ANSYS 部落格
September 25, 2019
什麼是 PMMA？它在醫學界如何運用？
聚 (甲基丙烯酸甲酯)，或稱 PMMA，擁有許多不同名稱，包括 Plexiglas 和壓克力。PMMA 材料的生物相容性使其在醫學上獲得「骨水泥」的綽號。
PMMA 通常用來取代窗戶、水族箱和冰球場等地方所使用的玻璃，它的重量更輕而且防碎。也因如此，我們很難想像這種易於加工、低成本、多用途的材料，也用於假牙、骨骼植入等地方。
儘管成分是具有刺激性且可能致癌的聚合甲基丙烯酸甲酯 (MMA)，但 PMMA 具有極強的生物相容性。
PMMA 材料的生物相容性使其非常適合用於
假牙製造。
PMMA 之所以具備這種生物相容性，是因為可以抵抗以下情形：
- 溫度壓力
- 化學反應
- 人體組織
- 生物程序
作為骨水泥，PMMA 可以填補植入物和骨骼之間的間隙。PMMA 材料非常適合這項程序使用，因為它具有生物相容性，而且在醫院環境中易於聚合。
不過，對於材料情報有更深的了解，有助於回答 PMMA 是否為體內植入物的最佳選擇。
儘管 PMMA 材料具有生物相容性，但它一定是最佳的醫療選擇嗎？
在手術室中，骨水泥是由粉末和液體製成。粉末由 MMA 共聚物組成，而液體中含有 MMA 單體和化學促進劑與抑制劑。
將粉末和液體混合在一起，會形成一種可塗抹在骨骼和植入體之間的接合物。您可以把接合物想像成磚塊之間的填縫劑：它把植入物固定在骨骼上。
但是，基於多項原因，PMMA 材料不適合這項工作：
PMMA 材料的生物相容性，使其成為將植入物固定在骨骼上的首選。但它是最好的選擇嗎？
- PMMA 的斷裂韌性介於 0.7 MPa∙m1/2 到 1.6 MPa∙m1/2 之間，而骨頭的斷裂韌性介於 3.5 MPa∙m1/2 到 6.6 MPa∙m1/2 之間。
- PMMA 的聚合溫度極高。
PMMA 和骨頭的斷裂韌性差別在於，衝擊導致水泥破壞時，骨頭或植入物仍不受影響。
此外，研究指出，由於放熱聚合反應，接合物在體外可達到攝氏 80 度以上，在體內可達到攝氏 50 度左右，因而損壞骨骼。這也意味著會拖長患者的恢復時間。
此外，骨水泥中可能留有少量未聚合的 MMA。這些成分可能會進入體內的其他部分而造成低血壓。
PMMA 作為骨水泥可能有些問題，但在許多情況下，它仍然是最佳的材料選擇。不過，研究人員正在尋找更適合用作骨水泥的材料。
醫生受惠於 PMMA 材料的生物相容性
PMMA 是許多其他醫療程序的重要材料。例如使用它製作假牙和填補材料，因為它很容易染色且快速成形。
因此，醫生可以使用 PMMA 材料製作與原始牙齒的大小和顏色極度相似的假牙和填補材料。
PMMA 材料也可用於眼睛。過去它被用作硬式隱形眼鏡或人工水晶體。
將 PMMA 用於眼部，則始於一次意外的發現。任職於英國皇家空軍的眼科醫生 Harold Ridley 爵士注意到，由於擋風玻璃破碎而進入眼睛中的 PMMA 碎片，不會像一般玻璃碎片一樣引發排斥反應。
PMMA 材料的生物相容性，使其成為硬式隱形眼鏡和人工水晶體的絕佳選擇。然而，軟質材料成為市場的主流。
Ridley 因此嘗試使用 PMMA 來取代患有白內障者的受損水晶體。他於 1949 年在 St. Thomas 醫院完成永久性植入。
許多基於 PMMA 的共聚物和矽基材料，現在成為 PMMA 在人工水晶體市場的競爭對手。這些材料的優點是富有彈性，因此不易碎裂。
以隱形眼鏡來說，軟式鏡片可能比較舒適。此外，隨著近來透氧率越來越進步，患者比較喜歡選擇軟式鏡片。
PMMA 材料在醫療行業有很多用途。儘管它變得沒那麼普遍了，但 PMMA 和類似材料的進步將繼續改善許多人的生活。
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這個部落格記錄了先前在 Granta 網站上 Sean Newham 的部落格內容。