医用聚丙烯与聚丙烯腈

聚丙烯和聚丙烯腈是两种广泛用于生物医学工程各领域的高分子材料。据1982年日本的统计，聚丙烯的年消耗量在医用树脂年消耗量中仅次于聚氯乙烯，占第二位，聚丙烯腈及其共聚物的年消耗量占第八位。
聚丙烯(Polypropylone,PP) 其结构式为：

丙烯是一种液化点为-47℃的无色气体，大量存在于石油热裂废气中，约占废气总量12%。当在一定压力下，经催化剂作用可以聚合成聚丙烯，它是一种无味、无臭、无色、近透明的塑料，具有优良的理化性能，机械性能好，化学稳定性高，防湿性能优良，在硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠溶液中浸泡7天，其抗张强力不变，仍在320～360kg/cm²范围。在37℃条件下，经24小时体内实验，其吸水量为0.003mg/cm²，溶解量为0，是医用热塑性树脂及热固性树脂中吸水及溶解最小的材料。尤其是其耐热性高，熔点为170℃，可以在超过100℃的温度下使用；若无外界压力，甚至在150℃的高温下应用也不变形。
聚丙烯的生物相容性及血液相容性较好，并耐生物老化。它的回弹性能优良，且表面硬度大，临界表面张力较低，是一种憎水材料。它可以用高压蒸气消毒，也可用环氧乙烷消毒，消毒后环氧乙烷的残余吸附量略高于聚乙烯，比聚苯乙烯、聚氯乙烯和天然橡胶都低，大体和硅橡胶相仿，因此，用环氧乙烷对聚丙烯进行消毒灭菌也是适宜的。若用γ射线进行辐照消毒，当剂量>2.5mrad时，由于降解断链产生颜色变化，变成黄色或褐色，冲击强度约降低50%。
聚丙烯纤维及织物主要用作手术非吸收性缝线和腹壁及其他用途的补片；普通聚丙烯膜主要用作输液袋、医用导管、输液器的包装袋；双向拉伸多孔膜及多孔空心纤维主要用作血液滤过器、膜式人工肺、输液器终端滤器、人工膀胱；聚丙烯塑料主要用作注射器、人工指关节、整形用材料和人工心脏瓣膜，碟瓣等。
聚丙烯腈(Polyacrylonitrite,PAN) 其结构式为：

丙烯腈是沸点为77℃的无色液体。一般由丙烯氨氧化制备丙烯腈。在引发剂作用下丙烯腈可以聚合成聚丙烯腈，也可以和第二单位进行共聚合。丙烯腈的聚合一般是用氧化-还原系统的溶液聚合，也有采用过氧化氢及其他有机过氧化物引发聚合。
聚丙烯腈也是一种强度高、弹性好、耐油、耐酸碱的材料。其单体虽是一种有毒的原料，但聚合后聚丙烯腈毒性低微。从合成纤维布片在狗的腹腔内埋植的情况看（以材料与肠粘膜是否产生粘连作判据），聚丙烯腈优于聚酰胺（尼龙），不如聚四氯乙烯及聚酯。当其和血液接触时，对血液有形成分破坏较少；同时易于消毒灭菌，可用高压蒸气，环氧乙烷或γ射线进行消毒灭菌。
聚丙烯腈纤维制成的人工血管已广泛用于临床。近年，开发了丙烯腈与阳离子单体共聚物，共聚物纺丝后，再与肝素形成离子复和物，此种纤维具有直接的抗凝血性能。丙烯腈与甲基丙烯磺酸钠共聚物制成的膜具有良好的通透性能，用这种膜制成集成式平板型人工肾，由于对中分子量尿毒素清除率高而广泛用于临床。此外也已制成聚丙烯腈空心纤维型人工肾。
聚丙烯腈在200℃、400℃、600℃下进行处理可使其成环：

若在惰性气体保护下，于1500℃高温热分解处理，则可在其表面形成一种特殊的六角形蜂窝状结构。这种特殊的碳化结构具有良好的抗凝血性能。若进而进行活化处理，则可以制备高吸附性能的活性炭材料。这种人工材料在人工器官中的应用前景是极其广泛的。
丙烯腈的共聚物，特别是它和苯乙烯的共聚物，既保持苯乙烯的透明性，又大大地提高了苯乙烯的抗冲击强度，广泛应用作空心纤维人工肾的外壳。它和苯乙烯、丁二烯三元共聚、共混物，由于抗冲击性能好，强度好，广泛用来作为医疗仪器及医用设备的外壳。