聚（苯乙烯-嵌段-異丁烯-嵌段-苯乙烯），縮寫(xiě)為SIBS，是一種用于長(zhǎng)期植入人體的熱塑性彈性體。SIBS由美國(guó)阿克倫大學(xué)的Joseph P. Kennedy發(fā)明。這種材料的特殊之處在于：其主鏈上不含可裂解基團(tuán)，主要由交替的仲碳和季碳組成，在反復(fù)彎曲下不易脆化和開(kāi)裂。經(jīng)過(guò)多步提純后，SIBS具有極-高的生物相容性。

SIBS目前已經(jīng)在多個(gè)醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了臨床或?qū)嶒?yàn)應(yīng)用。波士頓科學(xué)公司的TAXUS藥物洗脫冠狀動(dòng)脈支架，就是以SIBS作為藥物載體。此外，SIBS還被用于青光眼引流裝置（如PRESERFLO MicroShunt）等眼科植入物，以及人工心臟瓣膜等長(zhǎng)期植入器械的研發(fā)中。SIBS的物理性能與硅橡膠和聚氨酯重疊，具有優(yōu)異的生物穩(wěn)定性和生物相容性。

SIBS的軟硬段，決定了它的性能

SIBS是一種三嵌段共聚物——兩端是聚苯乙烯硬段，中間是聚異丁烯軟段。硬段和軟段在材料里扮演的角色完-全不同。

硬段（聚苯乙烯）是塑料段，剛性高，在材料中起到物理交聯(lián)點(diǎn)的作用。硬段比例越高，材料的強(qiáng)度、耐熱性和機(jī)械支撐能力越強(qiáng)。軟段（聚異丁烯）是橡膠段，分子鏈靈活，賦予材料彈性和柔韌性。軟段比例越高，材料的柔軟度和彈性就越好。

SIBS的性能可以通過(guò)調(diào)控硬段/軟段比例來(lái)實(shí)現(xiàn)定制。實(shí)際上，SIBS可以合成不同的單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比，不同配方的SIBS，柔軟度可以從接近硅橡膠到更硬的材料之間調(diào)節(jié)。正是這種可調(diào)控性，讓SIBS能夠適應(yīng)不同植入部位對(duì)材料的差異化需求——從需要柔韌性的血管支架涂層，到需要一定支撐力的青光眼引流管。

傳統(tǒng)表征方法：能做，但不快

要評(píng)價(jià)SIBS的軟硬段比例和微觀(guān)結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)手段包括溶液1H-NMR譜圖分析、差示掃描量熱法、原子力顯微鏡等。1H-NMR可以定量分析共聚物中苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，DSC可以檢測(cè)到SIBS存在兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，表明其存在微相分離結(jié)構(gòu)，AFM可以觀(guān)察材料的表觀(guān)形貌。

這些方法各有各的問(wèn)題：1H-NMR需要將樣品溶解在氘代試劑中，制樣繁瑣；DSC和AFM測(cè)試周期長(zhǎng)，且AFM只能看到表面形貌而無(wú)法獲得分子鏈運(yùn)動(dòng)的整體信息。對(duì)于需要快速優(yōu)化配方、把控批次一致性的研發(fā)和生產(chǎn)場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，這些方法的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

低場(chǎng)核磁：幾分鐘分辨軟硬段，不破壞樣品

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)（LF-NMR）的原理跟傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)表征方法完-全不同。它測(cè)的不是化學(xué)結(jié)構(gòu)，而是分子鏈的運(yùn)動(dòng)性。

在嵌段共聚物中，軟段分子鏈較為靈活，分子運(yùn)動(dòng)快；硬段分子鏈剛性較高，分子運(yùn)動(dòng)受限。低場(chǎng)核磁通過(guò)檢測(cè)材料中氫質(zhì)子的弛豫信號(hào)，可以清晰地分辨出材料中的硬段、軟段以及交聯(lián)點(diǎn)等不同組分。軟段中的氫質(zhì)子橫向弛豫時(shí)間T?較長(zhǎng)，硬段中的氫質(zhì)子T?弛豫時(shí)間較短。通過(guò)特殊的脈沖序列測(cè)得T?弛豫曲線(xiàn)，軟硬段的比例和狀態(tài)一目了然。

整個(gè)過(guò)程不需要化學(xué)試劑，不需要復(fù)雜前處理，樣品直接放進(jìn)儀器就能測(cè)。根據(jù)現(xiàn)有應(yīng)用數(shù)據(jù)，低場(chǎng)核磁可在2分鐘內(nèi)完成對(duì)高分子材料中軟段、硬段及界面相的快速精確區(qū)分。而且是無(wú)損檢測(cè)——樣品測(cè)完還可以繼續(xù)用于其他測(cè)試或?qū)嶋H應(yīng)用。

對(duì)于SIBS這類(lèi)醫(yī)用植入材料來(lái)說(shuō)，無(wú)損檢測(cè)的意義尤其突出。醫(yī)用材料的研發(fā)往往涉及昂貴的原材料和復(fù)雜的合成工藝，每一批樣品的數(shù)量有限。傳統(tǒng)破壞性測(cè)試做完樣品就沒(méi)了，而低場(chǎng)核磁測(cè)完樣品還在，可以繼續(xù)做生物學(xué)評(píng)價(jià)或其他性能測(cè)試。

快速測(cè)試的意義：從配方到質(zhì)控，效率提升看得見(jiàn)

低場(chǎng)核磁的快速、無(wú)損特點(diǎn)，在SIBS材料研發(fā)和生產(chǎn)中有幾層實(shí)際價(jià)值。

配方開(kāi)發(fā)階段：研發(fā)人員需要嘗試不同硬段/軟段比例來(lái)獲得目標(biāo)性能。傳統(tǒng)方法做一個(gè)配方的完整表征可能需要幾天，低場(chǎng)核磁幾分鐘就能給出軟硬段比例的量化數(shù)據(jù)。這意味著可以在相同時(shí)間內(nèi)評(píng)估更多配方方案，加速材料篩選。

工藝放大與批次質(zhì)控：SIBS的合成通過(guò)可控正離子聚合法在低溫下完成，對(duì)反應(yīng)條件敏感。不同批次的軟硬段比例是否一致，直接關(guān)系到最終器械的性能和安全性。低場(chǎng)核磁可以作為快速抽檢手段，幾分鐘判斷一批材料是否達(dá)標(biāo)，不需要等幾天出報(bào)告。

失效分析：如果某個(gè)批次的SIBS器械出現(xiàn)性能異常，低場(chǎng)核磁可以快速檢測(cè)材料的軟硬段是否發(fā)生了改變，幫助定位問(wèn)題是出在原材料、合成工藝還是后續(xù)加工環(huán)節(jié)。