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1、生物医学工程学杂志1999∶16(4)∶511～515JBiomedEng多孔聚合物材料的应用及其生物相容性高长有 李 安 益小苏 综述 封麟先 审校(浙江大学 高分子系,杭州 310027)摘要 以隔离膜材料、引导组织再生材料和杂化的人造器官材料为代表,介绍了多孔聚合物材料在生物医学领域中的应用。从植入高分子材料诱发肿瘤、囊性增生和长期炎症反应等方面讨论了材料的表面微观拓扑结构对生物相容性的影响,指出了材料结构相容性的重要性。关键词 聚合物生物材料 骨架 组织工程 生物相容性ApplicationsofPorousPolymericMaterialsan
2、ditsBiocompatibilityGaoChangyouLiAnYiXiaosuFengLinxian(DepartmentofPolymers,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027)AbstractWiththebarriermaterials,guidedtissueregenerationmaterialsandhybridartificialor2gansastherepresentafivematerials,theapplicationsofpolymerskeletalmaterialsinbiomedic
3、alfieldsareintroducedinthispaper.Basedontheresultsoftheinducedcarcinoma,collagenousencapsulationandchronicinflammationaroundimplantedpolymers,theeffectsofpolymerstopographyonbiocompati2bilityarediscussed,andtheimportanceoftopographicalcompatibilityofmaterialsisemphasized.KeywordsP
4、olymericbiomaterialsSkeletalTissueengineeringBiocompatibility要是材料的表面性质和本征结构对生物相容性1 前 言的影响。然而微观结构和拓扑结构(Texture,聚合物材料以其性能的多变性、加工的容Topography,Porosity,Fiber等)不同的器件其[1]生物相容存在很大的差异,因此生物相容性的易性等优点而在生物医用材料中占有越来越重要的地位,已占体内植入物的70%[2]。多孔概念除包括通常意义的表面相容性外,还必须[5]聚合物材料已在引导组织再生、人造血管、人造包括结构相容性。角膜、
5、人造皮肤和免疫隔离等领域得到了广泛2 多孔聚合物材料的应用[3,4]研究和一定程度的应用。作为植入材料,良聚合物材料可以控制或引导细胞和组织的好的生物相容性是必须具备的最基本的性能之反应,促进或抑制细胞—细胞或细胞—组织间一。材料生物相容性的宏观标准可以由FDA、的相互作用,隔离开移植细胞和宿主的免疫系ISO9000来认证和评价,这些标准所考察的主512生物医学工程学杂志 第16卷[3]统,调节细胞分泌和制造的产物结构等。活体组薄膜和胶囊(图1)。前者围绕血管放置,聚合织对聚合物的反应通常可以通过表面工程和结物薄膜的分子量小
6、于50kDa;以丙烯氰和氯乙构工程的方法来控制。烯共聚物半透膜包覆胰岛细胞制成的长2cm、211 隔离膜材料直径9cm的这种器件,在用于切除胰腺的狗的解决胰和肝功能衰竭的组织工程的方法主实验中,血糖正常含量可以维持150d以上。中要集中在移植健康的肝细胞和胰岛细胞,然而空纤维可用来制备胶囊,但更常采用的是藻酸[3]非自体的细胞会很快被宿主的免疫系统所破盐法。胰岛细胞悬浮在藻酸盐中后,滴入含2+坏,因而细胞外必须包覆聚合物半透膜以隔离Ca溶液中形成胶囊,再浸入含多聚赖氨酸的[3,4,6]开宿主。这种半透膜允许正常的营养物和溶液中通过共凝聚形成外层,以改善其组
7、织相废物的交换,也允许低分子量的代谢产物(如胰容性。尺寸较小的微胶囊可直接注射到腹腔中;岛素)透过薄膜,但阻止淋巴细胞、抗体和其它以这种方法处理的啮齿动物,血糖的正常含量[4]的免疫蛋白质透过。常采用的器件形式是管状有时可以维持2年以上。图1(a)通过使用聚合物半透膜的管状装置,将植入的含有细胞的小室与周围的循环系统分开;(b)细胞悬浮在聚合物涂敷的胶囊中1尺度=20LmFig1(a)Avasculardeviceseparatesatransplanted-cell-containingcompartmentfromtheadjacentcirculat
8、orysystemthroughtheuseofasemiperm
