本文综述了聚酰胺（PA）类材料在多种医用卫生材料中的应用，包括PA缝合线、医用PA导管及球囊、PA牙托材料、抗菌PA材料、3D打印PA医卫材料、医用PA骨生长支架、药物输送类PA医用材料、创伤修复PA医用材料等，并评价了其效果及性能。
医用卫生材料是在医疗过程中使用、与人体组织直接或间接接触的特殊功能材料。
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因此，对于医用卫生高分子材料，特别是植入类的医用高分子材料，应满足无毒性、化学惰性、组织相容性、血液相容性、耐生物老化性、可消毒性、不致癌以及易加工等性能，以保证材料对人体的安全性。
PA材料与天然人体组分蛋白质大分子具有相似的酰胺类结构，具有良好的生物相容性，不易使生物体细胞产生刺激信号。
此外，其还具有良好的化学稳定性和可控的机械性能等。同时，细胞可以吸附在PA材料表面。这些特殊性质都使PA医卫材料，特别是植入PA材料在减轻质量、改变力学性能、特别是在促进植入PA材料与人体之间建立相互力学作用等方面起到有利作用。
PA被广泛用作医用缝合线、医用导管、导管球囊、牙种植体、抗菌复合材料、3D打印生物医用设备、骨生长支架、药物运输材料、伤口愈合敷料等医卫材料中（见图1）。
PA作为医用卫生材料时主要利用了其优秀的尺寸特性、力学性能、柔韧性、低吸湿性等。一般来说，PA通常作为短期植入材料如缝合线和假牙时，其植入时间小于21d，因此通常不考虑其细胞黏附性等特性。
1、PA缝合线
医用缝合线主要被用作缝合伤口、减少感染并且保护伤口下组织。金线、银线、铁线、钢线、动物肠线、动物毛发、蚕丝、树皮和植物纤维等材料都曾被用作或正被用作医用缝合线。
一些合成类材料，如聚乳酸⁃乙醇酸等也可被用作医用缝合线。然而，目前没有一种医用缝合线可以满足所有种类伤口缝合的医用需要。
医用缝合线的选择取决于伤口缝合区域的组织层数、伤口缝合区域张力、缝线放置深度、有无水肿、缝合线预计取出时间、缝合线强度、韧性、是否易打结、打结牢度以及是否可能引起炎症等。
尼龙医用缝合线 图源：江苏信迈官网
因此，目前医用缝合线的发展趋势是尽可能同时满足上述需求，另外加入其他功能，如药物输送、细胞运输、抗菌等以促进伤口愈合。制备医用缝合线的材料在性能方面需考虑长纤结构、纤维粗细、降解性能、抗张强度、表面结构、质感、刚度以及柔韧性等。
目前已经商业化的PA缝合线多由PA6或PA66制备得到，具有高强度、高细度以及高韧度。PA缝合线的特点是不可吸收、表面顺滑且具有低摩擦阻力、坚韧、有弹性。但与聚丙烯（PP）等缝合线相比，其缺点为打结性差，需要在缝合处打多个结节以确保伤口闭合。
目前临床使用的PA6或PA66医用缝合线主要为标准缝合线，包括长单丝结构、假长单丝结构、编织结构、双向带刺缝合线长单丝结构以及皮芯结构的PA缝合线。编织类PA缝合线由于其感染风险更高，因此使用率不高。目前广泛使用的PA缝合线为长单丝类材料。
尼龙非可吸收缝合线 图源：海迪科官网
在体内研究中，单丝或复丝PA缝合线的降解速度为15%~20%/年。一些常见的临床使用的非吸收PA缝合线的性质及应用如表1所示。不同牌号的缝合线具有不同的尺寸和直径。根据文献，并没有证据证明缝合针头或缝合线的尺寸对伤口并发症有影响。
然而，为了最大限度地减少组织损伤和组织内异物，缝合线应在满足抗拉强度的同时选择最小尺寸。单丝缝合线缝合伤口时阻力更低，而复丝缝合线具有较高的抗拉强度和柔韧性，但是与组织摩擦较大，同时存在造成术后缝合窦道和感染的风险。
因此，需根据患者和伤口实际需要进行手术缝合线的选择。
2、医用PA导管及球囊
医用导管是插入人体内的柔软中空管，有助于尿液引流或者在心脏病和肠胃病的诊断和治疗中用作各种应用的导丝器。PA医用导管也可以用在静脉滴注中，其主要可由PA6、PA66、PA11和PA12制备。
PA66制备的导尿管侧管在各项测试中表现出的性能与传统侧管一致，并可以将导尿管侧管的制备成本降低83.3%。在作为心脏导管的PA材料中，能够形成具有良好尺寸公差细管的能力是关键，其可以满足导管在极细血管中由于心脏跳动承受循环收缩压力的应用需要。
而在一些导管的顶端会配有柔软的球囊，其与导管可配套使用，起到扩张和清除血管中的堵塞、药物输送以及医用支架的运输等作用。
医用PA球囊材料通常由PA11和PA12制得，因为球囊材料在使用时需要在承受高压的同时保持其刚性结构，同时由于心脏导管内径的尺寸限制，PA材料需具有足够的韧性以满足尽量小的设计需要。
目前，与医疗级别导管生产有关的PA商品牌号主要有以下几种。
Akulon®Care（PA6）由荷兰DSM公司生产，其K1G6（30%玻璃纤维增强PA6）和K1U（PA6）型号均可以通过注射成型加工用于医用导管的制备。
Best™BrachytherapyKit（6.0FR⁃30）（PA66）是由美国BestMedicalInternational公司生产的医用导管，可以用于多导管间质乳腺近距离放射治疗中。
Zeus®（PA66）是由美国Zeus公司生产的导管夹套材料，其中可以加入玻璃纤维增强刚性和抗疲劳强度。此外，其还具有极好的韧性和弹性。
ArkemaPebax®（聚醚嵌段PA）由法国Arkema公司生产，可以作为医用导管（球囊、血管成形术导管和导尿管）以及医用防护服材料，其具有质轻、易加工、可伽马射线和蒸汽杀菌、耐化学腐蚀性、低摩擦阻力、透气性以及抗静电等一系列优点。
Rilsamid®（PA12）和Rilsan®（PA11）也由法国Arke⁃ma公司生产，其适用于挤出、注塑、滚塑和吹塑等加工工艺。其具有良好的生物相容性、耐化学腐蚀性、耐蒸汽/伽马射线/环氧乙烷杀菌、质轻以及尺寸稳定等优点，可以用于制备医用导管或球囊材料。
阿科玛PA12医疗用品 图源：阿科玛官网
其中，Rilsa⁃mid®AESNOMED和Rilsan®BESNOMED是生产医用导管的两个主要牌号。Grilamid®（PA12）由瑞士EMS公司生产，可通过注塑、薄膜挤出和吹塑等方式加工。其具有吸水性低、耐化学腐蚀性和耐候性好、耐水解、密度低、低温下耐冲击强度高等优点，可以被用作制备导管球囊。
Vestamid®（PA12）由德国Evonik公司生产。Vestamid®CareML具有高尺寸稳定性、高抗拉强度以及低摩擦阻力等优点，可以用于制备血管成形术球囊导管。
VESTAMID® CARE 图源：赢创官网
Vestamid®CareME为聚醚嵌段PA（PA12）弹性体，根据模量需求可用于导管结构中的不同部分。同时，其还具有光热稳定性。ProtoCath™（ny⁃lon）由美国Nordson公司生产，PA材料可用于制备高压球囊，具有高强度。
目前，由PA66制备的导管由于具有吸水性，具有尺寸不稳定性。PA12吸水性较低，尺寸稳定性较好，因此显示出其作为导管材料的独特优势。
3、PA牙托材料
PA是一种理想的假牙基托材料，其韧性可以提供舒适性，同时其可以起到固定假牙的作用。同时，PA材料还具有高弹性，与非晶的PMMA相比，PA为结晶材料，具有低溶解性、高耐热性、高力学强度和高韧性。
此外，其还具有毒理安全性、低分解性。由于PA6比PA12亲水性更大，吸水性更强，因此PA6的尺寸稳定性比PA12差。
目前广泛被用作假牙基托材料的PA多为PA12，常见的销售商品牌号有Valplast®（PA12）、Bre⁃flex®（PA12）和Flexite®（PA弹性树脂）。在正常使用情况下，这些假牙托的使用寿命可以长达5年。
Valplast 图源：Valplast官网
4、抗菌PA材料
PA医用卫生材料与人体组织接触或在体液环境中由于细菌等微生物滋生，可导致PA材料或仪器表面形成细菌生物膜，影响其医用性能，甚至导致强烈的免疫反应。
此外，细菌滋生极易造成感染，严重者可引起生命危险。因此，需要赋予PA医用卫生材料抗菌功能，以提高其使用安全性。可以通过向PA材料中加入无机/有机抗菌剂、抗生素等细菌灭活试剂，或者通过灭菌消杀方法获得清洁卫生的PA材料。
目前广泛使用的PA类抗菌材料大多是通过化学修饰方法得到的。
PA66纤维或织料可以通过将其表面化学改性，接枝氯胺类化合物从而获得杀菌功能。氯胺类化合物的N—Cl键在水中可以断裂生成具有强氧化性的活性氯成分，其可以非选择性氧化灭活各种细菌微生物，从而实现PA材料的自清洁和抗菌功能。
此外，抗菌后的PA⁃氯胺材料经过氯活化后又可重新获得抗菌性能，可以实现抗菌材料的循环使用。
5、3D打印PA医卫材料
3D打印可以将PA材料转为特定大小、形状的医卫材料零部件，从而满足不同应用场景的需求。3D打印PA材料可以被应用于牙科和整形领域。例如，利用3D打印制备PA6⁃Al⁃Al2O3复合长纤材料可以被应用于医用材料领域。
此外，还可以利用3D打印技术制备得到PA645膝盖植入材料。
3D打印尼龙康复模具
6、医用PA骨生长支架
PA材料也可单独或与聚合物、生物陶瓷材料复合用以制备骨组织工程材料。这主要利用了PA材料与人体细胞的良好兼容性，以及PA材料在人体体液环境中具有的良好化学稳定性。有研究人员利用喷气纺纱技术制备得到了PA6垫片，并模拟人体外体液环境研究了其矿化能力。
也有研究人员利用双注射器静电纺丝技术制备得到了聚氨酯/PA6/明胶复合材料的混合纤维骨生长支架，可诱导磷灰石形成并促进成骨细胞类细胞增殖。PA6纳米纤维材料由于其良好的生物亲和性也被广泛用作骨生长支架材料。
7、药物输送类PA
医用材料PA类药物输送材料早在20世纪70年代便被广泛研究，以期得到一种可控的药物输送系统。药物输送机制主要基于将药物保存在由聚合物形成的微纳米球中，或保存在聚合物基质材料中，并以稳定的速率洗脱药物，实现药物输送。
在PA材料中，主要是通过将PA材料水解，破坏存药微球而实现药物输送。有研究人员通过层层组装技术，得到了创伤修复用含淀粉酶涂层的PA绷带材料。也有研究人员提出了利用PA6的纳米纤维材料或PMMA/PA6的复合材料将药物包覆在聚合物基材中。
利用纳米纤维材料作为药物运送载体的主要优点是其可将药物运送到人体中的特定位置。
此外，不同种类的药物均可以通过直接包覆作用利用纳米纤维材料实现药物输送。药物输送作用也可用于PA缝合线材料中，主要起到缝合伤口组织的微生物灭活作用。
8、创伤修复PA医用材料
PA材料也被用作创伤修复材料修复慢性创伤及烧伤等伤口。
Biobrane®是由PA网、硅胶膜、胶原涂层复合得到的合成生物材料，作为临时的外表皮类似物的皮肤覆盖层，主要在深II度烧伤治疗过程中对坏死组织进行清创术后使用。
TransCyte®与Biobrane®的组成成分类似，被用作切除烧伤后等待自体移植物期间的创伤覆盖物。其由PA网构成，并接种培养了已经失活的来自新生儿包皮的纤维母细胞，其分泌的细胞外基质成分和生长因子有助于创伤生长愈合。
静电纺丝技术也被广泛应用于PA类创伤修复材料的制备中。
综上所述，由于PA材料具有优异的力学强度、高耐 磨性、耐腐蚀性以及良好的生物兼容性等优良性质，其被广泛应用于医用卫生材料的制备中，可以被制作成为纤维材料、模塑材料以及管材等。
目前，PA制品被广泛 应用于生物医学中的骨生长支架、创伤修复材料、骨关 节植入物、药物输送材料等，其医用卫生制品包括手术缝合线、导管及球囊、假牙基托材料、抗菌材料等。
按照原料种类，目前主要应用于医用卫生材料中的PA材料多为PA6、PA66、PA11和PA12。
阿科玛PA11医用材料 图源：阿科玛官网
其中，PA6和PA66是目前产量最大的PA材料。PA6具有高强度、高耐磨等 特性。但是，其具有较强的吸湿性。湿气可以作为增塑 剂而使材料的抗张强度和刚度降低，伸长率和抗冲击强 度增加。
PA66是目前最广泛使用的工程热塑性塑料之一，其可以实现材料在强度、延展性和耐热性等方面的 优异平衡，在一些应用中可以代替金属材料。
此外，还可以向PA66中加入纤维、润滑剂等添加剂增强其力学性能等性质。PA11是一种生物塑料，其聚合原料可以从蓖麻油中提取得到，对环境较为友好。
而PA12则是石油产物，其性能与PA11比较相似，是一种半结晶型的 热塑性塑料，具有比其他PA材料更高的价格。
PA11具有优异的热力学稳定性，对光照不敏感，且具有良好的 弹性、高断裂伸长率和高抗冲击性。
PA12具有极强的力学强度、刚度、抗应力开裂能力和优异的长期稳定性。同时，由于其具有更低的酰胺基团含量，其具有更低的 吸湿性和优秀的耐化学腐蚀性。
因此，PA11和PA12更适用于对于安全性、稳定性以及可靠性要求更高的医用 卫生材料，例如医疗器械、牙科植入体、医用导管、导管球囊等。
与PA11和PA12相比，PA6和PA66均具有更大的吸湿性，对于弱酸的耐酸性也更低，且尺寸稳定性较差。
一般而言，各种PA聚合物的性能顺序为PA11> PA12>PA1010>PA610>PA612>PA66>PA6，其作为医卫材料的原料在不同应用场景中也有不同的性质和用途。
因此，制备满足医用级别的相应PA原料具有重要意义。此外，需要根据不同的使用目的，选择适当的PA原材料和加工方法及工艺，实现功能 PA 医用材料的制备。
同时，其他新种类的PA材料也是一种发展趋势，通过不同的化学合成方法得到具有不同化学结构和性质的PA材料，探索其在医用卫生材料相关领域中应用的可能性。
而生物基的PA聚合物原料更符合目前绿色化学、绿色材料以及双碳背景下的可持续发展战略， 可再生医用PA材料的发展和应用也将具有重大意义。
资料来源：聚酰胺在医用卫生材料中的应用及研究进展
原文始发于微信公众号（艾邦医用高分子）：尼龙材料在医用卫生领域的应用及研究
