纳米生物医用材料的进展研究样本
生物医用材料的研究进展
生物医用材料的研究进展生物医用材料是指可用于修复或替代受损组织或器官的具有生物相容性并可与人体组织长期稳定相处的医用材料。
随着人们对医疗技术和生物工程技术的不断深入研究和应用，生物医用材料的研究也日渐成熟，医疗技术得到了前所未有的进步。
本文将探讨当前生物医用材料研究的进展。
一、纳米近年来，随着纳米技术的飞速发展，纳米生物医用材料逐渐走进人们的视野之中，成为生物医用材料的重要研究方向。
纳米材料具有超强的比表面积和可调控的物理、化学性质，可以被设计成具有多种功能的纳米生物材料，从而实现生物医用领域的革命性突破。
例如，目前已经开发出了许多纳米生物医用材料，如纳米金粒子、纳米磁性材料、纳米有机材料等等，这些纳米生物材料可以用于体内分子成像、疾病治疗、药物传输等领域。
此外，研究人员还发现纳米生物材料在药物释放、组织工程、生物传感器等方面具有重要应用价值，是生物医学领域的重要研究方向。
二、生物可降解材料的研究进展生物可降解材料具有良好的生物相容性和降解性，可以逐渐降解为人体正常代谢物，不会对人体产生明显的毒性和副作用，是近年来重要的生物医用材料研究方向之一。
其中最有代表性的生物可降解材料就是聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等聚酯类材料。
这些材料具有优良的生物相容性和机械性能，在心血管支架、骨修复、软组织修复、药物运载等领域得到广泛应用。
随着生物可降解材料的不断改进和完善，最大限度地降低了人体对材料的反应和损伤，也为人们提供了更加安全、有效的生物医用材料。
三、生物仿生材料的研究进展生物仿生医用材料是指模仿自然界中的生物材料进行设计和制造的材料。
这些仿生材料具有类似生物组织的结构和功能，可以更好的与人体组织相容，从而实现生物修复和再生。
生物仿生材料研究领域涉及材料科学、生物学、化学等多个学科，目前已经取得了一些重要的进展。
例如，利用仿生材料制造出类人软骨、肌肉等组织，不仅提高了医疗修复效果，而且为人体仿生技术的发展奠定了基础。
新型纳米材料在生物医学中的应用研究
新型纳米材料在生物医学中的应用研究随着人们对于生物医学疾病诊疗需求的不断提高，新型纳米材料在这一领域中的应用也越来越受到科学家们的关注。
作为一种基础材料，纳米材料的尺寸近似与生物分子的尺寸，可以通过表面修饰来获得生物学特性。
本文将就新型纳米材料在生物医学中的应用研究进行阐述。
1. 纳米材料在生物成像中的应用纳米材料已经被应用在生物成像领域，如平面断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）、荧光成像等，成为图像对比剂。
其中，纳米氧化铁（Fe3O4）是目前最常用的MRI对比剂，由于其优异的磁性和生物相容，使用纳米氧化铁作为对比剂可以极大提升疾病的检测效率。
例如，研究人员们成功制备了一种纳米材料，其在MRI中展现出良好的对比特性，并且可以用于非侵入式诊断肝部疾病。
同时，纳米材料作为荧光成像方面的对比剂也日渐成为研究的热点，可以用于肿瘤和神经细胞的成像等。
2. 纳米材料在药物输送中的应用纳米材料在治疗中的应用又是一个热门领域。
由于微型纳米材料具有独特的特性，如高比表面积、吸附性能、低毒性、低免疫原性等，因此成为细胞内部药物输送的理想载体。
通过表面修饰，可制得脂质纳米颗粒、聚合物纳米颗粒等无机纳米颗粒，作为药物载体大大改善了药物的疗效，并能有效减少副作用。
如目前有一项针对癌症的研究，在纳米材料中载入化疗药物，并通过表面修饰增加该材料进入癌细胞的能力，实现了更加精准和有效的癌症治疗。
3. 纳米材料在疾病治疗中的应用除了在药物运输上的应用外，微纳米材料本身也具有良好的抗疾病能力。
纳米材料的特殊形态、性质以及分子尺寸的小，其优点为能够快速进入人体组织器官，从而实现快速治疗。
举例来说，一种名为“吲哚氯化物”的纳米颗粒，被发现具有免疫调节和免疫刺激作用，由此可以有效治疗过敏和自免疫病。
总结：随着生物医学技术和材料的不断发展，新型纳米材料在生物医学应用中开辟了全新的领域。
纳米材料具有特殊的结构、尺寸和表面化学等性质，可以实现更加准确和有效的药物输送、疾病治疗、成像检测等应用。
国家自然基项目 纳米生物医用材料
国家自然基项目纳米生物医用材料国家自然科学基金项目：纳米生物医用材料一、引言纳米技术在生物医学领域的应用，尤其是纳米生物医用材料的研究和开发，已经成为当前医学研究的热点之一。
纳米生物医用材料以其独特的纳米级尺度特征和可调控的生物相容性，成为医学领域的新型功能材料，对于疾病的早期诊断、治疗和组织再生具有巨大潜力。
二、研究内容本项目的主要研究内容包括纳米生物医用材料的合成与制备、性能与表征研究以及在生物医学应用中的探索与应用等方面。
1.纳米生物医用材料的合成与制备本项目将重点研究高效合成生物相容性材料，并探索不同纳米结构、形貌和尺寸对材料性能的影响。
利用纳米技术和生物分子修饰技术，实现纳米材料的可控制备。
2.性能与表征研究对合成的纳米生物医用材料进行全面的性能和表征研究，包括形貌结构、化学组成、物理性质以及生物相容性等方面的分析。
通过各种表征手段如透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射等技术手段，深入了解纳米材料的纳米特性和生物学特性。
3.生物医学应用的探索与应用本项目将在诊断与治疗领域，探索纳米生物医用材料的应用潜力。
主要包括纳米材料在肿瘤治疗、基因治疗、药物传递等领域的应用研究。
通过纳米材料的特殊性能和生物学特性，提高疾病治疗的效果，促进组织再生和修复。
三、重要意义1.丰富了纳米材料的合成与制备技术，为纳米技术在生物医学领域的应用提供了新的方法和手段。
2.提高生物医用材料的性能和功能，促进了诊断与治疗领域的进一步发展。
3.推动了纳米技术与生物医学交叉领域的研究发展，加强了科技创新和产业升级。
四、研究方案与预期成果本项目的研究方案将采用综合性的实验方法，包括纳米材料的制备与表征、细胞与动物实验等。
预期的研究成果包括：纳米生物医用材料的制备与表征标准化技术、纳米材料在诊断与治疗领域的应用研究成果（如肿瘤治疗、基因治疗等）。
同时，通过发表相关学术论文、申请专利等方式，提高学术地位和科研水平。
综上所述，本项目将以纳米生物医用材料为研究对象，研究其合成与制备、性能与表征以及在生物医学应用中的探索与应用。
生物医用材料的研究与发展现状
生物医用材料的研究与发展现状生物医用材料是指应用于医疗领域的材料，其主要功能是作为医疗器械或药物的载体，或者作为组织修复和再生的支架。
随着现代医学的发展和技术的不断提高，生物医用材料的应用领域越来越广泛，对于提高医疗水平和改善人们生活质量起到了积极作用。
本文将从生物医用材料的分类、研究现状和发展趋势等方面进行探讨。
一、生物医用材料的分类生物医用材料的分类方式有很多种，按用途可分为功能性材料、修复性材料和组织再生材料；按来源可分为天然材料和合成材料；按形态可分为固态材料、流体材料和气相材料等。
下面将简要介绍其中几种常见的生物医用材料。
1. 金属材料金属材料是生物医用材料中应用最广泛的一类，其优点是强度高、稳定性好、可加工性强等。
目前常用的金属材料包括钛、钽、镁、锆、银等，在骨科、牙科、眼科、神经外科等领域得到了广泛应用。
2. 高分子材料高分子材料是一类含有大量重复单元的聚合物，其特点是生物相容性好、可加工性强、生物吸收性等。
常见的高分子材料有聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、聚酯多元醇（PEU）、聚乳酸-羟基磷灰石（PLA/HA）等。
它们在骨组织修复、软组织修复、人工血管等方面也有较广泛应用。
3. 磁性材料磁性材料是一类具有一定磁性的材料，其主要应用是为了实现对其在体内的跟踪、定位和靶向治疗。
常见的磁性材料有氧化铁、钙钛矿等。
4. 生物陶瓷材料生物陶瓷材料是一类由无机物质制成的材料，其应用主要集中在骨组织修复、关节假体、牙科修复等方面。
生物陶瓷材料具有很高的生物相容性、无毒性、能促进骨组织重建等优点。
目前常用的生物陶瓷材料有氧化锆、氢氧化钙、氢氧化磷灰石等。
二、生物医用材料的研究现状生物医用材料研究是生物医学工程领域的重要分支之一，其发展与人类生命健康息息相关。
随着生物医学技术的不断发展，生物医用材料的研究也越来越深入。
下面我们将从材料表面纳米结构、基因修饰、生物打印等几个方面介绍生物医用材料的研究现状。
纳米生物医用材料的进展研究
生物医用材料的研究进展生物医用材料是用来对于生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，它是研究人工器官和医疗器械的基础，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
研究动态迄今为止,被详细研究过的生物材料已有一千多种,医学临床上广泛使用的也有几十种,涉及到材料学的各个领域。
目前生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下寻找组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料，具体体现在以下几个方面：1. 提高生物医用材料的组织相容性途径不外乎有两种，一是使用天然高分子材料，例如利用基因工程技术将产生蛛丝的基因导入酵母细菌并使其表达；二是在材料表面固定有生理功能的物质，如多肽、酶和细胞生长因子等，这些物质充当邻近细胞、基质的配基或受体,使材料表面形成一个能与生物活体相适应的过渡层。
2. 生物医用材料的可降解化组织工程领域研究中,通常应用生物相容性的可降解聚合物去诱导周围组织的生长或作为植入细胞的粘附、生长、分化的临时支架。
其中组织工程材料除了具备一定的机械性能外，还需具有生物相容性和可降解性。
英国科学家发明了一种可降解淀粉基聚合物支架。
以玉米淀粉为基本材料，分别加入乙烯基乙烯醇和醋酸纤维素,再分别对应加入不同比例的发泡剂(主要为羧酸)，注塑成型后就可以获得支撑组织再生的可降解支架。
3. 生物医用材料的生物功能化和生物智能化利用细胞学和分子生物学方法将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等固定在现有材料的表面,通过表面修饰构建新一代的分子生物材料,来引发我们所需的特异生物反应,抑制非特异性反应。
例如将一种名叫玻璃粘连蛋白(ＶＮ)的物质固定到钛表面，发现固定ＶＮ的骨结合界面上有相对多的蛋白存在。
4．开发新型医用合金材料生物适应性优良的Zr、Nb、Ta、Pd、Sn合金化元素被用于取代钛合金中有毒性的Al、V等，如Ti -15Zr - 4Nb - 2Ta和Ti - 12Mo - 6Zr - 2Fe等合金的生物亲和性显著提高，,耐蚀及机械性能也有较大改善，Ti-Ni 和Cu、Zn、Al等形状记忆合金由于具有形状记忆和超弹性双重功能，在脊椎校正、断骨固定等方面有特殊的应用。
医用纳米材料的研究及临床应用
医用纳米材料的研究及临床应用近年来，纳米技术发展日新月异，对各行业产生了广泛的影响，医疗领域也不例外。
医用纳米材料是一种新型的治疗手段，具有广泛的应用前景和重大的临床意义。
本文将探讨医用纳米材料的研究进展和在临床中的应用。
一、医用纳米材料的研究进展1. 金属纳米粒子金属纳米粒子是目前研究最为广泛的一类纳米材料，它们具有热稳定性、生物相容性等优点，能够被用于癌症治疗、药物输送等方面。
研究表明，金属纳米粒子能够吸收光线产生热效应，对肿瘤细胞进行热疗，是一种热疗剂的有力补充。
2. 纳米粒子药物输送系统纳米粒子药物输送系统是指纳米材料被用作药物的载体，将药物精准地输送至病灶，减小药物对人体其他部位的损伤。
纳米粒子药物输送系统因其药物释放稳定、药效强、不良反应低等优点被广泛应用于多种疾病的治疗。
3. 纳米仿生材料纳米仿生材料是指将仿生学的思想用于纳米技术中的研究，使材料的结构和功能与生命体的组织和生命功能更加相近。
纳米仿生材料在生物医学领域中的应用越来越广泛，如人工肝、心脏支架等，已经成为一种重要的治疗手段。
二、医用纳米材料的临床应用1. 癌症治疗纳米技术在癌症治疗中的应用已引起广泛重视。
纳米粒子能够对肿瘤细胞进行热疗，同时也能够被用作各种药物载体，用于癌症的化疗和药物释放，避免药物的不良反应。
近年来，纳米技术不断上升，已经在肝癌、乳腺癌、胃癌、直肠癌等多种癌症中得到了成功的应用。
2. 神经系统病的治疗纳米技术在神经系统疾病中的治疗方面也有较好的应用。
钛板生长对于骨折和局部缺陷的修复效果显著，仿生材料的设计使肝脏、心脏等脏器的疾病得到了解决。
此外，依靠纳米技术可以精确的治疗神经疾病，比如说可以通过输送载体将药物输送至受损的神经细胞内。
3. 人工器官的制造纳米技术在人工器官制造方面也有很好的应用。
金属纳米粒子、生物可降解纳米材料、选择性光转换纳米材料等，为组织工程提供了更完善的支撑。
纳米仿生材料等，为人工器官的制造带来了突破。
生物医药领域中的纳米材料研究进展
生物医药领域中的纳米材料研究进展纳米技术是21世纪最具前景的科学技术之一，已经广泛应用在生物医药领域中。
由于纳米材料具有其它材料不具备的特性，例如纳米颗粒具有巨大的比表面积、可调控的光学性质、高感生率等，因此在药物输送、医用材料等领域具有广泛应用前景。
本文将重点讨论生物医药领域中的纳米材料研究进展，包括纳米医学、纳米生物学及纳米诊断的最新进展。
一、纳米医学1. 纳米粒子药物输送系统纳米粒子药物输送系统已经成为当前药物输送领域的热门研究方向。
这种技术通过将药物分散在纳米颗粒中，使得药物能够更好地被生物体吸收、摄取，并实现缓慢释放，提高药效。
最近的研究表明，纳米粒子药物输送系统不仅可以在治疗癌症、心血管疾病等疾病领域发挥作用，在传统药物输送领域也有广泛应用前景。
2. 磁性纳米粒子热疗磁性纳米粒子热疗是一种新型的疗法，正在生物医药领域中得到越来越广泛的应用。
这种技术利用铁磁性纳米粒子吸收外界磁场能量并将其转化为局部热能，从而杀死癌细胞。
磁性纳米粒子热疗不仅可以用于治疗癌症，还可以用于治疗其他疾病，例如感染、组织损伤等。
二、纳米生物学1. 纳米生物学的基本概念纳米生物学是指从纳米尺度的角度对生命现象进行研究的学科，它的发展已经成为当前生物学领域中最具挑战性和前沿的课题之一。
纳米生物学的应用范围涵盖了从生命的最基本单元——蛋白质、核酸，到生命体系的高级结构和功能，包括膜蛋白、细胞骨架、细胞器等。
2. 纳米生物学在药物寻找中的应用纳米生物学在药物寻找中的应用也是研究的重点之一。
通过纳米技术，可以分析蛋白质、核酸等在细胞内的组合和相互作用，从而寻找新的药物靶点。
此外，纳米技术还可以用于制备高效、靶向的药物载体，改善新药的吸收、代谢与排泄的性质。
三、纳米诊断1. 纳米生物传感器随着纳米技术的发展，纳米生物传感器也得到了广泛的关注。
它利用纳米材料的特有性质，可以对生物分子进行快速、准确的检测和诊断，额外具有高灵敏性、高选择性、成本低廉等优点。
纳米生物医学材料的研究及应用
纳米生物医学材料的研究及应用纳米生物医学材料是一种新型的医疗材料，它利用纳米技术和生物医学学科的交叉，使得医学诊疗与材料科学完美地结合起来。
该材料不仅具有高度的生物相容性和生物活性，还具有较大的比表面积和独特的分子识别特性。
近年来，纳米生物医学材料的研究和应用不断涌现，极大地推动了医学的发展。
以下是该领域的研究和应用进展的综述。
一、纳米生物医学材料的研究进展1. 纳米生物医学材料的种类纳米生物医学材料分为四大类：纳米粒子、纳米管、纳米小球和纳米晶体。
其中，纳米粒子可以被用于医学检测、药物运输和治疗；纳米管可以用于组织重建和治疗疾病；纳米小球可以用于疫苗传递和免疫学诊断；纳米晶体可以用于生物传感和药物释放。
2. 纳米生物医学材料性质的特点纳米生物医学材料具有多种特殊性质，如较大的表面积、阻抗修饰的抗氧化性、较小的颗粒大小和独特的光学性质等。
同时，该类材料还具备巨大的光学活性、热动力学性质和磁性等特点。
这些特殊性质为该类材料的应用提供了多种可能性。
3. 纳米生物医学材料的制备技术制备高质量的纳米生物医学材料需要多种复杂的制备技术，如溶胶-凝胶法、微乳化法、电化学法等。
同时，制备过程中的物理/化学交互作用和控制导致了制备的结构、形态和物理化学性质的不同。
4. 纳米生物医学材料的表征技术透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和热重分析（TGA）等先进表征技术，为纳米生物医学材料的性质研究提供了重要的工具和手段。
二、纳米生物医学材料的应用1. 纳米生物医学材料在药物传递中的应用纳米生物医学材料的重要应用领域之一是药物传递。
该类材料可以被内部化并运输到靶细胞，不仅可以保护药物免受破坏，而且可以提高药物的靶向性，从而达到更好的治疗效果。
2. 纳米生物医学材料在生物传感中的应用利用纳米生物医学材料可以开发出实验室级生物传感器，从而实现对生物分子的快速检测和分析。
该领域的研究不仅可以为临床诊断提供必要的依据，而且可以进行癌症和疾病的预测。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物医用材料的研究进展生物医用材料是用来对于生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料, 它是研究人工器官和医疗器械的基础, 己成为材料学科的重要分支, 特别是随着生物技术的莲勃发展和重大突破, 生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
研究动态迄今为止 ,被详细研究过的生物材料已有一千多种 ,医学临床上广泛使用的也有几十种 ,涉及到材料学的各个领域。
当前生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下寻找组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料, 具体体现在以下几个方面:1. 提高生物医用材料的组织相容性途径不外乎有两种, 一是使用天然高分子材料, 例如利用基因工程技术将产生蛛丝的基因导入酵母细菌并使其表示; 二是在材料表面固定有生理功能的物质, 如多肽、酶和细胞生长因子等, 这些物质充当邻近细胞、基质的配基或受体 ,使材料表面形成一个能与生物活体相适应的过渡层。
2. 生物医用材料的可降解化组织工程领域研究中 ,一般应用生物相容性的可降解聚合物去诱导周围组织的生长或作为植入细胞的粘附、生长、分化的临时支架。
其中组织工程材料除了具备一定的机械性能外, 还需具有生物相容性和可降解性。
英国科学家创造了一种可降解淀粉基聚合物支架。
以玉米淀粉为基本材料, 分别加入乙烯基乙烯醇和醋酸纤维素 ,再分别对应加入不同比例的发泡剂 (主要为羧酸 ), 注塑成型后就能够获得支撑组织再生的可降解支架。
3. 生物医用材料的生物功能化和生物智能化利用细胞学和分子生物学方法将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等固定在现有材料的表面 ,经过表面修饰构建新一代的分子生物材料 ,来引发我们所需的特异生物反应 ,抑制非特异性反应。
例如将一种名叫玻璃粘连蛋白 (ＶＮ)的物质固定到钛表面, 发现固定ＶＮ的骨结合界面上有相对多的蛋白存在。
4．开发新型医用合金材料生物适应性优良的Zr、 Nb、 Ta、 Pd、 Sn合金化元素被用于取代钛合金中有毒性的Al、 V等, 如Ti -15Zr - 4Nb - 2Ta和Ti - 12Mo - 6Zr - 2Fe 等合金的生物亲和性显著提高, ,耐蚀及机械性能也有较大改进, Ti-Ni和Cu、Zn、 Al等形状记忆合金由于具有形状记忆和超弹性双重功能, 在脊椎校正、断骨固定等方面有特殊的应用。
5．作为研究热点的纳米生物材料当前取得实质性进展的是纳米控释技术和纳米颗粒基因转移技术。
这种技术是以纳米颗粒作为药物和基因转移载体, 将药物、 DNA和RNA等基因治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面, 同时也在颗粒表面耦联特异性的靶向分子, 如特异性配体、单克隆抗体等, 经过靶向分子与细胞表面特异性受体结合, 在细胞摄取作用下进入细胞内, 实现安全有效的靶向性药物和基因治疗。
6．增强生物医用材料的治疗特性研究表明, 肿瘤部位的神经和血管都不发达, 经过温热疗法能够选择性杀死癌细胞。
一般采用铁磁材料植入肿瘤部位, 在交变磁场作用下经过磁滞加热使癌细胞死亡。
由于铁磁材料不具备生物活性, 加热后要用外科手术的方法去除, 给患者带来不便。
而铁磁微晶玻璃( Fe2O3 - CaO -SiO2) 能够将磁滞与良好的生物相容性结合, 即使长期留在人体内也无不良影响。
7．研制具有多种特殊功能的生物材料如: 膜式人工肺中使用的透氧气和二氧化碳的材料; 用于植入体内降解缓蚀性材料和经过皮肤吸收的液晶缓蚀膜材料; 用于口腔医学临床的金属和陶瓷与用碳纤维增强的复合材料。
研究热点1. 生物材料表面改性:改进和发展生物医用材料的血液相容性和组织相容性以及生物材料分子相容性评价新方法研究。
今后对材料生物相容性的研究主要集中在以下3个方面: ①生物医用材料对组织、器官的全面生理影响; ②降解材料在体内的代谢过程; ③生物医用材料对细胞、组织、器官间的信息传递、基因调控的影响。
新的生物相容性内容的研究对材料的生物学评价提出新的要求, 除了当前的ISO10993标准外, 新的评价方法将从以下几个方面展开: ①生物医用材料对人体免疫系统的影响; ②生物医用材料对各种细胞因子的影响; ③生物医用材料对细胞生长、调亡的影响; ④降解控释材料对人体代谢过程的影响; ⑤智能材料对人体信息传递和功能调控的影响; ⑥药物控释材料、净化功能材料、组织工程材料的生物相容性评价。
2. 组织工程材料: 研究具有全面生理功能的人工器官、组织支架材料、研究新的降解材料。
3. 复合生物材料, 有效解决材料的强度、韧性及生物相容性问题, 当前研究较多的是: 合金、碳纤维/高分子材料、无机材料4. 血液净化材料, 利用滤膜、吸附剂等生物材料, 将体内内源性或外源性毒物( 致病物质) 专一性或高选择性地去除, 从而达到治病的目的。
是治疗尿毒症、各种药物中毒、免疫性疾病、高脂血症等各种疑难病症的有效手段。
血液净化材料的研究和临床应用在日本和欧洲已成为生物材料发展的热点。
中国在这一研究领域具有一定的实力, 研究水平居于世界前列, 但临床应用不够, 应予以加强。
5. 纳米生物材料, 在医学上主要用作药物控释材料和药物载体。
从物质性质上能够将纳米生物材料分为金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒和生物降解性高分子纳米颗粒; 从形态上能够将纳米生物材料分为纳米脂质体、固体脂质纳米粒、纳米囊( 纳米球) 和聚合物胶束。
纳米材料作为基因治疗的理想载体, 具有承载容量大, 安全性能高的特点。
近来新合成的树枝状高分子材料作为基因导入的载体值得关注。
6. 口腔材料。
陶瓷材料脆弱的挠曲强度一直困扰着牙科医生和患者。
而牙科修复学中颜色的再现问题是影响牙齿及修复体客观的一个重要因素。
因此牙科陶瓷技术是沿着克服材料的脆性, 精确测定牙的颜色并提供组成、性能稳定的陶瓷材料的方向发展的。
7. 生物体植入集成电路, 包括生物功能修复集成电路的设计与制造; 生物功能修复IC封装材料及其生物相容性研究; 生物电传感材料及其生物相容性研究。
8. 中国生物医用材料的研究热点。
国家自然科学基金项目”生物医用材料基本科学问题的研究”选定以下领域作为研究热点: 具有诱导组织再生的骨、软骨及肌腱等基底和框架材料的设计原理和组织诱导机制; 赋予材料抗凝血性和生物活性的表面设计和改性原理; 具有特异性识别细胞和血液中致病毒物分子的材料的分子识别规律和机制; 能识别特定( 病变) 组织、器官及细胞受体的靶向型生物活性物质控释体系的材料设计原理和控释机制; 以及材料的制备方法学和质量控制体系的科学基础。
中国生物医用材料研究的对策中国生物医用材料的研究虽然取得一些令人瞩目的成果, 但整体水平不高, 跟踪研究多, 源头创新少。
在产业化方面, 生物医用材料及其制品占世界市场的份额不足2％, 主要依靠进口, 产品技术结构和水平基本上处于初级阶段。
结合中国国情和学科发展趋势, 中国生物材料联合会副主席、南开大学教授俞耀庭先生提出, 中国应该在以下五个方面开展重点研究: 一是生物结构和生物功能的设计和构建原理研究, 二是表面／界面过程-材料与机体之间的相互作用机制研究, 三是生物导向性及生物活性物质的控释机理研究, 四是生物降解／吸收的调控机制研究, 五是材料的制备方法学和质量控制体系研究。
经过上述研究的开展, 将使中国生物材料的研究水平有较大提高, 为中国生物医用材料科学及其产业的发展奠定坚实的基础。
生物医用材料研究新进展一、引言生物医用材料(biomedical material), 是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换生物体病损组织或器官, 或增进生物体功能的新型功能材料, 它是研究人工器官和医疗器械的基础。
生物医用材料科学是生物技术、材料科学等交汇形成的前沿交叉学科, 已成为人体健康领域的重要组成部分, 也是材料学科的重要分支。
随着人类生活环境的改进和生活水平的提高, 对生物医用材料的需求日益扩大, 当前世界生物医用材料市场以每年大于20％的速度增长。
中国的增长速度为28％, 居世界首位。
生物医用材料和制品产业已呈现与信息产业、汽车产业相抗衡的态势, 逐步发展成为本世纪世界经济的支柱产业之一。
当前生物医用材料产业仍以常规材料居主导地位。
全球医疗器械市场已达1650亿美元, 其中生物医用材料及制品约占50％。
硬组织材料是生物材料的重要组成部分, 当前大约占整个生物材料产品销售额的1/5。
以骨缺损修复材料为例, 美国每年有600多万例骨伤, 50万-60万人需骨修复材料, 市场为每年6亿～10亿美元。
据统计, 中国全国骨缺损病例每年为300万例, 对骨修复材料的需求每年是200万例, 当前的实际用量每年为50万例。
在中国市场, 当前骨修复产品为每单元元人民币左右。
这样当前每年有不低于10亿元人民币的市场, 而潜在的市场每年是40亿元人民币。
矫形外科修复材料和制品的世界市场年增长率维持在26％; 人造皮肤、组织黏合剂及术后防粘连制品年增长率达45％; 预计工程化组织和器官上市后, 可开拓800亿美元的新市场; 心血管系统修复材料、血液净化材料、药物缓释材料也是高速增长的领域。
与此同时, 生物材料前沿研究不断取得进展, 将开拓更为广阔的市场空间, 并为常规材料的改性和创新提供导向。
预计在今后15-20年, 生物医用材料产业可达到相当于药物市场份额的规模。
生物医用材料发展迅速的主要动力来自全球性的人口老龄化、中青年刨伤的增多、疑难疾病患者的增加, 同时以纳米技术、信息技术为主体的高新技术的发展有力地推进了生物医用材料的发展。
人口老龄化进程的加速和人类对健康与长寿的追求, 激发了对生物材料的需求。
例如, 澳大利亚 17％以上的人口大于65岁, 将增至20％; 与此相应, 人工心瓣膜、心脏起搏器等心血管系统材料和器械的市场将从的5600万美元增至的8000万美元。
作为世界人口最多的国家, 中国已进入老龄化国家行列, 生物材料的市场潜力将更加巨大。
生活节奏的加快、活动空间的扩展和饮食结构的变化等因素, 使创伤成为一个严重的社会问题。
美国1998年用于骨骼-肌肉系统损伤患者的治疗费高达1280亿美元, 其中80％需用生物医用材料治疗。
同时, 心脑血管疾病、各种癌症、艾滋病、糖尿病、老年痴呆症等发病率逐年增加, 对急需用于诊断、治疗和修复的生物材料提出了更大的需求。
二、发展状况和趋势随着生物技术的发展, 不同学科的科学家进行了广泛合作, 从而使制造具有完全生物功能的人工器官显现出了美好的前景。
人体组织和器官的修复, 将从简单的利用器械机械固定发展到再生和重建有生命的人体组织和器官; 从短寿命的组织和器官的修复发展至永久性的修复和替换。
这一医学革命(特别是外科学), 对生命科学和材料等相关学科的发展提出了诸多需求, 对生物医学材料的发展产生了重要的促进作用。