化學材料的發展及其在醫學領域的應用探究

左 政

（石家莊一中，河北 石家莊）

通過高中化學的學習，我們接觸到了一些材料的簡單性質以及對這些性質的基本探究。實際上，材料作為我們日常生活中必不可少的組成部分，它構成了我們日常生活中使用的物品、器件等。而隨著科技的不斷發展進步，材料科學同樣日新月異，且隨著很多新材料的普及和應用，我們的生活水平和質量也得到不同程度的提高，從不銹鋼到玻璃、水泥再到太陽能電池、光纖、芯片，每一種新材料的發現與應用都在不同領域改變著我們的生活。當前，新材料、信息技術和生物技術并列為新技術革命的重要標志，就是因為材料與我們的生活甚至經濟發展、國防建設密切相關。

與之相關的材料科學更是一門基于化學、物理，廣泛涉及力學、計算機科學、數學和生物學等多學科領域的多學科交叉的綜合性學科。材料科學研究材料的性質、組成和結構以及它們之間的關系與材料的合成和加工等。可以說，材料的研究既是以探索自身規律為目標的基礎科學研究，又是與化工、冶金、能源、電子和機械等工程技術密切相關的應用科學，在工業、軍事、航天航空、信息技術、交通運輸乃至醫學等領域都發揮著無可替代的作用。

一、化學材料的發展現狀及新材料的應用

化學材料的發展進步實際上等同于我們人類長期認識、改造自然的歷史過程。從石器、青銅到鐵器時代，人類逐步掌握了對于一些自然材料的生產、使用和加工技藝，讓它們變成了可以服務我們生活的材料，進而逐漸滿足更多的生產需要。而隨著科學技術的進一步發展，到現代社會，人們人工合成了很多原來自然界沒有的材料，如塑料、化學纖維等高分子材料，使其超越原本的自然材料，以這些為代表的高分子材料成為當前化學材料發展的重要方向。

納米材料、新型的薄膜材料以及航空陶瓷等成為各自應用領域的重要突破。按照我國《關于組織實施新材料高技術產業化專項公告》，我國具有自主知識產權的新材料產業在先進金屬材料、電子信息材料、復合材料、電池材料、磁性材料、商性能陶瓷材料和新型高分子材料等方面都形成了一批高技術新材料核心產業。但新材料作為高新技術的基礎和先導，目前我國新材料與國外新材料水平相比還存在一定的差距，多年來我國制造業雖然發展迅速，但依靠的卻是材料的粗加工和終端產品的組裝，還不能打破發達國家多項技術的壟斷。

二、材料科學在醫學領域的應用

在醫學領域，材料化學和化學材料同樣必不可少，醫用材料長期與人們的活體組織相接觸，甚至植入人的體內，這就對于應用材料有更加嚴格和具體的要求。另外，即使是涉及制藥、診斷試劑、藥物送達體系應用材料甚至是一次性使用的醫用消耗品材料，也因為醫學應用環境的嚴苛要求對新材料的發展和應用提出了更高的要求。

與此同時，現代醫學的進步與材料的發展不可分割，新材料的不斷產生和應用幫助人們在醫學領域掀起一次次的技術和觀念革命，持續不斷地推動著醫學的前進與發展。納米材料——空心結構的納米粒子，利用納米材料特有的效應在腫瘤診斷和治療方面起著重要作用，而納米銀因其具有的強還原性成為一種性能優良的抗菌材料。眾所周知，人類或其他生物中存在大量有機高分子，如蛋白質纖維素、生物酶等都是有機高分子化合物。可以說有機高分子是生命的基礎。因此，有機高分子新材料的誕生，可謂是醫學領域的又一次變革。醫用的高分子生物材料可用于診斷治療或是直接替代人體的部分組織、器官或增強其功能。

目前，類似的生物醫學材料已經可以較為廣泛地應用于人體植入，在很大程度上已經顯示出較為顯著的社會效益，成為一個重要的新興產業。

三、醫用材料的發展與展望

目前，得益于多種新材料的誕生和應用，越來越多的衰竭或壞死器官可以被新研發出的人造器官所取代。這些器官的生理功能和移植器官的功能甚至不相上下。而且相比于原始器官移植，其免疫排斥反應更少，從而保證患者的恢復時間減少。這項材料技術在醫學領域將會帶來一場新的革命。當然，更值得讓人期待的是醫用智能材料，其作用和功能可以隨著人體環境的變化而進行有意識的調節、修飾和修復，更進一步地模擬了活體組織的功能。如聚酯、聚丙烯纖維等制成的人造血管；聚甲基丙烯酸甲酯、超高密度依稀、聚酸胺合成的人造骨骼；應用智能高分子材料模擬的人工腎臟等都在進一步發展完善過程中，并且其應用在醫學工程領域還有更加廣闊的前景。綜上所述，可以看到材料在醫學領域的重要作用不僅局限于應用，其對于現代醫療觀念、技術、治愈手段、醫療器械等都存在著不同程度的促進作用，同樣推動著醫學事業的發展。