聚偏二氟乙烯（PVDF）在医用领域应用 1 概述 聚偏二氟乙烯（PVDF)作为一种高性能含氟聚合物，因其卓越的物理化学性质在医用领域引起了广泛关注。PVDF以其出色的化学稳定性、热稳定性、机械性能以及良好的加工性而闻名，同时它还具备优异的抗紫外线和耐老化性。这些特性使得PVDF在生物医用领域，尤其是在血液透析、组织工程、传感器和能量收集等领域显示出巨大的应用潜力。PVDF的压电性能、机械性能及生物相容性使其成为柔性压电传感器和能量收集器的理想材料，这些设备可以将各种信号转换为电信号或低功率电能，为可穿戴电子设备、智能纺织品及医疗健康系统等 领域提供了新的解决方案。然而，PVDF材料本身的疏水性限制了其在生物医学 领域的应用，尤其是在血液透析膜的应用中，蛋白质吸附和血小板黏附等问题可能导致溶血和凝血现象。 2.PVDF的基本性能 PVDF以其独特的物理和化学性质，在工业应用中扮演着越来越重要的角色。 PVDF具有低摩擦系数、耐磨损、对人体无害并且已经获得批准可以与食品接触，这表明了其良好的生物相容性。它还具有良好的机械强度，尤其在氟塑料中以其高韧性而著称。它具有较好的冲击强度和耐磨性能，这使得PVDF适合用于制造承受高负荷和冲击的应用。 此外，PVDF的电性能也非常优良，其介电常数在60~106Hz下高达610~810,体积电阻率稍低，是目前已知的压电性最强的聚合物，并且具有极佳的抗紫外线和耐老化性能。 3.PVDF在医用领域的应用 聚偏二氟乙烯（PVDF)因其卓越的压电性能和生物相容性，在医学领域的应用范围不断扩大，从传感器和生物传感器到组织工程支架，再到刺激响应性递送系统和生物电治疗设备，PVDF的多功能性和在生理介质中显著的结构稳定性使其在生物医学产品开发中展现出巨大的潜力，特别是在表面改性和新型成像技术方面，PVDF的应用前景尤为广阔。 3. 1 血液透析膜 PVDF因其优异的化学稳定性、热稳定性、机械性能、抗紫外线、耐老化性 和无毒性，在生物医用领域显示出了突出的应用潜在性。特别是在血液透析领域，PVDF膜因其高通量、高选择性、易清洗等特点，被广泛应用于海水淡化、污水处理等领域。然而，PVDF材料本身较强的疏水性使得其在应用时易产生蛋白质吸附、血小板黏附等诱发溶血、激活凝血现象，制约了PVDF膜在血液透析领域的应用。为了提高PVDF膜的血液相容性，研究人员通过合成PVDF和丙烯酰 吗啉（ACMO)的共聚PVDF-g-PACMO,并将其作为添加剂与PVDF共混，通过非溶剂诱导相分离法（NIPS)制备共混改性PVDF中空纤维膜。 3. 2 传感器和致动器 聚偏二氟乙烯（PVDF)因其卓越的压电特性，在传感器和致动器领域发挥着重要作用，特别是在生物医学传感器的开发中，PVDF能够将机械能转换为电能，响应机械刺激，促进细胞增殖和分化;其在生物医学传感器领域的应用不断拓宽，包括刺激响应性递送系统、生物电治疗设备和组织再生支架的制造；PVDF传感器还推动了新型成像技术的发展，如光声显微镜技术，为无创成像提供了新途径；此外，PVDF在自供电设备的设计中展现出其灵活性和透明度，有效地监测人体运动和生理状态；PVDF的抗菌性和生物相容性使其在控制细菌生长方面具有潜力；同时，PVDF也被用于制造高性能致动器，如离子聚合物金属复合物（IPMC),在电场作用下能发生弯曲，为致动器和传感器的应用提供了新的可能性。 随着科技的进步，PVDF在生物医学领域的应用将进一步扩展，为医疗健康领域带来更多创新解决方案。 3. 3 组织工程和药物载体 PVDF的生物相容性和耐化学腐蚀性能使其在组织工程和药物载体领域具有潜在的应用价值。PVDF纳米纤维因其压电效应产生的关键在于其偶极子的取向排列，进一步以PVDF纳米纤维为研究对象，分析了纳米纤维的偶极子与纤维表面极性电荷的键合作用机制。这些研究成果为PVDF在伤口敷料、药物载体以 及组织工程等生物医学领域的应用提供了科学依据。
