1、1,天然高分子生物医学材料,第一节 天然多糖类材料 第二节 天然蛋白质材料,2,人们对生命科学的浓厚兴趣在于人类本身就是生命， 人们对生物医学高分子材料的重视与关切是因为 构成人体肌体的基本物质，诸如蛋白质、核糖核酸、多糖、一些脂质都是高分子化合物； 人类肌体的皮肤，肌肉，组织和器官都是由高分子化合物组成的。,3,天然高分子材料是人类最早使用的医学材料之一。到了五十年代中期，由于合成高分子的大量涌现，曾使这类材料退居次要地位。 天然材料具有不可替代的优点： 多功能性质 与生物体的相容性、 生物可降解性， 加之对它的改性与复合， 特别是最近对杂化材料研究的需要，使它成为不可缺少的重要生物医学材料
2、之一。,4,由于它们的结构和组成的差异，表现出不同的性质，应用的领域也不完全一样。 相似之处在于它们在体内很容易降解，降解产物对人体无毒且可为人体所吸收，参与人体的代谢循环，因此具有广泛的潜在用途。 目前天然生物高分子材料主要有 天然多糖类材料和 天然蛋白质材料二大类。,5,第一节 天然多糖类材料,多糖是由于许多单糖分子经失水缩聚，通过糖苷键结合而成的天然高分子化合物； 多糖水解后如果只产生一种单糖则称为均聚糖如纤维素、淀粉等， 如果最终水解产物是二种或二种以上单糖则称为杂聚糖如菊粉等。杂多糖的种类虽多，但存在的量远不及均多糖。,6,自然界广泛存在的多糖有： 1、植物多糖，如纤维素、半纤维素、
3、淀粉、果胶等。 2、动物多糖，如甲壳素、壳聚糖、肝素、硫酸软骨素等。 3、琼脂多糖，如琼脂、海藻酸、角叉藻聚糖等。 4、菌类多糖，如D-葡聚糖、D-半乳聚糖、甘露聚糖等。 5、微生物多糖，如左旋糖酐、黄原胶、凝乳糖、出芽短梗孢糖等。,7,在已知的数百种多糖中，其化学结构差异很大，因而表现出不同的性能特点，如 水溶性和水不溶性、 酸性、碱性、中性存在体； 凝胶态生理信息载体， 抗凝血活性物质等形式。,8,一、纤维素 纤维素是由D-吡喃葡萄糖经由-1，4糖苷键连接的高分子化合物。 具有不同的构型和结晶形式，是构成植物细胞壁的主要成分。 常与木质素、 半纤维素、树脂等伴生在一起， 是存在于自然界中数
4、量最多的碳水化合物 。,9,纤维素分子呈长链状，是一种结晶性高分子化合物 不同种纤维素之间的结晶结构存在差异， 天然纤维素属纤维型， 再生纤维素属纤维型。 用强碱处理天然纤维，结晶结构发生变化，由型变为型。 用铜胺碱溶液溶解天然纤维素，再进行还原沉淀，也可使其转变为型结构。 从热力学角度考虑，型结构更为稳定。,10,纤维的结晶程度在不同天然纤维也存在差异， 随着结晶程度的提高，其抗张程度、硬度、密度增加， 但弹性、韧性、膨润性、吸水性、化学反应性下降。 精制的天然纤维素其结晶度约为70%， 丝光纤维约为48%， 再生纤维约为38%40%。 无定形区的纤维分子排列杂乱，因而较易进行化学反应。,1
5、1,溶解性：纤维素是一种非还原性的碳水化合物， 不溶于水和一般有机溶剂， 溶解于某些碱性溶剂和高浓度的无机酸溶液如铜胺碱Cu(NH3)4(OH)2，铜乙二胺碱Cuen2 (OH)2，季胺碱(C2H5)4NOH和72%的硫酸、44%的盐酸、85%的磷酸等， 亦可溶解于若干种盐的浓水溶液中。 纤维素在酸的作用下可发生降解反应，完全水解时得到唯一单糖葡萄糖。,12,纤维素在医学上最重要的用途是制造各种医用 膜，这种纤维膜的制造应包括以下三个步骤：1.化学改性生产可溶性或热塑性纤维素衍生物；2.用溶液浇注或熔融法形成薄膜；3.对纤维素衍生物进行处理得到再生纤维素。严格地讲，因为处理过程中伴有分子量的降
6、低， 再生都是不完全的。,13,目前再生纤维素的生产主要有以下三种技术：1、铜氨法：将纤维素溶于铜氨溶液中形成可溶 性络合物，然后与酸反应再生。2、粘胶法：纤维素与碱和二硫化碳反应，生成 黄原酸，然后与酸反应再生。3、热塑性醋酸纤维素与碱反应水解再生。,14,硝酸纤维素： 是人们最早使用的血液透析膜材料，系用浓硝酸和浓硫酸混合酸处理而得， 酯化后的纤维素仍保持其纤维结构，反应式如下：纤维素OH+HNO3 纤维ONO2 +H2O,15,赛珞玢 1938年W. Thalhimer将赛珞玢管作为透析膜使用， 1944年W. J. Kolff等人用赛珞玢制造的人工透析器首次用于临床。 1965年作为透
7、析膜材料的赛珞玢到逐渐被淘汰。 原因： 粘胶中含有磺化物， 赛珞玢膜中残存磺化物将对人体产生不良影响。尿素、肌酐等的透析性也不十分好。,16,铜珞玢（Cuprophan）： 由铜氨法再生的纤维素膜。 是目前人工肾使用较多的透析膜材料，有平膜型、管型和空心纤维型多种形式，亦可对活性炭进行包膜。 对于溶质的传递，纤维素膜起到筛网和微孔壁垒的作用。 溶质的渗透性一般与溶质的分子体积成反比，如果忽略荷电或吸收性质对溶质的影响，其渗透性只和溶质的分子体积和膜孔大小有关。,17,膜的滤过速度一般以中分子量的维生素B12（分子量1355）作为对照。 铜珞玢经过长期连续使用也可引起诸如神经障碍、色素沉积等弊端
8、，未移除的中分子量物质在体内蓄积亦可引起病理症状和出现暂时性白细胞减少症。,18,醋酸纤维素膜： 是纤维素上的羟基被乙酰基部分取代所得到的产物， 它降低了氢键的影响，增加链时分离，使聚合物活性降低， 因而可以采用溶剂浇注法和熔融法进行加工。,19,醋酸纤维素的性质主要取决于乙酰化程度，增塑剂的性质和比例，亦取决于纤维素分子的链长。 醋酸纤维素膜在工业上作为超滤膜，反渗透膜和不对称膜的生产工艺已经比较成熟，自然地将其引入体外的血液净化系统。 醋酸纤维素的价格低廉，目前技术已能对水和溶质的渗透性进行控制，体外血液净化方面得到广泛的应用。,20,三醋酸纤维素：在纤维素中加入醋酸、醋酐和少量硫酸混合液
9、进行酯化反应可得到三醋酸纤维素，其反应式如下：纤维素-OH+ (CH3CO)2 纤维素-O-C-CH3 + CH3COOH,21,全氟酰基乙基纤维基： 1974年合成的新材料， 在动物实验中显示出优良的抗凝血性质，腔静脉和肾栓塞试验表明，其比各向同性碳还要好。因此用于人工肺时，不采用全身肝素化也能成功地防止血栓形成。 此外还具有良好的耐水解性能，可采用高压蒸汽和环氧乙烷气体灭菌。 由于它的抗凝血性能，还可能用于制造人工心瓣膜、人工细胞膜层和导管、插管、分流管等。,22,纤维素及其衍生物还可以 用作载体进行多种酶的固定、 微胶囊的制备和药物释放系统、 齿科修补材料和止血剂。 在配制多种药物剂型中
10、，作为成膜剂、粘合剂、分散剂，稳定剂、填充剂及软膏基料等而广泛使用。,23,二、甲壳素与壳聚糖 甲壳素的学名为1，4-2-乙酰胺基-脱氧-D萄聚糖。 壳聚糖是甲壳素脱去部分乙酰基后的产物。 甲壳素是一种来源于动物的天然多糖，在自然界中的产量仅次于纤维素而居第二位，也是现今所发现的众多天然多糖中仅有的具有明显碱性的天然多糖。 它普遍存在于虾、蟹等低等动物及昆虫等节肢动物的外壳中，也存在与真菌和藻类的细胞壁中， 它资源丰富，分布广泛，自然界每年生物合成的甲壳素估计有数十亿吨，而从每年收获的甲克类动物的废弃物中即可提取数十万吨。,24,甲壳素最早发现于1811年，当时Braconnot用水、乙醇和稀
11、碱连续萃取真菌，得到一些白色残渣，但未发现氮元素的存在，因而误认为是纤维素。 1923年Ordier从昆虫翅鞘中分离出同样的物质，也没有发现氮元素的存在，仍把它看作一种纤维素，并定名为甲壳素（Chitin）。 1824年Children重复了Ordier的工作，才发现残渣中含有10%左右的氮元素， 直到1887年Edderbase 用盐酸水解甲壳素得到了氨基葡萄糖，并用化学方法和X射线衍射法确立了甲壳素的结构。,25,甲壳素的发现至今已有一百多年历史，但它的发展比较缓慢。 1977年，在美国波士顿召开第一届甲壳素/壳聚糖国际学术计论会。 特别是近年来，发现它们在纺织、印染、造纸、食品加工、水处
12、理特别是在生物技术、医学、生物医学工程等众多方面具有极大的潜在应用价值和广阔的发展前景才逐渐受到人们的普遍重视。,26,甲壳素和壳聚糖的制备方法：比较简单，工艺成熟： 采用虾或蟹壳，经清洗后浸酸脱钙， 再用10%的碱液脱去蛋白即得甲壳素。 如继续以浓碱去乙酰基则得到壳聚糖。 壳聚糖的脱乙酰化度和分子量是其两项重要参数。 脱乙酰化程度的测定可以采用核磁共振、红外光谱、电位滴定、质谱、化学滴定等方法，一般用Muzzarelli提出的紫外分光光度法。,27,甲壳素一般来源于甲壳类动物，因而经过碱处理后仍然有大约0.5%的氨基酸存在。但经过严格脱乙酰的处理后，由于氨基酸的可溶性， 一般在壳聚糖中就不再
13、含有氨基酸，即使有也极其微量。 壳聚糖的金属离子含量正在引起人们的重视， 过高的金属含量对于制作医用品（例如血液透析膜） 是不适宜的。 在商品壳聚糖中，经900处理， 其灰分约为0.5% 。显然不符合医用要求，,28,在制备过程中应尽量减少可能的污染，特别在用碱处理脱乙酰基后，如采用井水或自来水洗涤除碱，将会带来严重的金属污染。 有关国家规定，用于医学目的的壳聚糖产品，其过渡金属含量，除铁以外不得超过5微克/克。表13-3列出壳聚糖的一般规格。,29,表13-3 壳聚糖的一般规格,30,溶解性：壳聚糖不溶于水和碱液中，只溶于稀的盐酸、硝酸等矿物酸和甲酸、乙酸、苯甲酸、乙二酸等有机酸。近年来提出
14、不少新型溶剂如酰胺类溶剂等，使加工和进行化学反应能在均相体系或近于均相体系中进行。 在医学领域，甲壳素和壳聚糖作为一种生物相容性良好的新型生物材料正在受到人们的普遍重视。其中可吸收缝线、人工皮肤已进入临床实用并有商品出售。,31,甲壳素缝线 吸收性缝线主要用于消化道外科、整形外科等的手术缝线。对创伤的愈合起到机械支持作用，愈合后缝线逐渐分解，最终在体内消化吸收。 甲壳素缝合线系采用高纯度的甲壳素粉末，用适宜溶剂溶解，配制成10%的甲壳素浓溶液，经湿法纺丝制得细丝，除去残留溶剂后制成不同型号的缝合线。,32,甲壳素缝线的力学性能良好，能很好地满足临床实践要求。40号缝线的直线强力2.25kg，润
15、湿强力为1.96kg；打结强力为1.21kg，润湿打结强力1.25kg，此值优于羊肠线但略低于聚乳酸（PGA）缝线。 甲壳素缝线的伸长率也很理想。 在干燥状态下为10%12%， 在润湿状态下为17%20%，与天然组织相当，并适于打结。,33,在手术伤口愈合过程中，甲壳素缝线与体内的抗张强度逐渐下降。动物实验表明， 埋植于家兔背部肌肉内14天，其强度下降到原来的45%，25天后下降至7%，但在体内完全溶解的期限却比PGA缝线长，大致需要6个月。 甲壳素在人体的代谢途径： 在溶菌酶的作用下首先分解成低聚糖，然后经过一系列的化学反应，一部分以二氧化碳的形式由呼吸道排出体外，另一部分则以糖蛋白的形式为
16、人体吸收利用。其组织反应则优于羊肠线，与PGA相似。,34,当缝线用于消化器官手术时，由于各种消化液的酸碱性差异很大，如人体胃液呈强酸性，胆汁呈弱酸性，胰液呈碱性，因而对手术缝线产生的影响也不同。 当人工胃液(pH1.2)，人体胆汁(pH6.7)，人体胰液(pH8.2)对缝线进行强力考察时发现，无论在酸性或碱性消化液中，羊肠线的强度均急剧下降，30天后完全丧失强度，采用铬化处理，情况稍有改善。,35,PGA缝线在胃液中30天后其抗张强度下降为原来的54%，而在胆汁和胰液中分别于30天和20天下降至零，说明PGA缝线受碱性消化液影响甚大， 与此相反甲壳素缝线在胆汁和胰液中，30天后其抗张强度几乎
17、没有发生变化，说明不受碱性消化液的影响。 在胃液中30天后其抗张强度下降到原来的35%， 在酸性条件下其抗张强度下降速度较快，受酸性消化液影响较大。,36,实验结果还表明：甲壳素缝线对伤口的愈合有明显的促进作用，能用常规方法灭菌。可染色，可渗入药剂，便于缝线的区分和增强其抗菌活性。特点： 1.柔软性好，便于结扎； 2.具有创伤治愈效果，伤口修复快，创口平整漂亮； 3.可在体内生物分解，分解产物安全无毒； 4.对胰液，胆汁等碱性消化液耐受性高。,37,甲壳素人工皮： 其制造方法与制造缝线相似： 首先制造出微细纤维，再切割成515毫米长的短纤维，制得干燥的无纺布，经包装灭菌后即为人工皮。 用甲壳素
18、纤维无纺布制的人工皮对血浆蛋白的吸附能力要比胶原和纤维素高。 当甲壳素人工皮与创口贴附时，创口渗出液中的血浆蛋白因被甲壳素纤维所吸附，因而具有更好的生物相溶性。,38,表13-4 血浆蛋白的吸附量,39,用途：用甲壳素制造的人工皮目前已用于整形外科、皮肤外科作为、度烧伤、采皮伤、植皮伤等皮肤创伤的被覆保护材料。 使用方法为将其贴附于创面上，在其外侧用纱布保护固定，在创面完全治愈前，并不需要将其覆盖物除去。,40,在治愈过程中，开始二、三天，由于渗出液使患部呈湿润状态，同时有一部分渗出液从纱布侧流出，此后，润湿状态慢慢变成干燥状态，最终创伤治愈变成完全干燥状态。此时甲壳素一点一点地从治愈部剥离。
19、 根据创伤的深度，治愈期也不完全相同，一般需要10至20天。 对度烧伤表皮不易再生的场合，在植皮以前，也可以作为暂时性的被覆材料使用。,41,此外，甲壳素人工皮还具有镇痛、干燥和止血效 果，良好的表皮成型性。作为皮肤损伤的保护材料具 有明显的特色：1.表皮成型的时间短，治愈后的斑疤少；2.在治疗过程中由于渗出液体，而融解少；3.镇痛，止血效果卓越；4.抗原性低；5.操作方便，适用面广。,壳聚糖微胶囊 利用壳聚糖作为被膜材料制造微胶囊进行细胞培养和人工生物器官， 借助于壳聚糖聚阳离子特性与海藻酸钠、羧甲基纤维素等带负电性的高分子聚阴离子反应，可制备不同形状的微胶囊，使高浓度细胞的培养成为可能。
20、这样不仅避免了微生物的污染，而且容易进行产物的分离与回收。,43,如果包封的是生物活细胞，如胰岛细胞、肝细胞等则构成人工生物器官。 这种微胶囊半透膜可以阻止动物细胞抗体蛋白（IgG）进入，允许营养物质，代谢产物和细胞分泌的有用的激素等生理活性物的出入，保证了细胞的长期存活，代行生体器官的更多的生理功能。,44,甲壳素海绵 多孔质的甲壳素海绵在口腔外科领域用作拔牙创伤、囊摘除、齿科切除部的保护材料，不仅可促进创伤的愈合也容易脱除，对细菌的增殖也有一定的抑制。 用0.1%或1%的壳聚糖1%乙酸水溶液，可有效的抑制上述细菌的生长， 用壳聚糖的乙酸溶液也能治愈皮炎，有报道言，用一般的杀螨剂只能缓解症状
21、， 而用1%的壳聚糖的乙酸溶液处理患处可达到痊愈且无复发现象。,45,壳聚糖在眼科的应用： 壳聚糖能够形成一种坚硬的、吸水性的生物相容性膜，其吸水性较强，平衡吸水量可达50%(W/W)，壳聚糖膜还具有较好的透氧性，其透氧量可达710（厘米/秒）。 壳聚糖可用作眼科敷料，在动物实验中发现壳聚糖与动物的眼膜相容性很好，而且能够生成较多的成胶原和成纤细胞，有利于眼疾治疗。,46,壳聚糖的乙酸溶液和氯化锂、二羟基乙烯氧化硫的混合物可形成可塑性膜以用来制备各种形式的透镜（接触眼镜）。因其柔软性好、强度高、吸水性和透氧性俱佳等特点，是制作隐形眼睛的良好材料。 壳聚糖与某些活性软料在室温下反应以化学键相连接
22、，因而还可以制备有色透镜，且久不褪色。 在生物技术方面，它是一种很好的固相酶载体，与其它固相酶载体相比较，具有原料易得、价格低廉、效率高等特点。,47,第二节 天然蛋白质材料,蛋白质广泛存在于动物和植物中，也是人们最早使用的生物材料之一。 作为医学材料应用，主要是结构蛋白，如胶原、弹性硬蛋白等。 由于胶原来源广泛，特别是其抗原性低而被广泛应用于医学，纤维蛋白原具有特殊的生理功能，如止血、可降解性等亦早已为人们所应用。,48,一、胶原 胶原是人体和脊椎动物的主要结构蛋白，是支持组织和结缔组织（皮肤、肌腱和骨骼的有机部分）的主要组成部分。 X射线图表示，由不同种类的动物分离出的胶原极其相似。胶原蛋
23、白中含有大量的甘氨酸，脯氨酸，羟基脯氨酸（表13-5）， 因为胶原中羟基脯氨酸含量比较均一，因此由测量羟基脯氨酸的量，很容易计算出胶原含量。,49,表135 胶原的氨基酸含量,50,大部分胶原为酸不溶性胶原，在稀酸中也不能溶解，但少部分溶胀而制成胶原分散液。 由于胶原作为生物材料用于人体，因此对其免疫学问题必须进行详细了解。 一般致免疫性是指材料在动物或人体引发抗体产生的能力。 但免疫反应不只取决于材料的性质，也和动物个体本身、种属以及给药途径和频率有关，因此所谓胶原是非致免疫性或者说低免疫性，也要进行详细的考察。,51,研究表明：胶原和其他蛋白质相比确实不易引起抗体产生，其理由是： 型胶原种
24、属间的差异很小，与球形蛋白不同，三股螺旋结构一般不致发生变化，例如，所有从哺乳动物分离提取的型胶原非常相似，因而不易被人体免疫系统作为外体识别。 但是其短的原肽端因种属间的差别较大而表现出较大的抗原性，因此在使用时常将其原肽端切除，以降低胶原的抗原性。,52,胶原在工业上作为明胶体和制革使用量很大，也可以作为化妆品的成分。 是一种天然生物材料，与人体组织相容性良好，植入人体后无刺激、无毒性反应，能够促进细胞增殖，加快创口愈合并具有可降解性，可被人体吸收，降解产物也无毒副作用。 利用胶原分散体的再生可加工成不同形状的制品，如胶原凝胶、胶原膜、纤维无纺布、手术缝线、海绵、粉末和空心纤维等。,53,
25、表13-6 再生胶原无纺布人工皮的性质,54,胶原无纺布 胶原溶液经过适当处理可以制成厚度约为5毫米的胶原海绵和0.2毫米的胶原无纺布。 这种胶原海绵和无纺布可以作为创伤敷料使用。 其动物实验结果良好，临床效果也不错，特别是胶原无纺布作为人工皮使用时得到很高评价。胶原人工皮与创面粘着良好。无纺布型人工皮的透过性约为 23毫米/厘米 时，与人体皮肤极其相似。,55,它还可以象滤纸一样吸收创面渗出液并融为一体，而形成一种“伪痂皮”，对其覆盖下的创面起保护作用亦有利于纤维芽细胞的生长。这种与生物杂化的医学材料是一种比较理想的生物医学材料。 由于胶原本身是一种生物体蛋白质，所以从创面渗出液中的蛋白分解
26、酶也极易附着，因此用胶原进行细胞培养，有促进生长的作用。,56,胶原缝线 由可溶性胶原制备的可吸收缝线也已进入实用阶段。在外科实践中，胶原缝线广泛用于缝合组织，神经和血管， 在愈合过程中，胶原缝线逐渐被组织消化吸收，因此在组织修复前，胶原缝线的功能既可以说作为缝线、结扎线，也可以说是作为一种植入物埋植于体内。当机体恢复不再需要支持时，胶原也被组织分解吸收。,57,胶原海绵： 也已用于外科作为体腔填充物，可逐渐被组织吸收。在外科手术中，一般通过压力和止血海绵控制渗血，纤维蛋白泡沫早已用于临床，利用胶原制备的海绵，其特性与由纤维蛋白制备的海绵相似，但价格要便宜得多， 优点：当保持在体腔内时，因其非
27、抗原性和可吸收性，且具有部分连通的空间，这也正是创伤治愈所要求的。,58,其他用途： 利用胶原制品高度的止血活性和对体液的吸收，有利于组织，特别是骨组织的再生。 胶原还可用作： 人工肾的透析膜、 人工血管、 人工肌腱、 人工晶体、 人工角膜和外科修补材料， 亦可作为药物载体制备缓释药物。,59,表13-7 再生胶原产品形状及其用途,60,灭菌方法： 最常用的胶原制品的灭菌方法是离子辐射杀菌， 其它灭菌方法如干热灭菌、环氧乙烷气体灭菌亦可采用，它们对胶原蛋白的性能影响不大， 对再生可溶性胶原的灭菌，应采用温和的灭菌方法，一般均采用过滤法除菌，然后在无菌条件下加工和包装。 天然动物胶原，通过适当加
28、工改性亦可直接用于人体，如心瓣膜，肌腱等。,61,二、纤维蛋白 纤维蛋白是最早使用的医学材料之一。 早在17世纪末期，Malpishi就认识到血液凝固是由于某种物质的沉淀所引起， 大约100年后，Chaptal第一次称其为纤维蛋白。到1890年， 有关教科书中已有“活体组织的血液一旦离开机体马上凝固，称之为纤维蛋白的组分起着重要作用，纤维蛋白溶于血液中，但在离开血管后变成不溶物。纯粹的纤维蛋白无色无味，和白蛋白极相似”。 。,62,今天，纤维蛋白可简单定义为纤维蛋白原在生理条件下凝固所形成的一种材料。 纤维蛋白原是一种血浆蛋白，在凝血酶的作用下可发生凝固，其在血浆中的浓度约为200500毫克/
29、100毫升。 人类和牛血浆的纤维蛋白原的分子量约为3334万之间， 氨基酸的组成相差也不大。除氨基酸外，纤维蛋白原也含有少量糖，其产生于肝脏，半衰期约为46天。 纤维蛋白原的长度因PH值不同而变化，一般在230400埃之间。,63,纤维蛋白原转变成纤维蛋白由三个过程构成：1.蛋白水解：纤维蛋白原 纤维蛋白单体 2.聚合：n纤维蛋白单体 可溶性纤维蛋白多聚体 3.凝固：m纤维蛋白多聚体 稳定的纤维蛋白多聚体,64,纤维蛋白和纤维蛋白原的主要区别在于其在生理条件下的不溶性。 在没有凝血因子参与下制备的纤维蛋白，除可在脲中溶解外，其粘度性质、沉淀性质、光散射性、光学转动性质均和纤维蛋白原相同。 对纤
30、维蛋白进行氨基酸分析，结果与纤维蛋白原相似，但含糖组分约比纤维蛋白原少10%20%。,65,纤维蛋白可以用不同的方法进行化学改性，包括： 放射性碘化法、 重氮甲烷和甲醛甲基化、 与合成高分子进行接枝和 在纤维蛋白上进行酶的固定等。,66,来源 ：纤维蛋白主要来源于血浆蛋白，有明显的血液相容性和组织相容性，没有毒性和其他不良影响。 经应：作为止血剂、创伤愈合剂和可降解生物材料在临床上已经应用很久；,67,生理功能： 主要为止血，大的创伤其凝血机制受血小板黏附、血管收缩和纤维蛋白形成的效率影响。 可明显地促进创伤的愈合，在愈合的过程中，纤维蛋白被认为有明显的营养价值。纤维蛋白可作为一种骨架，以促进
31、细胞的增长， 还具有一定的杀菌作用，其沉淀和移除的相对速率对维持血管完整起着重要作用。,68,纤维蛋白制品主要有： 1. 纤维蛋白原的就地凝固 纤维蛋白原采用常规净化方法（沉淀法，色谱法和电泳法等）由血浆中分离提取。 纤维蛋白和人或牛的凝血酶溶液浸渍皮肤移植物可使之固定， 单独使用纤维蛋白或者和凝血酶共用也已经用于眼科手术的组织黏合剂，用于肺切除手术后的胸腔填充物以阻止并发症。 在血管外科，颌面外科，神经外科，矫形外科以及在不同手术止血等方面都得到广泛应用。 必须注意爱滋病和肝炎的感染。,69,2.纤维蛋白粉末 净化后的纤维蛋白原经凝血酶凝固、干燥后可研磨成粉末状产品。 也可用氯化钙凝聚Coh
32、ns组分产生不溶性纤维蛋白，经洗涤、干燥后制成粉末。 冷冻干燥的纤维蛋白可从纤维蛋白海绵制备。,70,冷冻干燥的纤维蛋白粉末，能够吸收一定的血液和血小板，而且能够可逆地吸附凝血酶，因而是一种良好的止血剂。这种止血剂可单独使用或者和凝血酶共用，有时还加入一定的抗菌素。 人体和脱除抗原的牛纤维蛋白、病人的静脉血、凝血酶和抗菌素一起凝固可用于充填慢性骨炎和骨髓炎手术术后骨缺损，亦用于颌骨囊切除术和用香豆素作抗凝血治疗后的止血。,71,3.纤维蛋白海绵稀纤维蛋白原溶液和凝血酶一起搅拌凝固则形成泡沫，冷冻干燥后再进行热处理。也可以采用在可溶性纤维蛋白原中添加过氧化氢，同时凝固形成泡沫。 与其它止血剂一样
33、，具有相当大的比表面积。单独使用或和凝血酶共用， 已经用于不同的外科领域。 纤维蛋白泡沫也已经用于扁平瘢的治疗和用作唾液腺外科手术后的填充材料。,72,4.纤维蛋白薄膜纤维蛋白薄膜可以用凝血酶使Cohn氏组分 凝固，然后用压力除去液体而制得。主要应用于神 经外科，替代硬脑膜和保护末梢缝线，也用于烧伤 治疗，消除颌面窦和口腔间的穿孔，人与牛纤维蛋 白效果相同。,73,5.组织代用血浆在低温下用乙醇沉淀纤维蛋白原加入氯化钙生成纤维蛋白，经洗涤、干燥后研磨成粉末， 加热至150以破坏或降低其抗原性。 加入适量甘油作为软化剂或假增塑剂在120140和1050MPa压力下模塑成一定形状的黄褐色、柔性的类
34、塑料制品， 包装后用射线进行辐射灭菌。,74,该产品目前已商品化，商品名为Bioplast。 在临床上Bioplast主要用 于关节成型术、 视网膜脱离、 女性压迫性尿失禁、眼外科治疗、 鼻中隔穿孔阻塞、 肝脏止血和用于疝气的修复。,75,研究表明，无论是使用纤维蛋白泡沫、粉末、压缩模塑制品，或者引入纤维蛋白原和凝血酶就地凝固，均显示出良好的生物相容性。 在动物实验和临床应用时均未见过度感染和组织反应，亦未见热原反应。 组织学考察也表明材料周围具有正常的细胞反应。,76,毒性反应： 有关毒性实验证明是安全的，纤维蛋白的降解产物从毒理学上讲也是无害的。 纤维蛋白从机体中消除主要有两个途径： 一是纤维蛋白溶解酶的作用， 二是细胞的吞噬作用。 但纤维蛋白用醛处理后将会延长被机体吸收的时间，用甲醛处理回降低吸收速率。 因而在实际应用中长采用1%的甲醛溶液在室温下进行短期（2060分钟）处理。,77,免疫反应 由于外体蛋白可引起免疫反应，因而纤维蛋白无论以什么形式植入人体肌肉内、皮下、腹腔、髓腔内，均可检测出抗体。 由不同种属来源的纤维蛋白引起的免疫反应，采用加热的方法可使之降低， 例如采用在150下处理2小时的牛纤维蛋白临床使用尚未发现明显免疫症状。,
