医用高分子

骆昌芹

神话和现实

大家还记得《封神演义》里太乙真人用莲藕重塑哪吒身体，让哪吒死而复生的故事吗？

当然，这只是一个神话，莲花、荷叶、荷叶梗并不能替代人的肢体。但是，这个故事确实反映了古代人对修补损坏机体的美好愿望。

从古至今，人们就曾用象牙、木材、黄金，甚至是不锈钢、钛合金等修补过人的身体，并且还取得了一定的成绩。这些材料大都硬邦邦的，修补人的骨骼可以，代替人的筋肉却不行，更别提用它们制作具有各种特殊功能的脏器了。

而合成高分子材料的出现，似乎为人体医用材料开辟了一条全新的途径。这种材料化学性能稳定，具有弹性和可塑性，并有一定的机械强度，所以问世不久就被应用到医学上。刚开始它们还只是被用来做假牙、牙托之类，随着一系列新的具有各种优异性能的高分子不断被发现，它们在医学上的用途越来越广，终于形成了一个蓬勃发展的专门领域——医用高分子。

人工脏器显神通

“吱吱吱……”

咦？这是什么声音？美国细胞生物学家斯图尔特·威廉斯的研究室里传出来一阵奇怪的声响。原来斯图尔特·威廉斯和他的团队正在进行一项实验——他们准备将一根细小的人造血管植入一只小老鼠体内。而这个实验正是3D打印“生物人工心脏”并应用于人体的铺路石。

心脏是人体最重要的脏器之一，它就像一个泵，为全身提供血液循环的动力。因此，作为“阀门”的心脏瓣膜的作用无疑是最重要的，可如果心脏瓣膜出现了问题，要医治它们并不像修理泵的阀门那么容易。病变严重的心脏瓣膜不仅药物治疗无效，而且手术修补也难达到目的。怎么办呢？研究团队开始寻求新的挽救病人的办法，他们将医用高分子材料与3D打印技术有机结合，使得人工脏器替代品的研究取得了一定程度的突破。

当然，并不是什么材料都可以制作心脏瓣膜。因为制作心脏瓣膜的材料必须没有毒性，能与人的身体相容，让其不会出现异物反应、炎症和凝血现象。另外这种材料还必须有极好的曲挠强度，能耐疲劳和老化。

于是具备这些优异性能的特种高分子出现在人们的视线中并逐渐被人们用于人工脏器的研究。有人把它们做成球形或蝶形的心脏瓣膜，安置在心脏里，起到控制血液循环的单向阀门的作用。

不过瓣膜只是心脏的一部分，要想制造完整的人工心脏来代替完全病变了的心脏，还必须付出更多精力。完整的人工心脏有复杂的动力部分，但是它的结构材料仍然是高分子。利用3D打印技术将生物材料打出模型，然后在此基础上植入干细胞培养，让需要的人体“零部件”形成组织。

除了人工心脏，人们对人工肾的研究更是一马当先。

如果肾脏不能排毒，可以用什么办法直接把血液里的废物排出去呢？人们开始研究是不是能用人工肾来替代坏死的肾脏。

对于人工肾来说，最要紧的是要求它具备一种选择性透过的性能。现在一般是用醋酸纤维、聚丙烯腈等高分子材料做成透析膜，这种膜容许尿素、尿酸、肌酐等废物通过，而将有用的成分保留下来，血液也就得以“澄清”了。

人工肾可以做成平板式、盘管式和空心纤维型等多种形式。

通过人们的不懈努力，人工心脏、人工肾、人工血管等都已经被制造出来，人工肝、人工血球和人工细胞等也正在研制之中。

战胜病魔的威胁

多才多艺的高分子材料还被用到对多种所谓“不治之症”的治疗上。

你也许早听说过“脑积水病”。人体内控制脑脊液的系统一旦失灵，脑脊液就会异常增多，压迫头部，胀得很大，令患者十分痛苦。

脑积水病曾经被当作“绝症”，可是现在用高分子材料做成引流管，里面有自动调节流速的阀门，把引流管一头插进脑室，一头连上颈静脉，这样脑脊液就能通过引流管流进右心房，建立起新的脑脊液循环系统，病人的痛苦得以解除。

视网膜对我们的眼睛来说是非常重要的，一旦它脱落，眼睛就会从此失明。现在我们可以利用硅橡胶和涤纶布等材料制作成窄带，压在眼球的四周，让脱落了的视网膜恢复到正常位置，让人重见光明。

有一种萎缩性鼻炎实在叫人伤脑筋——这种病会使患者的鼻涕长流不止。现在科学家也找到了治疗的办法，室温硫化硅橡胶这种高分子材料在没有与空气接触时流动性很大，一旦遇到空气就自动硫化变成弹性体。如果把这种高分子材料注射一点到鼻腔里，长流的鼻涕就会被止住。而且室温硫化硅橡胶还可以用来修补损坏的声带，也可以把它注进人的皮肤里代替肌肉来弥补面部、胸部的缺陷。

充分发挥药效

谈到医学，总不能忘了制药。医用高分子还为制药打开了新局面。

用高分子材料做成的装药胶囊，可以使药在指定的部位释放，提高药物的效用。

如果是肠子有病，病人当然希望药物到肠道里才起作用，而不愿它在途经胃时有所损耗。这件事情好办，只要研制出一种“疏”酸“亲”碱的高分子材料，当通过胃的酸性环境时胶囊安然无恙，在进入肠道的碱性环境时胶囊溶解，药剂就能在这里“物尽其用”了。

平常我们打针吃药，总是药物刚进入人体时浓度很高，但是过不了多久，浓度就迅速降低。也就是说，药物的“后劲”不足，医用高分子在这里又可以大显神通了。用它们做成药物微囊，让药力均匀释放，就能得到有“后劲”的长效药物，帮助我们更好地战胜病魔。而且有些高分子本身还有抵抗病毒和消除炎症的作用。

医用高分子正在不断向前发展，它的应用范围已从最初的口腔科、骨科扩大到脑外科、胸外科、五官科等多个部门。随着人们越来越关心身体健康，医用高分子也将得到广泛运用。