目前,作為醫用品種的橡膠材料很多,包括天然橡膠和各種合成橡膠,其中尤其以矽橡膠、丁基橡膠的應用和研究最為廣泛。
天然橡膠
天然橡膠是最早使用的醫用彈性體。由於其含有一種高致敏性植物蛋白,所用配合劑N-亞硝胺等對人體的刺激反應較大,只有經過純化改性後,才能用於人體。
天然橡膠的純化主要使用脫酸蛋白淨化法。純化後的天然橡膠需選擇適宜的硫化體系,如用有機過氧化物硫化或進行輻射硫化以製成需要的橡膠製品。天然橡膠彈性優良,廣泛用於各種管類、帶類、塞類、手套、安全套類醫用製品;但耐生物老化性較差,一般多用於體外醫用橡膠製品。
目前國內天然橡膠膠乳產能過剩,由於國外對天然膠乳醫用製品嚴格控制,因此國內天然橡膠製品一定要加快低蛋白質含量的開發與生產,同時加強國內外巿場的開發。
聚氨酯
聚氨酯是一種介於一般橡膠與塑料之間的高分子材料,具有橡膠的高彈性及塑料的高強度。其硬度範圍廣,耐磨性優良,生物相容性特別是抗凝血性突出,多用作人工心臟的血泵材料。
根據材料結構硬段的不同,聚氨酯可分為三代,第一代以芳香族二異氰酸酯為硬段,第二代以脂肪族異氰酸酯為硬段,第三代是以生物可降解型彈性體為硬段。目前第三代材料正處於研發階段,尚未產業化,不過其應用前景相當廣泛。
隨著聚氨酯醫用製品的不斷拓寬,未來發展趨勢有:可生物降解的低聚糖衍生聚氨酯、木質素、單寧及樹皮衍生聚氨酯、纖維素衍生聚氨酯、澱粉衍生聚氨酯等;具有形狀記憶功能的聚氨酯,其工作原理是利用硬段和軟段二相之間的玻璃化溫度之間的差別來實現形狀記憶功能,主要用於各種矯形、保形用品,其研究發展重點是改善其形狀恢復溫度的精確性;組織工程用聚氨酯,組織工程已是生物醫學工程一個快速發展的新方向,針對組織工程領域,有一些新型聚氨酯正處於研究階段,如離子型聚氨酯、表面多空聚氨酯、共混型聚氨酯、生物特異性識別聚氨酯等,主要應用於輸血、燒傷、糖尿病心血管等方面的組織工程技術領域;抗菌材料領域,未來抗菌聚氨酯軟泡和抗菌聚氨酯樹脂將成為醫用聚氨酯發展的熱點方向。
目前,國內醫用聚氨酯產業化較少,已有多家單位進行醫用聚氨酯研究,如山西化工研究院、中山大學、上海橡膠製品研究所、江蘇省化工研究所等,已研發出一些熱塑性醫用聚氨酯薄膜、體溫形狀記憶聚氨酯等產品,部分已經實現產業化。
矽橡膠
矽橡膠高分子由Si-O-Si鍵構成主鏈,其螺旋狀結構使矽氧鍵的極性相互抵消,而且側鏈一般都是低極性或非極性基團,所以整個大分子極性很低,使矽橡膠表現出疏水性、耐氧化以及抗老化性。此外,主鏈中Si-O鍵和側鏈中的Si-C鍵的極性都近似於離子鍵,在正常使用溫度下(250℃以下)不發生裂解、氧化等反應,故又具有優異的耐熱性。
由於其生理惰性、無毒,與其他材料無粘著能力,能經受多次蒸煮消毒等特點,可廣泛應用於醫療衛生。由於矽橡膠分子間力較小,使其薄膜比普通橡膠、塑料打蠟膜具有更好的透氣性,並對不同的透氣率具有很強的選擇性,因此可作為氣體交換膜醫用品、體內人造器官等。