对物质资本（设备设施、产品结构等）的并购，而知识经济时代，企业的并购模式倾向于对知识资本（专利技术、分销渠道、管理能力等）的并购。在发达国家中，生物医用产业中小企业主要从事新品新技术研究开发，通过向大企业转让技术或被大企业并购来获利，而产品改进、产业化和市场运营则主要由大企业进行。不同于我国生物医用企业多、小、散，发达国家相关产业已形成寡头统治的局面。近年来全球生物医用行业的并购案持续不断，仅1998-2009年期间，美国生物医用行业年均兼并收购达200起，行业集中度不断提高是生物医用材料产业发展的一个重要趋势。
2.产品多样化生物医用材料产业不同于传统行业，绝大多数单一产品销售额较小。为谋生存、求发展，生物医用材料企业通过内部发展、外延并购和不断进行产品延伸，已实现了从最初单一的产品生产到多品种经营的产品布局。例如迈瑞公司，已从最初的医疗电子生产发展成为多品种产品生产，产品覆盖了生命信息与支持、体外诊断、数字超声、医学影像、兽用产品、骨科器材等多个领域产品。
3.产业国际化近年来，发达国家医疗支出普遍面临入不敷出的局面，政府和保险公司不断缩减开支，生物医用产品价格下滑压力增大，而中国、印度等新兴市场增长强劲，成为国际大公司持续发展的增长点。跨国公司对国内医疗器械公司并购的主要目的在于：强化第二和第三市场的渗透、提高市场份额、获得低成本的研发和生产平台、减少监管障碍，直接进入国内市场。在此环境下，跨国公司从起初在华设立代表处到成立贸易公司，再发展到通过直接建立和并购等在本土构建自身生产和研发中心，近2年发生的知名国外企业并购案有史赛克收购创生，美敦力收购深圳先健、康辉控股等。与此同时，近几年也有不少国内企业海外并购的案例。2010年，纳通医疗集团收购芬兰医用可吸收材料企业Inion；2011年，乐普医疗收购销售心血管介入和外科医疗器械的荷兰Comed公司，锦江电子收购了美国生产治疗房颤高端介入耗材的Cardima公司；微创医疗2013年收购美国Wright医疗骨科业务、2014收购强生Cordis药物洗脱支架业务。国内企业海外并购的主要目的有并购高端技术以提升主营产品竞争力、引入公司未涉及的领域以延伸产品链或寻求业务转型、收购经销企业来拓展海外市场的销售渠道等，从而快速实现国际化、多元化的产业布局。
三、生物医用材料产业并购注意要点
1.整合并购将原先独立的不同企业实体结合在一起，无论并购程度如何（一方将另一方吞并；双方合并成新的实体；双方共存），这种结合都给双方带来了不可避免的变化，需要正确处置这种变化，才能达到并购的最终目的。如果把股东价值是否得到了提高作为衡量并购是否成功的主要标准的话，那么在所完成的并购业务中只有一部分达到了最基本的股东价值预期。并购的目标在于实现增值，即2个企业合并后的收益大于单独存在时的收益之和。完整的并购包括2个阶段，第一个阶段是完成并购手续，以达成交易为标志；第二个阶段是整合，以完成预期目标为标志。在全球失败的并购案例中，70%的原因是整合出了问题。并购交易的完成只是并购的第一步，并购后的整合才是真正的难点所在。所以，并购是手段，增值是目的，整合是关键。整合的难点包括业务对接、经营管理、文化差异等。应视不同情况做好整合：①对主要业务进行“1+1>2”的整合。对纵向业务整合以产业链无缝对接为目标；对横向业务整合以实现规模效益和避免内部竞争为重点。需要统一规划、研发、生产、采购、营销等各个环节，对混合业务整合以统筹兼顾为原则，对优势企业并购弱势企业的业务整合，以优势产业为主导；②对经营管理及文化进行“1+1=1”的整合，统一管理，文化融合，促进发展；③对不符合发展战略及弱势业务进行“2-1>1”的减法整合，放下包袱，轻装前进。
从古至今，金属材料一直与人类文明的发展和社会进步关系密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代都以金属材料的应用为其时代的显著标志；现在，种类繁多的金属材料更是被广泛应用于各个领域，成为社会发展的重要物质基础。随着社会和科技水平的不断进步，人们对金属材料的使用性能也在不断提出更高要求。因此，为了开发性能更优的新型金属材料，各国科学家都在不遗余力。
在中科院金属研究所里活跃着一批痴迷新型金属材料的科研人员，杨柯就是其中之一。作为专用材料与器件研究部主任，他始终致力于提升现有金属材料的使用性能和新型结构/功能一体化金属材料的研究开发，率领团队在先进钢铁结构材料、生物医用材料及器件、储氢合金及应用等研究方面，取得了诸多研究成果。其中，由于与人类健康息息相关，生物医用材料及器件的发展近年来备受关注。
生物医用材料主要是指用于医疗上能够植入生物体或与生物组织相结合的一类功能性材料。从资料记载来看，人类在古代已经尝试使用外界材料替换或修补缺损的人体组织。公元前，人类开始利用天然材料如象牙，来修复骨组织；到了19世纪，由于金属冶炼技术的发展，人们开始尝试使用金属材料，并逐渐发展到今天的生物医用金属材料，以解救在临床上由于创伤、肿瘤、感染所造成的骨组织缺损患者以及因冠脉狭窄而引起的心血管病患者。
目前，杨柯团队已经开发出抗菌不锈钢、高氮无镍奥氏体不锈钢、生物可降解镁合金等多种类型的新型医用金属材料。这些成果在业界引起广大反响，更有专家大胆表示，新型医用金属材料的应用，将会带来一场健康革命。接下来，我们将为您介绍这些“神通广大”且与健康密切相关的新材料。
首先登场的是新型高氮无镍奥氏体不锈钢。镍是一种重要合金元素，在被广泛应用的医用奥氏体不锈钢中，添加镍元素能够使不锈钢形成稳定的奥氏体结构，并具备耐腐蚀性、可塑性、无磁性、可焊接性和韧性等性能。然而医学研究人员发现，镍及其化合物具有致敏、致癌和诱发血栓等毒副作用。鉴于含镍不锈钢等医用金属对人体健康可能构成的危害，西方国家对日用和医用金属材料中镍的含量制定了越来越高的要求，也由此引发了国际上对医用无镍不锈钢的探索热潮。
杨柯课题组从2000年开始研究医用无镍不锈钢，并率先在国内开发出一种新型高氮无镍奥氏体不锈钢。杨柯介绍说：“新型不锈钢以氮元素代替镍元素来稳定不锈钢的奥氏体结构，不仅改善了不锈钢的生物安全性和力学、耐蚀等性能，且随着钢中氮含量的提高，高氮无镍奥氏体不锈钢的血液相容性也逐渐提高。”现在，该新材料已通过中国药品生物制品检定所的细胞毒性、溶血、致敏反应、急性毒性试验、血栓试验以及遗传毒性等重要生物性能检验，综合性能达到国际先进水平，并具有我国自主知识产权。
高氮无镍不锈钢的开发过程得到了国家863项目、国家自然科学基金重点项目、中科院知识创新重要方向项目及省市基金等项目的支持。“正是由于国家大量资金的支持，才使我们能够开展大量研究和测试工作，并取得最后的成功。”杨柯说道。
杨柯表示，目前，骨内固定系统、心血管支架等高氮无镍奥氏体不锈钢医疗器械现已进入产品开发阶段，很快将会上市。随着相关基础性研究工作的不断深入，医用高氮无镍奥氏体不锈钢在材料冶炼和加工工艺方面的日渐成熟，将会推动新型医用不锈钢的临床应用及发展，并有可能逐步取代现有含镍医用不锈钢。
接着我们来说说杨柯津津乐道的抗菌不锈钢。作为人们的“亲密敌人”，细菌的威胁之处就是无处不在，无孔不入，令人防不胜防。那么，抗菌金属是否真的能抵挡细菌的强烈攻势？它是怎么抗菌的？这种新材料产品现在上市了吗？
据了解，抗菌材料一般分为三大类：天然抗菌材料、有机物抗菌材料和无机物抗菌材料。天然抗菌材料来自动植物内具有抗菌功能的部位；有机抗菌材料就是常见的杀菌剂等，易流失、分解，毒副作用大且不具备广谱抗菌性；无机抗菌材料不但具有广谱抗菌性，还耐水、耐酸碱、耐洗涤、不老化、不产生抗药性、抗菌能力持久。
目前使用的抗菌剂主要为有机和无机两种。有机抗菌剂主要以喷洒或浸泡方式使用，在医疗领域广泛应用，但在安全性、持久性、广谱抗菌性、耐热性方面存在不足，更为重要的是这类抗菌剂对人体和环境有严重损害。而沸石抗菌剂、硅胶抗菌剂等属于无机抗菌剂，主要用作添加剂制成具有抗菌作用的布料、塑料等产品，但在耐热、耐磨、抗腐蚀等方面也存在缺陷，始终无法满足日常使用需求。
杨柯团队研发的抗菌不锈钢，除具备一般不锈钢的装饰和美化作用外，既具有抗菌、杀菌的自清洁作用，又具有结构材料特有的力学性能及物理和化学性能。杨柯说：“在制造厨房机械、医疗器械、卫生间用品和进行保洁装修时，应该使用具有抗菌作用和形状各异、外形美观的金属制品，这种新诞生的不锈钢材料，无疑成了理想产品。”
杨柯告诉记者，抗菌不锈钢分为镀膜式和自身抗菌式两种，所谓镀膜式就是在不锈钢上镀一层具有杀菌性的金属材料，或其他有杀菌作用的无机材料，但易磨损、老化，抗菌性能会受到温差及外在环境的影响而降低。而自身抗菌式不锈钢则是在生产过程中，添加一些具有抗菌作用的金属元素，再通过特殊处理使其具备抗菌性。杨柯说：“我们开发的不锈钢材料自身就具有抗菌能力，它能使附着的细菌不繁殖，被杀死或将含菌数抑制在极低水准，成本低，加工方便，而且不改变普通不锈钢的强度、耐蚀和美观等特性，具有广阔的市场前景。”
1生物医用复合材料组分材料的选择要求
生物医用复合材料根据应用需求进行设计，由基体材料与增强材料或功能材料组成，复合材料的性质将取决于组分材料的性质、含量和它们之间的界面。常用的基体材料有医用高分子、医用碳素材料、生物玻璃、玻璃陶瓷、磷酸钙基或其他生物陶瓷、医用不锈钢、钴基合金等医用金属材料；增强体材料有碳纤维、不锈钢和钛基合金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维等纤维增强体，另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗粒增强体。
植入体内的材料在人体复杂的生理环境中，长期受物理、化学、生物电等因素的影响，同时各组织以及器官间普遍存在着许多动态的相互作用，因此，生物医用组分材料必须满足下面几项要求：(1)具有良好的生物相容性和物理相容性，保证材料复合后不出现有损生物学性能的现象；(2)具有良好的生物稳定性，材料的结构不因体液作用而有变化，同时材料组成不引起生物体的生物反应；(3)具有足够的强度和韧性，能够承受人体的机械作用力，所用材料与组织的弹性模量、硬度、耐磨性能相适应，增强体材料还必须具有高的刚度、弹性模量和抗冲击性能；(4)具有良好的灭菌性能，保证生物材料在临床上的顺利应用。此外，生物材料要有良好的成型、加工性能，不因成型加工困难而使其应用受到限制。
2生物医用复合材料的研究现状与应用
2.1陶瓷基生物医用复合材料
陶瓷基复合材料是以陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷基体，通过不同方式引入颗粒、晶片、晶须或纤维等形状的增强体材料而获得的一类复合材料。目前生物陶瓷基复合材料虽没有多少品种达到临床应用阶段，但它已成为生物陶瓷研究中最为活跃的领域，其研究主要集中于生物材料的活性和骨结合性能研究以及材料增强研究等。
Al2O3、ZrO3等生物惰性材料自70年代初就开始了临床应用研究，但它与生物硬组织的结合为一种机械的锁合。以高强度氧化物陶瓷为基材，掺入少量生物活性材料，可使材料在保持氧化物陶瓷优良力学性能的基础上赋予其一定的生物活性和骨结合能力。将具有不同膨胀系数的生物玻璃用高温熔烧或等离子喷涂的方法，在致密Al2O3陶瓷髋关节植入物表面进行涂层，试样经高温处理，大量的Al2O3进入玻璃层中，有效地增强了生物玻璃与Al2O3陶瓷的界面结合，复合材料在缓冲溶液中反应数十分钟即可有羟基磷灰石的形成［2］。为满足外科手术对生物学性能和力学性能的要求，人们又开始了生物活性陶瓷以及生物活性陶瓷与生物玻璃的复合研究，以使材料在气孔率、比表面积、生物活性和机械强度等方面的综合性能得以改善。近年来，对羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)复合材料的研究也日益增多［3，4］。30%HA与70%TCP在1150℃烧结，其平均抗弯强度达155MPa，优于纯HA和TCP陶瓷，研究发现HA-TCP致密复合材料的断裂主要为穿晶断裂，其沿晶断裂的程度也大于纯单相陶瓷材料。HA-TCP多孔复合材料植入动物体内，其性能起初类似于β-TCP，而后具有HA的特性，通过调整HA与TCP的比例，达到满足不同临床需求的目的。45SF1/4玻璃粉末与HA制备而成的复合材料，植入兔骨中8周后取出，骨质与复合材料之间的剪切破坏强度达27MPa，比纯HA陶瓷有明显的提高。
生物医用陶瓷材料由于其结构本身的特点，其力学可靠性(尤其在湿生理环境中)较差，生物陶瓷的活性研究及其与骨组织的结合性能研究，并未能解决材料固有的脆性特征。因此生物陶瓷的增强研究成为另一个研究重点，其增强方式主要有颗粒增强、晶须或纤维增强以及相变增韧和层状复合增强等［3，5～7］。当HA粉末中添加10%～50%的ZrO2粉末时，材料经1350～1400℃热压烧结，其强度和韧性随烧结温度的提高而增加，添加50%TZ-2Y的复合材料，抗折强度达400MPa、断裂韧性为2.8～3.0MPam1/2。ZrO2增韧β-TCP复合材料，其弯曲强度和断裂韧性也随ZrO2含量的增加而得到增强。纳米SiC增强HA复合材料比纯HA陶瓷的抗弯强度提高1.6倍、断裂韧性提高2倍、抗压强度提高1.4倍，与生物硬组织的性能相当。晶须和纤维为陶瓷基复合材料的一种有效增韧补强材料，目前用于补强医用复合材料的主要有：SiC、Si3N4、Al2O3、ZrO2、HA纤维或晶须以及C纤维等，SiC晶须增强生物活性玻璃陶瓷材料，复合材料的抗弯强度可达460MPa、断裂韧性达4.3MPam1/2，其韦布尔系数高达24.7，成为可靠性最高的生物陶瓷基复合材料。磷酸钙系生物陶瓷晶须或纤维同其它增强材料相比，不仅不影响材料的增强效果，而且由于其具有良好的生物相容性，与基体材料组分相同或相近，不会影响到生物材料的性能。HA晶须增韧HA复合材料的增韧补强效果同复合材料的气孔率有关，当复合材料相对密度达92%～95%时复合材料的断裂韧性可提高40%。
2.2高分子基生物医用复合材料
0 引 言
生物医用复合材料(biomedical composite materials)是由两种或两种以上的不同材料复合而成的生物医用材料，它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造［1］。长期临床发现，传统医用金属材料和高分子材料不具生物活性，与组织不易牢固结合，在生理环境中或植入体内后受生理环境的，导致金属离子或单体释放，造成对机体的不良影响。而生物陶瓷材料虽然具有良好的化学稳定性和相容性、高的强度和耐磨、耐蚀性，但材料的抗弯强度低、脆性大，在生理环境中的疲劳与破坏强度不高，在没有补强措施的条件下，它只能应用于不承受负荷或仅承受纯压应力负荷的情况。因此，单一材料不能很好地满足临床应用的要求。利用不同性质的材料复合而成的生物医用复合材料，不仅兼具组分材料的性质，而且可以得到单组分材料不具备的新性能，为获得结构和性质类似于人体组织的生物医学材料开辟了一条广阔的途径，生物医用复合材料必将成为生物医用材料和中最为活跃的领域。
1 生物医用复合材料组分材料的选择要求
生物医用复合材料根据应用需求进行设计，由基体材料与增强材料或功能材料组成，复合材料的性质将取决于组分材料的性质、含量和它们之间的界面。常用的基体材料有医用高分子、医用碳素材料、生物玻璃、玻璃陶瓷、磷酸钙基或其他生物陶瓷、医用不锈钢、钴基合金等医用金属材料；增强体材料有碳纤维、不锈钢和钛基合金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维等纤维增强体，另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗粒增强体。
植入体内的材料在人体复杂的生理环境中，长期受物理、化学、生物电等因素的影响，同时各组织以及器官间普遍存在着许多动态的相互作用，因此，生物医用组分材料必须满足下面几项要求：(1)具有良好的生物相容性和物理相容性，保证材料复合后不出现有损生物学性能的现象；(2)具有良好的生物稳定性，材料的结构不因体液作用而有变化，同时材料组成不引起生物体的生物反应；(3)具有足够的强度和韧性，能够承受人体的机械作用力，所用材料与组织的弹性模量、硬度、耐磨性能相适应，增强体材料还必须具有高的刚度、弹性模量和抗冲击性能；(4)具有良好的灭菌性能，保证生物材料在临床上的顺利应用。此外，生物材料要有良好的成型、加工性能，不因成型加工困难而使其应用受到限制。
2 生物医用复合材料的研究现状与应用
2.1 陶瓷基生物医用复合材料
陶瓷基复合材料是以陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷基体，通过不同方式引入颗粒、晶片、晶须或纤维等形状的增强体材料而获得的一类复合材料。生物陶瓷基复合材料虽没有多少品种达到临床应用阶段，但它已成为生物陶瓷研究中最为活跃的领域，其研究主要集中于生物材料的活性和骨结合性能研究以及材料增强研究等。
Al2O3、ZrO3等生物惰性材料自70年代初就开始了临床应用研究，但它与生物硬组织的结合为一种机械的锁合。以高强度氧化物陶瓷为基材，掺入少量生物活性材料，可使材料在保持氧化物陶瓷优良力学性能的基础上赋予其一定的生物活性和骨结合能力。将具有不同膨胀系数的生物玻璃用高温熔烧或等离子喷涂的，在致密Al2O3陶瓷髋关节植入物表面进行涂层，试样经高温处理，大量的Al2O3进入玻璃层中，有效地增强了生物玻璃与Al2O3陶瓷的界面结合，复合材料在缓冲溶液中反应数十分钟即可有羟基磷灰石的形成［2］。为满足外科手术对生物学性能和力学性能的要求，人们又开始了生物活性陶瓷以及生物活性陶瓷与生物玻璃的复合研究，以使材料在气孔率、比表面积、生物活性和机械强度等方面的综合性能得以改善。近年来，对羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)复合材料的研究也日益增多［3，4］。30% HA与70%TCP在1150℃烧结，其平均抗弯强度达155MPa，优于纯HA和TCP陶瓷，研究发现HA-TCP致密复合材料的断裂主要为穿晶断裂，其沿晶断裂的程度也大于纯单相陶瓷材料。HA-TCP多孔复合材料植入动物体内，其性能起初类似于β-TCP，而后具有HA的特性，通过调整HA与TCP的比例，达到满足不同临床需求的目的。45SF1/4玻璃粉末与HA制备而成的复合材料，植入兔骨中8周后取出，骨质与复合材料之间的剪切破坏强度达27MPa，比纯HA陶瓷有明显的提高。
生物医用陶瓷材料由于其结构本身的特点，其力学可靠性(尤其在湿生理环境中)较差，生物陶瓷的活性研究及其与骨组织的结合性能研究，并未能解决材料固有的脆性特征。因此生物陶瓷的增强研究成为另一个研究重点，其增强方式主要有颗粒增强、晶须或纤维增强以及相变增韧和层状复合增强等［3，5～7］。当HA粉末中添加10%～50%的ZrO2粉末时，材料经1350～1400℃热压烧结，其强度和韧性随烧结温度的提高而增加，添加50%TZ-2Y的复合材料，抗折强度达400MPa、断裂韧性为2.8～3.0MPam1/2。ZrO2增韧β-TCP复合材料，其弯曲强度和断裂韧性也随ZrO2含量的增加而得到增强。纳米SiC增强HA复合材料比纯HA陶瓷的抗弯强度提高1.6倍、断裂韧性提高2倍、抗压强度提高1.4倍，与生物硬组织的性能相当。晶须和纤维为陶瓷基复合材料的一种有效增韧补强材料，目前用于补强医用复合材料的主要有：SiC、Si3N4、Al2O3、ZrO2、HA纤维或晶须以及C纤维等，SiC晶须增强生物活性玻璃陶瓷材料，复合材料的抗弯强度可达460MPa、断裂韧性达4.3MPam1/2，其韦布尔系数高达24.7，成为可靠性最高的生物陶瓷基复合材料。磷酸钙系生物陶瓷晶须或纤维同其它增强材料相比，不仅不影响材料的增强效果，而且由于其具有良好的生物相容性，与基体材料组分相同或相近，不会影响到生物材料的性能。HA晶须增韧HA复合材料的增韧补强效果同复合材料的气孔率有关，当复合材料相对密度达92%～95%时复合材料的断裂韧性可提高40%。
2.2 高分子基生物医用复合材料
研究表明几乎所有的生物体组织都是由两种或两种以上的材料所构成的，如人体骨骼和牙齿就是由天然有机高分子构成的连续相和弥散于其基质中的羟基磷灰石晶粒复合而成的。生物有机高分子基复合材料，尤其生物无机与高分子复合材料的出现和发展，为人工器官和人工修复材料、骨填充材料开发与应用奠定了坚实的基础。
生物陶瓷增强聚合物复合材料于1981年由Bonfield提出，目前的研究对象主要有：HA、AW玻璃陶瓷、生物玻璃等增强高密度聚乙烯(HDPE)和聚乳酸等高分子化合物［8，9］。HDPE-HA复合材料随HA掺量的增加，其密度也增加，弹性模量可从1GPa提高到9MPa，但材料从柔性向脆性转变，其断裂形变可从大于90%下降至3%，因此可通过控制HA的含量调整和改变复合材料的性能。HA增强HDPE复合材料的最佳抗拉强度可达22～26MPa、断裂韧性达2.9±0.3MPam1／2。由于该复合材料的弹性模量处于骨杨氏模量范围之内，具有极好的力学相容性，并且具有引导新骨形成的功能。AW玻璃陶瓷和生物玻璃增强HDPE复合材料具有与HA增强HDPE复合材料相似的力学性能和生物学性能，复合材料在37℃的SBF溶液中体外实验研究表明，在其表面可形成磷灰石层，通过控制和调整AW玻璃陶瓷和生物玻璃的含量，使其满足不同临床应用的需求。
聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性，但材料还缺乏骨结合能力，对X光具有穿透性，不便于临床上显影观察。将聚乳酸与HA颗粒复合有助于提高材料的初始硬度和刚性，延缓材料的早期降解速度，便于骨折早期愈合。随着聚乳酸的降解吸收，HA在体内逐渐转化为自然骨组织，从而提高材料的骨结合能力和材料的生物相容性；此外可提高材料对X-射线的阻拒作用，便于临床显影观察。最近，国外采用一种新的共混及精加工工艺将HA均匀分散于PLLA基体中制备了超高强度生物可吸收PLLA-HA复合材料［10］，随HA在PLLA基体中含量增加，材料的弯曲强度和弯曲模量也增加，其最高弯曲强度可达280MPa，它既有高分子的弹性又具有类皮质骨的刚度。将该材料浸入到SBF溶液中3天后即有大量HA晶体在表面沉积，具有骨结合能力，12周后材料具有210MPa的弯曲强度，高于皮质骨内固定材料弯曲强度200MPa的最底要求。因此该复合材料可望作为骨折内固定材料，广泛应用于临床。PDLLA-HA复合内固定棒兔子髁部骨折的实验研究表明［11］，术后动物自由活动，不用任何外固定，所有动物伤口Ⅰ期愈合，无关节积液和窦道形成。X线摄片见3周时骨折端无移位，有明显骨痂生成，骨折线模糊。6周骨折愈后，骨折线消失，骨痂最多，以后各时间点骨折无移位和再骨折，骨痂逐渐减少。12周前材料可清晰显影，24周后模糊至消失。
碳纤维增强生物医用高分子复合材料是发展最早的一类医用复合材料，它主要用作骨水泥、人工关节和接骨板等［12，13］。碳纤维增强HDPE复合材料，其强度、刚性、抗疲劳和抗磨损性能均显著高于HDPE材料，因此它常用作承受复杂应力和摩擦作用的髋关节和膝关节。碳纤维增强聚砜复合材料的抗扭强度最高可达100MPa，与金属板相比，其断裂模量可减少2～4倍。碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料在90年代初就成功地用于颅骨缺损修复，其弯曲强度、断裂模量及其抗冲击性能均优于人体颅骨材料，对患者实施颅骨缺损修复后起到重要的防护作用。用四氟乙烯纤维与碳纤维复合制备成多孔复合材料，其表面积为宏观的1200倍，有利于生物组织的长入，它已用于牙槽骨、下颌骨、关节软骨的修复。
在现代医疗领域中，纺织材料的应用已得到了长足发展，越来越多的新型纺织纤维由于其优良性能已替代传统的纺织纤维。本文介绍了几种广泛应用于医疗领域的生物医用纤维及其用途。
关键词：生物医用纤维；医疗用品
Abstract: In the modern medical field，the application of textile materials have been developed significantly. More and more new textile fibers have replaced the traditional textile fibers because of their excellent performance. In this article, several biomedical fibers and their uses were introduced.
Keywords: Biomedical Fiber； Medical Supplies
近些年来，随着科学技术的飞速发展，纺织工业与高新技术结下了不解之缘，借助于高新技术，纺织工业获得了长足的进步。同时，现代纺织产业积极研究、生产出一批批性能优良的新型材料，支持了高新技术的发展。在这个发展的过程中，新型纤维在医疗领域中得到了广泛的应用，如外科敷料、人工器官、替代装置、修复材料、药物、卫生保健、整形、美容以及诊断治疗仪器等方面，新型纤维都发挥出不可替代的促进作用。
1纺织纤维用作医用材料的要求及其特有的优良性能
所谓医用纤维材料，是指以医学应用为特色的一类纺织纤维材料的总称[1]。医用材料是直接影响人体生命和健康的一种特有的材料，因此它应符合两点要求：①符合耐消毒性的要求；②符合生物安全性的要求，而用纺织纤维做医用材料又具有许多优点：①单位体积内表面积大，物质的通透、吸附功能可得到充分的发挥；②重量较轻，机械物理性能好；③可以任意编结织造，使其在力学性能上具有微妙的运动适用性。生物医用纤维除具有上面的优点外，还具备生物相容性，所以近年来广泛应用于医疗领域。
2医疗领域的生物纤维的种类
2.1甲壳素与壳聚糖纤维
甲壳素是一种特殊的纤维素，其资源丰富。将甲壳素用浓碱处理去除其中的乙酰基就可以将其制成可溶性的物质，称为壳聚糖。它们不仅生物相容性良好，能够生物降解，降解产物安全无毒，而且作为一种天然碱性多糖，还具有相当的生物活性，是一种极具发展潜力的可吸收型植入材料[2]。
因此，甲壳素在医疗领域得到了广泛的应用：（1）用作可吸收手术缝合线。甲壳素主要用于消化系统外科和整形外科等需要内缝合的手术中。（2）用作医用敷料。将甲壳素同抗药物氟哌酸及多孔性支撑创伤伤口材料制成的烧伤用生物敷料生物相容性好，不过敏，抑菌效果优良，透湿、透气性能较高。（3）用作人造血管。美国在1996年公开了一项世界专利，用甲壳素制造人造血管，内径小于6mm，内壁光滑而且不会凝聚血球以保持管腔通畅。（4）用作医用微胶囊。甲壳素的阳离子特性与羧甲基纤维带负电性的高分子反应可制备不同类型的微胶囊，使高浓度细胞的培养成为可能。（5）用作止血剂和伤口愈合剂。与抗凝血作用相反, 甲壳素的某些衍生物具有优良的凝血和促进伤口愈合的作用。（6）用于骨组织的修复。甲壳素可以直接作用在骨芽细胞上，促进其分子衍生和骨矿物质的合成，从而提高碱性磷酸酶的活性，加快骨基质的形成及修复[3-4]。
2.2藻酸纤维
藻酸纤维主要由不溶性海藻酸钙构成，可通过最基本的纺丝工艺而制得，即由海藻酸钠碱性浓溶液经过喷丝板挤出后送入含钙离子的酸性凝固浴中。海藻酸钠与钙离子发生离子交换，形成不溶于水的海藻酸钙纤维，再进行水洗、拉伸、烘干等一系列加工，随后通过非织造生产工艺可制成纱布、绷带等[5-6]。
藻酸纤维具有特殊的生物医学性能：（1）用作纱布、绷带。由于藻酸纤维具有独特的离子交换性能，可与伤口的渗出液相互作用形成润湿的凝胶，有利于伤口的愈合。（2）作为抗菌纤维。藻酸纤维因具有治疗伤口药物的载体，广泛用来制备抗菌纤维，比如藻酸含银纤维因生产简单而比较受欢迎。
2.3蚕丝丝素纤维
丝素纤维用作外科手术缝合线已有悠久的历史。蚕丝丝素纤维可用作：（1）生物传感器。将酶固定在再生丝素膜上，有利于延缓酶的失活，可用于研制特殊的生物传感器。（2）药物控制释放载体。施有药物的再生丝素膜，能够根据环境pH值的变化控制药物的释放，可用于对人体特定部位进行定向治疗的智能化药物控制释放载体。（3）创面保护膜。丝素膜因具有生物相溶性，所以用来做创面保护膜[7]。
2.4Lyocell纤维素纤维
Lyocell的生产一般采用纤维素直接溶解工艺，在特定条件下将纤维素溶于环状叔胺氧化物N-甲基吗啉2-N -氧化物与水的混合物中。在这一工艺中，预处理好的浆粕同连续式混合器中的NMMO 与水混合，将纤维素溶解成黏性溶液，过滤该溶液后进行纺丝，纤维素就呈丝状凝固出来[8]。Lyocell纤维素纤维可用作：（1）制作治疗慢性伤口(如溃疡、烧伤等)的高级绷带。由于它可与伤口渗出液接触形成凝胶，提供非粘接性的润湿环境，而且吸收性高，吸收可达其自身重量的35倍，形成连续性较好的凝胶，从而易整片去除，便于更换绷带，避免损伤新组织的生长；（2）可以用机织、针织、非织造布形式做成手术服，以及其他一次性医疗用品。它无菌、无尘和耐消毒，另外，还具有隔菌性和舒适性。
3结语
在产业用纺织品中，医疗领域用纺织品所占比例不大，但都是高新产品[9]。在当今纺织行业普遍不景气的状况下，世界主要纤维生产厂家应靠开发新品种来提高生产效益。相信在以后的时间内，新型纤维在医疗领域的应用将会越来越广泛，进一步促进医学的进步。
参考文献：
[1] 郁铭芳．纺织新境界[M]．北京：清华大学出版社，2002.
[2] 胡巧玲，张中明，王晓丽，等．可吸收型甲壳素、壳聚糖生物医用植入材料的研究进展[J]．功能高分子学报，2003，16(2)：293~298.
[3] 潘志娟．纤维材料近代测试技术[M]．北京：中国纺织出版社，2005.
[4] 白木．甲壳素在医疗领域的应用[J]．化工经济技术信息，2003(5)：4~5.
[5] 罗以喜．医疗用生物降解纤维及织物[J]．印染，2001 (10):48-50.
[6] 罗以喜．可生物降解织物的降解性能测试[J]．产业用纺织品，2001(12)：39~41.
[7] 李明忠，严灏景．再生丝素的结构及其生物医学应用[J]．丝绸，2000(5)：37~39.
关键词：医用钛基合金；表面改性；生物相容性；NiTi-SMA
引言
在现阶段医学领域，镍钛记忆合金凭借其质量轻、高强度、高回弹性以及良好的耐疲劳和耐腐蚀等性能，使其逐渐成为了最具发展潜力的一种金属生物材料，而且在骨科中应用日益普遍，但到目前为止，还没有一套科学方法和证据足以证明其在长期的植入机体中能够保持良好的生物相容性。现阶段，我们在应用天鹅型记忆接骨器的大量实践应用的基础之上，归纳并总结了合金组织的相容性及表面改性等特性，从而为相关医用材料的后期开发提供了必要的依据。
1 医用钛基合金的生物相容性和细胞毒性研究
生物材料成功植入后，对机体的影响是一个非常复杂的过程，主要反映的是血液反应、组织反应和免疫反应的反应，而所发生的这些生物反应有对于评定其生物相容性具有重要的意义。一般情况下，在对钛基合金生物相容性进行评价时，主要指标内容涵盖了以下几个方面[1]：（1）机体血管的分布密度；（2）机体炎症细胞的种类和数量；（3）所植入的材料周遭组织的生化分析和组化分析；（4）是否形成了包囊膜；（5）对远离植入组织的生化分析；（6）是都存在脂肪变性；（7）对所植入的金属物外观结构变化的观察。
钛镍合金一般含有近50%的镍，如果它被植入人体，其生物相容性和如何，镍元素在人体内的长期存在会产生许多问题，如细胞毒性等，这也需要在长期的临床实践和试验研究中不断解决的。
随着技术的发展，钛镍合金的生物相容性研究得到了明显的改善，主要体现在以下几点：（1）在体外实验中多采用成纤维细胞或成骨细胞或内皮细胞等；（2）取不锈钢或其他金属材料同钛镍合金作
对比试验；（3）适当的增加了体内试验数量；（4）在试验过程中综合应用了多项分析方法；经过长期大量的试验研究表明，钛镍合金作为一种植入材料植入人体后同其他材料相比具有明显的安全优势[2]，究其原因如下所述：
（1）机体组织之所以会出现一种良好的组织反应，其根本原因就是在于在钛镍合金表面有一层由氧化钛组成的钝化膜，其中含有了极少量的镍元素。
（2）在钛镍合金中的镍元素都是以化合态形式存在，即使在人体会出现解离现象，但其数量却是微少的。
（3）在机体外部所观察到的细胞毒性现象其主要原因也是由于镍的大量聚集所致，而在机体内部由于不会出现这种现象，所以细胞毒性也就不会发生。
现阶段，许多学者对于钛镍合金的生物相容性以及表面改性都进行了大量的试验研究，而且得到的结论却明显的一致：太镍合金植入机体后能够很好地被机体细胞所接受，而且合金表现所出现的腐蚀极少[3]。
2 NiTi-SMA的表面改性及细胞毒性
对于NiTi-SMA的加工制造以及表面处理等方面，国内学者进行了大量的研究工作[4]，在目前，也存在很多的处理方法应用于NiTi-SMA的表面处理过程。然而，表面处理方法的优劣将会直接影响其生物相容性，具体哪一种表面处理方法最为有效以及如何有效地改善合金表面特性等存在的等等问题也是目前NiTi-SMA应用领域所迫切需要解决的问题。
NiTi-SMA由于其表面氧化膜的存在，使其具有了良好的耐腐蚀性和生物相容性等特性；合金氧化膜的存在，能够促使NiTi-SMA在生理环境下保持来相对惰性状态；而对其表面的处理方法所常见的有热处理和电子抛光以及机械抛光等多项手段，同时在对合金界面以及表面的分析过程中也会涉及到电子显微镜以及X光衍射和X-RAY点光子分光光谱的应用[5]。
经大量的实验研究表明，NiTi-SMA所体现出的良好的生物相容性和腐蚀性等特性其主要还是源于在其表面均匀分布的氧化膜层，在该膜层中含有了极少的镍元素。
除上述所介绍的几种常见的表面处理方法之外，下面介绍几种其他表面处理方法：
等离子注入和喷涂羟基磷灰石方法，化学处理方法与传统方法相比，具有工艺简单，可在复杂形状的表面形成一层修饰膜；其中作为表面改性的一项重要处理手段――等离子处理法，在其应用过程中也需要对材料界面通过AES和扫描电子显微镜的辅助进行相应的分析研究。在应用等离子处理方法进行表面处理过程中，影响最大的就是钛镍比例，它能够有效引发钛、镍元素的富集和偏聚等现象，其中钛元素能够有效地增强材料表面活性，对于钛镍合金同机体高分子膜的结合提供了极大地帮助；在之列等离子体进行表面处理过程中，在样品的表面将沉积大量的电极成分，由于氯元素对人体具有一定的危害性，因此，从安全角度考虑，直流等离子处理装置一般不采用铝电极材料，因此，在表面处理过程中建议采用射频等离子体处理方法。
另外一种方法就是对合金表面进行涂层处理[6]，常用的就是聚合四氟乙炔高离子喷涂法，该方法的实施能够有效地提高钛镍合金的抗腐蚀能力，并极大的降低了镍离子的释放，进而促使其合金细胞毒性得到了明显的降低。
3 问题及展望
在钛合金生物材料的不断发展过程中，其材料的改进以及表面性能的优化等方面还存在着很多的问题需要解决。
通过一定的表面处理方法能够有效地降低钛镍合金中镍元素的释放，其中应用效果最好的一项方法就是涂层处理法。
经大量实验分析发现，NiTi-SMA具有了良好的生物相容性以及独特的形状记忆效应，经表面处理后的NiTi-SMA表面会形成一层轻质均匀而且致密分布的钝化膜，与金属表面进行紧密的结合，并通过涂膜技术的应用，能够促使NiTi-SMA细胞相容性以及抗腐蚀性等性能的明显改善。相信随着技术的不断进步和发展，现阶段所存在一系列难题都将会迎刃而解，同时，随着新型合金材料的不断改良和开发，NiTi-SMA也必将迎来一更为广阔的应用前景。
参考文献
[1]田博.医用钛基合金的表面改性及生物相容性研究[D].贵州大学，2007.
[2]冉均学.钛基生物医用材料表面改性及模拟体液培养[D].河北工业大学，2003.
[3]李晋波.医用钛表面改性及其抗菌性和生物活性研究[D].湖南大学，2012.
[4]孔丽丽.医用钛表面的电化学构筑及生物性能的优化[D].厦门大学，2009.
生命是人们永恒探究的课题，在漫长的求索过程中生物医用材料扮演着不可或缺的角色。有记载表明，早在古希腊时代人们就已经开始用马尾上的毛作为外科缝合线进行一些外科手术。时至今日生物医用材料已获得长足的进步，其中医用高分子材料更是被誉为医疗技术发展史上的一次飞越。
在此我谨对医用高分子材料中的壳聚糖材料谈一些我个人的认识。
壳聚糖学名：几丁聚糖。俗称甲壳素、甲壳胺、壳聚糖、可溶性甲壳素、脱乙酰基甲壳素、壳糖胺等。是以虾蟹壳为原料，先制得甲壳素，然后在浓碱的作用下脱去甲壳素分子中的乙酰基而得一种天然高分子化合物，在自然界中的含量仅次于纤维素。由于壳聚糖分子中含有活泼的羟基和氨基等极性基团，主链上可发生水解反应c-2位上的氨基和c-6位上的羟基可以发生乙酰化、羟乙酰化、羧甲基化、氰乙基化、硫酸酯化、氧化、黄原酸化等化学修饰。在双官能团的醛或酸酐等交联剂作用下，可进行交联反应。在r-射线或催化剂的作用下，乙烯基单位和丙烯酸类单体可与壳聚糖进行接枝共聚反应，加上它不仅具有很好的生物相容性，而且无毒、易生物降解，使得其在医药、农业、环境、纺织、印染、造纸、催化、食品、日用化妆品等领域具有广泛的应用前景。下面我们就针对其在生物医用材料方面的应用进行讨论。
首先让我们来关注《第二军医大学学报》上刊登的一则实验结果。该实验是为观察聚合物壳聚糖〔chi〕和磷脂化壳聚糖〔pc2chi〕涂层膜对培养的血管内皮细胞增殖和迁移及血液相容性的影响而设计的。实验者将chi 和pc2chi 均匀喷涂在培养皿底层制成聚合物膜,以316 l 不锈钢片做成不锈钢圆柱体槽,将猪髂动脉内皮细胞接种于聚合物膜、不锈钢槽和不做任何处理的培养皿底部(空白对照组) ,培养24 h。光镜和扫描电镜观察细胞形态,以cck28 试剂盒测定细胞增殖,并进行细胞迁移检测。以凝固法测定健康人血液在聚合物膜上作用2 h 后的凝血活酶时间(aptt) 、凝血酶原时间(pt) 、纤维蛋白原测定( fib ) 和凝血酶时间(tt) 。结果发现动脉内皮细胞在chi 和pc2chi 膜上生长良好,形态正常。培养24 h ,内皮细胞在chi 和pc2chi 膜上的增殖率分别达88. 8 %和77. 8 % ,存活内皮细胞数目较不锈钢片组显著增加( p < 0. 01) ;而chi 组的存活内皮细胞数目显著高于pc2chi 组( p <0. 01) 。培养72 h ,内皮细胞在chi 和pc2chi 膜上迁移细胞数均显著高于316 l 不锈钢片,pc2chi 组较chi 组的细胞迁移数目显著增加( p < 0. 01) 。pc2chi 组、316 l 不锈钢片组和空白对照组的aptt 较chi 组显著延长( p < 0. 05 , p < 0. 01) ,fib显著增加( p < 0. 01) 。各组间pt 和tt 均无明显差异。从以上实验我们可以得出结论：壳聚糖材料有着很好的血液相容性能够促进内皮细胞在其上的附着生长以便与周围组织协调。同时我们也应看到单纯的壳聚糖材料的抗血栓形成作用并不理想但当我们对它进行磷脂化以后这一情况便得到了改善。因此壳聚糖材料仍是较理想的医用高分子材料。
接下来再让我们关注一下壳聚糖的组织相容性。有研究者取sd大鼠胚胎(孕14～16d)大脑皮层组织制成单细胞悬液在无血清培养液中进行培养,获得大量的神经干细胞,再将所获神经干细胞在不同条件下移植接种至壳聚糖膜上联合培养1周,在倒置显微镜下观察神经干细胞生长增殖情况及形态变化,并对其分别进行免疫组化染色、电镜观察,了解壳聚糖对神经干细胞生长、增殖、分化的影响.结果在无血清联合培养条件下,神经干细胞仍然维持其原有的干细胞特性;在含血清的培养液中,神经干细胞能分化成多种形态的神经细胞,并且在壳聚糖膜上生长良好。由此我们能够了解到该材料不会抑制神经干细胞的生长也不引起炎症或致癌致祭。因此壳聚糖与神经干细胞具有良好的组织相容性。（以上材料摘自《苏州大学学报（医学版）》20__年05期）
不仅单独的壳聚糖材料具有良好的生物相容性，它的复合材料也是如此。《中国实验诊断学》中有一则关于壳聚糖—聚磷酸三钙复合材料的报道。实验采用冻干法制备壳聚糖一聚磷酸三钙复合材料，培养人牙周膜细胞，传代扩增后接种到材料表面，体外继续培养，用倒置光学显微镜、扫描电镜观察细胞的粘附和生长情况，用mtt方法检测种植后2、4、6、8d细胞的增殖情况。结果发现种植2d后细胞呈梭形纤维细胞样，平均每100倍视野下，有生物材料的实验组与无材料的对照组胞数分别为（380±16）个和（80±20）个，二者比较差异性显著（p﹤0．01）。mtt法检测对照和实验组细胞增殖情况，两组细胞均保持持续增殖。且实验组增殖最快，接种后2、4、6、8d光吸收值与对照组相比，差异性均显著（p﹤0．01）。扫描电镜下可见材料呈多孔网状结构，人牙周膜细胞紧密贴附在材料表面，细胞可沿材料的孔隙活跃生长。从上述实验中我们看到壳聚糖—聚磷酸三钙复合材料能促进人牙周膜细胞的增殖，人牙周膜细胞与复合材料具有良好的生物相容性。
购物车(0)
