生物医用功能高分子专辑 前言

正生物医用功能高分子材料广泛用于疾病诊断与治疗、组织器官再生和功能替代、生物体免疫调控、生物安全控制等方面。生物医用功能高分子材料隶属于医疗器械产业。国务院印发的《中国制造2025》明确指出,要大力发展生物医药及高性能医疗器械。随着大健康时代的来临,生物医用功能高分子及产品转化迎来了新的发展机遇,目前该领域的科技产出和人才培养正在逐步提升。基于面向国家发展大健康产业和转变经济发展方式对生物医用高分子材料的重大战略需求,为了展示我国生物医用功能高分子的最新进展,并对其发展前景和趋势进行预测,《功能高分子学报》组织出版了生物医用功能高分子专辑,邀请了国内专注于功能高分子相关生物或医学应用和产品转化的7个研究团队,撰写综述7篇,主要涉及生物医用功能高分子的制备、功能化和表征及其在抗凝血医疗器械、抗氧化体系、药物递送载体、医用膜材料、医用胶黏剂、组织再生支架等领域中的应用。     

抗凝血性高分子材料研究的进展

近年来,由于“精细化学”和人工器官的迅速发展,高分子材料在生物医学领域中的应用越来越广泛,医用高分子作为一门新兴的材料科学,对发展医学、探索生命的起源方面起着十     

•前言•生物医用高分子

“生物医用高分子”是生物材料的最重要组成部分, 是保障人类健康的必需品; 其应用不仅挽救了数以千万计人的生命, 提高了生命质量, 且对医疗技术和保健系统的革新、降低医疗费用也具有引导作用. 同时, 生物医用高分子又是高分子材料科学的重要分支, 是21世纪高分子材料科学, 特别是功能高分子或精细高分子领域内非常活跃而又重要的前沿发展方向. 作为一类生物材料, 在使用过程中必然与生理系统(血液、组织、细胞等)或其组成部分(蛋白、酶、DNA、多糖、无机盐和各类生物小分子)相接触, 因此其研究与发展与生命科学和医学也密切相关. 生物医用高分子的特征之一是生物功能性(biofunctionality), 即能够对生物体进行疾病诊断、组织替换或修复; 之二是生物相容性(biocompatibility), 即材料引起适当的机体反应的能力, 是区别于其他高技术材料的最重要的特征, 包括不引起生物体组织、血液等不良反应. 现代医学的进步与生物材料的发展密不可分, 如各种介入诊断和治疗导管、药物传递控释系统、创伤和烧伤敷料、血管内支架、人工关节与功能性假体等已得到广泛的应用. 但是, 生物医用高分子材料涉及化学、材料、生物、医学以及物理等诸多学科领域, 其使用又与生理系统相接触, 因此该材料的研究与开发具有相当的难度和挑战.     

聚苯乙烯—g—（十八烷基聚氧乙烯）阻抗血小板粘附的研究

近年来,随着高分子科学、医学、材料科学的发展和相互渗透,高分子材料成为生物医用材料的研究重点．然而,和其它材料一样,当合成高分子材料和血液接触时,血浆蛋白质在材料表面迅速形成一层蛋白质吸附层,直接影响血小板和材料表面的相互作用,导致血寸板的粘附、活化和释放,并进一步引起血小板的凝血反应,严重地限制了高分子材料在临床上的应用．聚氧乙烯（PEO）由于其良好的生物惰性,成为改善高分子材料血液相容性的理范材料．人们通过多种手段将PEO修饰到材料表面,得到了具有良好的血液相容性的高分于医用材料［"．同时,人们…     

辐射在医用高分子材料中的应用

本文介绍了在医学中应用的高分子材料概况和对材料的特殊要求,以及用辐射法制造此类材料的一般途径、方法和优点,并对一些生物活性物质在高分子材料上的辐射固着化方面的研究成果、实际应用和发展前景进行了讨论。     

生物多糖进行医用高分子材料表面修饰的研究进展

综述了国内外应用生物多糖进行医用高分子材料表面修饰的研究状况,其中重点介绍了葡聚糖、肝素及类肝素类物质、壳聚糖等多糖在高分子材料表面修饰的研究近况.多糖是自然界中含量最为丰富的生物大分子,几乎存在于所有的生命体中,具有很好的生物相容性,而且某些生物多糖还具有特殊的生物活性,因此用生物多糖进行医用高分子材料的表面修饰受到了国内外研究学者的关注.大量研究表明,经过生物多糖表面修饰的高分子材料可获得良好的生物相容性和某些优良的医学应用性能.     

新型抗菌高分子及其抗菌机理的研究进展

抗菌高分子具有丰富的分子结构和独特的抗菌机制。同时,对微生物具有低耐药性的倾向。这些特点使新型高分子材料在抗菌领域受到人们越来越多的关注。本文首先分析了细菌产生耐药性的原因及由其带来的严峻医学和社会问题;然后系统梳理并探讨了新型抗菌高分子材料如树状大分子、嵌段共聚物、壳聚糖及其衍生物和抗菌高分子/纳米复合材料等的结构特点和抗菌机理;最后展望了未来新型功能高分子在抗菌领域的重点延伸及探索方向。     

应用于药物控释系统中的生物降解高分子材料

生物降解高分子材料具有良好的生物相容性和生物降解性而成为人们关注的药物控释材料。本文简要介绍了生物降解高分子材料的降解机理，综述了生物降解高分子材料的发展现状，展望了今后的发展方向。     

3D打印用高分子材料及其复合材料的研究进展

3D打印技术亦称为增材制造,是基于三维数学模型数据,通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术。作为第三次工业革命的代表性技术之一,3D打印材料是影响3D打印技术发展与应用的关健因素。而高分子聚合物在打印材料中占据主要地位,其中高分子复合材料具有明显优势。本文综述了近年来3D打印用高分子材料及其复合材料的研究现状,包括高分子丝材、光敏树脂、高分子粉末、高分子凝胶及其它高分子材料,并对高分子材料在3D打印领域的发展进行了展望。     

3D打印用高分子材料及其复合材料的研究进展北大核心CSCD

3D打印技术亦称为增材制造,是基于三维数学模型数据,通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术。作为第三次工业革命的代表性技术之一,3D打印材料是影响3D打印技术发展与应用的关健因素。而高分子聚合物在打印材料中占据主要地位,其中高分子复合材料具有明显优势。本文综述了近年来3D打印用高分子材料及其复合材料的研究现状,包括高分子丝材、光敏树脂、高分子粉末、高分子凝胶及其它高分子材料,并对高分子材料在3D打印领域的发展进行了展望。     

单一高分子白光材料

首先阐明了单一白光高分子材料体系的构造原理——"部分能量转移和电荷限制机制",然后分别从双色白光高分子和三色白光高分子两个方面,详细介绍了单一白光高分子材料体系的发展历程与研究进展,并在此基础上,展望了单一高分子白光材料未来的发展方向.     

功能高分子

本文简述了功能高分子的发展,合成途径以及所谓的高分子效应。对该领域内所涉及的各类功能高分子的性质、合成、应用及发展前景等作了概要介绍。内容包括具有分离功能的高分子、高分子试剂、高分子催化剂、光活性高分子、磁性高分子、能量转换及储能材料、生物医用材料、高分子药物、高分子液晶及一些其他功能高分子材料。     

含硼氮配位键的高分子电子受体材料

全高分子太阳能电池用高分子电子给体材料和高分子电子受体材料的共混物作为光电活性层,是光伏技术的重要发展方向之一.鉴于高分子受体材料的种类和数量都很少,开发新型高分子受体材料是发展全高分子太阳能电池的关键.有别于采用酰亚胺结构设计高分子受体材料的传统思路,我们从硼氮配位键降低π-共轭体系最低未占分子轨道(LUMO)能级的基本原理出发,在国际上率先提出了用硼氮配位键设计高分子受体材料的策略.本文旨在总结我们在含硼氮配位键的高分子受体材料方向的研究进展.首先阐明了硼氮配位键降低LUMO能级的原理,揭示出硼氮配位键在重复单元和高分子中的3个作用,然后介绍了硼氮配位键高分子受体材料的2种分子设计方法,阐明了硼氮配位键高分子受体材料在LUMO轨道和LUMO能级调控方面的特征,介绍了硼氮配位键高分子受体材料的吸收光谱调控、能级结构调控和电子迁移率调控,实现了全高分子太阳能电池的器件效率从2015年的0.14%到目前的6%的转变.最后,展望了硼氮配位键高分子受体材料在高性能全高分子太阳能电池方面的前景和重点发展方向.     

药用合成高分子缓、控释材料研究进展

药物的缓、控释材料可以实现药物的平稳长期的释放,同时使药物治疗达到有的放矢的效果,高分子材料是制作药物缓控释材料的重要材料,包括天然高分子与合成高分子两大类。其中,天然高分子用作药物缓控释材料的研究已有多年的历史,已为人们所熟知。本文主要综述药用合成高分子缓、控释材料研究进展,分析了不同缓、控释材料的制备方法、释药原理和适用药物,为合成新型药用缓、控释材料,扩大药用缓、控释高分子材料的应用范围提供依据。     

新型抗菌高分子及其抗菌策略的研究进展

抗菌高分子具有丰富的分子结构和独特的抗菌机制。同时,对微生物具有低耐药性的倾向。这些特点使新型高分子材料在抗菌领域受到人们越来越多的关注。本文首先分析了细菌产生耐药性的原因及由其带来的严峻医学和社会问题;然后系统梳理并探讨了新型抗菌高分子材料（如树状大分子、嵌段共聚物、壳聚糖及其衍生物和抗菌高分子/纳米复合材料等）的结构特点和抗菌机理;最后展望了未来新型功能高分子在抗菌领域的重点延伸及探索方向。     

功能化磁性高分子复合微球的研究进展

功能化磁性高分子复合微球作为一种新型功能材料,在许多领域具有广阔的应用前景。本文对近年来功能化磁性高分子复合微球的制备方法进行了总结,对当前不同方法的优缺点进行了评价与分析;对功能化磁性高分子复合微球在生物工程领域,医学领域,环境、食品领域和功能材料领域进行了阐述。并综合分析了磁性微球在各个领域的优势及已经取得的成果。最后,展望了功能化磁性高分子复合微球的发展前景,提出自己的观点,并列出亟待解决的四个问题。     

梯度折射率高分子材料

随着高分子科学的不断发展,高分子材料作为功能材料,正在进入物理学的各个领域,仪在光学学科,除去一般的透明材料外,就有塑料光导纤维、光电高分子、非线性光学高分子和梯度折射率高分子等新型的功能高分子材料。     

高分子材料基因组——高分子研发的新方法

材料基因组旨在将计算工具、数据库和实验工具有机结合,缩短研发时间,提高材料研发效率.高分子材料因其结构独特性和复杂性阻碍了材料基因组在高分子材料领域的发展.目前,国内外学者在高通量筛选高分子化学结构策略和构建性能预测方法等方面开展了尝试,并取得了一些成果.本文总结和评述了当前利用代理量方法和机器学习预测模型实现高分子材料基因组的进展,利用可计算的量代理宏观性能的代理量法和利用机器学习模型预测材料性能的方法在一定程度上克服了高分子复杂性的影响.在此基础上,系统地介绍了数据挖掘或模型构建的方法以及运用这些模型筛选不同类型高分子的思路,着重探讨了方法构建和材料筛选背后的思想以及对各类问题的解决措施.最后,探讨了当前高分子材料基因组发展中所面临的主要挑战,并展望了高分子材料基因组的未来发展方向.     

展望21世纪的高分子化学

回顾了高分子合成化学方法和高分子材料的发展历史,结合高分子化学的研究现状,展望了２１世纪的高分子化学的发展前景。     

光致型形状记忆高分子材料

形状记忆高分子材料是当前的研究热点之一,其中光致型形状记忆高分子材料凭借其独特的优势受到研究者的广泛关注。本文综述了光致型形状记忆高分子材料的研究进展,分别介绍了该类材料的特性、分类、工作机理、应用研究和发展趋势。根据不同的形状记忆机理将该类材料分为光化学反应型和光热效应型,并重点对这两种类型的形状记忆高分子材料进行了描述。最后,对光致型形状记忆高分子材料的存在问题、发展方向和应用前景进行了展望。