Als synthetisches Polymer hat PVA bei seiner Verwendung keine Toxizität oder allergische Reaktionen gezeigt. Zahlreiche toxikologische Studien haben gezeigt, dass PVA-Hydrogele eine geringe Toxizität für Zellen und Gewebe aufweisen, was ihre Sicherheit und breite Anwendung im medizinischen Bereich stark untermauert. Die Ungiftigkeit von PVA-Hydrogele macht sie zu idealen Implantatmaterialien und Trägern für die Arzneimittelabgabe. Sie bieten eine sicherere und zuverlässigere Option und vermeiden gleichzeitig die Nebenwirkungen, die bei herkömmlichen chemischen Materialien auftreten können. In medizinischen Anwendungen wurden Mikropartikel aus Polyvinylalkohol von der FDA zur Verwendung als Emboliepartikel zugelassen. In der biomedizinischen Technikforschung wurde Polyvinylalkohol als Material für künstlichen Knorpel, orthopädische medizinische Anwendungen und künstliche transplantierte Blutgefäße untersucht.
1. Augenheilkunde
PVA verfügt über ausgezeichnete Filmbildungs- und Wasserrückhalteeigenschaften und verursacht weder Klebrigkeit noch verschwommenes Sehen, was zu seiner frühen Verwendung in Augentropfen führte. In den letzten Jahren wurden PVA-Hydrogele, die durch Gefrier-{3}}Auftauprozesse hergestellt wurden, in großem Umfang in der Augenheilkunde eingesetzt, beispielsweise in Kontaktlinsen und künstlichen Hornhäuten. PVA-Hydrogel-Kontaktlinsen verbessern den Tragekomfort aufgrund ihrer hohen Sauerstoffdurchlässigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Proteinablagerungen und Abriebfestigkeit deutlich. Bereits 1990 wurden PVA-Kontaktlinsen mit hohem Wassergehalt und hoher Sauerstoffdurchlässigkeit erfolgreich hergestellt und ihre Biokompatibilität überprüft. Darüber hinaus kann die Anwendung von Nano--hydroxylapatit (HA)-Verbundwerkstoffen mit PVA in künstlichen Hornhäuten die Biokompatibilität verbessern, was ein vielversprechendes klinisches Anwendungspotenzial darstellt.
2.Wundverband
Ideale Wundauflagen sollten Eigenschaften wie Exsudataufnahme, Befeuchtung der Wunde, Infektionsresistenz, Atmungsaktivität, hervorragende mechanische Eigenschaften und die Förderung des Zellwachstums aufweisen. PVA-Hydrogele können eine feuchte Heilungsbarriere bilden, Exsudat absorbieren und können in verschiedene Formen verarbeitet werden, was breite Anwendungsaussichten bietet. Allerdings neigen reine PVA-Hydrogele nach der Flüssigkeitsaufnahme zum Quellen und ihre Elastizität und mechanischen Eigenschaften sind schlecht; Daher werden sie häufig in Kombination mit anderen Polymeren verwendet. Studien haben gezeigt, dass zusammengesetzte PVA-Hydrogele wie PVA-HA, PVA-Chitosan, PVA-Alginat und PVA-Dextran die Quellleistung, die Proteinadsorption, die Weichheit und die antibakteriellen Eigenschaften deutlich verbessern, die Wundheilung fördern und mechanische Anforderungen erfüllen können, was sie zu leistungsstarken Wundauflagen macht.
3. Künstlicher Gelenkknorpel
Bei der Auswahl von Materialien für künstlichen Gelenkknorpel muss das ideale Material eine ähnliche Elastizität und mechanische Eigenschaften wie natürlicher Knorpel aufweisen. Während Silikonkautschuk über eine gute Elastizität verfügt, weist es eine geringe Verschleißfestigkeit auf und ist anfällig für Alterung und Ausfälle; Obwohl Polyurethan elastisch ist, weist es Hydrolyseprodukte mit potenzieller Biotoxizität auf. PVA-Hydrogel gilt aufgrund seiner porösen Struktur, die dem natürlichen Knorpel ähnelt, als eines der idealeren Alternativmaterialien. Die Forscher injizierten eine 10–20 %ige PVA-Lösung in eine Edelstahlfaserform mit Belüftungslöchern und setzten dann Druck ein, damit die Lösung in das Fasernetz eindringen konnte. Nach mehreren Gefrier-{6}}Tauzyklen und Vakuumdehydratisierung wurden PVA-Hydrogele mit einem Wassergehalt von 40 %–86.5 % erhalten. Zur Verklebung wurde dann Knochenzement verwendet, wodurch eine starke Verbindung zwischen der künstlichen Knorpelkomponente und dem Edelstahlsubstrat erreicht wurde. Ein viermonatiges Experiment zur Gelenkknorpelreparatur bei Tieren zeigte keine Entzündungsreaktion nach der Hydrogelimplantation. Darüber hinaus haben einige Wissenschaftler PVA-Aerogele durch zyklische Gefrier-{13}}Auftau- und Vor{14}}-Streckprozesse hergestellt und sie dann in verschiedenen Salzlösungen behandelt, um PVA-Hydrogele zu bilden. Die Hydrogele haben eine Zugfestigkeit von 41,0 MPa und eine Bruchdehnung von bis zu 228,0 %. Sie verfügen außerdem über antibakterielle, antiseptische und freie Radikale abfangende Eigenschaften, was gute Aussichten für die Entwicklung im Bereich künstlicher Knorpel bietet.
