提高用材料的力學(xué)性能
       生物用材料除了應具備良好的生物相容性外，還應依據其使用目的而具備相應的力學(xué)性能和相應的生物功能。某些天然高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性，但是其力學(xué)性能往往無(wú)法滿(mǎn)足要求。天然水凝膠具有良好的生物學(xué)特性，它能夠吸收并保持大量的水分而又不溶解。同時(shí)，由于其表面張力很低，可以減少對體液中蛋白質(zhì)的吸附。另外，水凝膠有良好的水蒸氣和空氣透過(guò)率，因此，水凝膠成為生物用材料研究的熱門(mén)課題。但水凝膠的主要缺點(diǎn)是力學(xué)性能太差，一般只能和其他材料配合使用，或通過(guò)改性方法來(lái)提高其力學(xué)性能。

       交聯(lián)是增加材料力學(xué)性能的一種有效方法，輻射交聯(lián)是利用射線(xiàn)的能量活化材料，使材料發(fā)生自身交聯(lián)。輻射交聯(lián)合成水凝膠有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，他解決了產(chǎn)品滅菌問(wèn)題；其次，它不用額外添加材料，避免有毒殘留物污染；再者，電離輻射對人體和環(huán)境是安全的。

       目前提高高分子材料的力學(xué)性能能采用的方法是輻射交聯(lián)技術(shù)。輻射交聯(lián)一般不需要催化劑、引發(fā)劑，後處理簡(jiǎn)單，可在常溫下反應，無(wú)污染，除輻射源之外不需特殊設備，在許多方面優(yōu)于過(guò)氧化物交聯(lián)技術(shù)。聚合物的輻射交聯(lián)為自由基鏈式反應。

       輻射交聯(lián)反應可以分為3步：1.初級自由基及活性氫原子的形成；2.活潑氫原子可繼續攻擊大分子片段再產(chǎn)生自由基；3.大分子鏈自由基之間反應形成交聯(lián)鍵。

       高分子輻射交聯(lián)改性不同于物理共混體系。物理共混由于各組分在其相界面往往存在缺陷而使性能受到影響，而輻射反應在相界面間發(fā)生，可改善組分間粘合力及相容性。如己有研究發(fā)現，輻射交聯(lián)不僅能改善材料的力學(xué)性能，而且能改善共混物的相界面。上?？萍即髮W(xué)的劉鈺銘等輻射合成甲基丙烯酸β-羥乙酯(PHEMA)水凝膠，發(fā)現完成這一聚合-交聯(lián)過(guò)程所需劑量很小，不到1×10-4Gy即可得到高于90%的凝膠含量的水凝膠產(chǎn)物，且水凝膠的力學(xué)性能明顯提高。

生物活性物質(zhì)的固定化
       生物活性物質(zhì)是指酶、抗體、抗原、抗生素、激素以及各類(lèi)藥物等，可以用各種方法將他們結合在生物高分子材料內部或者表面。這種技術(shù)統稱(chēng)為活性物質(zhì)的固化。這一新技術(shù)的進(jìn)展對疾病的診斷、治療和藥物的合理使用開(kāi)辟了一條新路徑。以藥物緩釋為例治療某一疾病，攝入的藥量往往要超過(guò)實(shí)際藥量的數百倍，以維持局部患病區血液中藥物的必要濃度，因而增加了副作用。如何將低分子藥物與高分子材料結合起來(lái)植入患區，然後讓藥物緩慢地釋放出來(lái)，*可以使藥物在指定部位持續安全穩定的發(fā)揮藥效是現在研究的一項重大課題。

       目前，研究和應用的固定化方法可以歸納為吸附法、包埋法、共價(jià)結合法、肽鍵結合法和交聯(lián)法等幾大類(lèi)。酶和細胞的固定化方法雖然很多，但是每種方法都各有其優(yōu)缺點(diǎn).

       從制備的難易程度上看，吸附法是將酶直接或者通過(guò)離子交換吸附到載體上的一種方法，相對比較容易。包埋法是將酶包埋于凝膠或其它聚合體格子內，工藝也比較簡(jiǎn)便。而共價(jià)結合法則涉及到酶的功能團與聚合物載體的共價(jià)鍵結合條件較劇烈，制備過(guò)程繁瑣。交聯(lián)法是利用功能團試劑與酶分子之間進(jìn)行分子交聯(lián)，制備程序相對復雜。

       從結合程度方面看，物理吸附法中酶與載體的結合不牢固，易于脫落，因此很少有實(shí)用價(jià)值，而離子吸附法中酶與含有離子交換基團的水不溶性載體結合相對牢固。包埋法、共價(jià)結合法、交聯(lián)法的結合程度都比吸附法更強?？梢钥闯?，吸附法操作簡(jiǎn)單，對酶活性影響不大，但酶與載體的結合較弱，易于脫落，并不是一種理想的固定化方法。共價(jià)結合法和交聯(lián)法中酶與載體的結合較強。

       南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院污染控制與資源化研究*重點(diǎn)實(shí)驗室的李芳捷等應用低溫輻射技術(shù)輻射誘導甲基丙烯酸β-羥乙脂丙烯酸羥乙酯共聚合制備了高分子載體固定氨氧化細菌，經(jīng)充分溶脹後的聚合物表面水接觸角幾乎為0，含水率為450%，潤濕性能良好；聚合物表面具有極性官能團；聚合物的非晶結構有利于小分子尤其是水分子的滲透和擴散，多孔結構有利于微生物的生長(cháng)和繁殖。

用材料的消毒

       早在倫琴發(fā)現X射線(xiàn)的第二年，Mink*提出了射線(xiàn)滅菌的猜想，到上世紀50年代，由于大功率輻射源的出現，輻射滅菌進(jìn)入實(shí)用階段。輻射滅菌即在一定劑量的Υ射線(xiàn)或者高能電子束對材料進(jìn)行輻照時(shí)，引起的微生物DNA、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)等有機分子化學(xué)鍵的斷裂，從而導致微生物死亡，使材料無(wú)菌，保證材料的安全衛生。 

       用品的輻射滅菌與傳統的高壓滅菌、化學(xué)滅菌相比，具有滅菌徹底、操作安全、不污染環(huán)境、可對帶包裝的物品以及熱敏物質(zhì)進(jìn)行滅菌、以及可實(shí)現連續化操作等優(yōu)點(diǎn)。因而，輻射滅菌已經(jīng)成為輻射加工中發(fā)展*快，應用*成功的領(lǐng)域之一。

       隨著(zhù)人類(lèi)逐步進(jìn)入老齡化社會(huì )，開(kāi)發(fā)生物相容性?xún)?yōu)良、力學(xué)性能好、具有特殊功能的生物材料顯得日益重要。同時(shí)由于核輻照與電子射線(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步以及在材料制備中的應用日趨廣泛，輻射技術(shù)已成為研制生物用材料以及材料改性中一個(gè)重要方向。我們相信伴隨著(zhù)輻射接枝、交聯(lián)、固定化等輻射技術(shù)在生物用材料制備、改性、消毒上的研究和應用，將大大促進(jìn)生物用材料的發(fā)展。