生物医用材料概述
生物医用高分子材料[精选]
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化学灭菌 ，γ射线灭菌 。国内大多采用前两种方法 。
因此在选择材料时 ，要考虑能否耐受得了。
（7） 易于加工成需要的复杂形状
人工脏器往往具有很复杂的形状 ， 因此 ，用于人 工脏器的高分子材料应具有优良的成型性能 。否则 ， 即使各项性能都满足医用高分子的要求 ，却无法加 工成所需的形状 ，则仍然是无法应用的。
★骨水泥是一类传统的骨用粘合剂 ， 1940年就已用
于脑外科手术中 ， 几十年来 ，一直受到医学界和化学 界的重视。
骨水泥是由单体 、聚合物微粒(150--200μm) 、阻聚
剂 ，促进负等组成 。为了便于x射线造影 ，有还加入 造影剂BaSO4 。下表是常用骨水泥的基本组成和配方。
(4) 人造皮肤材料
(5) 医用粘合剂
粘合剂作为高分子材料中的一大类别 ，近年来， 它的应用领域已扩展到医疗卫生部门 。 目前 ， 医用粘 合剂在医学临床中有十分重要的作用 。在外科手术中， 医用粘合剂用于某些器官和组织的局部粘合和修补； 手术后缝合处微血管渗血的制止； 骨科手术小骨骼、 关节的结合与定位； 齿科手术中用于牙齿的修补 。在 计划生育领域中 ，用粘合剂粘堵输精管或输卵管 ， 既 简便 ，无痛苦感 ，又无副作用 ，必要时还可方便地重 新疏通。
由此可见 ， 当向人体植入高分子材料时 ， 除考虑 材料的物理 、化学性质外 ，还应充分考虑其形状因 素。
表
(4)具有抗血栓性 ，不会在材料表面凝血 (5)长期植入体内 ，不会减小机械强度
表6-3是一些高分子以纤维形式植入狗的动脉 后其机械强度的损失情况。
(6)能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性
生物医用材料
生物医用材料生物医用材料是指用于医学领域的一类材料，广泛应用于医疗器械、医疗器具等领域。
生物医用材料具有生物相容性好、生物降解性以及生物仿生性等特点，可以与人体组织有效地进行交互作用，提供持久、安全和可靠的医疗效果。
生物医用材料一般可分为金属材料、聚合物材料、陶瓷材料和复合材料四大类。
其中，金属材料一般采用不锈钢、钛合金等；聚合物材料主要有聚乳酸、聚偏氟乙烯等；陶瓷材料则包括氧化铝、羟基磷灰石等；复合材料则可以是一种或多种材料的组合。
不同的材料在生物医用领域起到不同的作用，满足不同的医疗需求。
在生物医用器械中，金属材料常用于制作支架、骨板等。
金属材料具有强度高、硬度好的特点，可以有效承担人体部位的力学负荷。
常用的钛合金材料具有生物相容性好、不易引起过敏等优点，广泛应用于骨科和牙科领域。
聚合物材料则在生物医用领域中具有广泛的应用。
聚乳酸被广泛应用于可吸收缝合线、骨内固定器等器械中。
聚乳酸具有良好的生物降解性，可以在人体内自然降解，避免了二次手术取出材料的需要。
此外，聚合物材料还可以根据不同的需求进行修饰，如改变材料的表面形态，提高材料与人体组织的相容性。
陶瓷材料主要应用于牙科和骨科领域。
陶瓷材料具有优异的生物相容性和生物降解性能，可以模拟人体骨组织的结构和力学性能，实现与人体骨组织的良好结合。
羟基磷灰石是一种常用的陶瓷材料，被广泛使用于人工骨、缺损修复和牙科修复等领域。
复合材料则是将不同的材料进行组合，以达到更好的功能和性能。
复合材料可以包括金属与聚合物的组合，或是多种不同的金属的组合。
在生物医用领域中，复合材料常用于制作人工关节等器械。
复合材料在强度和生物相容性上可以兼具，提高了材料的性能。
总的来说，生物医用材料是一类专门用于医疗领域的材料，具有生物相容性、生物降解性和生物仿生性等特点。
不同的生物医用材料在医疗领域起到不同的作用，满足不同医疗需求。
随着科技的不断进步，生物医用材料的研究发展将为医学领域的发展提供更多可能性。
生物医学材料
生物医学材料生物医学材料是指能够与生物体相容性好、能够在生物体内发挥特定功能的材料。
随着生物医学技术的不断进步，生物医学材料在医学领域的应用越来越广泛。
本文将从生物医学材料的定义、分类以及应用等方面进行探讨。
一、定义生物医学材料是指能够与生物体相容性好、能够在生物体内发挥特定功能的材料。
它可以用于仿生学、组织工程、药物递送、诊断设备等医学领域。
生物医学材料具有生物相容性、生物活性、生物可降解性、生物力学性能和机械性能等特点。
二、分类根据应用领域的不同，生物医学材料可以分为仿生学材料、组织工程材料、药物递送材料和诊断设备材料等几大类。
1. 仿生学材料仿生学材料是通过模仿生物体的结构和功能特点，设计和制造出具有类似生物组织结构和特性的材料。
例如，仿生学材料可以用于制造义肢、基因组合体、人工关节等。
2. 组织工程材料组织工程材料是指为修复和再生人体组织而设计和制造的材料。
它可以用于细胞培养、人工器官和组织修复等方面。
通过将细胞和生物医学材料结合，可以帮助组织再生和器官重建。
3. 药物递送材料药物递送材料是指能够控制药物释放速率和位置的材料。
它可以将药物精确地传递到患者需要的部位，提高药物的疗效和减少副作用。
药物递送材料在肿瘤治疗、慢性病管理等方面具有广泛的应用前景。
4. 诊断设备材料诊断设备材料是指用于制造医学诊断设备的材料。
例如，X射线片、超声波探头、磁共振成像装置等都需要使用生物医学材料。
诊断设备材料的选择要求材料具有良好的穿透性、耐用性和生物相容性。
三、应用生物医学材料在医学领域的应用非常广泛。
下面列举了一些常见的应用领域：1. 骨科领域：生物医学材料可以作为骨修复材料，用于治疗骨折、骨缺损等。
2. 眼科领域：生物医学材料可以用于制造人工晶状体、人工角膜等。
3. 心血管领域：生物医学材料可以用于制造血管支架、心脏瓣膜等。
4. 皮肤科领域：生物医学材料可以用于制造人工皮肤、烧伤敷料等。
5. 医学诊断领域：生物医学材料可以用于制造医学诊断设备和试剂盒等。
生物医用材料介绍
生物医用材料导论一、生物医用材料定义生物材料：广义的说，一是指用于生物体内的材料，达到治疗康复的目的，例如隐形眼镜、人工髋关节；二是指来源于生物体，可能用于或不再用于生物体，例如动物皮革用于服装。
生物医用材料：对生物系统的疾病进行诊断、治疗、外科修复、理疗康复、替换生物体组织或器官（人工器官），增进或恢复其功能，而对人体组织不会产生不良影响的材料。
生物医用材料本身不是药物，而是通过与生物机体直接结合和相互作用来进行治疗。
另一种说法是：生物医用材料是一种植入躯体活系统内或与活系统相接触而设计的人工材料。
生物医用材料又叫做生物材料，分别来自于Biomedical Materials 和Biomaterials的译名。
目前国际上两本最主要的学术期刊是英国的《Biomaterials》和美国的《Journal of Biomedical Materials Research》，两个期刊所涉及的内容是相同的，由此可见Biomedical Materials 和Biomaterials两词是指相同的材料。
举例说明：（FDA分类：美国食品与药物管路局对医用材料的分类）名称是否生物材料相接触的组织FDA分类眼镜架no隐形眼镜yes 与角膜接触III假肢no人工髋关节yes 与骨组织接触并要求牢固结合III假牙yes 与口腔粘膜接触II牙根植入体yes 与牙床骨接触并希望牢固结合III人工心肺系统yes 与血液接触III生物医用材料学科的研究内容1.各种器官的作用；2.生物医用材料的性能；3.它们之间的相互作用，在体内生物医用材料如何影响活组织（称之为宿主反应）；活组织又如何影响生物材料的性能变化（称之为材料反应）。
相互作用重点研究化学和力学两方面。
（例如植入髋关节，磨损碎屑，炎症反应，以及金属离子的溶出）二、生物医用材料的分类：生物材料应用广泛，品种很多，有不同的分类方法。
按材料的传统分类法分为：(1)合成高分子材料（如聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物、其他医用合成塑料和橡胶）、(2)天然高分子材料（如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖）、(3)金属与合金材料（如钦金属及其合金）、(4)无机材料（生物活性陶瓷，羟基磷灰石）、(5)复合材料（碳纤维／聚合物、玻璃纤维／聚合物）。
生物医用材料汇总
（1）血液相容性材料
对于与人体血液接触的材料，要求不可以引起血栓，不可与血液 发生相互作用。例如肝素化材料，尿酶固定化材料，骨胶原材料， 聚氨酯，聚苯乙烯的聚合物
（2）软组织相容性材料
对于与组织非结合性的材料，要求必须对周围 组织无刺激，无毒副作用。例如聚硅氧烷，聚酯，聚 氨基酸改性甲壳酸。
（3）硬组织相容性材料
学 科
材料科学与物理学、化学、生物学及临床科学越来越紧密地 结合，并突破旧有科学的狭小范围，诞生了另一个新兴的产业-生物医学材料产业。生物医学材料已经成为生物医学工程的4大 支柱产业之一，它为医学、药物学及生物学等学科的发展提供了 丰富的物质基础。
生物医用材料的分类
结构蛋白 天然生物医用材料 结构多糖 生物复合纤维 生物矿物 合成生物医用材料
4
生物医学复合材料（biomedical composites）
生物医学复合材料是由两种或两种以上不 同材料复合而成的生物医学材料，主要用于修 复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人 工器官的制造。其中钻合金和聚乙烯组织的假 体常用作关节材料；碳-钛合成材料是临床应 用良好的人工股骨头；高分子材料与生物高分 子（如酶、抗源、抗体和激素等）结合可以作 为生物传感器。
（一）
生物医用材料 材料属性
人工合成的生物材料较多，大致可以分为以下几类
1 生物医学金属材料（biomedical metallic materials）
医用金属材料是作为生物医学材料的金属 或合金，具有很高的机械强度和抗疲劳特性， 是临床应用最广泛的承力植入材料，主要有 钴合金（co-cr-ni）、钛合金（ti-6a1-4v）和 不锈钢的人工关节和人工骨。镍钛形状记忆 合金具有形状记忆的智能特性，能够用于矫 形外科、心血管外科。
《生物医用材料》课件
案例二
总结词
药物载体的新选择
详细描述
可降解高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性，是 药物载体的理想选择。这种材料可以在体内降解，减少了 对身体的副作用和不良反应。
总结词
材料的合成与改性
详细描述
为了提高可降解高分子材料的载药量、稳定性和靶向性， 需要进行合成和改性研究。通过化学修饰和共聚等手段， 可以改善材料的性能，提高药物的包覆率和释放效果。
系统生物学与生物医用材料
结合系统生物学的研究方法，深入探究生物医用材料与人体组织之间 的相互作用机制，为新材料的研发和应用提供理论支持。
05
案例分析
案例一
总结词
骨修复领域的创新应用
详细描述
生物活性玻璃陶瓷材料是一种新型的骨修复材料，具有良 好的生物相容性和骨传导性。它在骨修复领域的应用已经 得到了广泛认可，能够有效地促进骨组织的再生和修复。
某些生物医用材料具有诱导骨形成的特性，可通 过体内外实验验证其诱导骨生成的潜力。
生长因子活性
某些生物医用材料能够吸附和释放生长因子，促 进组织再生，可通过实验验证其生长因子活性。
抗菌性能
某些生物医用材料具有抗菌性能，可抑制微生物 的生长，可通过实验验证其抗菌效果。
体内植入实验
短期植入
功能评价
将生物医用材料植入动物体内，观察 短期内的组织反应和材料性能变化。
总结词
应用范围与限制
详细描述
可降解高分子材料在药物载体领域的应用已经得到了广泛 的研究和探索。然而，其应用仍受到一些限制，如材料的 降解速度和药物的释放速度需要精确控制，同时也需要进 一步研究其长期稳定性和安全性。
案例三
总结词
癌症治疗的新突破
生物医用材料简介
生物医用材料简介
汇报人： 2024-01-09
目录
• 生物医用材料的定义与分类 • 生物医用材料的特性与要求 • 生物医用材料的应用领域 • 生物医用材料的发展趋势与挑
战 • 生物医用材料的未来展望
01
生物医用材料的定义与分类
定义
01
生物医用材料是指用于诊断、治 疗、修复或替换人体组织、器官 或增进其功能的非金属、非陶瓷 类无机非金属材料。
药物缓释技术
利用生物医用材料制备的药物缓释剂 ，可在一定时间内持续释放药物，减 少服药次数和剂量。
组织工程
人工器官
利用生物医用材料和细胞工程技术， 可以构建人工器官，以替代病变或损 伤的器官。
组织修复
生物医用材料可以用于修复和再生人 体组织，如皮肤、骨骼、肌肉等。Βιβλιοθήκη 再生医学干细胞培养
生物医用材料可以作为干细胞培养的支架，促进干细胞增殖和分化，实现受损组织的再生修复。
总结词
生物活性是指生物医用材料能够与人体细胞或组织发生相互作用，促进细胞生长 、分化、修复等功能的能力。
详细描述
具有生物活性的材料能够与人体细胞或组织形成紧密的结合，增强材料与人体之 间的相互作用，促进组织再生和功能恢复。生物活性可以通过材料的表面改性、 生长因子加载等方式实现。
安全性
总结词
安全性是指生物医用材料在使用过程中对人体的无害性，以 及在生产、储存、运输等环节中的安全性。
生物医用材料
不锈钢
钴基合金
可锻可铸，机械性能好 价格高，加工难、 常用来制作人工关节的金 硬度有硬，中，软之分 应用不够普及 属间华东联接。
质轻强度高，生物相容性 好及记忆效应，抗疲劳性 及耐腐蚀性好
钛和钛合金
价格高昂
用于齿科、骨科。人工齿龈， 人工下颚骨、颅骨修复网支撑、 心脏瓣膜支架等众多领域 用于人工假肢、估损修复，修 复肌腱、神经和血管的钽丝
多孔材料和复 合材料
性能固定牢靠，减少关 制备困难，成 节的磨损 本高
不锈钢 3Cr13和 4Crl3型马氏体不锈钢用于医疗器械， 如刀、剪、止血钳、针头等。 00Cr18Ni10型奥氏体不锈钢可制作各种人工关节 和骨折内固定器；在口腔科常用于镶牙、矫形和牙 根种植等器件的制作。
不锈钢骨固定螺钉和骨固定板
无机生物医用材料
无机生物医学材料从主要成分来看，包括 生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料。1808年就已 用陶瓷来镶牙，近20年来由于无机生物学材料 性能的改善及复合材料发展的需要，这类材料 的研制和应用都有了较大的发展。
1、生物陶瓷
（1）普通生物陶瓷
多用于假牙制作，硬度及耐磨性优于树脂 制品。材料的化学性质差，生物相容性好。 主要成分为磷酸钙，植入人体后可以降解 吸收，由于被怀疑会引起淋巴结增生，现 已停止对其研究。
常见生物医用金属材料
名称
贵金属 优点 缺点 应用领域
牙科修复材料，制作植入体内 的器件的电极和导线材料，磁 性铂用于眼脸功能的修复。 体内植入的阴性对照材料，接 骨板、骨螺钉、齿冠、齿科矫 正器具等。
贵金属及其合金的耐腐 生物相容性差 蚀和机械性能优良 易加工，价格低
不锈钢耐腐蚀性 和机械性能不如 钴基合金
中国生物医用材料市场
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生物医用材料的种类
（1）生物医用金属材料 生物医用金属材料是作为生物医学材料的金属或合金，主要有钴合金、钛合金和不锈 钢的人工关节和人工骨。
（2）生物医用高分子材料
生物医用高分子材料分为天然医用高分子材料和合成医用高分子材料，其中软性材料 常用来作为人体软组织如血管、食道和指关节等的代用品。 （3）生物医用复合材料 生物医用复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医功能以及人工器官的制造。其中钴合金和聚乙烯组织
的假体常用作关节材料；碳-钛合成材料是临床应用良好的人工股骨头。
生物医用材料的现实意义 不仅挽救了数以千万计危重病人的生命，显著降低了心血管病、 癌症、创伤等重大疾病的死亡率，而且极大地提高了人类的健康水平 和生命质量。同时其发展对当代医疗技术的革新和医疗卫生系统的改
第一节 生物医用材料概述
负责人：李梦玲 郭智妍
目录
生物医用材料的内涵
生物医用材料的种类 生物医用材料的现实意义 发展前景 实例
生物医用材料的内涵
生物医用材料(Biomedical Materials)，又称生物材料(Biomaterials)，是用于诊断、治 疗、修复或替换人体组织或器官或增进其功能的一类高技术新材料，可以是天然的，也可 以是合成的，或是它们的复合。 生物医用材料不是药物，其作用不必通过药理学、免疫学或代谢手段实现，为药物所不 能替代，是保障人类健康的必需品，但可与之结合，促进其功能的实现。
革正在发挥引导作用，并显著降低了医疗费用，是解决当前看病难、
看病贵及建设和谐稳定的小康社会的重要物质基础。
发展前景
再生医学的发展将萌生一个再生医学产品的新产业，未来20年内其市场
销售额将突破US$5000亿元。再生医学产品主要由干细胞、以生物材料为支 架的组织工程化组织和器官、以及可供移植的生物组织和器官所构成，生物 医用材料是其发展的基础。
实例
目前骨肿瘤较常用的临床治疗方法有手术治疗、放射治疗和化学治疗。传 统的放疗与化疗都具有较大的副作用，手术治疗通常会有骨肿瘤细胞残余且造 成大块的骨缺损。如何制备出兼具治疗骨肿瘤和修复骨缺损的生物材料是一项 很大的挑战。
2015年11月，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员吴成铁与常江带领的研 究小组首次提出将骨组织工程与光热治疗相结合的思想。
生物陶瓷与氧化石 墨烯复合支架
在体外骨肿瘤细胞杀伤 率达到90% 促进骨间充质干细胞的增殖 与成骨分化
图五
图四