Page 54 - 《橡塑技术与装备》2022年12期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
的是芳香族聚碳酸酯为主，并以双酚 A 型聚碳酸酯为 组织细胞及血管可长入其微孔形成组织连接，如同自
应用最多 [18] 。聚碳酸酯是应用较广泛的工程塑料，PC 体组织一样。这种组织长入的组织愈合方式，较传统
应用于医疗行业中所具备重要性能优势有 ：强度高、 硅橡胶的纤维包裹的组织愈合方式更加优越，膨体聚
韧性好、刚性大、透明好、能承受严格的消毒条件等。 四氟乙烯已成为医学上的重要填充材料，是目前理想
PC 常用于开放式心脏手术使用的渗析过滤膜、手术器 的生物组织代用品。目前已用于鼻部整形、心脏瓣膜、
材手柄以及血液供氧设备外壳，静脉连接器的导管和 人造血管、消除肺部残腔 [22] 和各类人工气管、食管、
活栓以及无针注射系统材料、灌注材料、血液储存材 胆管、尿道和人工腹膜、脑硬膜及人工皮肤、人工骨
料等，PC 也可以用于套管针（长管）以及用于内窥镜 骼等方面。
检查手术的牵引器 [19] 。PC 的特点有较高的韧性、强 2.8 TPU
度和耐热蒸汽消毒，这些特点使得 PC 优先选择成为 热塑性聚氨酯弹性体（TPU）用于医疗的聚氨酯
血液渗析过滤器、外科工具柄和氧气罐 ； PC 在医学上 弹性体主要是热塑性聚氨酯（TPU）弹性体。热塑性
的应用还包括无针注射体系、灌注仪器、血液离心机 聚氨酯是由软链段（长链低聚物二醇）和硬链段（二
碗和活塞。如图 6 所示。 异氰酸酯和扩链剂）组成的线性嵌段聚合物。由于硬
链段的强极性，硬链段微相区通过氢键形成，分布在
软链段基体中形成一种物理交联点，从而使弹性体具
有硫化橡胶的弹性回复性能。由于聚氨酯分子结构中
软链段和硬链段之间的极性不同，这种结构使其与生
物相容。由于其方便的处理和优异的性能，TPU 已广
泛用于各种医疗和保健产品，例如可用于人体长期和
短期植入的医疗材料 [23] 。
图 6 血透机过滤器示意图 聚氨酯弹性体的应用聚氨酯首先用于骨折修复材
料，然后成功地用作血管外科手术缝合线的辅助涂层。
除了芳香族聚碳酸酯的应用外，脂肪族聚碳酸酯
20 世纪 80 年代成功地将聚氨酯弹性体用于人工心脏
具有优良的生物降解性、生物相容性和可功能化性等
移植。人造心脏辅助装置用于人造心脏隔膜的弹性体
特点，近十几年来在生物医学领域得到了迅速发展。
和包封，并且要求良好的生物和血液相容性，以及优
脂肪族聚碳酸酯由于可在生理条件下降解，在生物医
异的机械强度，特别是抗弯曲性。如果心跳以每分钟 70
学领域特别适合与一些需暂时性存在于体内的植入场
次跳动计算，则植入人体的心脏每年将必须承受 4 000
合，如药物控制释放系统的载体、组织工程、手术缝
万弯曲，如果植入 10 年，则将需要承受 4 亿弯曲。人
[20]
合线等 。
造心脏在上世纪 60 年代开发的人造心脏气球由硅橡胶
2.7 PTFE
和天然橡胶制成。尽管它具有良好的生物相容性，但
聚四氟乙烯（PTFE）是氟塑料的一种，PTFE 是
不能满足抗挠性的要求。于 1980 年代初期成功开发的
3
白色不透明蜡状粉末，密度为 2.14~2.20 g/cm ，是树
聚氨酯弹性气囊经过测试可承受超过 5 亿次屈曲循环，
脂材料中密度最大，被称为塑料王，有塑料中最低的
并已成功应用于人造心脏。因此，世界上所有国家倾
摩擦系数和最好的耐化学性。生物相容性和抗凝血性
向于将聚氨酯材料用于人造心脏和辅助装置的开发。
好，不分解，植人体内无不良反应且老化不明显，耐
用于人造心脏的聚氨酯弹性体隔膜材料是聚醚热塑性
热性极好，连续使用温度 260 ℃，可采用高温消毒。
聚氨酯，其组成通常为聚四呋喃醚乙二醇（PTMEG）-
在医疗方面使用的聚四氟乙烯制品，有三方面应用 ：
MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）或 HDI（六甲撑二异
一，直接进入人体 ；二，外部使用的制品 ；三，做生
氰酸酯）-BD 或乙二胺，溶液浇铸或注塑。为了利用
[21]
物化学合成设备中功能元件和装置等 。
硅橡胶的优异生物相容性，还使用了聚氨酯 - 硅烷嵌
在医用方面主要是膨体聚四氟乙烯，由聚四氟乙
段共聚物 [24] 。热塑性弹性体（TPU）具有优异的低温
烯树脂经过拉伸等特殊加工方法制成，无毒、无致癌、
柔韧性和抗水解、抗凝血性、抗微生物攻击性，还可
无致敏等副作用。由于其特有的微孔结构，而且人体
用于医疗导管、氧气面罩、药物释放装备、IV 连接器、
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