医疗领域常用的9种高分子材料的性能及应用

医疗器械可细分为体外诊断、医用耗材、医疗器械、制药设备。塑料因其成本低、易加工、重量轻、韧性好而广泛应用于医疗器械。

医疗器械分类

根据医疗器械使用环境的不同，对高分子材料的要求也不同，但一般来说应具备以下性能：

1、具有良好的物理机械性能，能满足相关功能的需要；

2、具有良好的耐化学性，能满足使用环境中的使用寿命。消毒后不会影响相关性能。

3、成型加工性能好，易于加工成各种形状的制品

4、无毒、无“三致”（致癌、致畸、基因突变）、无热原反应、浸出物、浸出物含量低

5、不损伤邻近组织，不干扰机体免疫机制，不引起材料表面钙化；

6、具有良好的抗凝血性能。该材料与血液接触时，不会引起溶血、血液蛋白变性、血液已形成成分破坏；

7、材料植入体内时具有足够的稳定性，长期使用过程中机械性能不会发生明显变化（不含可降解材料）。

常用的医用塑料材料约有十几种，包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚碳酸酯（PC）等。聚苯乙烯（PS）等，其中PVC和PE用量最大，分别占28%和24%； PS占18%； PP占比16%；工程塑料占14%。

1.PVC

PVC 是一种低成本、无定形塑料，具有优异的耐化学性和耐微生物性。据市场估计，PVC占医用塑料市场的28%。 PVC树脂的优点是成本低、应用范围广、易于加工。缺点是PVC作为极性材料，对某些药物有吸附作用，增塑剂DEHP可能会析出对人体造成危害。

医疗用PVC制品包括：血袋、血液透析管、呼吸面罩、氧气管、尿袋、人工耳鼻等。

2. 体育

PE是生产最广泛的通用塑料，具有加工性能好、成本低、无毒无味、生物相容性好等优点。普通PE通常可用于药瓶、针帽、注射器推杆、输液器流量调节器、输液器和注射器的包装袋等。

UHMWPE（超高分子量聚乙烯）是一种特种工程塑料，具有高抗冲击性、耐磨性强（塑料之冠）、摩擦系数小、生物惰性和良好的能量吸收性能。其耐化学性可与聚四氟乙烯媲美，是人工髋关节和人工关节的理想材料。

3.聚丙烯

PP具有优良的耐化学性、耐疲劳性、耐热性好，可在100以上的温度下灭菌。易于加工且无环境应力开裂问题。医用PP透明度高、阻隔性好、耐辐射。

可用于输液袋、一次性注射器、连接器、肠外营养包装、透析膜等。

4. PS、K树脂

PS在医疗领域的用量仅次于PVC和PE。其质地硬而脆，热膨胀系数较高。因此，其在工程中的应用受到限制。近几十年来，改性聚苯乙烯和苯乙烯基共聚物得到了发展，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点。 K树脂就是其中之一。

K-树脂是以苯乙烯和丁二烯为单体制成的嵌段共聚物。其主要特点是透明度高、抗冲击性好、密度低、着色力强、加工性能优良、无毒。

K树脂主要应用于加工难度大、技术含量高、附加值高的医用塑料制品，如人工肺氧合器可变腔、动脉血管出口、复苏器动脉出口、心内吸引器等。头部、主动脉插管、血液过滤器、隔膜、温度变换器等。同时K树脂符合美国药品包装法Class VI-50的要求。

5.ABS

BS塑料是三种单体的三元共聚物：丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)。具有一定的刚性、硬度、抗冲击性和耐化学药品性、耐辐射性和耐环境性。环氧乙烷消毒。

ABS在医疗应用中主要用作手术工具、滚轮夹、塑料针、工具箱、诊断设备和助听器外壳，特别是一些大型医疗设备的外壳。

6.电脑

PC的特点是高韧性、高强度、耐热蒸汽灭菌。这些特性使PC 成为血液透析过滤器、手术工具手柄和氧气罐的首选； PC 的医疗应用还包括无针注射系统和灌注仪器。血液离心机转筒和活塞。

7、聚四氟乙烯

PTFE是氟塑料的一种，被誉为塑料之王。它在所有塑料中具有已知的最低摩擦系数和最好的耐化学性。具有良好的生物相容性和抗凝血性能，不分解，在人体内无不良反应，无明显老化现象。它具有优异的耐热性。可在260连续使用温度下使用，并可高温灭菌。

在医疗领域，广泛应用于各类人工气管、食道、胆管、尿道、人工腹膜、脑硬膜、人工皮肤、人工骨骼等。

8.热塑性聚氨酯

热塑性弹性体（TPU）具有优异的低温柔韧性以及抗水解、抗凝和抗菌作用。它可用于医用导管、人造心脏、氧气面罩、药物释放设备、静脉注射连接器和血压计的橡胶袋。用于皮外给药的伤口包裹物等。

9.可生物降解塑料

可生物降解塑料是一种理想的医用材料。惰性医用材料（即性能相对稳定的普通医用材料）普遍存在长期相容性较差、需要二次手术的问题。可生物降解材料避免了这些缺点。常用的医用可降解材料有PLA、PCL等。

PCL具有良好的生物降解性、药物渗透性，能长时间稳定释放药物。 PCL与生物细胞具有良好的相容性。细胞可以在其支架上正常生长，并可以降解为CO2和H2O。用于药物缓释载体、整形外科材料、血管支架、手术缝线、细胞组织培养架等。