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本文聚焦非异氰酸酯聚氨酯（NIPUs），阐述其作为生物材料的潜力。聚氨酯（PUs）虽广泛用于医疗领域，但合成原料有毒。NIPUs 作为替代物，不仅环保，在生物医学应用中也展现出独特优势，值得关注。
引言
生物材料是用于与生命系统接触的医疗用途的工程材料，可用于治疗（如植入物、医疗器械）或诊断（如传感器）。一种材料要成为生物材料，必须具备生物相容性，即其本身或降解产物与人体接触时不应引发不良的宿主组织反应，包括无毒性和无炎症反应等方面，且需根据具体应用进行多方面验证才能用于临床。
聚合物材料具有多样的机械性能（从硬热固性材料到软弹性体和水凝胶）和可调节的化学性质（控制稳定性，从快速降解到长期稳定），能满足特定医疗需求。一些生物基聚合物（如藻酸盐、淀粉、壳聚糖等）可作为生物材料，合成聚合物用于生物医学的发展也在加速，因其合成时可精确控制结构，从而定制最终性能。
聚氨酯（PUs）是世界上产量最高的聚合物家族之一，因其合成简单、成本低、机械性能可调，在医疗领域广泛应用，如各种植入物、药物递送系统等。然而，其工业生产使用的异氰酸酯试剂毒性极高，由更毒的光气生产，会造成严重的环境和健康问题，因此更环保健康的替代合成路线 —— 非异氰酸酯聚氨酯（NIPUs）应运而生。NIPUs 中出现了一些新结构，如聚（羟基 - 氨基甲酸酯）（PHU）和聚（羟基 - 恶唑烷酮）（PHOx），除氨基甲酸酯键外还含额外羟基，赋予其特殊性能，为生物材料工程带来新机遇。此前关于 NIPUs 的综述多聚焦合成路线和潜在单体，对其应用关注较少，本文首次探讨 NIPUs 作为生物材料在医学应用中的潜力。
聚氨酯的历史与发展
聚氨酯由奥托?拜耳在 20 世纪 30 年代发明，是一类含有由氨基甲酸酯（氨基甲酸酯）键连接的有机链段的聚合物。氨基甲酸酯基团异常稳定和刚性，内聚能与酰胺功能相似，这使得聚氨酯即使氨基甲酸酯基团在大分子结构中占比小，也具有出色的机械性能。
非异氰酸酯聚氨酯的历史与发展
尽管聚氨酯是高要求生物医学应用的首选材料，但其工业合成存在重大缺陷。合成所需的异氰酸酯化合物毒性极高，会对环境和人体健康造成严重损害，如哮喘、肺损伤、皮肤和眼睛刺激、急性中毒等，接触的工人深受其害。为避免使用异氰酸酯，NIPUs 迅速发展，其中的新结构（如 PHU 和 PHOx）展现出独特性能。
结论与展望
聚氨酯在全球聚合物产量中占比高，在生物医学应用中已广泛使用和销售。但由于其主要原料之一异氰酸酯的使用受限，其生产受到影响。NIPUs 作为替代选择，在生物医学应用中展现出潜力，有望成为未来医疗器械设计的重要材料，值得进一步研究和开发。
