智能高分子材料在医学监控中的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2023.10.006

中国塑料 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (10): 40-49.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.10.006

智能高分子材料在医学监控中的研究进展

孙菁, 熊发强, 邓汝辉, 陶雅娴, 陈兴刚()

华北理工大学材料科学与工程学院，河北唐山 063210

收稿日期:2023-05-11 出版日期:2023-10-26 发布日期:2023-10-23
通讯作者: 陈兴刚（1985—），男，副教授，从事医用聚合物复合材料研究，chenxinggang000@126.com
E-mail:chenxinggang000@126.com
基金资助:
河北省自然科学基金项目(E2019209514);河北省高等学校科学技术研究项目(QN2020228);荧光可变色PLA材料研制及在医用口罩中的应用(X2022043)

Research progress in intelligent polymeric materials for medical monitoring

SUN Jing, XIONG Faqiang, DENG Ruhui, TAO Yaxian, CHEN Xinggang()

School of Materials Science and Engineering，North China University of Science and Technology，Tangshan 063210，China

Received:2023-05-11 Online:2023-10-26 Published:2023-10-23
Contact: CHEN Xinggang E-mail:chenxinggang000@126.com

摘要/Abstract

摘要：

综述了近几年来智能高分子材料的发展概况，并从光、力、声、电等学科方向对医学监控领域的智能高分子材料进行详细介绍，同时从智能生物传感器、智能组织修复材料、智能医用支架、智能药物释放系统这几个方向介绍了医学监控智能高分子材料的应用。

关键词: 智能高分子材料, 医学监控, 医学应用

Abstract:

Intelligent polymeric materials are a rapidly developing interdisciplinary discipline in modern times， and they have now become a cutting⁃edge interdisciplinary research direction involving materials science， chemistry， biology， and medicine. In the present， the preparation of intelligent polymeric materials has received widespread attention. Intelligent polymeric materials are becoming “feeling” and “perceiving” and have been used for medical monitoring to solve more problems. This paper reviewed the development of intelligent polymeric materials in recent years， introduced the intelligent polymeric materials in the field of medical monitoring in detail from the aspects of light， force， sound， electricity， and other disciplines， and introduced the applications of intelligent polymer materials for medical monitoring in intelligent biosensors， intelligent tissue repair materials， intelligent medical scaffolds， and intelligent drug delivery systems.

Key words: intelligent polymeric material, medical monitoring, medical application

中图分类号:

TQ317.9

孙菁, 熊发强, 邓汝辉, 陶雅娴, 陈兴刚. 智能高分子材料在医学监控中的研究进展[J]. 中国塑料, 2023, 37(10): 40-49.

SUN Jing, XIONG Faqiang, DENG Ruhui, TAO Yaxian, CHEN Xinggang. Research progress in intelligent polymeric materials for medical monitoring[J]. China Plastics, 2023, 37(10): 40-49.

图/表 9

医学监控领域	智能高分子材料	医学应用	参考文献
智能生物传感器	液晶聚合物网络（LCNs）图层	模拟指间出汗	［13］
	单片液晶凝胶（LCG）	光诱导引发水下运动	［11］
	共轭聚二乙炔聚合物	显示人体汗液毛孔排布	［14］
	聚乙烯吡咯烷酮、PVP复合薄膜	显示人体汗液毛孔排布	［14］
	罗丹明水响应变色染料	监测周围环境中的水	［15］
	有机硅聚合物/高导电性金属复合薄膜	触觉传感阵列	［23］
	聚偏氟乙烯⁃三氟乙烯［P（VDF⁃TrFE）］复合压电传感器	纳米振动声学织物	［21］
	MXene/细菌纤维素薄膜传感器	柔性可穿戴压力传感器	［30］
	（二茂铁聚合物）电化学生物传感器	细菌检测	［32］
智能组织修复材料	混合离子传感材料［自愈弹性聚氨酯（PU）纳米网、超分子离子］	离子皮肤	［17］
	双网络结构的胶原纤维⁃聚氨酯复合材料	水响应形状记忆的人造皮肤	［19］
	聚丙烯酸/季铵盐水凝胶	智能离子皮肤贴片	［24］
	石墨烯（PCG）水凝胶	自愈人造皮肤	［34］
	铁离子⁃没食子酸配位智能比色微针贴片（MNs）	生物医学贴片	［35］
智能医用支架	纳米纤维（CNF）⁃聚氨酯（PU）形状记忆复合材料	医用支架	［18］
智能医用支架	药用高分子涂覆压力传感器	血管“智能”支架	［36］
智能药物释放系统	MPDA@GO/CNF复合水凝胶	药物的可控释放	［38］
	聚丙烯酸智能水凝胶DDS	药物传递系统	［39］
	PH响应多肽基纳米凝胶	药物递送系统	［40］

表1 各种智能高分子材料及其在医学监控领域的应用

Tab.1 Various intelligent polymer materials and their applications in the field of medical monitoring

图1 智能高分子材料在光学监控领域的创新运用［12⁃13］

Fig.1 Innovative application of intelligent polymer materials in the field of optical monitoring［12⁃13］

图2 罗丹明衍生物的制备及荧光转变［14⁃15］

Fig.2 Preparation and fluorescence transition of rhodamine derivatives［14⁃15］

图3 智能高分子材料在力学监控领域的改良与突破［17⁃18］

Fig.3 Improvement and breakthrough of intelligent polymer materials in the field of mechanical monitoring［17⁃18］

图4 智能高分子材料在声学监控领域的前沿应用［21］

Fig.4 Cutting⁃edge applications of intelligent polymer materials in the field of acoustic monitoring［21］

图5 智能高分子材料在电学领域的精密研究［23］

Fig.5 Precision research on intelligent polymer materials in the field of electricity［23］

图6 智能高分子材料在热力学领域的研究进展

Fig.6 Research progress of intelligent polymer materials in the field of thermodynamics

图7 智能支架的原理图及其功能［36］

Fig.7 Schematic of the smart bracket and its functions［36］

图8 MPDA@GO/CNF复合水凝胶的制备及其通过多种刺激（pH变化和近红外光照射）的组合释放药物的机理示意图［38］

Fig.8 Schematic diagram of the preparation of MPDA@GO/CNF complex hydrogels and their release of drugs by a combination of multiple stimuli （pH changes and near⁃infrared irradiation）［38］

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