热固性材料

热固性聚合物的应用有限医学，但它们的特性，结合了高强度和耐化学性，是有用的一些矫形和牙科设备。热固性聚合物如环氧树脂和丙烯酸树脂是化学惰性的，它们也具有高模量和拉伸性能，延伸率可忽略不计(1%到2%)。的聚合物这些材料中的链是高度交联的，因此大分子流动性受到严重限制;这限制了聚合物链在外加载荷下的延伸。因此，热固性材料是坚固但易碎的材料。

交联抑制紧密包裹聚合物链，防止结晶区域的形成。广泛交联的另一个后果是热固性产品在加热时不会发生固-熔体转变，因此它们不能被熔化或再加工。

心血管设备

生物材料被用于许多血液接触装置。这些包括人工心脏阀门、合成血管移植，心室辅助装置，药物释放系统，体外系统，以及广泛的侵入性治疗和诊断系统。在材料的设计和选择中，一个重要的问题是设备附近的血流动力学条件。例如，机械的心脏瓣膜植入物用于长期使用。因此，每个阀瓣的铰链点和材料必须具有优异的耐磨性和抗疲劳性，以便在植入后多年内每分钟启闭80次。此外，当血液从心脏左心室通过心脏瓣膜进入动脉升主动脉时，打开的瓣膜必须尽量减少对血液流动的干扰血管系统．为此，在一种植入物的双瓣瓣上涂上热解物碳，它提供了一个相对光滑的化学惰性表面。这很重要财产，因为表面粗糙会引起血液流动的湍流，进而可能导致红细胞溶血，为细菌的不定黏附和随后的定殖提供了场所，在血瘀区促进血栓形成和凝血。该植入物的碳涂层保持环被覆盖涤纶网状织物，以便外科医生缝合和固定设备相邻心脏组织。此外，涤纶网的多孔结构促进组织集成这发生在植入后的几周内。

而这种可能性血栓形成在接触血液的生物材料中可以尽量减少，但不能完全消除。因此，接受人工心脏瓣膜或其他血液接触装置的患者也会接受治疗抗凝治疗。这是必要的，因为所有的异物表面都会在一定程度上引起血液凝固和血小板粘附。血小板是血液的循环细胞成分，大小为2 - 4微米，附着在异物表面，积极参与凝血和血栓形成。心血管应用的新型生物材料的研究主要致力于了解血栓的形成，并为生物材料开发新的表面，以提高血液相容性。

合成血管移植材料被用来修补受伤或患病的部位动脉用于替换大动脉(如主动脉)的整个部分，并用作缝合袖口(如上所述的心脏瓣膜)。这样的材料需要有弹性，以适应植入的困难，并避免刺激邻近组织;此外，在大范围的弯曲和弯曲条件下，接枝的内径应保持恒定，模量或合规容器的结构应与天然容器的结构相似。这些目标在很大程度上是由卷曲编织涤纶和膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)实现的。涤纶在加工过程中的卷曲会产生多孔的血管移植物，可以弯曲180°或扭曲，而不会使内径坍塌。

一种生物材料，用于血管替代物不仅要与血液接触，还要与邻近的软组织接触。使用不同材料的经验表明，组织生长到生物材料的间隙有助于愈合和植入后材料与宿主组织的融合。为了让主要由胶原蛋白组成的组织在贪污，血管移植物必须具有开口结构，其孔直径最少为10微米。这些毛孔允许愈合过程中形成的毛细血管生长到移植物中，然后血液为其提供氧气和其他营养物质成纤维细胞和其他细胞在生物材料基质中存活。成纤维细胞合成结构蛋白原胶原蛋白这是新纤维组织发育所需要的，是手术伤口愈合反应的一部分。

偶尔，在吻合处，也就是移植物与原生动脉的缝合处，可以观察到过度的组织生长。这被称为内部增生并被认为是由于移植物和宿主之间的依从性差异造成的船只．此外，为了优化生物材料与血液的兼容性，合成移植物最终应该被包裹一层融合的宿主内皮细胞，但目前的材料没有这种情况。因此，大多数对现有移植物材料提出的修改都涉及血液相容性的潜在改善。

人工心脏瓣膜和血管移植虽然不理想，但已经成功地应用，挽救了成千上万人的生命。然而，血栓形成的风险限制了现有心血管设备的成功，并限制了生物材料在其他设备上的潜在应用。例如，临床迫切需要血液兼容，合成小直径血管移植物外围血管手术- - - - - -例如,在腿部——但这在现有的生物材料上是不切实际的，因为血栓阻塞的风险很高。同样，可植入微型传感器的进展也受到了阻碍，因为现有生物材料的失败直接导致了问题。随着这些生物相容性问题的解决，生物医学传感器将为医学提供非常重要的贡献诊断和监控。在操纵分子的能力方面已经取得了相当大的进展体系结构利用化学吸附或物理吸附的单层膜在材料表面。这种表面修饰的进展，结合纳米探针的发展，允许在分子和亚分子水平进行检查，为开发具有改善血液相容性的特殊生物材料提供了乐观的基础。