生物医学金属材料及其应用
金属配合物材料的制备及其应用
金属配合物材料的制备及其应用金属配合物材料是材料学中一种重要的材料类型，它主要由金属和配体组成，在化学上具有复杂的结构和性能。
这种材料具有良好的光、电、磁性等性质，并且具有较高的生物相容性，在化学、生物医学、材料等领域应用广泛。
金属配合物材料制备的方法主要有溶液法、气相法和固相法三种。
其中，溶液法是最广泛应用的制备方法。
其基本方法是将金属离子和配体分散在溶液中，然后利用其配位反应生成金属配合物材料。
溶液法具有操作简单、生成的材料具有良好的均匀性和结晶性等特点。
气相法是指将金属原子和配体气体在适当条件下作用形成金属配合物材料。
此种方法具有生成的材料纯度高、质量均一等特点，适用于微电子技术和材料科学领域。
固相法是将金属离子和配体分散于固态体系并通过固态反应生成金属配合物材料。
此种方法适合制备内部结构较为复杂的金属配合物，确保化学反应的纯度、实现产品的高效率生产。
金属配合物材料的应用非常广泛。
以生物医学领域为例，金属配合物材料可以用作医用设备、生物传感器、药物递送系统等方面。
由于其高度的生物相容性和可控性，使其在研究、医药方面有广泛应用空间。
在化学领域，金属配合物材料的重要应用在于催化反应。
其表面能在化学反应中起到关键作用，金属配合物的多种形态和化学性质能形成多种反应模式。
这种材料广泛应用于有机重要化学品制造业，体现了在新型环保化工领域的广泛应用。
总之，金属配合物材料作为化学、生物医学和材料领域的主要研究对象，在制备、应用方面都有不错的前景。
精细化制备、改进功能特性、精准控制性能的需要，使其在新材料领域有重要的发展作用。
浅析生物医学材料的应用
浅析生物医学材料的应用摘要：生物医学材料是当今社会医疗保健的一种高新技术产业，由于生物医学材料较其他化学材料来说毒副作用比较小，而且生物相容性是非常好的，因此，人们对生物医学材料的使用越来越广泛。
其在医学领域得到广泛应用，主要应用于各种外伤或疾病引起的组织器官破损修复，最为经典的就是假牙假皮移植，骨骼替换和神经修复。
本文将浅析生物医学材料各种分类及其应用。
关键词：医学材料；临床应用；器官修复生物医学材料是一种毒副作用较小，生物相容性比较好的具有特殊性能和特殊功能的一种医用材料，它对人的生命，组织器官是无害的。
它的发展是以提升人类卫生健康水品，疾病治疗，医疗保健为目的一种生物材料。
随着人口老龄化和中青年创伤的增长，人们对生物医学材料及成品的需求逐步增加。
过往陈旧的生物医学材料以及不足以满足人们的治疗需求，新型的生物医学材料如雨后春笋。
例如各类新型的假肢以及可以做到和人类原有的手臂相差无几，包括外形手感及功能。
下文便是对新型医学材料的介绍。
1新型医学材料的概述生物医学材料是与生物系统直接作用，用以诊断、医治或置换生物机体由疾病或外伤引起的组织器官破损以及增强组织细胞功效的材料。
1.1 医学材料的发展背景生物医学材料快速发展的原因主要有四个：人口老龄化加剧、人体组织器官寿命有限、中青年创伤增加、人民生活水平提高及健康意识的增强。
而国家政策有时也推动着产业的发展。
我国是拥有14亿人口的人口大国，人口老龄化及青年创伤高速增加，创伤住院人员已经成为仅次于恶性肿瘤即癌症的第二大住院人员。
生物医学材料存在庞大的潜在市场，特别是在国民经济的发展同时人民生活水平的不断提高，人民对生物医学材料的需求与日俱增。
以生物医学材料包裹药物，可以预测生物医学材料在癌症、白血病和老年痴呆等的治疗拥有着广阔的市场空间。
1.2 国内外发展现状我国与印度由于人口众多具有极大的市场潜力，国内的生物医学材料企业也是拔地而起，如乐普医疗、泰格医药等。
生物医药新材料的制备技术及应用前景
生物医药新材料的制备技术及应用前景随着科技的不断发展和生物医药行业的不断壮大，生物医药新材料的开发和制备逐渐成为了行业的热点。
生物医药新材料的研发和应用，对于推动医药行业的发展，提高人类的医疗水平，具有重要的意义。
本文将从生物医药新材料的制备技术和应用前景两个方面，详细探讨其发展现状和未来发展趋势。
一、生物医药新材料的制备技术现状1、纳米材料技术纳米材料技术是目前生物医药材料研究的前沿领域，其在医疗诊断、生物成像、药物递送等方面具有很大的应用前景。
纳米材料主要由金属、合金、氧化物、石墨烯等材料组成，具有特殊的光学、电学、磁学、热学等性质。
纳米材料在医学上的应用主要包括生物诊断、肿瘤治疗、药物递送、组织工程等多个方面。
2、仿生材料技术仿生材料技术是生物医药材料领域的另一大研究热点。
仿生材料是指能够与人体组织相容、能够模拟自然组织形态及其功能的材料。
目前，仿生材料的研究主要涉及人工心脏瓣膜、人工关节、人工骨、皮肤等。
3、生物可降解材料技术生物可降解材料是近年来生物医药材料领域的新兴研究方向，其特点是能够在人体内自行降解并排出，从而降低了对人体的伤害。
生物可降解材料主要由聚酯、聚酰胺、氨基酸等材料组成，主要应用于输液袋、缝合线、医用绷带等领域。
以上三种材料制备技术是当前生物医药材料领域的主流研究方向，其应用前景广阔，对于推动生物医药产业的发展和提升人类的医疗水平都有着重要的作用。
二、生物医药新材料的应用前景1、生物诊断领域纳米材料的应用在生物诊断领域具有潜在的市场。
利用纳米材料对人体的光学、电学、磁学等性质，可以实现对人体内部的快速、准确、无创的诊断。
例如在纳米荧光探针技术的应用中，利用纳米颗粒能够自发发光的性质，快速、高灵敏的检测出人体过敏源、细菌等有害物质的存在。
2、药物递送领域纳米材料的应用在药物递送领域也受到了广泛关注。
利用纳米材料可以让药物更好地靶向治疗，减少药物的副作用。
例如在纳米粒子药物递送技术的应用中，利用纳米颗粒可以传递药物，并通过良好的特异性与病变组织配合，实现了药物在病变处的局部治疗。
生物材料 第03章 医用金属材料
➢ 最后就是不锈钢在人体内表现为生物惰 性，表面无生物活性，植入人体后与周 边肌体组织的结合不牢固，易于松动， 有时会影响植入治疗效果。
➢ 1、引言 ➢ 2、医用不锈钢的特点 ➢ 3、医用不锈钢存在的问题和不足 ➢ 4、医用不锈钢的研究与发展
4.1 医用无Ni奥氏体不锈钢 4.2 医用不锈钢的表面改性 4.3 抗菌不锈钢
学性能；
➢ 从近年来新修订的国际标准IS05832- 9 (低N i+ N医用 奥氏体不锈钢, 对应美国标准ASTM F1586 ) 中可见, 利用N 元素来代替不锈钢中的部分Ni元素, 可显著提 高不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能；
➢ 对比研究高N 无N i不锈钢和医用Co-Cr-Mo 合金 ( Co62-Cr28-M o6, 余为N i等)的力学性能和生物学性 能表明, 高N 无Ni不锈钢的力学性能与Co-Cr-M o合金 相近, 而其耐点蚀性能和血液相容性明显优于钴铬钼 合金, 表现出更高的点蚀点位、更长的动态凝血初凝 时间(高出约25% )和更佳的抗血小板黏附性能；
金属生物材料浸泡在体液中，而体液 含有蛋白质、有机酸(如乳酸) 、碱金属 和无机盐等。
➢ 钠、钾、钙、氯等离子均为电解质，可使金 属产生腐蚀。
➢ 蛋白质与金属间相互作用, 引起非电化学降解。
➢ 金属的不纯产生局部原电池腐蚀, 或结合处磨 损、应力集中和疲劳性断裂。
临床应用金属生物材料腐蚀问题应重点关注 口腔材料和其他种植体材料。
4.1 医用无Ni奥氏体不锈钢
➢ 在1994年颁布的欧洲议会94/27/EC标准中 , 要求植入 人体内的材料(植入材料、矫形假牙等)中的Ni含量不 应超过0.05%；
➢ 研究开发医用低Ni和无Ni奥氏体不锈钢已经成为国际 上医用不锈钢的一个主要发展趋势。其原理是利用廉 价的N 元素(或N和Mn的共同作用)代替不锈钢中昂贵 的Ni元素来稳定不锈钢的奥氏体组织结构, 从而使不 锈钢继续保持其优异的力学性能、耐腐蚀性能和生物
生物医用材料-第三次课
丁建东教授，65年生于江苏盐城。88年本科毕业于复旦大 学生命科学院生物物理专业；91年6月和95年1月分别于复 旦大学材料科学系和高分子科学系获得高分子化学与物理 专业硕士和博士学位；98年8月至99年8月于英国剑桥大学 材料系从事博士后研究；2004年8、9月在德国海德堡大学 作为高级访问学者。91年毕业留校，现为复旦大学高分子 科学系教授、博士生导师、生物医用材料课题组长, 教育部 长江特聘教授；复旦大学药学院兼职教授。 2004年起，担任聚合物分子工程教育部重点实验室主任； 2011年11月起，担任新成立的聚合物分子工程国家重点实 验室主任。
已取得学位的同学及其去向 博士
已取得学位的同学及其去向 硕士
评价力学性能最重要的指标： 抗压强度，抗拉强度，屈服强度，弹性模量，疲劳极限和断裂韧性等。
2.6 常用的生物医用金属材料
镁合金
稀土金属
磁性材料
不锈钢
医用金属 材料
贵金属及 钽铌锆
钴基合金
镍钛形状 记忆合金
钛和钛基
合金
6
2.6.1
医用不锈钢
2.1 医用金属材料概述
7
8
9
2.6.2 钴基合2.金1 医用金属材料概述
5，晶间腐蚀：发生在材料内部晶粒边界上的一种腐蚀，可导致材 料力学性能严重下降。一般可通过减少碳，硫，磷等杂质含量等手 段来改善晶间腐蚀倾向； 6，磨蚀：植入器件之间切向反复的相对滑动所造成的表面磨蚀和 腐蚀环境作用所造成的腐蚀。不锈钢的耐磨蚀能力较差，钴基合金 的耐磨蚀能力优良； 7，疲劳腐蚀：材料在腐蚀介质中承受某些应力的循环作用所产生 的腐蚀，表面微裂纹和缺陷可使疲劳磨蚀加剧。因此，提高表面光 洁度可改善这一性能； 8，应力腐蚀：在应力和腐蚀作用共同作用下出现的一种加速腐蚀 的行为。在裂纹尖端处可发生力学和电化学综合，导致裂纹迅速扩 展而造成植入器件断裂失效。钛合金和不锈钢对应力腐蚀敏感，而 钴基合金对应力腐蚀不敏感。
生物医用金属材料的研究及其应用前景
生物医用金属材料的研究及其应用前景随着医疗技术不断发展，生物医用金属材料的应用在各个领域都得到了极大的推广。
金属材料因其高强度、导电性、耐腐蚀性等特性成为了生物医用领域中不可替代的材料。
在人造关节、牙科修复、内部支架等医疗器械中，金属材料的应用有着不可替代的重要作用。
一、生物医用金属材料的分类生物医用金属材料按其在人体内的应用可以分为两类：内部应用金属材料和外部应用金属材料。
内部应用金属材料主要包括人造关节、植入材料、牙科修复等。
此类金属材料主要应用在人体内，因此更需要考虑生物相容性和生物安全性。
一般来说，内部应用金属材料都需要经过严格的生物相容性和生物安全性评估后才能投入使用。
此类金属材料常用的材质有钛合金、铬钼合金、钴铬合金等，这些金属材料的耐磨性和稳定性优异，能够承受人体内部的各种力量，而不会受到破坏。
外部应用金属材料主要包括医疗仪器、手术器械、医用终端设备等。
此类金属材料更多地应用在医疗环境中，具有较高的机械强度、化学稳定性和防腐性。
因此材质一般选择不易生锈的金属，如不锈钢、镍钛合金等。
二、生物医用金属材料的优点生物医用金属材料的优点在于材质的高强度、良好的生物相容性和生物安全性，以及材料的高耐磨性和稳定性。
此外还有材料导电性良好等特点，可用于将电子设备与人体内部进行连接或控制。
在人工关节的应用中，钛合金、铬钼合金和钴铬合金具有非常好的耐磨性和生物相容性，可以承受人体内部的高强度力量，因此得到了广泛的应用。
在牙科修复和植入材料中，金属材料代替了传统的牙齿修复材料，能够更好地承受人体内部的压力和力量。
三、生物医用金属材料的应用前景随着人民生活水平和医学科技的不断提升，人们对于生物医用金属材料的应用需求越来越高。
尤其是在人造关节、牙科修复、植入材料等领域有着广泛的应用前景。
而新型生物医用金属材料的研发也为生物医学领域带来了无尽的可能性，特别是对于金属材料的开发，以及在多项应用领域中的应用，都有着广阔的发展前景。
(仅供参考)生物医用金属材料
第二章生物医用金属材料◆第一节概述◆第二节生物医用金属材料的特性与生物相容性◆第三节常用的医用金属材料◆第四节医用金属材料研究进展第一节概述生物医用金属材料用于整形外科，牙科等领域。
由它制作的医疗器件植入人体，具有治疗，修复，替代人体组织或器官的功能，是生物医用材料的重要组成部分，其在医用材料中占45％，而高分子材料也占45％。
生物医用金属材料是人类最早利用的生物医用材料之一，最重要的应用有：骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。
这种材料在人体内生理环境条件下长期停留并发挥其功能，其首要条件是材料必须具有相对稳定的化学性能，从而获得适当的生物相容性。
迄今为止，除医用贵金属、医用钛、钽、铌、锆等单质金属外，其他生物医用金属金属材料都是合金，其中应用较多的是：不锈钢、钴基合金、钛合金、镍钛形状记忆合金和磁性合金等。
第二节生物医用金属材料的特性与生物相容性生物医用金属材料具有优良的力学性能、易加工性和可靠性，但是金属材料很难与生物组织产生亲和，一般不具有生物活性，它们通常以相对稳定的化学性能，获得一定的生物相容性，植入生物组织后，总是以异物的形式被生物组织所包裹，使之与正常的组织隔绝。
组织反应一般根据植入物周围所形成的包膜厚度及细胞浸润数来评价。
作为生物医用金属材料，首先必须满足两个条件：1.无毒性；2.耐生理腐蚀性。
一、金属材料的毒性生物医用金属材料植入人体后，一般希望能在体内永久或半永久地发挥生理功能，所谓半永久对于金属人工关节来说至少在15年以上，在这样一个相当长的时间内，金属表面会有离子或原子因腐蚀或磨损进入周围组织内，因此，材料是否对生物组织有毒就成为选择材料的必要条件。
当然，合金化（某些有毒的金属单质与其他金属元素形成合金后），可减少甚至消除毒性。
因此合金的研制对开发新型生物医用材料具有重要意义。
另外，采用表面保护层和提高光洁度来提高抗腐蚀能力。
金属的毒性可以通过组织或细胞培养、急性和慢性毒性试验、溶血实验等来检测。
常用的生物医学材料
生 物 传 感 器
生物传感器利用生物功能性物质的分子识别功能，有选 择的检测反应物质并把各种变化转换成可测信号。高分 子刺激响应材料多制成膜，膜孔的闭张状态可由环境因 素所控制，或是高分子链的构型、构象，理化特性会对 刺激因素发生变化
常用的生物医学材料
本节介绍几种常用的生物医学金属材料、 无机生物医学材料、高分子生物医学材料，以 及最近受到人们普遍关注的、有望制造出具有 高生理功能的人工器官的杂化生物医学材料。
本节介绍几种常用的生物医学金属材料、无机 生物医学材料、高分子生物医学材料，以及最近受到 人们普遍关注的、有望制造出具有高生理功能的人工 器官的杂化生物医学材料。
一、生物医学金属材料
金属材料是生物医学 材料中应用最早的。由金 属具有较高的强度和韧性， 适用于修复或换人体的硬 组织，早在一百多年前人 们就已用贵金属镶牙。随 着抗腐蚀性强的不锈钢、 弹性模量程骨组织接近铜 铁合金，以及记忆合金材 料、复合材料等新型生物 医学金属材料的不断出现， 其应用范围也在扩大。
3.与细胞的杂化
人工材料与细胞的杂化最早用于人工血管的伪内膜法。杂化 细胞材料还可用于生物传感器，还可制造生物人工器官。
人工血管
人工仿真耳
人工髋关节
END
常用的抗凝措施是：材料表面的肝素化、亲水化、负电荷化、 化学惰性化和生物活性化：也有采取假内膜或培育一层内皮细胞的 技术措施的。对高分子材料进行分子设计改性也望可取得较好的血 液相容性。
2.药用高分子材料
高分子化合物主要的三个方面 （1）作为控制释放药物的载体。 （2）作为药物使用。 （3）作为药物制剂的辅助材料。 特别是采用智能高分子材料，可使药物释放体系 （DDS）智能化。此体系的特点是药物是否需要可由药剂 本身判断，它可感知疾病引起的化学物质及物理量变化的 信号，药剂能对信号响应并自主地控制药物的释放。
生物医用材料的研究及其应用
生物医用材料的研究及其应用生物医用材料指的是经过认证的材料，在生物医学领域中，在患者身体内使用，用于替代或者修复生物组织或者器官。
目前，生物医用材料的研究和应用已成为医学领域的热门话题。
生物医用材料可以作为辅助手段，有效地延长生命，提高患者的生活质量。
随着科技的发展，生物医用材料已经涉及到许多领域，例如生物医学工程、生命化学、生理学、表面化学以及材料科学等等。
这些领域的研究为生物医用材料的发展提供了无限的可能性。
目前主要的生物医用材料有金属材料、塑料材料、生物陶瓷和软组织替代材料等。
在医疗领域，生物医用材料可以用于多种用途。
一些有机材料可以被用来代替受损或者失去的人体组织。
例如：医生们常使用聚合物材料来替代受损或者生长缓慢的骨组织，而生物陶瓷则可用于制作人工髋关节和人工牙齿等。
另外，生物医用材料也可以修复或者替代心脏瓣膜、血管和大脑组织等重要器官。
生物医用材料的应用范围非常广泛，包括人类医疗保健、牙科、兽医、农业和工业等领域。
钛制人工髋关节和心瓣膜目前应用最多，具有良好的耐用性，而聚乙烯和聚丙烯等塑料材料则可以被用来制作接近无伤口的手术器械。
生物医用材料的研究一般包括生物材料的设计、合成、表征和性能评估等方面。
当前的研究重点在于开发新型生物医用材料，这些材料既能够优化生物组织的再生，又能够满足生理和物理特性的要求。
生物医用材料的开发和设计离不开大量的实验室实践和动物实验，其实践过程也具有一定的争议性。
例如动物实验引起了一些组织学家和动物保护主义者的反对，但也有很多的人认为这些实验具有对人类健康做出重要贡献的潜力。
针对传统的实验方法，越来越多的研究开始采用先进的生命模拟软件和数字模拟技术来实现快速的材料设计和优化生物医用材料。
总之，生物医用材料是现代医疗领域中不可或缺的成分。
研究和应用生物医用材料也有利于改善健康状况和生活质量。
生物医用材料研究的发展已经为医学界的各个领域提供了很多机会，未来预计会有更多的新型材料被开发出来，这些材料能够更好地适应不同的医疗需求。
生物材料的种类及其在医学中的应用
生物材料的种类及其在医学中的应用随着计算机技术和各种新材料的发展，人类的医疗水平也在不断提升。
其中，生物材料的应用越来越广泛，其中包括人造骨骼、组织工程材料和生物医用材料等。
本文将探讨生物材料的种类及其在医学中的应用。
一、生物陶瓷材料生物陶瓷材料广泛应用于人体中，因其为人体提供了合适的表面、生物相容性和生长环境。
其适用于人造骨骼、牙科修复和人工关节。
生物陶瓷的种类包括氧化铝、钛酸锆、磷酸钙和羟基磷灰石等。
生物陶瓷具有良好的生物活性，可促进新骨组织生长。
此外，它们的耐磨性和化学稳定性也很高，使得它们能够承受复杂的力学负荷和各种环境的化学反应。
举例来说，氧化铝作为生物陶瓷，可用于人造髋关节和牙科修复。
由于其硬度高，可以承受较大的负荷。
与此同时，其表面组织活性可促进新骨的生长，从而使得新骨组织和陶瓷之间形成良好的结合。
二、生物高分子材料生物高分子材料常用于组织工程、药物传递和医疗用途。
主要组成成分是蛋白质、多糖和脂质。
此外，还包括纤维蛋白、胶原蛋白和明胶等材料。
生物高分子材料的应用范围广泛，涉及心血管、神经、肌肉和皮肤等多个方面。
生物高分子材料具有天然和人工两种来源。
例如，明胶材料通常从动物骨骼、鱼类皮肤、海绵和软体动物中提取。
组织工程领域是生物高分子材料最广泛应用领域之一。
药物传递方面，生物高分子材料广泛用于缓解药物释放，并提高其生物利用度。
在生产过程中，还可通过改变材料的物化属性，调控药物生物可用性。
三、金属和合金生物医用金属材料主要是钛和其合金，应用于人造关节、体内矫形器和牙科修复。
冷轧钛和其合金、不锈钢和镍钛合金是常用的金属材料。
钛和其合金具有优异的抗腐蚀性、生物相容性和生物与力学稳定性。
与其他金属材料相比，其比重更轻、更容易成形和可加工性强，能够回收再利用。
钛及其合金在人造关节中广泛应用，广泛为医生、患者和康复人员所接受。
例如，人工切膝关节及人造髋关节等医疗设备，均采用钛及其合金材料。
四、生物降解材料生物降解材料可被人体代谢掉，因此具有甚至是最安全的医疗设备。