新型高分子包膜控释肥料研发
Research and Development of Polymer Coated
Controlled-release fertilizes
中国农业大学新型肥料研究中心胡树文
化学肥料是农业最重要的生产资料之一。但是，近年来由于化肥用量的快速增长，施肥不合理现象极为突出，如肥料利用率低、资源浪费、环境污染和农业生产成本增加等（吕殿青等，1998;谷洁等，2000)。缓/控释肥料是一种通过各种调控机制，预先设定肥料在作物生长季节的释放模式，使其养分释放与作物需肥规律相一致的肥料（马丁.特伦克尔，2002)。其在提高肥料利用率、节省成本、减少环境污染等方面有很大的发展空间，并已成为该领域的研究热点。随着缓/控释肥料的快速发展，其己进入广大消费者的视野，国内外也已涌现出具有一定规模的知名企业。特别是在国内，近十年来缓/控释肥料产业发展迅速，缓/控释肥料研发、生产体系初具规模。广大科研工作者同企业联合，从最初的模仿国外先进工艺发展到目前的自主独立研发，已在膜材开发和工艺研发等方面发表了很多文章和专利，特别是在膜材研究和连续化生产方面部分研究成果已达到国际先进水平。
1.研究概况
目前广泛使用的缓/控释肥料有稳定性氮肥、化学合成型氮肥、无机包膜肥料、有机高分子包膜肥料等，其中包膜材料是国内外缓/控释肥料的研发重点。
1.1国外缓/控释肥料研究概况
1961年美国TV A公司研究硫磺包膜尿素，并于1971年投产(许秀成等，
2000)。但由于硫膜存在残缺等且易被微生物分解致使养分控释性能不稳定，20世纪80年代对其工艺进行改进，釆用有机聚合物和硫双层膜改善硫包尿素控释性能，在硫包尿素外层再包一层有机聚合物使之成为硫聚合物包膜尿素（PSCU)(产圣等，2009)。
1964年美国ADM公司开发了以热固性树脂为原料的包膜技术并率先实现了工业化生产。此后德国、日本、加拿大等国陆续开发了各类聚合物树脂材料（张夫道等，2008)。目前聚合物包膜材料是发展最快、效果最好的一类控释包膜材料。主要包括以下几类：
1)醇酸树脂类。1967年美国生产的Osmocote所用包膜材料为醇酸树脂，它是双环戊二烯和甘油酯的共聚物。醇酸树脂可以很好的控制成膜厚度，控释性能较好，可以应用于各类颗粒肥料（Xie et al., 1981)。
2)聚氨酯类。这类包膜材料是在肥料表面直接以聚异氰基和多元醇反应生成的树脂包膜，从而形成抗磨损的包膜材料（Peterda et al.,2002)。
3)聚烯烃类。最常用的技术是将热塑性树脂（如聚乙烯）溶于有机溶剂如氯仿中，通过流化床反应器喷涂到肥料表面上；或者将聚烯烃与辅料的熔融液直接喷涂到肥料表面。日本首先开创了热塑性树脂包膜研究。90年代初，日本研制出聚烯烃包膜肥料技术，具体做法是在聚烯烃熔融体内加入滑石粉和金属氧化物从而改善聚烯烃的通透性和降解性，达到控制肥料释放速度的目的（Edze et al., 2000)。还有一些热塑性聚合物包膜技术和产品，如加拿大的一种乳胶包膜尿素产品，选用聚偏二氯乙烯水乳液喷涂在肥料表面，不需回收溶剂；英国的研究技术是将天然橡胶经过改性涂敷在肥料表面（Francesco et al.，2008)。
可生物降解高分子材料因其环境友好型成为了当前包膜材料研究的热点。日本学者以淀粉作粘结剂、用稻米壳粉包裹硫酸铵(赵先贵和肖铃，2002)，或在聚烯烃类包膜材料中通过添加光氧化剂——醋酸铁(柴田胜，2001)，以提高膜材光降解性。另外，很多微生物可合成各种聚酯，具有较好的降解性，英国ICL公司利用微生物合成聚酚P(3HB-CO-3HV),并已工业化，现年产量已达30吨。同时欧、美、日等国家对甲壳素的开发也十分重视，如日本四国工业技术研究所利用纤维和甲壳素为原料，再添加其它组分制成可降解塑料。
1.2中国缓〗控释肥料研究概况
中国的缓控释肥料研究始于20世纪70年代。1971年研制出脲甲醛肥料，又于1973年成功研制出钙镁磷肥包膜的碳酸氢铵，不仅控制了养分的释放，而且抑制了氨的挥发，具有良好的肥效，增产效果显著（樊小林等，2000。）20世纪80年代，南京土壤研究所、郑州工业大学开发出磷酸盐包膜尿素，成功制得了一类以复合肥包裹肥料的缓释肥料。进入90年代，郑州工业大学在包裹型复合肥料的基础上，又开发了缓效多营养包硫尿素，并已投入工业化生产，商品为Luxecote,肥效期90?120d。北京农林科学院徐秋明等人研发了利用废旧塑料薄膜做膜材料制造包膜尿素的工艺。中国农业大学曹一平等人利用流化床技术成功研发了聚合物包膜控释肥料，并已完成了有关技术转让工作(赵秉强等，2004)。
在可降解包膜材料研制方面中国起步较晚，21世纪后才逐渐出现与可降解材料和控释肥料膜材相关的研究。目前，在天然有机高分子改性方面，如对壳聚糖、淀粉、聚乙烯醇的研究报道很多（康智勇和项爱民，2003）。其
中，王德汉等研究木质素或磺化木质素（王德汉等，2003〕。山东省农业科学院土壤肥料研究所以纤维素、氧化淀粉、聚乙烯醇、聚氨酯预聚物、环氧树脂、环氧树脂固化剂、交联剂、乳化剂、引发剂、去离子水按一定配比制得高分子聚合物，用于包裹尿素（林海涛，2007）。华东理工大学陈强等人以多功能甲壳素为材料，用于缓释肥料的研究（陈强，2004）。华南农业大学新型肥料资源研究室廖宗文等人，利用造纸黑液木质素制造功能性肥料，通过对造纸黑液木质素进行磺化、鳌合、催化氨氧化及硝酸氧化等化学改性，分别在木质素大分子结构中接入Zn、Mg等微量元素制得木质素磺酸锌、木质素磺酸镁等控释肥料（廖宗文和贾爱萍，2005）。
虽然国内外在缓控释肥料的研发方面取得了一定的成果，但远未达到预期的社会和经济效益。目前，限制缓/控释肥料发展的主要问题有：第一，缓/控肥包膜材料单一，基本上没有突破聚烯烃类（回收旧塑料）；膜材不会被微生物、光、热所分解，在土壤中难以完全降解，长期使用必然会使土地透气性变差，土壤结构恶化，影响土壤的可持续利用，加剧人地矛盾的恶化。第二，生产技术不成熟。缓/控释肥生产工艺较之传统肥料制作工艺更复杂，关键设备和工艺配套的研究也相对薄弱，较难形成产业化。第三，缓/控释肥料价格昂贵，是常规肥料的2-8倍，这是限制控释肥料推广应用的主要因素。2中国农业大学在控释肥方面的研究进展
胡树文教授系中国农业大学校级引进人才，为中国科学院化学研究所高分子材料的博士，具有十几年的高分子膜材料合成与改性的专业研究背景，特别是在美国加州大学的博士后研究期间的研究中取得了系列的骄人成果。在高分子膜材领域所发表论文已被国际他引500多次，单篇最高他引200次。
借助于其在高分子领域中的专业优势，以胡树文教授为核心的研究小组，于2006年起开始了新一代高分子包膜控释肥料的研究。该小组瞄福国际先进技术，针对目前控释肥料研究中的技术瓶颈，充分发挥其专业优势，从零开始，潜心钻研，刻苦攻关，取得了一系列重大的技术突破，实验室建设与科研水平逐步壮大提升。经过3年多的艰苦努力，通过对实验相关参数的反复修改，主要对影响成膜的反应条件进行全面研究，特别是关键影响因子如反应催化剂等；以新一代成膜方法开展聚酯包膜材料的肥料包裹试验，对影响养分控释的关键因素如溶出助剂等进行研究。2009年底成功研制出系列新型高分子膜材料，开发出一整套连续化、自动化生产新型控释肥料的包膜设备，综合优化了中试包膜工艺，集成了从包膜材料至中试包膜工艺与设备的系统工业技术包。该技术使国内包膜控释肥料首次实现连续化、自动化生产，且包膜工艺环保，膜材可降解，控释肥料的生产研制的主要技术指标达到国际先进水平。相关研究成果申请了7项中国发明专利，具有我国完全自主知识产权，打破了国外对聚酯包膜控释肥料生产的技术垄断，为实现我国新型环境友好型包膜控释肥料工业化生产及农田的推广应用提供强力的技术支持。
通过国标标准方法（GB/T 23348-2009），所制备系列新型控释肥料的初期溶出率均低于15%，符合国际和国内标准。
通过国标方法，所制得系列新型控释肥料的释放期大于28天，符合国际和国内标准的要求，工艺的可操作性得到验证。
新型包膜控释肥料相比传统包膜控释肥料，相同控释期（60天）可降低膜材厚度近3倍，节省大量包膜材料，降低了包膜肥料的生产成本。
通过标准IS014852《水系培养液中需氧条件下塑料材料生物降解能力的
测定——通过分析释放的二氧化碳的方法》方法检验新型包膜控释肥料膜材生物降解性能，发现新型材料具有一定的生物降解性能。
通过不同作物的盆栽、大田试验进行新型控释肥料肥效检验，相比传统常规肥料具有一定的增产效果（48.9%)，且可以减少施肥次数，降低劳动成本。
综合以上研究成果，本研究采用了国际上先进的包膜工艺，开发出一整套生产新型控释肥料的包膜设备，研制出具有完全自主知识产权的新型包膜控释肥料，实现小型工业化水平生产，主要技术指标（生产成本、包膜率、降解性及控释性等）处于国际领先水平。实现连续化、自动化生产，既大大提高了劳动生产效率，又降低了生产成本，还降低了能耗，同时减少了劳动力和人为因素对生产的影响，保证产品生产稳定性。生产过程中没有使用任何易燃、易爆溶剂，没有昂贵溶剂回收的问题，也无有害固体、液体、气体废弃物产生，实现了绿色环保生产，最终产品无毒、无味。与难以降解的聚烯烃类包膜控释肥料不同，本产品的膜材料在不同环境介质中均显示出生物降解性。作物肥效检验表明本研究的控释肥料具有一定的增产效应。
胡树文教授研究小组同时开展天然高分子材料包膜控释肥研究，并且在实验室规模将淀粉、纤维素、甲壳素、木质素等天然高分子经化学改性后，喷涂在肥料表面成膜得到控释肥料，研制出新一代天然高分子包膜控释肥料，该类材料来源丰富，价格低廉，摆脱了对石油系列产品的依赖，且膜材完全可以为土壤微生物所降解，具有良好的应用前景。
医用高分子常用材料 学校名称：华南农业大学 院系名称：材料与能源学院 时间：2017年2月27日
3.结构与性能 3.3 常用材料 1.硅橡胶 硅橡胶是一种以Si-O-Si为主链的直链状高分子量的聚有机硅氧烷为基础，添加某些特定组分，按照一定的工艺要求加工后，制成具有一定强度和伸长率的橡胶态弹性体。 硅橡胶具有良好的生物相容性、血液相容性及组织相容性，植入体内无毒副反应，易于成型加工、适于做成各种形状的管、片、制品，是目前医用高分子材料中应用最广、能基本满足不同使用要求的一类主要材料。 具体应用有：静脉插管、透析管、导尿管、胸腔引流管、输血、输液管以及主要的医疗整容整形材料。 2.聚乳酸 聚乳酸是以乳酸或丙交酯为单体化学合成的一类聚合物，属于生物降解的热塑性聚酯，具有无毒、无刺激、良好的生物相容性、可生物分解吸收、强度高、可塑性加工成型的合成类生物降解高分子材料。 其降解产物是乳酸、CO2和H2O。经FDA批准可用作手术缝合线、注射用微胶囊、微球及埋置剂等制药的材料。u=3351883538,102612699&fm=21&gp=0 3.聚氨酯 聚氨酯是指高分子主链上含有氨基甲酸酯基团的聚合物，简称PU，是由异氰酸酯和羟基或氨基化合物通过逐步聚合反应制成的，其分子链由软段和硬段组成。聚氨酯具有一个主要的物理结构特征是微相分离结构，其微相分离表面结构与生物膜相似。 由于存在着不同表面自由能分布状态，改进了材料对血清蛋白的吸附力，抑
制血小板黏附，具有良好的生物相容性和血液相容性。目前医用聚氨酯被用于人工心脏、心血导管、血管涂层、人工瓣膜等领域。 参考文献 [1] 李小静，张东慧，张瑾，等.医用高分子材料应用五大新趋势[J].CPRJ中国塑料橡胶，2016 [2]杂志社学术部，医用高分子材料的临床应用:现状和发展趋势.中国组织工程研究与临床康复，2010，14（8）
包膜控释肥料现状和展望 摘要研究和开发包膜控释肥料是肥料领域的新热点, 其对提高肥料利用率 和保护环境有着十分重要的现实意义。本文主要阐述了包膜控释肥料的重要性，控释肥料的概念，控释肥料研究和发展的现状，以及控释肥料研究展望及建议。 关键词包膜控释肥料概念现状展望 1 控释肥料研究及产品开发的重要性 我国开展控释肥料研制是为解决“中国农业持续发展的肥料问题”，在继“我国化肥面临的突出问题及建议”的报告后，力图通过改造肥料而提高化肥的利用率。结合我国国情，控释肥料的研制目标被锁定在三个方面：1)肥料的供肥量和供肥速度与作物吸收基本吻合；2)控释肥料本身及其制造过程对环境无污染；3)控释肥料的价格低廉，即一方面高端产品的价格低于国际同类产品，另一方面用于大田的中低端产品最终不增加农民的投入或不降低农民的收入。 不少学者也曾认为，包膜控释肥料、缓释肥料是世界肥料的发展方向，其原因是控释肥料及其延伸产品能明显地提高肥料利用率，大大降低施肥劳动强度。全球现有包膜控释肥料消费量虽在l50万吨左右，但是近几年消费量的增长速度很快。中国是世界上的肥料消耗大国，目前年需要化肥1.2～1.3亿吨，但是肥料利用率低及其引发的问题已经引起各界的关注。因此，发展以包膜控释肥料掺混型的复合肥料将是我国肥料业的必然发展趋势之一。如果按现有化肥消耗量的5%用包膜控释肥料代替，那么控释肥料和缓释肥料的大田作物需求量将为600～650万吨。由此可见控释肥料和缓释肥料有极其广阔的应用前景和市场需求。 当前我国农民购买化肥的费用仍然占生产总成本的50%左右，有些地区甚至更高，为了有效地解决当前化肥价格高涨、化肥利用率低、劳动力成本增加、化肥面源污染严重等问题，迫切需要研制系列专用复混型缓或控释肥料BB肥。其核心产品是控释肥料，因此开展包膜材料、包膜控释技术、包膜工艺、包膜控释肥料在线质量控制等几方面控释技术及其产业化关键技术的研究，对于保障我国控释肥料研究成果的产业化，产业化后企业持续发展的技术储备，以及我国控释肥料产业的稳健发展和使控释肥料以控释BB肥走向大田作物均具重要的意义。
医用高分子材料 １
摘要：随着高分子材料在社会的各个领域的广泛应用，尤其是在航天工程、医学等领域的应用。功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词：医用高分子材料人工人体器官对人类健康的促进相容性 前言： 现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着 极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外,医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料。 医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗 一、医用高分子材料的概念及简介 医用高分子材料是依据高分子材料的某些特性及特征，如其本身是惰性的，不参与药的作用，能只起增稠、表面活性、崩解、粘合、赋形、润滑和包装等特效，对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料，用它制造成能有医学价值的产品。医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。然而，医用高分子材料是一类根据医学的需求来研制与生物体结构相适应的、在医疗上使用的材 ２
生物医用高分子材料 一、生物医用材料 生物医用材料简介： 生物医用材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。 生物医用材料分类： 生物材料应用广泛，品种很多，有不同的分类方法。通常是按材料属性分为：合成高分子材料（聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等）、天然高分子材料（如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等）、金属与合金材料（如钦金属及其合金等）、无机材料（生物活性陶瓷，羟基磷灰石等）、复合材料（碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物等）。根据材料的用途，这些材料又可以分为生物惰性（bioinert）、生物活性（bioactive）或生物降解（biodegradable）材料。 二、生物医用高分子材料 1、定义：生物医用高分子材料是指对生物体进行诊断、治疗和置换损坏组织、器官或增进其功能的材料。生物医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料，也是一个正在迅速发展的材料。它既可以来源于天然产物，又可以人工合成。此类材料除应满足一般的物理、化学性能要求外，还必须具有足够好的生物相容性。 2、分类： 按材料来源分： （1）医用金属和合金。主要用于承力的骨、关节和牙等硬组织的修复和替换。 （2）医用高分子生物材料。高分子化合物是构成人体绝大部分组织和器官的物质，医用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡胶）和天然高分子（如：胶原、甲壳素）。（3）医用生物陶瓷。有惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷（羟基磷灰石陶瓷、可吸收磷酸三钙陶瓷等） （4）医用生物复合材料。如羟基磷灰石涂复钛合金，炭纤维或生物活性玻璃纤维增强聚乳酸等高分子材料。 （5）生物衍生材料。这类材料是将活性的生物体组织，包括自体和异体组织，经处理改性而获得的无活性的生物材料。 按用途分： （1）手术治疗用高分子材料，如： 缝合线，黏胶剂，止血剂，各种导管，引流管，一次性输血输液器材 （2）药用及药物传递用高分子材料，如： 靶向性高分子载体（肝靶向性，肿瘤靶向性），高分子药物（干扰素，降胆敏），高分子控制释放载体（胶囊，水凝胶，脂质体） （3）人造器官或组织，如： 人造皮肤，血管，骨，关节，肠道，心脏，肾等。 按降解性能分 （1）可生物降解材料-指聚合物在生物体内酶、酸碱性环境下或微生物存在的情况下可以发生分子量下降、生成水和二氧化碳等对生物体或环境无毒害的小分子化合物的性能。
缓控释肥料的发展历程与前瞻 控释肥料是以包膜、包裹的方式达到延长水溶性肥料的肥效期，提高肥料利用率，减轻施肥过量对环境的污染，日益受到各国专家的重视。 氮肥因受到脱氮(denitrification)、挥散(volatilization)、淋溶(leaching)、土壤固定(soil fixation)以及土壤表面径流(surface runoff)等作用之影响，氮素损失高达50%以上，尤其在高温多雨气候下，施用方法不当如表土施肥不覆盖，以及排水不良或水田不排水等情况下施肥，氮肥利用率可能更低。钾肥亦同样因淋溶、表面径流、土壤固定等作用而容易损失。 以提高作物对营养要素回收的立场观之，控释肥有下列三个主要的优点： 1. 减少要素因淋溶与表面径流所造成之损失； 2. 减少土壤中之化学性与微生物性的固定作用； 3. 对氮素而言，减慢硝化作用及减少因氨挥散与脱氮之损失； 另外尚有下列各项优点： 4. 减少因局部聚积高浓度之盐分与大量施肥所造成之种子与幼苗之肥伤与叶面灼伤； 5. 以稳定的速率供应营养成分，可以改善作物之质量； 6. 对饲料作物而言，施用控释肥可以获致较佳的生长，使其季节性之分配较佳，配合牲畜之需求； 7. 获得较高的经济效益及节省施肥次数。
控释肥的研究已有多年历史先后研制的有尿素甲醛(Ureaform, UF)、尿素乙醛(Crotonylidene diurea, CDU)、异丁醛二尿素(Isobutylidene diurea, IBDU或 IB)、胍脲盐(Guanylurea salt)、乙二酰二胺(Oxamide)、被覆肥料(Coated fertilizers)与浆状肥料(Paste fertilizer)等。 一、控释肥料的基本概念、测定标准及制程简介 1、基本概念 包膜肥料：根据《中国农业百科全书》定义，包膜肥料为在肥料颗粒表面涂覆其它物质制成的一类缓释肥料，用于成膜的物质有天然产品和人工合成的多聚体如聚氨基甲酸乙酯、聚乙烯、石蜡、油脂、沥青和硫磺等，它们成膜后具有减少肥料与外界的直接接触、控制水溶性肥料粒子中养分的释放速率、改善肥料理化性能等作用。基本上包膜材料除硫磺外，大多为非植物营养物质，因此，包膜层不允许太厚。但为了形成完整的密封层，也不能太薄(因肥料颗粒表面并非完全圆润光滑，而是存在凹陷与凸起)。通常包膜层重量为肥料总重量的10%一30％。 包裹肥料(肥包肥)：包裹肥料是包裹型复合肥料的简称。据中国包裹型肥料制造联合体技术数据定义:包裹型复合肥料是一种或多种植物营养物质包裹另一种植物营养物质，而形成的植物营养复合体，虽然符合此定义的肥料早已发明如美国的裹硫尿素(sulfur-coated urea, SCU)，但是此定义是郑州工业大学许秀成等1987年的发明专利中提出的。 包裹肥料与包膜肥料的共同点均为通过包覆，使肥料达到缓释的目的，而其主要区别在于，包裹肥料是以肥料包裹肥料，因此，包裹层的重量可占肥料总重量的30％-80％。 此外还有涂层肥料等等能够控制核心肥料不会在短时间内释放的肥料。 2、控释肥料测定标准 对于控释肥料的测定标准，目前还没有国际标准，世界各地有主导的几种测定方法：
包膜控释肥 据权威人士估计, 发展中国家粮食的增产中, 其55% 归功于化肥的作用。但是，化肥的利用率普遍偏低，氮肥利用率仅为30%～35%，磷肥仅为10%～25%，钾肥为35%～50%，如此低的利用率不仅造成资源的巨大浪费，还造成了严重的环境污染，有些地区出现地表富营养化、地下水和蔬菜中氮的含量严重超标等问题。缓释和控释肥( slow and controlled release fertilizers, 简称SRFs和CRFs)为解决这个问题开辟了新的思路和更有效的途径，这已成为化学肥料革新和研究的热点。 一、控释肥、缓释肥的概念区分 一般认为，所谓“释放”是指养份由化学物质转变成植物可直接吸收利用的有效形态的过程(如溶解、水解、降解等)；“缓释”是指化学物质养份释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养份的释放速率；“控释”是指以各种调控机制使养份释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间)与作物吸收养份的规律相一致。因此，在生物或化学作用下可分解的有机氮化合物肥料(如脲甲醛)通常被称为缓释肥(SRFs)，而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥(CRFs)。 其中控释肥，根据不同的控释方法又可分为包膜肥料（CoatedFertilizers）和非包膜肥料（Uncoated Fertilizers，如胶粘肥料、载体肥料等）两大类。由于包膜型控释肥其包膜材料众多、配方多变，能适应不同作物的养分需求，因此在国内外研究，占缓/控释肥料的50%以上；且技术上更为成熟、商品化应用更广。 二、包膜控施肥的国内外研究应用情况 美国是世界包膜肥料的发源地，2O世纪6O年代中期，美国首先研制成功硫包膜尿素(SCU)，其包膜层由包硫层、密封层(石蜡一煤焦油)、扑粉层组成。在当前的包膜肥料中，硫包膜尿素是一类很重要的包膜肥料，尤其适用于缺硫土壤；1964年美国ADM公司用二聚环戊二烯和丙三醇共聚生产出聚合物包膜控释
医用高分子材料 高分子材料科学与工程，高材1006班，王中伟，20100221276 摘要：随着高分子材料在社会的各个领域的广泛应用，尤其是在航天工程、医学等领域的应用。功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词：医用高分子材料人工人体器官对人类健康的促进相容性 前言：现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外, 医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料．医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。 正文： 一、医用高分子材料的概念及简介：医用高分子材料是依据高分子材料的某些特性及特征， 如其本身是惰性的，不参与药的作用，能只起增稠、表面活性、崩解、粘合、赋形、润滑和包装等特效，对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料，用它制造成能有医学价值的产品。医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。然而，医用高分子材料是一类根据医学的需求
生物医用高分子材料研究进展及趋势
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文生物医用高分子材料的研究及发展趋势
学院名称：材料科学与工程 专业班级：金属1302 学生姓名：钱振 指导教师姓名：王宝志 2016年 10 月 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号：63 班级：金属1302 材料科学与工程学院 摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，分子材料在各领域得到了显著应用，在医用领域应用更多，本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件，概述了医用高分子材料的研究现状及其用途，并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词：生物材料，生物医用高分子材料，现状，应用，展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科，它是生物学、医学、化学、 物理学和材料学交叉形成的边缘学科，是用于人工组织或器官制备、高性能医疗
器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料，简称生物材料(BiomaterialS)，是一类具有特殊性能或功能，用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[，生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等）。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料取得了长足的进展，目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展，出现了大量的医用新材料和人工装置，如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来，由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展，医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 生物医用高分子材料是生物材料的重要组成部分，它发展最早、应用最广泛、用量最大、品种繁多，主要包括：塑料、橡胶、纤维、粘合剂等。随着医学的发展，这些材料在医学领域得到广泛的应用。如:膨体聚四氟乙烯人造血管、聚矾中空纤维人工肾、硅橡胶医用导管、介入栓塞材料、介入诊疗导管以及护理方面使用的一次性医疗用品等，都是由高分子材料制成的。这些产品在临床诊断、治疗、护理等方面起着越来越重要的作用。正是由于高分子材料在医学上的独特作用，因而在高分子化学上出现了一个新的分支—医用高分子(Medical highpolymers)。它是把高分子化学的理论、研究方法、临床医学的需要结合起来，用于研究生物体的结构、生物体器官的功能及医用材料的应用等的一门年轻而边缘性的学科]4[。
一、总论 （一）项目背景 1、项目名称 ()有限公司50万吨树脂包膜缓/控释掺混肥料项目 建设性质：技术改造 项目建设地点： 2、技术依托单位 华南农业大学 3、承办单位概况 ⑴承办单位及法定代表人 承办单位： 法定代表人： 公司类型：有限公司 ⑵承办单位概况 公司，于2004年9月20日成立，注册资金500万元，年产各类肥料产能达100万吨。该公司现拥有2条共50万吨的氨化造粒复合肥、硫酸钾型复合肥生产线、2条共40万吨掺混肥生产线、1条10万吨钾肥生产线，是目前东北地区最大的复合肥生产基地之一。公司现有员工680人，其中工程技术人员68人，具有较高的专业素质和先进的管理水平。 是吉林省质量诚信企业，并通过了ISO9001质量管理体系认证。公司现设有6个分公司、13个平台库、11个县级分销处，
在吉林、辽宁、黑龙江等省有1200多家乡镇级经销网点。公司经销的化肥品种全部由全国知名的大型化肥企业生产，质量稳定，信誉可靠，主要有白鹇二铵、瓮福二铵、丰喜尿素、磷都二铵、三宁二铵、乌拉尔大颗粒钾肥等，自产品牌有隆源系列肥、蕯化系列肥等七大品牌。 公司，共拥有2个生产工厂，年化肥产能合计150万吨，年生产、销售化肥170万吨，复合肥出口28万吨，是吉林省最大的集化肥生产和销售为一体的农资企业之一，是东北地区最大的复合肥生产基地，是东北唯一树脂包膜控释肥生产基地。是国家指定的化肥淡季商业储备承储企业，是中国农资流通协会常务理事单位、全国农资首批信用评价AAA级企业，是吉林省工商局重点培育的“连锁配送经营”企业，长春市农业产业化重点龙头企业。集团下设吉林省隆源化肥有限公司、吉林省长江缓/控释肥料有限公司、吉林省隆源农资物流园等多家子公司。 4、可行性研究报告编制依据 1）编制依据 ⑴国家发改委颁布的《投资项目可行性研究指南》； ⑵国家的有关政策、法规、标准及规范； ⑶《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》； ⑷《吉林省循环经济发展“十二五”规划》； ⑸《中华人民共和国可再生能源法》； ⑹《中华人民共和国节约能源法》； ⑺《中华人民共和国农业技术推广法》； ⑻《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》；
新型药用高分子材料的研究现状 首先，我们先来了解一下什么是高分子材料。 高分子材料：macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 了解过了高分子材料，我们再来了解下什么是药用高分子材料。 药用高分子材料（polymers for pharmaceuticals）具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂的一类高分子辅料。 近年来，随着纳米技术与材料科学的发展，涌现出大量纳米级微粒负载药物的新型制剂，极大地推进了新型药用高分子的研究与发展。在制药领域中，高分子材料的应用具有久远的历史。药用高分子的发展，不仅改变了传统的用药方式，开辟了药物制剂学的新领域，丰富了药物的类型，而且对制剂学与药理学的发展提出了大量的新问题。上世纪六十年代开始,大量新型高分子材料进入药剂领域,推动了药物缓控释剂型的发展。这些高分子材料以不同方式组合到制剂中,起到控制药物的释放速率，释放时间以及释放部位的作用。 那么，它的作用原理又是什么呢？ 药用高分子材料是一种药物缓释技术，就是通过医用高分子材料包覆在药物表面，当然药物不是成块状的，而是很小的。有高分子材料的保护，药物在短时间内不会被身体吸收，而是随血液流动到特定区域，当到达之后药物表面的高分子材料已经溶解到血液中，最终随体液排出。而药物能够有针对性的治疗病患处。 那么，目前的药用高分子材料有哪些呢？ 首先，是淀粉及其衍生物 其中包括：淀粉、糊精、预胶化淀粉和羧甲基淀粉钠等 然后是纤维素及其衍生物和纤维素醚的酯类 已列入一些国家法定典籍中的要用纤维素有粉状纤维素和微晶纤维素两种。 纤维素衍生物有：纤维素酯类、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和低取代羟丙基纤维素、羟丙甲纤维素。 纤维素醚的酯类有：羟丙甲纤维素酞酸酯、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯。 最后是一些其他的天然药用高分子材料。 其中包括：阿拉伯胶、明胶、瓜尔豆胶、壳多糖和脱乙酰壳多糖、西黄蓍胶、黄原胶、透明质酸、琼脂、海藻酸钠、白蛋和聚麦芽三糖。 而药用高分子对材料又有哪些基本要求呢？ 第一，要有利于成品的加工； 第二，要有利于提高生物利用度或病人的适应性； 第三，要有助于从外观鉴别药物制剂； 第四，要有助于增强制剂在贮存或应用时的安全性和有效性。 目前，药用高分子材料在药物制剂中主要作为辅料应用，是药物制剂不可缺
我国医用高分子材料的发展现状 摘要: 对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词: 医用高分子材料;相容性;组织工程 前言： 现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外,医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料。 医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料[1]是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。 1、医用高分子材料的目前需求 人的健康长寿依赖于医学的发展。现代医学的进步已经越来越依赖于生物材料和器械的发展,没有医用材料的医学诊断和治疗在现代医学中几乎是不可想象的。目前全球大量用于医疗器械的生物医学材料主要有20种,其中医用高分子12种,金属4种,陶瓷2种,其他2种[2]。利用现有的生物医学材料已开发应用的医用植入体、人工器官等近300种,主要包括:起搏器、心脏瓣膜、人工关节、骨板、骨螺钉、缝线、牙种植体,以及药物和生物活性物质控释载体等。近年来,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%～20%的速度增长[3],而国内也以20%左右的速度迅速增长。随着现代科学技术的发展,尤其是生物技术的重大突破,生物材料的应用将更加广泛,需求量也随之越来越大。生物医用材料产业发展如此迅猛,主要动力来自于人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。生物材料的研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划,并迅速成为国际高技术制高点之一。
生物医用高分子材料
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生物医用高分子材料 08080４1０6 黄涛 摘要:: 阐述了生物医用高分子材料的应用研究与发展状况,综述了生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果,展望了未来的生物医用高分子材料的发展趋势。 关键词: 生物医用高分子材料分类进展综述发展趋势 1 概述 在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料可谓异军突起，目前已成为发展最快的一个重要分支。生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能的高分子材料。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学。虽已有四十多年的研究历史，但蓬勃发展始于20世纪70年代。简单地说，所谓生物医用高分子材料( Ｐolｙ－meｒｉｃbio - maｔeｒiａls）是指在生理环境中使用的高分子材料,它们中有的可以全部植入体内，有的也可以部分植入体内而部分暴露在体外,或置于体外而通过某种方式作用于体内组织。 近十年来,由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展,医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 ２生物医用高分子材料分类 生物医用高分子材料主要有天然生物材料和合成高分子材料。 2 . 1 天 然 生 物 材 料 天 然 生 物 材 料 是
并得到迅速推广应用的一类天然生物材料。由 家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋 白 成分 , 丝素 蛋白是 一种优质 的生 物医 学材料 ,具有无刺良好的2 . 2 合成高分子材料 合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能 ,因而可以 植入人体 ，部分或全部取代有关器官。因此 ,在现代 医学领域得到了最为广泛的应用 ,成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比 ,合成高分 子材料具有优异的生物相容性 ，不会因与体液接触 而产生排斥和致癌作用 ,在人体环境中的老化不明 显。通过选用不同成分聚合物和添加剂 ,改变表面 活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性 ,从而获得高度可靠和适当有机物功能响应的生 物合成高 分子材 料。目 前 ，使用于人体植入产品的高分子合成材料 包 括聚环氧聚聚乙聚乳 目前为止 ,开发的具有生态可降解性的高分子材料主要以国外产品为主 ,国内这方面还远远不能 满足需要 ，尚处于国外产品的复制和仿制阶段。聚 乳酸类高分子是目前已开发应用于生命科学新增长 点 ———组织工程的生物可降解材料。一般以组织工程为应用目的的生物材料应符合 1) 表面能使细胞黏附并生长 ; 2 ) 植入 体内后 ,高分子材料及其降解产物不会引起炎症及 毒副作用 ;3) 材料能加工成三维结构 ;４) 为了保证细 胞2高分子反应能大面积进行 ,并提供细胞外再生的 足够空间 ,且在体外人工培养时有最小的扩散 ,材料 孔隙率不得降低于 90 ％ ; 5) 在完成组织再生后 ，高 分子能立即被机体吸收 ; 6） 高分子支架的降解速率 应控制在与不同组织细胞再生速度相匹配。对聚乳 酸高分子材料进行的研究 ,在力求符合上述要求时已形成了多种品种 ,如未经编织的单纤维合成材料 , 经编织的网状合成材料 ,具有包囊的多孔海绵状材 料等。尽管如此 ,目前应3 生物医用高分子材料特性 人们常 用的医用高分子 材料
新型高分子包膜控释肥料研发 Research and Development of Polymer Coated Controlled-release fertilizes 中国农业大学新型肥料研究中心胡树文 化学肥料是农业最重要的生产资料之一。但是，近年来由于化肥用量的快速增长，施肥不合理现象极为突出，如肥料利用率低、资源浪费、环境污染和农业生产成本增加等（吕殿青等，1998;谷洁等，2000)。缓/控释肥料是一种通过各种调控机制，预先设定肥料在作物生长季节的释放模式，使其养分释放与作物需肥规律相一致的肥料（马丁.特伦克尔，2002)。其在提高肥料利用率、节省成本、减少环境污染等方面有很大的发展空间，并已成为该领域的研究热点。随着缓/控释肥料的快速发展，其己进入广大消费者的视野，国内外也已涌现出具有一定规模的知名企业。特别是在国内，近十年来缓/控释肥料产业发展迅速，缓/控释肥料研发、生产体系初具规模。广大科研工作者同企业联合，从最初的模仿国外先进工艺发展到目前的自主独立研发，已在膜材开发和工艺研发等方面发表了很多文章和专利，特别是在膜材研究和连续化生产方面部分研究成果已达到国际先进水平。 1.研究概况 目前广泛使用的缓/控释肥料有稳定性氮肥、化学合成型氮肥、无机包膜肥料、有机高分子包膜肥料等，其中包膜材料是国内外缓/控释肥料的研发重点。 1.1国外缓/控释肥料研究概况 1961年美国TV A公司研究硫磺包膜尿素，并于1971年投产(许秀成等，
2000)。但由于硫膜存在残缺等且易被微生物分解致使养分控释性能不稳定，20世纪80年代对其工艺进行改进，釆用有机聚合物和硫双层膜改善硫包尿素控释性能，在硫包尿素外层再包一层有机聚合物使之成为硫聚合物包膜尿素（PSCU)(产圣等，2009)。 1964年美国ADM公司开发了以热固性树脂为原料的包膜技术并率先实现了工业化生产。此后德国、日本、加拿大等国陆续开发了各类聚合物树脂材料（张夫道等，2008)。目前聚合物包膜材料是发展最快、效果最好的一类控释包膜材料。主要包括以下几类： 1)醇酸树脂类。1967年美国生产的Osmocote所用包膜材料为醇酸树脂，它是双环戊二烯和甘油酯的共聚物。醇酸树脂可以很好的控制成膜厚度，控释性能较好，可以应用于各类颗粒肥料（Xie et al., 1981)。 2)聚氨酯类。这类包膜材料是在肥料表面直接以聚异氰基和多元醇反应生成的树脂包膜，从而形成抗磨损的包膜材料（Peterda et al.,2002)。 3)聚烯烃类。最常用的技术是将热塑性树脂（如聚乙烯）溶于有机溶剂如氯仿中，通过流化床反应器喷涂到肥料表面上；或者将聚烯烃与辅料的熔融液直接喷涂到肥料表面。日本首先开创了热塑性树脂包膜研究。90年代初，日本研制出聚烯烃包膜肥料技术，具体做法是在聚烯烃熔融体内加入滑石粉和金属氧化物从而改善聚烯烃的通透性和降解性，达到控制肥料释放速度的目的（Edze et al., 2000)。还有一些热塑性聚合物包膜技术和产品，如加拿大的一种乳胶包膜尿素产品，选用聚偏二氯乙烯水乳液喷涂在肥料表面，不需回收溶剂；英国的研究技术是将天然橡胶经过改性涂敷在肥料表面（Francesco et al.，2008)。
刘熙高分子092班 5701109065 生活中的高分子材料 ——医用高分子材料 摘要：我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官,增进或恢复其功能的高分子材料。医用高分子材料属于一种特殊的功能高分子材料，通常用于对生物体进行诊断、治疗、以及替换或修复、合成或再生损伤组织和器官，具有延长病人生命、提高病人生存质量等作用。 关键词：生物医用高分子材料 科技关爱健康，医用高分子材料的应运而生是医疗技术发展史上的一次飞跃。高分子材料充分体现了人类智慧，是人类科学技术的重要科技进步成果之一。高分子材料：macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 而医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生, 具有特殊功能作用的合成高分子材料, 可以利用聚合的方法进行制备, 是生物医用材料的重要组成之一。由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质, 以满足不同的需求, 耐生物老化, 作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能, 易加工成型, 原料易得, 便于消毒灭菌, 因此受到人们普遍关注, 已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种, 近年来发展需求量增长十分迅速。目前全世界应用的90多个品种, 西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%～20%的速度增长。以美国为例, 每年有数以百万计的人患有各种组织、器官的丧失或功能障碍, 需进800万次手术进行修复, 年耗资超过400亿美元, 器官衰竭和组织缺损所需治疗费占整个医疗费用的一半。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求, 我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。
生物医用高分子材料的发展现状、前 景和趋势 据相关研究调查显示，我国生物医用高分子材料研制和生产发展迅速。随着我国开始慢慢进入老龄化社会和经济发展水平的逐步提高，植入性医疗器械的需求日益增长，对生物医用高分子材料的需求也将日益旺盛。 根据evaluate MedTech公司基于全球300家顶尖医疗器械生产商的公开数据而得出的报告《2015-2020全球医疗器械市场》预测，2020年全球医疗器械市场将达到4775亿美元，2016-2020年间的复合年均增长率为4.1%。世界医疗器械格局的前6大领域包括：诊断、心血管、影像大型设备、骨科、眼科、内窥镜，其中生物医用高分子材料在其中都得到了广泛的应用，主要体现在人工器官、医用塑料和医用高分子材料 3个领域。 1. 人工器官人工器官指的是能植入人体或能与生物组织或生物流体相接触的材料；或者说是具有天然器官组织或部件功能的材料，如人工心瓣膜、人工血管、人工肾、人工关节、人工骨、人工肌腱等，通
常被认为是植入性医疗器械。人工器官主要分为机械性人工器官、半机械性半生物性人工器官、生物性人工器官 3种。第1种是指用高分子材料仿造器官，通常不具有生物活性；第2种是指将电子技术和生物技术结合；第3种是指用干细胞等纯生物的方法，人为“制造”出器官。生物医用高分子材料主要应用在第1种人工器官中。 目前，植入性医疗器械中骨科占据约为38%的市场份额；随后是心血管领域的 36% ；伤口护理和整形外科分别为 8%左右。人工重建骨骼在骨科产品市场中占据了超过31%的市场份额，主要产品是人工膝盖，人工髋关节以及骨骼生物活性材料等，主要应用的生物医用高分子材料有聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、聚砜、聚左旋乳酸、乙醇酸共聚物、液晶自增强聚乳酸、自增强聚乙醇酸等。心血管产品市场中支架占据了一半以上的市场份额，此外还有周边血管导管移植、血管通路装置和心跳节律器等。 目前各国都认识到了人工器官的重要价值，加大了研发力度，取得了一些进展。2015年，美国康奈尔大学的研究人员开发出了一种轻量级的柔性材料，并准备将其用于创建一个人工心脏。在我国，3D打印人工髋关节产品获得国家食品药品监督管理总局（CFDA）
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《生物医用高分子材料》复习题 一、名词解释： 1、人工器官： 即人造器官，是模仿人体或生物体器官的部分或全部功能，通过特定的方式和方法制造的器官。 2、血液净化 血液净化是把血液引出体外，通过一个净化装置清除血液中的有害成物质，或补充营养成分到血液中达到治疗某些疾病的目的。 3、血浆分离 血浆分离是对患有某些疾病病人的血液进行整体处理，将其血浆分出，然后从血浆中除去致病的大分子蛋白质，用以治疗某些难于对付的血液和免疫性疾病。 4、血液灌流 让溶解在血液中的物质，如某些代谢产物、外源性药物和毒物质吸附到具有丰富表面积的固态物质上，从而清除血中的毒物。 5、缓释制剂 指用药后能在较长时间内持续释放药物以达到长效作用的制剂，其中药物按一级速率释放。 6、控释制剂：是指药物能在预定时间范围办自动以预定速率释放，使血 药浓度长时间恒定维持在有效范围内的制剂。 7、人工肾 又称人工透析机，人工肾是一种透析治疗设备。是用人工方法模仿人体肾小球的过滤作用，在体外循环的情况下，去除人体血液内过剩的含氮化合物、新陈代谢产物或逾量药物，调节水和电解质平衡，以使血液净化的一种高技术医疗仪器。 8、药用高分子：
药用高分子指的是药品生产和制造加工过程中使用的高分子材料，包括作为药物制剂成分之一的药用辅料与高分子药物，以及与药物接触的包装贮运高分子材料。 9、人工血液 也称人工替代血液，是利用和血红蛋白相同的加工处理方法，维持血压不变，在扮演搬运各种物质角色的白蛋白中放入血红素分子，制成白蛋白血红素，这就是人工血液，严格来说只能取代人体血液携带氧气的功能，并无法取代白血球的免疫功能与血小板的凝血功能。 10、磁性生物高分子微球： 指通过适当的方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成具有一定磁性及特殊结构的微球。 11、软组织 软组织是指人体的皮肤、皮下组织、肌肉、肌腱、韧带、关节囊、滑膜囊、神经、血管等 二、简答题： 1. 高分子药物按分子结构和制剂的形式，它可分为哪三大类： 答：（1）高分子化的低分子药物（即高分子载体药物） （2）本身具有药理活性的高分子药物 （3）物理包埋的低分子药物 2. 理想透析膜材料的特点主要有哪些？
缓释肥料类型 一、概念：缓释肥料又称缓效肥料、控释肥料、长效肥料，指由于化学成分改变或表面包涂半透水性或不透水性物质，而使其中有效养分慢慢释放或者养分释放速度可以得到 特性是可以控制其释放速度，在施入土壤以后逐渐分解，逐渐为作物吸收利用，使肥料中养分能满足作物整个生长期中各个生长阶段的不同需要，一次施用后，肥效可维持数月至一年以上。 田间试验与研究结果表明，在通常情况下，氮肥施人土壤以后，仅有30—50%能被作物吸收利用，而其余部分则白白损失掉了。造成氮肥损失，乃是由于氨的挥发、淋失、硝化与反硝化作用所致。研制和施用缓释氮肥，就是为了降低氮肥的溶解速度，使氮肥在缓溶解过程中陆续为作物提供氮素，防止大量施用时因局部浓度过高而伤害作物种子、幼苗或灼伤叶子等不良后果，以达到提高氮肥利用率的目的。 二、类型：可分为四种类型:合成有机氮肥、包膜肥料、缓溶性无机肥料、天然有机质为基体的各种氨化肥料。其中最主要的类型是合成有机氮肥和包膜肥料。 1、合成缓释氮肥（聚合物缓释氮）的品种主要有:脲甲醛、亚异丁基二脲，亚丁烯基二腺、草酰胺等。
脲甲醛是由尿素和甲醛经过工厂的缩合化反应生成的，其全氮（N）含量大约38%。产品不是单一化合物，而是由链长与分子量所不同的甲基尿素混合而成，其中包含了从一甲基二脲至五甲基六脲等系列聚合物，脲醛缩合物肥料不仅包含较短的链也包含较长的链。大量的试验结果表明：随着聚合物链段的加长肥料的溶解度降低，与此相应的是缓释期就越长。 溶解度是决定一个肥料释放速率和有效性的基本性状。脲甲醛在水中的溶解度比尿素小得多，脲甲醛属于缓释性氮肥。 2、包膜肥料主要品种有:硫磺包膜肥料、聚合物包膜肥 料、石蜡包膜肥料、磷酸镁铵包膜肥料(如缓效碳酸氢铵)等。 包膜肥料主要是用蜡、聚合物和硫磺进行包膜，也可以 用沥青、硅酸盐水泥．磷酸镁铵等包膜。就是在粒状水溶性 (速效)肥料表面涂覆半透水性或不透水性物质，使养分通过 包膜的微孔、缝隙慢慢释放出来，或在作物某一生长阶段大 量释放，为作物所吸收利用，从而减少养分损失，提高肥料 利用率。 ①硫包尿素 在包膜肥料中，硫包尿素占有特殊地位。这主要是由于 素一般含氮量为36—37%。硫包尿素适用于生长期长的作物， 如牧草、甘蔗、菠萝以及间歇灌溉条件下的水稻等，不适于 快速生长的作物，如玉米之类。硫包尿素比普通尿素被作物 吸收的有效利用率可提高一倍。 ②树脂包膜尿素 树脂包膜尿素是采用各种不同的树脂材料，起到长效和