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PTFE膨體材料的簡介
日期：2024-12-25 17:19
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摘要：
PTFE膨體材料的簡介
膨體”到底是個什么東西？Gore-tex（高泰克斯）、聚四氟乙烯（PTFE）和膨體，這么多名字哪一個才是這種材料？
膨體”到底是個什么東西？Gore-tex（高泰克斯）、聚四氟乙烯（PTFE）和膨體，這么多名字哪一個才是這種材料？
的從它的發(fā)明來歷說起，PTFE是一種用途非常廣泛、具有彈性的氟聚合物。Polytetrafluoroethylene這是膨體的英文名字。Poly-是“聚合”的意思；tetra-在英文里是“四”的詞綴；fluoro-是一種化學元素“氟”；ethylene-是我們大家都很熟悉的一種高分子材料：乙烯。因此學名又叫聚四氟乙烯。取了它的四個大寫字母做為簡寫：PTFE。
1958年，BillGore和他的太太VieveGore在美國特拉華州Newark市，自己家里的地下室里成立了戈爾（Gore）公司，此公司后來成為**500強之一。BillGore這個人以前是做化工行業(yè)的，主要研究是絕緣材料，他把聚四氟乙烯研究得很深入。Gore-tex 中文名字也叫“高泰可斯”的東西，便是PTFE拉長而來的，這是這種材料的注冊商標。公司從生產(chǎn)專業(yè)絕緣電線起家，采用PTFE作絕緣材料。1969年，Gore夫婦的兒子BobGore發(fā)現(xiàn)在適當拉伸下，PTFE能夠延展成一種高強度的多孔材料，他把這種材料注冊為GORE-TEX.所以，GORE-TEX（“高泰可斯”），便是PTFE拉長而來的，這是這種材料的注冊商標。因為是拉伸壓展而來，所以現(xiàn)在在前面又加了一個英文名字expended，所以很多學術期刊上便把它叫做ePTFE（expendedPolytetrafluoroethylene）了。
所以Gore-tex（高泰克斯）、聚四氟乙烯（PTFE）和膨體其實是同樣材料的不同叫法罷了。
為什么把它叫做“乙烯”呢？它和日常生活中的乙烯塑料有什么區(qū)別？
這是一個化學方面的知識。在原子結(jié)構上，氫和氟的外層都需要一個電子對才能達到穩(wěn)定。它們與C結(jié)合時都是以共價鍵的方式存在，這種鍵非常穩(wěn)定，這也是它不易降解和變性的分子基礎。因為形成聚合物的機理一樣，所以就叫做“乙烯”，和“烷”和“烴”區(qū)分開。當將聚乙烯（－CH2－CH2－）n中的氫換成氟的時候, 就變成（－CF2－CF2－）n，看到吧，每個單體有四個“氟”，所以是聚“四”氟乙烯。
國外有文獻研究就表明：在體內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)可以破壞C－F鍵的酶，說明人體無法破壞它的基本分子結(jié)構。它因為有這樣的化學結(jié)構，不易被降解和吸收，所以它能夠作為人體組織的充填物存在使用。
這種材料在物理學上具備以下特性，
l 不粘性（負電荷）
l 不形成血栓
l 延展性
這些特性對于它在人體中的使用非常重要。
因為形成共價鍵時，氟有多余的電子，所以整體材料會帶負電。這使得它不會有粘性，不會象汽油或是凝膠一樣粘乎乎的。
同時因為它整體帶負電，與同樣帶負電的血小板會產(chǎn)生排斥作用，因此不會形成血栓，這是它做為心臟瓣膜和人工血管很重要的機理。
在物理形態(tài)上它整體帶有延展性，可以被拉長、壓薄或成形而不會有回彈性，因此可以被做成各種規(guī)格的材料。同時因為它的這些物理性質(zhì)，使得在雕刻塑形時必須用刀去“削”，而不能用剪或鉗子去擠壓這個材料。
這種化工材料在日常生活中應用很廣泛，它絕緣，防水，還可以有部分透光性。帳篷上便會有這種材料(戶外運動的一些裝備上用的很多)。北京奧運場館“水立方”上要覆蓋這種材料的薄膜。
如果在Google上用Gore-tex做為主題詞，可以查出來的很多東西都是密封材料。但我們這里只是關注它在*學上的應用。
1975年美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準了Gore-tex的人工血管和心臟瓣膜的臨床應用，以后Gore-tex被廣泛用于心血管外科、普通外科、骨科。到目前為止，全**有超過550萬的人體內(nèi)植有戈爾*療產(chǎn)品。根據(jù)Gore公司的官方網(wǎng)站上所公布的產(chǎn)品規(guī)格，目前在皮下進行充填的補片分為非加強型（nonreinforced），也就是全部由PTFE構成；還有一種是加強型（Reinforced），除PTFE以外，還加了一些氟化丙乙烯（FEP，另外一種人體植入材料），在保持柔軟度的基礎上增加它的硬度，以方便進行雕刻和塑形。目前在隆鼻術中所用到的材料，基本上都是這種加強型，它在體外很柔軟，但一進入身體后，支撐力與人體的軟骨相當。
在面部應用膨體材料是從1983年開始的，之后有相當多的報告不斷出來。目前偏好使用膨體的*生和求美者正在越來越多。表面上看來，這個材料很象泡沫塑料，實際上，這種材料與泡沫塑料有天壤之別，我們可以從它在電子顯微鏡下的形態(tài)表現(xiàn)上看一下，它的微孔結(jié)構和組成方式都決定了它是*合適的人體組織代用品。
1． ePTFE材料由膨體聚四氟乙烯（PTFE）的柱狀結(jié)構構成，連接著各個方向排列的PTFE纖維，這使材料的各個方向的力量平衡。
2． 結(jié)間纖維的平均長度（如：孔的大小）是20－25μm，這種獨特的微孔超微結(jié)構使它具有生物材料的特點――易彎曲，柔軟，不易磨損。另外這種超微結(jié)構也允許細胞浸潤和組織長入。
當它被放大時，可以看到它的細微結(jié)構：由許多的小柱以“手牽手”的方式組合起來，這決定了它具有牢固、柔軟和彎曲等特性。
我們對這個材料的化學組成以及微觀結(jié)構、物理性質(zhì)有了了解以后，必須還要解決一個問題：它在人體內(nèi)**嗎？國外有人專門研究了ePTFE在植入體內(nèi)后的病理反應：當材料植入后，因為材料的親水性，會在材料周圍聚集纖維蛋白原、白蛋白、**球蛋白、纖維凝集素等，其中白蛋白會迅速在材料周圍形成一層保護膜，使之不會吸引來炎細胞（排異反應發(fā)生的*主要的因素）。另一方面，纖維蛋白原的聚集又會引起急性的炎性反應。胞外的蛋白和蛋白多糖在材料外形成一個基質(zhì)，使得細胞可以粘附在上面。主要聚集的細胞是成纖維細胞。成纖維細胞會分泌一些膠原成分在材料表面和微孔中。這時必須要提到一種細胞：巨噬細胞。這種細胞可以吞噬20微米以下的顆粒，（這是機體**異物的主要方式）但對100微米以上的則吞不下。很多注射的材料卻很可怕，它們在體內(nèi)形成的小顆粒在20－60微米之間，巨噬細胞吞下去，自己卻被“撐”死了，它死前又會給自己的同類發(fā)出信號，吸引更多的巨噬細胞來前赴后繼.....直白點說，就是注射材料的部位始終是一個戰(zhàn)場，局部發(fā)紅、腫、痛，*后形成慢性炎性反應。這時就可以看出膨體不會裂解的好處了，巨噬細胞無法吞下它，使它可以和人體和平共處。
在面部應用膨體材料是從1983年開始的，之后有相當多的報告不斷出來。結(jié)果很讓人欣慰。沒有嚴重的并發(fā)癥出現(xiàn)，但提到了感染的現(xiàn)象很多。有一些*生做得不好，會墊得過高。這種并發(fā)癥可能是美容外科特有的－形態(tài)不美也可以做為并發(fā)癥出現(xiàn)在文獻中。
所有的手術都是有風險的。使用膨體隆鼻*怕的一件事情就是：感染。膨體對手術環(huán)境的要求很高，必須做到完全無菌。為什么？這和它的結(jié)構是有關系的。膨體的孔徑平均是22微米。這個孔徑可以讓平均直徑為1微米的**毫不困難地在里面存留，但****的巨噬細胞只能進到孔徑在50微米以上的間隙中，導致**一旦進入膨體的微孔就象進入了避難所一樣**。引起感染的主要**還是以金黃色葡萄球菌這種化膿性的**為主。所以做膨體隆鼻一定要在**條件較好的手術室里進行。如果術后不幸出現(xiàn)了感染的現(xiàn)象，一定要及時地取出，否則想要控制感染幾乎不可能。
綜上所述，膨體聚四氟乙烯是一種**的皮下植入體，其塑形容易，用于隆鼻等真實感較強（比較于硅膠），和組織有更加好的相容性，有廣泛的應用前景。但是價格較昂貴，并且使用中必須注意嚴格預防感染的發(fā)生，由于其多孔的特性，一旦感染出現(xiàn)將很難控制，一般只有將其取出，這是膨體聚四氟乙烯材料需要進一步研究解決的問題。
