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万博ANSYS的博客

2019年9月25日

什么是PMMA,它在医学界如何使用?

聚(甲基丙烯酸甲酯),或PMMA,有许多不同的名称,包括有机玻璃和丙烯酸。PMMA材料的生物相容性为其赢得了“骨水泥”的医学绰号。

PMMA通常被用作玻璃的一种更轻、抗碎的替代品,用于窗户、水族馆和曲棍球场。因此,很难理解这种易于加工、低成本、多功能的材料也被用于假牙、骨植入物等。

尽管它是由甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合而成(MMA是一种刺激物和可能的致癌物),但PMMA具有极强的生物相容性。


PMMA材料的生物相容性使其非常适合
假牙制造商。

这种生物相容性可归因于PMMA对以下物质的抗性:

  • 温度应力
  • 化学反应
  • 人体组织
  • 生物处理

作为骨水泥,PMMA被用于填充植入物和骨骼之间的间隙。PMMA材料很适合这个过程,因为它具有生物相容性,并且在医院环境中易于聚合。

不过,更好的理解材料情报可以帮助回答PMMA是否总是体内植入的好选择。

尽管PMMA材料具有生物相容性,但它总是最好的医疗选择吗?

在手术室里,骨水泥由粉末和液体制成。粉末由MMA共聚物组成,而液体含有MMA单体和化学促进剂和抑制剂。

将粉末和液体混合形成一种腻子,可以涂抹在骨头和植入物之间。把腻子想象成瓷砖之间的灌浆:它把植入物固定在骨头上。

然而,PMMA材料不适合这项工作的原因有很多:


PMMA材料的生物相容性使其成为将植入物固定在骨头上的首选。但这是最好的选择吗?

  1. PMMA的断裂韧性在0.7 MPa∙m1/2 ~ 1.6 MPa∙m1/2之间,而骨的断裂韧性在3.5 MPa∙m1/2 ~ 6.6 MPa∙m1/2之间。
  2. 聚甲基丙烯酸甲酯具有较高的聚合温度。

在骨骼或植入物未受影响的情况下,PMMA和骨之间断裂韧性的差异可能导致水泥断裂。

同时,研究表明由于放热聚合,腻子在体外的温度可以达到80摄氏度以上,在体内的温度可以达到50摄氏度左右,从而损伤骨骼。这意味着患者需要更长的恢复时间。

此外,少量未聚合的MMA可以留在水泥中。这些成分会进入身体的其他部位,导致低血压。

PMMA作为骨水泥可能存在问题,但在许多情况下,它仍然是最佳材料选择。然而,研究人员正在寻找一种更好的骨水泥材料。

医生受益于PMMA材料的生物相容性

PMMA是许多其他医疗程序的重要材料。例如,它被用来制作假牙和填充物,因为它容易染色,快速成型。

因此,医生可以使用PMMA材料制作与原牙大小和颜色紧密匹配的假牙和填充物。

PMMA材料也被应用到眼睛中。历史上,它被用作硬隐形眼镜或人工晶状体。

PMMA的眼部应用始于一个惊人的发现。与皇家空军合作的眼科医生哈罗德·雷德利爵士注意到,眼睛里的PMMA碎片——由挡风玻璃破碎造成的——不会像玻璃碎片那样引发排斥反应。


PMMA材料的生物相容性使其成为硬接触器和人工晶状体的最佳选择。然而,较软的材料主导了市场。

这促使雷德利尝试使用PMMA来替换白内障患者受损的晶状体。他在1949年实现了永久性植入在圣托马斯医院

许多基于PMMA的共聚物和硅基材料现在在人工晶状体市场上与PMMA竞争。这些材料的优点是柔韧,因此不那么易碎。

就隐形眼镜而言,柔软的镜片会更舒服。此外,随着最近氧气传输率的进步,软触点往往是患者的首选。

PMMA材料在医疗工业中有很多用途。虽然它已经变得不那么常见,但PMMA和类似材料的进步将继续改善许多人的生活。

了解更多关于如何材料情报可以改善人们的生活,在这里获取医疗材料信息来源

这个博客从肖恩·纽汉的博客,以前在格兰塔网站上的笔记。

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