高分子與生物材料的特點(diǎn)有哪些

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2023/12/25 21:44

用于生物3D打印的高分子材料可分為合成高分子材料與天然高分子材料。用于生物3D打印的天然高分子材料有三個(gè)突出特點(diǎn):良好的生物相容性、較差的機(jī)械強(qiáng)度和快速的生物降解性。經(jīng)過的探索，常用的高分子材料的性質(zhì)總結(jié)如下表：

生物醫(yī)用高分子材料是生物聚合物的主要類型，是生物醫(yī)用材料中最古老、使用最廣泛的材料。古有馬鬃用來作傷口縫合線及假鼻假牙等，今有用于診斷、治療、修復(fù)、替換人體組織或器官或增進(jìn)其功能的高技術(shù)新材料，并呈現(xiàn)多點(diǎn)開花的蓬勃之勢，推動(dòng)著醫(yī)療健康事業(yè)的快速發(fā)展。

生物3D打印技術(shù)的材料主要包括生物可降解的高分子材料、骨架材料、細(xì)胞培養(yǎng)基等。這些材料需要經(jīng)過特殊的制備和處理才能應(yīng)用于生物3D打印。例如，生物可降解高分子材料需要預(yù)處理，使其具有合適的粘性和流動(dòng)性，以適用于3D打印。細(xì)胞培養(yǎng)基需要添加營養(yǎng)成分，以支持細(xì)胞生長。骨架材料的制備通常需要化學(xué)反應(yīng)，以形成合適的形狀和結(jié)構(gòu)。

（2）生物破壞性材料：生物破壞性材料是對材料水平而言的，主要是天然高分子與通用型合成高分子通過共混或共聚而制成的降解材料。其組合方式有以下幾種：

聚羥基丁酸酯(PHB)是微生物在不平衡生長條件下儲存于細(xì)胞內(nèi)的一種天然高分子聚合物，廣泛存在于自然界許多原核生物中，是一類由微生物發(fā)酵劑制造的熱塑性生物降解材料。它不僅具有化學(xué)合成高分子材料相似的性質(zhì)，而且還有一般合成高分子沒有的性質(zhì)。如生物可降解性、生物相容性、性、無免疫原性等特殊性質(zhì)。

針對生物材料及高分子材料的短板，院士建議成立生物及高分子材料研究院，重點(diǎn)突破生物醫(yī)用金屬材料、生物醫(yī)用無機(jī)非金屬材料、高性能膜材料、先進(jìn)高分子材料等，并考慮提前布局重組人源化膠原蛋白材料、新型高強(qiáng)韌性醫(yī)用純鈦材料，引領(lǐng)國家生物發(fā)展、保障人民生命健康。

受到自然界生物具備某些能力的啟發(fā)，如變色龍的變色，末期，美國和日本科學(xué)家首先將智能概念引入材料和結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，提出了智能材料結(jié)構(gòu)的新概念。后經(jīng)發(fā)展，賦予智能材料即具有對外界的具有感知作用，還可對外界環(huán)境條件或內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生的變化做出響應(yīng)的特點(diǎn)，是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，在光、熱、聲、溫等領(lǐng)域表現(xiàn)出色。

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