【專題】心與PU的距離：已跨越了界限（上）
編者按：
在我們的記憶里，每當生病住院，時常會接觸到玻璃制成的輸液瓶。輸液過后的空瓶或被扔進垃圾桶，不知去向何處；或被有心的人取掉橡膠塞，種上一株水生植物；也有人倒進熱水堵上瓶口，握在手中驅(qū)散寒意。
而如今到醫(yī)院去，很少有見到玻璃輸液瓶了。我們更多接觸的，是透明的軟袋，更輕便、也更節(jié)省空間。當然，這只是醫(yī)療行業(yè)的一個縮影。我們漸漸感覺到，醫(yī)用材料正在潛移默化中經(jīng)歷了一場顛覆性的變遷...
醫(yī)用聚氨酯彈性體
聚氨酯和硅橡膠廣泛應用于醫(yī)療領域，最常見的有醫(yī)療導管、藥劑密封塞等。醫(yī)用材料往往面臨著更為嚴苛的要求，因為它們直接和藥物或人體直接接觸。從一定意義上來看，它提供了最初的安全保障，也和我們的生命息息相關。
以醫(yī)療密封塞為例，除了具有一定的彈性外，針刺后要能保持原有的密閉性和氣密性，并且不能有碎屑掉下來。但是橡膠本身的特性是難以滿足醫(yī)學上的要求的，這就需要通過改性或添加一些試劑來彌補本身的不足，以滿足醫(yī)療上的應用。
在醫(yī)療中使用的聚氨酯彈性體主要是熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）。
我們來看一下醫(yī)用TPU和硅橡膠的區(qū)別：
除此之外，TPU也是PVC塑料最佳的替代材料：
1.TPU相對于PVC的關鍵優(yōu)勢之一是它不需要通過增塑劑來獲得柔韌性，因此不存在鄰苯二甲酸酯從醫(yī)療器械遷移到藥液或人體的風險。實際上，TPU在人體內(nèi)使用時會變軟，這種插入人體前具有足夠硬度，而進入人體后變得柔韌的特性可確保患者感覺舒適。
2.TPU易于焚化，不會釋放出腐蝕性物質(zhì)以及焚燒PVC時會產(chǎn)生的其他危險化學物質(zhì)。TPU不需要專用設備加工或處理，可方便地使用各種方法進行消毒，如射線消毒、環(huán)氧乙烷消毒。
3.TPU的強度明顯高于PVC和其他替代材料，能夠制成抗內(nèi)壓強度更高的薄壁導管和醫(yī)療袋。使用TPU制作的醫(yī)療器械結構不僅更耐用，用料更少，而且制成的醫(yī)療器械在頻繁使用的醫(yī)院環(huán)境中損壞的可能性也更低。
4.TPU與TPE相比，更加耐彎折、易于粘結、更易于與其他材料共擠、生物穩(wěn)定性及相容性更好;與硅橡膠相比，具有更加優(yōu)異的機械性能與加工性能，同樣強度壁厚可以更薄，減少病患痛苦;與EVA相比，具有更好的透明度，與美觀程度。
聚氨酯TPU的關鍵性能：
生物相容性優(yōu)異
機械強度優(yōu)異
耐磨性能優(yōu)異
抗扭結性能優(yōu)異
回彈性優(yōu)異
獨特的體感軟化
加工多樣性
醫(yī)療器械中如何選擇高分子材料？
生物相容性：生物與醫(yī)用材料相互作用的情況。高分子材料與血液接觸式，不引起凝血或血小板粘著凝聚，沒有溶血現(xiàn)象；與活體組織接觸時，不引起炎癥和過敏反應、不致癌、無排異反應、材料不發(fā)生鈣沉著等。
化學穩(wěn)定性：生物穩(wěn)定性。
生產(chǎn)加工性：符合醫(yī)療標準，便于滅菌。
功能性：機械性能要求，其他如緩釋。
雖然醫(yī)用TPU有著優(yōu)異的性能，在很多方面非常貼合醫(yī)療的需求。但它同樣存在著缺點：
醫(yī)用聚氨酯發(fā)展歷程
1958年聚氨酯首次應用于骨折修復材料，隨后又成功用于血管外科手術縫合用補充涂層。
20世紀70年代，聚氨酯作為一種醫(yī)用材料已受到重視。
20世紀80年代，用聚氨酯彈性體制作人工心臟移植手術獲得成功，使聚氨酯材料在生物醫(yī)學上的應用得到進一步的發(fā)展。
聚氨酯在醫(yī)療上的應用
人工心臟輔助裝置
醫(yī)用聚氨酯在血液相容性和生物相容性方面，比硅橡膠和天然橡膠更好，是人工心臟及其輔助裝置的最佳材料。人工心臟上用的聚氨酯彈性體隔膜材料，為聚醚型熱塑性聚氨酯，其組成成分一般是聚四呋喃醚二（PTMEG）—MDI（或HDI）—BD或乙二胺，溶液澆注或注射成型。為利用硅橡膠的優(yōu)異生物相容性，也有采用聚氨酯-硅烷嵌段共聚物。用于人工心臟隔膜及包囊的彈性體，80年代初研制成功的聚氨酯彈性囊，經(jīng)試驗，其耐曲撓超過5億次，開始用硅橡膠和天然橡膠制作人工心臟氣囊，應用于人工心臟獲得成功。故世界各國研制人工心臟及其輔助裝置的材料，都傾向于使用聚氨酯材料。
醫(yī)療導管和人造血管
聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的機械強度、柔韌性、耐磨性以及生物相容性，可用于各種醫(yī)用膠管管材，如胃鏡軟管、導液管、輸液管、導尿管等，產(chǎn)品滿足韌性、彈性和無毒等醫(yī)用要求，且在制作工藝上無變形，管徑均勻，表面光潔。
聚氨酯是一種彈性優(yōu)良的功能高分子材料，由聚氨酯制作的血管表現(xiàn)出良好的血液相容性，無致血栓性，可減少血管內(nèi)膜增生。
聚氨酯敷料
新型敷料，特別是新型聚氨酯敷料不斷出現(xiàn)，醫(yī)用聚氨酯敷料大多為兩層結構，內(nèi)層為聚氨酯基泡沫(海綿)，外層是聚氨酯基彈性體薄膜。內(nèi)層結構親水、吸收傷口表面的滲出液，減少感染，加之優(yōu)良的柔軟性，可以和創(chuàng)面較好的貼合，減少傷口區(qū)域的不適和疼痛。外層薄膜結構，具有隔菌、透濕、透氣、防水的功能，保持一定的溫度和濕度，從而營造一個有利于傷口愈合的創(chuàng)面環(huán)境。聚氨酯敷料具有良好的柔軟性、彈性、耐磨性和抗撕裂性，可以使敷料隨皮膚一起運動而不易破壞。
聚氨酯醫(yī)用薄膜制品
醫(yī)用聚氨酯能夠通過溶液澆注成型或擠塑、吹塑成型制成薄而韌的薄膜。這種薄膜具有較高的強度和彈性，聚氨酯薄膜拉伸強度高，伸長率大，拉伸后回到原來的尺寸而無明顯的形變。它們不含增塑劑，能長期、并在較寬溫度范圍保持其柔韌性，還具有良好的透氣性、耐藥品性、耐微生物、耐輻射性能，可用于多種醫(yī)療衛(wèi)生用途，如灼傷覆蓋層、傷口包扎材料和取代縫線的外科手術用拉伸薄膜、用于病人退燒的冷敷冰袋、一次性給藥軟袋、填充液體的義乳、醫(yī)院床墊及床套等。以聚氨酯薄膜為囊避材料、采用液體填充而成的義乳，手感柔軟，與皮膚接觸無異物感，適合于乳房手術者及女性乳房偏小者佩戴，效果逼真，國內(nèi)已有生產(chǎn)。
聚氨酯人造皮
采用聚氨酯彈性體軟泡沫可制作人造皮，聚氨酯人造皮與皮膚手感柔軟，且透氣性好，能促使表皮加速生長，可防止傷口水份和無機鹽的流失，以及阻止外界細菌進入，可防止感染。一種聚氨酯人造皮是用兩種泡孔不同的軟質(zhì)聚氨酯薄片，通過特殊技術層壓而成。孔徑小的一片與外界空氣接觸，孔徑大的一片與傷口創(chuàng)面接觸。聚氨酯人造皮可適用于三度燒傷病人，這種聚氨酯人造皮在制造后用鈷-60照射殺菌或蒸汽消毒，密封在紙塑復合袋中可長期保存。
假肢
共聚醚脲型聚氨酯彈性體或聚醚型聚氨酯與人體組織有很好的相容性，可以用來制作人體假肢。聚酯聚氨酯泡沫彈性體可制作假腳。水發(fā)泡聚氨酯彈性體可制作假肢護套，其表面模仿人的真正皮膚，很容易洗滌，這種護套有很好的物理和機械性能，特別是在耐磨性能方面超過乳膠護套。
聚氨酯繃帶
用聚氨酯材料制作的繃帶，操作簡便、使用衛(wèi)生、固化速度快、質(zhì)輕層薄、堅而韌，不易使皮膚發(fā)炎，是一種較為理想的新型矯形材料，代替了骨折病人一般使用的石膏繃帶，避免了石膏存在的很多缺點和不足，比如，質(zhì)重、強度低、透氣性差，特別在夏天，病人感到不舒服，而且石膏的透X射線能力差，固定后也不便檢查復位情況。
假牙
聚氨酯彈性體還可用于制假牙和修補假牙上，這種假牙的生物相容性很好，具有良好吸水性及透氧性的透明聚氨酯水凝膠可作為隱形眼鏡材料。在人工腎、人工肺、人工肝臟等方面，高分子分離膜已逐漸代替纖維素膜。采用雙組分聚氨酯膠料，采用離心澆注的方法澆注在高分子中空纖維腎的末端周圍，而形成聚氨酯彈性體密封的腎分離膜，可把血液和滲析物分離開來。聚氨酯彈性材料可制作的人造軟骨，具有很好的減震性能，優(yōu)異的生物相容性及彈性和低的摩擦系數(shù)，類似于人類的軟骨，所以可用來制作肘部和腿部的人工骨或軟骨。更多濾芯材料請訪問jbmtpc.com
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