化學(xué)材料的發(fā)展及其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用探究

左 政

（石家莊一中，河北 石家莊）

通過(guò)高中化學(xué)的學(xué)習(xí)，我們接觸到了一些材料的簡(jiǎn)單性質(zhì)以及對(duì)這些性質(zhì)的基本探究。實(shí)際上，材料作為我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕M成部分，它構(gòu)成了我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫奈锲?、器件等。而隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，材料科學(xué)同樣日新月異，且隨著很多新材料的普及和應(yīng)用，我們的生活水平和質(zhì)量也得到不同程度的提高，從不銹鋼到玻璃、水泥再到太陽(yáng)能電池、光纖、芯片，每一種新材料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用都在不同領(lǐng)域改變著我們的生活。當(dāng)前，新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志，就是因?yàn)椴牧吓c我們的生活甚至經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)防建設(shè)密切相關(guān)。

與之相關(guān)的材料科學(xué)更是一門基于化學(xué)、物理，廣泛涉及力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和生物學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科。材料科學(xué)研究材料的性質(zhì)、組成和結(jié)構(gòu)以及它們之間的關(guān)系與材料的合成和加工等?？梢哉f(shuō)，材料的研究既是以探索自身規(guī)律為目標(biāo)的基礎(chǔ)科學(xué)研究，又是與化工、冶金、能源、電子和機(jī)械等工程技術(shù)密切相關(guān)的應(yīng)用科學(xué)，在工業(yè)、軍事、航天航空、信息技術(shù)、交通運(yùn)輸乃至醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。

一、化學(xué)材料的發(fā)展現(xiàn)狀及新材料的應(yīng)用

化學(xué)材料的發(fā)展進(jìn)步實(shí)際上等同于我們?nèi)祟愰L(zhǎng)期認(rèn)識(shí)、改造自然的歷史過(guò)程。從石器、青銅到鐵器時(shí)代，人類逐步掌握了對(duì)于一些自然材料的生產(chǎn)、使用和加工技藝，讓它們變成了可以服務(wù)我們生活的材料，進(jìn)而逐漸滿足更多的生產(chǎn)需要。而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，到現(xiàn)代社會(huì)，人們?nèi)斯ず铣闪撕芏嘣瓉?lái)自然界沒(méi)有的材料，如塑料、化學(xué)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(dāng)前化學(xué)材料發(fā)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(yīng)用領(lǐng)域的重要突破。按照我國(guó)《關(guān)于組織實(shí)施新材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)公告》，我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新材料產(chǎn)業(yè)在先進(jìn)金屬材料、電子信息材料、復(fù)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(shù)新材料核心產(chǎn)業(yè)。但新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，目前我國(guó)新材料與國(guó)外新材料水平相比還存在一定的差距，多年來(lái)我國(guó)制造業(yè)雖然發(fā)展迅速，但依靠的卻是材料的粗加工和終端產(chǎn)品的組裝，還不能打破發(fā)達(dá)國(guó)家多項(xiàng)技術(shù)的壟斷。

二、材料科學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，材料化學(xué)和化學(xué)材料同樣必不可少，醫(yī)用材料長(zhǎng)期與人們的活體組織相接觸，甚至植入人的體內(nèi)，這就對(duì)于應(yīng)用材料有更加嚴(yán)格和具體的要求。另外，即使是涉及制藥、診斷試劑、藥物送達(dá)體系應(yīng)用材料甚至是一次性使用的醫(yī)用消耗品材料，也因?yàn)獒t(yī)學(xué)應(yīng)用環(huán)境的嚴(yán)苛要求對(duì)新材料的發(fā)展和應(yīng)用提出了更高的要求。

與此同時(shí)，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步與材料的發(fā)展不可分割，新材料的不斷產(chǎn)生和應(yīng)用幫助人們?cè)卺t(yī)學(xué)領(lǐng)域掀起一次次的技術(shù)和觀念革命，持續(xù)不斷地推動(dòng)著醫(yī)學(xué)的前進(jìn)與發(fā)展。納米材料——空心結(jié)構(gòu)的納米粒子，利用納米材料特有的效應(yīng)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(qiáng)還原性成為一種性能優(yōu)良的抗菌材料。眾所周知，人類或其他生物中存在大量有機(jī)高分子，如蛋白質(zhì)纖維素、生物酶等都是有機(jī)高分子化合物?？梢哉f(shuō)有機(jī)高分子是生命的基礎(chǔ)。因此，有機(jī)高分子新材料的誕生，可謂是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的又一次變革。醫(yī)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(qiáng)其功能。

目前，類似的生物醫(yī)學(xué)材料已經(jīng)可以較為廣泛地應(yīng)用于人體植入，在很大程度上已經(jīng)顯示出較為顯著的社會(huì)效益，成為一個(gè)重要的新興產(chǎn)業(yè)。

三、醫(yī)用材料的發(fā)展與展望

目前，得益于多種新材料的誕生和應(yīng)用，越來(lái)越多的衰竭或壞死器官可以被新研發(fā)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(yīng)更少，從而保證患者的恢復(fù)時(shí)間減少。這項(xiàng)材料技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)?huì)帶來(lái)一場(chǎng)新的革命。當(dāng)然，更值得讓人期待的是醫(yī)用智能材料，其作用和功能可以隨著人體環(huán)境的變化而進(jìn)行有意識(shí)的調(diào)節(jié)、修飾和修復(fù)，更進(jìn)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(yīng)用智能高分子材料模擬的人工腎臟等都在進(jìn)一步發(fā)展完善過(guò)程中，并且其應(yīng)用在醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域還有更加廣闊的前景。綜上所述，可以看到材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要作用不僅局限于應(yīng)用，其對(duì)于現(xiàn)代醫(yī)療觀念、技術(shù)、治愈手段、醫(yī)療器械等都存在著不同程度的促進(jìn)作用，同樣推動(dòng)著醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展。