目前，医疗器械产品中使用的高分子材料有90多种，大量使用的约12~15种，其中聚烯烃类材料占据了绝大部分。我国大宗医用聚烯烃材料如聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PE）、聚丙烯（PP）等已基本实现国产化，但高性能、高附加值聚烯烃，如乙烯/醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚烯烃热塑性弹性体（POE）、聚烯烃嵌段共聚物（OBC）等，还基本处于空白状态。未来，我国医用聚烯烃材料国产化的步伐将进一步加快。
主要医用聚烯烃材料
1.医用聚乙烯
目前应用于医用市场的聚乙烯主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）。
LDPE主要用作和其他塑料共混生产医用包装袋等。
HDPE主要用做医用硬包装（药瓶、医用瓶盖等），其良好的机械性能还使得其在早期的人工器官、矫形外科修补材料，以及一次性医疗用品等领域也有应用。随着技术的进步，在人工器官领域HDPE逐步被UHMWPE所替代。
UHMWPE具有极高的化学稳定性、耐磨性、耐蠕变性、耐腐蚀性和生物惰性，是制造人工关节、高强度手术缝合线的优选材料。目前，UHMWPE材料在医用市场保持良好的增长趋势，但该产品生产技术壁垒较高，准入条件严格，市场介入难度较大。
2.医用聚丙烯
目前医疗中常用的聚丙烯主要包括均聚和无规共聚聚丙烯。
均聚聚丙烯具有模量高、拉伸强度大的优点，主要用于注射器柱塞、血液透析的剂量定量装置、渗滤器外壳等。
无规共聚物与聚丙烯均聚物相比，刚度降低，抗冲击性能增强，透明度更好。主要用于一次性注射器针筒、安瓿/小药瓶、输液袋等。
由于聚丙烯结构中甲基基团的存在，使其耐辐照、耐老化性能较差，未来该领域将重点研究开发可用于辐照灭菌、低温冲击性优良的聚丙烯。
3.其他聚烯烃
（1）乙烯/醋酸乙烯酯共聚物（EVA）
EVA由乙烯和醋酸乙烯酯（VA）共聚制备而成，由于柔性醋酸乙烯酯链段的存在，使EVA无需加入塑化剂，便有很高的柔韧性和透明性。EVA具有非常优秀的生物相容性，常用于替代PVC用于高端的袋体类医疗器械，如干细胞保存袋、肠外营养袋、高端医用导管等。
（2）聚烯烃热塑性弹性体（POE）
POE是由乙烯和α-烯烃无规共聚得到的，最早由Dow公司实现工业化生产。随后，ExxonMobil、LG化学、三井化学等也开发了类似产品，但我国目前还未能实现POE的工业化生产。
POE分子结构中不存在不饱和双键，具有优良的耐老化性能；分子量分布窄，流动性好，加工性能好；弹性高、永久变形小、耐磨，具有良好的屈挠性和低温耐冲击性；适合多种灭菌方式。在医疗领域，POE常用于薄膜、导管的合金化增韧改性等。
（3）苯乙烯类热塑性弹性体（TPS）
苯乙烯系热塑性弹性体主要有SBS、SIS、SEBS、SEPS四种类型，SEBS和SEPS分别是SBS和SIS的加氢共聚物。由于TPS嵌段结构中存在硬段结构，其玻璃化转变温度较POE高，赋予其优良的耐热性；SEBS与PP合金化制备的TPE材料在医疗器械领域已得到大规模应用，例如TPE输液器、输液袋等；SIBS有非常优良的体内耐水解、耐氧化、耐老化性能，可用于心脏支架涂层，极大地提高了苯乙烯类热塑性弹性体的产品附加值。
医疗器械根据使用条件的不同，可分为表面器械、外部接入器械、植入器械三类。不同类别的医疗器械对原材料的认证要求有所不同，例如，植入器械需要满足FDAUSP class VI认证或NMPA根据GB/T16886有关医疗器械生物学评价的8项基本评价（细胞毒性、动物皮肤致敏、刺激或皮内实验、急性全身毒性、亚急或亚慢性毒性，遗传毒性、植入实验、血液相容性），化学性能满足灰分、紫外吸光度、重金属残留等要求。就聚烯烃的生产工艺而言，需要在生产过程中控制洁净度、催化剂种类及残留量等才能满足医用级原材料要求。
医用聚烯烃材料发展趋势
1.输注医疗器械领域，聚烯烃弹性体材料将全面取代PVC
目前普遍使用添加了塑化剂（邻苯二甲酸二乙基己酯，DEHP）的软PVC为原材料制作通用医用耗材，但添加的塑化剂易析出进入人体，会对多种器官造成潜在危害。研究表明，DEHP增塑剂对人和动物多种器官有毒副作用，如生殖系统（睾丸、卵巢等）、肺、心脏、肾脏、肝脏和胚胎等，详见表1。更为严重的是，DEHP水解会生成邻苯二甲酸单乙基己基酯（MEHP），MEHP的毒性远高于DEHP。而且PVC制备的药液输注耗材与酯溶性、醇溶性药物有强烈的相互作用，导致药物失效，贻误治疗。国内外均已禁止在食品、蔬菜包装和儿童奶嘴、玩具等领域使用PVC材料。
针对PVC中DEHP增塑剂的毒性问题，可使用新型环保低毒的增塑剂，如环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯（DINCH）、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、偏苯三酸三辛酯（TOTM）等替代，但这些增塑剂仍然不可避免地会溶出进入人体，存在潜在的危害。另外最重要的是，PVC对药物吸附的问题依然无法解决，因此使用不含增塑剂的热塑性弹性体材料（TPE）替代PVC才是最终的解决方案。
TPE不含极性基团和酯类增塑剂，因此在临床使用中，不存在对某些药物的吸附而降低药效。因不含增塑剂，不会引起增塑剂迁移，增加了对药物种类的兼容性，扩大了药物适用范围。
与PVC输注器械相比，TPE具有以下优点：①不添加增塑剂DEHP，保护患者和医护人员的健康；②对药物无吸附，不影响疗效；③不添加含金属离子的稳定剂，避免金属离子对患者的危害；④焚烧不产生治癌的二噁英气体。
苯乙烯类热塑性弹性体由于优良的耐热性能与机械性能，将成为今后医用输注器具类产品的主要发展方向。目前，威高集团与长春应化所、中石化合作成功开发出基于SEBS的医用TPE合金材料，建成了TPE合金专用料生产线，威高集团使用所开发的TPE材料已生产出多个系列医疗器械产品。
2.耐辐照灭菌聚烯烃医用材料前景看好
环氧乙烷灭菌易出现灭菌死角，消毒不彻底，给使用留下隐患；熏蒸后残留的环氧乙烷解析不干净，会引起致敏、致热原等；环氧乙烷会破坏大气臭氧层，污染环境……为解决环氧乙烷灭菌所带来的这一系列问题，蒙特利尔公约推荐采用辐照消毒灭菌法。
辐照灭菌是一种利用高能射线作用于微生物的一种高效灭菌方法，与传统的环氧乙烷灭菌相比，具有灭菌速度快、灭菌彻底、无化学残留、无环境污染等优点，能有效保护医护人员和患者健康。然而，在辐照消毒灭菌过程中，医用耗材在γ射线或电子束的作用下，会发黄、变脆、性能变劣，这也是辐照消毒灭菌法的瓶颈。为改善材料辐照后的性能，可将抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂和辅助抗氧化剂等进行复配后，添加到聚合物基体中，赋予材料一定的抗辐照性能。为此，威高集团与长春应化所联合开展了大量工作，目前成功开发出的耐辐照PP、PC、PP/SEBS合金等材料已广泛应用于耐辐照输液器、注射器、透析器、真空采血管等产品，取得了良好的社会和经济效益。
3.新品种、专用料、新应用不断涌现
（1）聚烯烃嵌段共聚物（OBC）
2005年，Dow化学使用“链穿梭”聚合技术，推出了一种全新的聚烯烃热塑性弹性体——烯烃嵌段共聚物（OBC），商标为InfuseTM。
OBC具有明显软硬段交替的多嵌段结构，既有高的熔点，又有低的玻璃化转变温度，且比POE有更高的结晶速率和更规则的结晶形态，其耐热性能因此也强于POE，在拉伸强度、断裂伸长率和弹性恢复等方面均表现出更优越的性能。它不仅具有聚乙烯易加工的特点，又具有烯烃无规共聚物和共混物难以实现的刚性与韧性平衡。
有学者研究PP与OBC的共混性能，制备了不同硬度且具有优良机械性能的共混材料，满足医用滴斗料的相关使用要求。另外，OBC由于具有良好的应力松弛性和弹性复原性，由其制备的弹性薄膜在尿布材料也有广泛应用。
（2）环状烯烃聚合物、共聚物（COP、COC）
COP（COC） 最早由日本瑞翁公司开发，具有结晶与非结晶聚合物共同的优点，如高透明性、低双折射率、高耐热性、吸水性与透水性低、机械性能优良、容易注射成型、耐化学性、耐酸碱性优良、低蛋白质吸附、生物相容性佳。
COP（COC ）在医疗领域主要用于高端药包材，如预灌封注射器；实验室检测耗材（如微流控芯片）等领域。COP透明性与高透硼化玻璃相当，且具有优良的低温冲击强度、气体液体阻隔性能，由其制备的高端医疗美容用玻尿酸预灌封注射器广受欢迎。另外，由于其蛋白吸附性极低，由其制造的医用检验科耗材不会产生干扰，结果更加准确。
（3）高交联耐氧化UHMWPE人工关节专用料
超高分子量聚乙烯树脂（UHMWPE）是制备人工关节最重要的材料。目前医用UHMWPE原材料，仅塞拉尼斯公司生产，只供应德国等少数型材企业，对我国禁售，国内骨科医疗器械公司只能采购相应型材公司的棒材，价格高达500万元/吨，如图1所示。
对UHMWPE在骨关节领域应用的研究一直在持续，关注点在于如何保持其在辐照交联后的物理机械性能，避免磨损碎屑的产生。辐照后残留的自由基对UHMWPE的机械性能会产生很大影响，这是因为自由基在有氧环境中发生氧化反应，从而导致材料脆化，降低了材料的机械性能。
为了解决残存自由基的问题，通常采用热处理的方式解决：①Post-irradiation melting（熔融重结晶）的方式，会降低UHMWPE结晶度，从而降低机械性能和疲劳强度；②Annealed（退火），只能释放部分自由基，无法完全消除。2009年塞拉尼斯推出含维生素E的UHMWPE，维生素E作为抗氧化剂，起到稳定辐照交联后残留自由基和增塑的作用，从而提高UHMWPE的抗疲劳性能。
（4）PMP在医疗领域的应用
膜式氧合器（ECMO）的核心部件——中空纤维膜所采用的材料是聚4-甲基-1-戊烯（PMP）。作为一种性能优异的聚烯烃材料，PMP具有良好的氧气通量和氮氧选择性，低溶出及生物安全性等特性，被公认为"膜肺氧合器"的最优介质。
目前PMP原材料主要由日本三井提供，而真正掌握 PMP 中空纤维纺丝技术的仅有3M公司旗下的Membrana一家。ECMO设备本身并不特别昂贵，平均采购价格为100多万元一台，相较于其他的医疗设备并不是很高，但是耗材价格很高。据统计，我国2018全年采购ECMO设备价格是4455万元，而购买耗材的费用是2亿多元。PMP中空纤维膜附加值极高。
4.日趋专用化、功能化和品牌化
（1）日趋专用化
由于不同医疗器械的结构、功能、使用条件、灭菌方式不尽相同，对原材料的要求也越来越趋向于专用化，如一次性使用注射器专用料、无菌营养输液瓶专用料、一次输液瓶盖专用料、大输液软袋专用料、医用导管专用料、输血管专用料等。
（2）日趋功能化
随着技术的不断进步及诊疗功能的细化，市场上也出现了一些功能化医用聚烯烃材料，如抗辐照老化医用材料、高透明性医用材料、抗菌医用材料、自润滑医用材料等。
（3）日趋品牌化
目前我国医用聚烯烃材料相当一部分还依赖进口，相关国际化工巨头在医用聚烯烃、高分子材料的开发与推广过程中都十分重视品牌商标的的作用，如陶氏的Health（PE）、Infuse（OBC）、Engage（POE），巴塞尔的Purell PE（LDPE），上海石化的GM（PP），壳牌的Kraton G（SEBS、SEPS），可乐丽的SEPTON（SEPS）、 HYBARA（SEBS）等。
总结与展望
医用材料的生产是一个具有良好前景和高附加值的高速增长的产业。医用材料应用领域与人类健康息息相关，其安全性至关重要。
迄今为止，PVC在国内仍广泛用作医用材料，基于人体健康和环境安全的考虑，采用更安全、环保的替代品是大势所趋。聚烯烃材料作为比较理想的 PVC 替代品，其研究将是一个重要研究方向。作为关节替代材料的UHMWPE，其长期耐磨损性能仍需进一步解决，材料的制备工艺和消毒方式仍需进一步改进，以提高关节的耐久性。
由于人们环保意识的增强以及国际公约的制约，辐照灭菌的医用器械消毒方式将成为主流，研发耐辐照灭菌的聚烯烃医用材料将是另一个重点方向。
热塑性弹性体领域，目前除了巴陵石化已成功进行SEBS国产化外，绝大多数的热塑性弹性体材料均依赖进口，国产化替代道路任重而道远。相对其他领域，医用原材料的使用量相对较少，开发投入资金量大，且原料生物安全性要求高、认证周期长等，都导致国内上游化工企业开发动力不足。但未来随着国家引导政策的加强和石化企业与医疗器械企业的紧密合作，越来越多的国产化医用聚烯烃材料将会涌现。
注：（1）食物；（2）饮水；（3）通过人工换气；（4）最低用量20mg（心跳）、75mg（血压）；（5）用PVC袋字输液致使动物接触DEHP，估计87.5~290mg；（6）怀孕后第八天、第九天；（7）从怀孕第1天到出生后第21天；（8）从怀孕第14天到出生后第3天。