中國粉體網訊 硅橡膠是重要的醫用高分子材料,主要用于醫用導管領域。我國人口老齡化進程拉動醫用有機硅需求,高端醫療器材市場份額逐步擴大。此外,醫美行業和人造器官的發展為醫用有機硅在醫用高分子材料中占比提供增長空間。根據中信證券測算,從整體醫用/個人護理的有機硅市場份額來看,2020年醫用/個人護理有機硅市場規模在45億元左右,預計2025年醫用有機硅市場規模將達到180億元,未來5年CAGR20.99%。
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大約在20世紀40年代中期人們發現了硅橡膠的醫用特性,并開始展開相關的研究。在20世紀歷經10多年的發展,于60年代,硅橡膠得到研究人員的認可將其制成醫療用品,國外的媒體不斷地對這一進展進行跟蹤報道。特別是在心臟起博器、心瓣中等相對重要的人體器官的應用的硅橡膠產品,這些產品不僅使眾多的病危患者重獲新生,還使其它相關的醫療用品的研究得到激勵,使其更好的為廣大的病患者服務。
有機硅的生物特性
生物活性有機硅是人體必需的一種的營養素。有機硅是構成人體組織和參與新陳代謝的重要元素。存于人體的每一個細胞當中,作為細胞構建的支撐,同時幫助其他重要物質如鎂、磷、鈣等吸收。人體只能通過食物不斷獲得有機硅。
科學家們認為,有機硅主要以三種形式存在于人體中:
(一)可溶性有機硅,占重量的10%;
(二)百分之三十存在于各種細胞基質;
(三)60%用來合成蛋白質,這說明我們每天所需的有機硅是相當高。
如果要保持5年,10年甚至于是30年的年輕程度,每天攝入有機硅20-30毫克的有機硅尤為重要。
硅橡膠優良的生理惰性
硅橡膠基膠主鏈為Si-O-Si結構,硅原子上連接的基團除甲基(-CH3)外還可引入其他的氨基、甲氧基等。硅橡膠中的無機硅氧結構和有機基團的分子結構,使其成為一種典型的半無機高分子聚合物。這種獨特的分子結構的特點賦予硅橡膠特殊的性能,使它成為一類特種高分子材料。從生理學角度看,有機硅材料是目前已知的最無活性的化合物之一,并具有其它化合物不具備的生理惰性和阻燃性,是目前生物、微生物及醫療行業中廣泛應用的材料。
只要正確選擇有機硅彈性體的交聯、催化體系,經過充分硫化后的硅橡膠是無臭、無味、無毒,十分耐生物老化,有很好的生物相容性,與機體組織反應輕微,對人體基本無害,對環境也基本沒有不良影響,具有優良生理惰性。
硅橡膠在醫療方面的應用
1、作為可長期留置于人體內的器官或組織的代用品
(1)人造球形二尖瓣:用金屬為外殼,內部嵌入硅橡膠球的球形人造瓣目前已得到廣泛應用。用硅橡膠所制的尖葉瓣植入人體后,在20年內仍可正常工作。這類替代品對動脈出口狹窄的患者尤其適用。此外,硅橡膠也可用作為心臟起搏器的包封而適用。
(2)作為腦積水治療過程中的引流裝置:“大頭病”是由于先天性、后天性或外傷引起的腦脊液流通或循環受阻而產生腦室擴大的病癥。而腦積水引流裝置主要在“大頭病”的治療過程中應用,取得十分理想的醫療效果。
(3)人工角膜、人工晶體:硅橡膠具有透氣性且在長時間內可保持一定的透明度。因此,當患者的視網膜脫落時,可將硅橡膠安置于眼內,使脫落部位恢復正常位置。在玻璃體后注入滿足相應要求的硅油也具有較好的效果。目前,硅橡膠制成的人工晶體已應用于各類角膜病的治療中。
(4)整形外科材料:近年來,硅橡膠廣泛應用于整容和面部修復等方面。其優點是:對皮膚黏膜無影響;不易老化;材料硬度可任意調節;可著色;易加工成型等。在整形外科上,可用硅橡膠來修補面容缺陷,如修補前額、人造鼻、人造耳等。在口腔科中,硅橡膠可作為牙組織面的軟襯墊,這是一種新型的口腔軟襯墊材料,其優點是:具有較好的彈性,在使人感到舒適的同時防止了牙齒的松動和脫落,解決病人的牙痛并提高病人的咀嚼功能。
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2、作為短期留置于人體內的材料,具有補液、引流、注入等作用
(1)醫用硅橡膠管:硅橡膠具有抗黏性能、生理惰性及抗老化性,因此可在殺菌加熱及在生物液體中穩定存在。因此,硅橡膠可以作為醫療搶救和治療中的重要輔助材料,包括:導液管、腹腔透析管和靜脈插管等。
(2)有機硅消泡劑和藥劑:有機硅材料在治療消化不良、胃出血和胃潰瘍等胃病時扮演了重要的角色。在胃鏡檢查的過程中,利用有機硅消泡劑的消泡性可以消除泡沫,使之不妨礙檢視。有機硅消泡劑還可以應用在急性肺氣腫的搶救過程中,它可以迅速疏通呼吸道,改善患者缺氧狀況,可以減少或者避免泡沫阻塞呼吸道而使患者窒息死亡的狀況。此外,有機硅消泡劑還具有緩解消化不良、緩解肝炎患者腹脹、減輕咳嗽癥狀等作用。
3、作為藥物的載體留置于體內,長期發揮藥效
小結:
有機硅材料由于其惰性和優異的生物相容性,在醫療應用上有著不可替代的獨特優勢,正在被更多的企業應用在醫療領域。從輸液管材、人工耳蝸、假肢到正畸牙模、傷口護理等,有機硅材料正不斷積極地以多種形式守護人類的健康。
參考來源:
1、醫用塑料:有機硅在醫療應用不可替代
2、李鋒,張桂林等,醫用硅橡膠的研究進展
3、朱丹. 新型有機硅橡膠的制備與性能研究
(中國粉體網編輯整理/青黎)
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