生物医用功能材料综述报告

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生物医学材料的制备与性能测试技术综述

生物医学材料的制备与性能测试技术综述

生物医学材料的制备与性能测试技术综述引言:生物医学材料是应用在医疗领域的一类特殊材料,它能与生物系综合地相互作用,以实现医疗应用的目标。

这些材料在组织修复、药物传递、生物传感和医疗器械等方面发挥着重要的作用。

本文将综述生物医学材料的制备与性能测试技术,以便深入了解这些关键步骤对于材料的性能和应用的影响。

一、生物医学材料的制备技术:1. 材料选择和设计:生物医学材料的制备首先需要选择合适的原料。

常见的生物医学材料包括金属、陶瓷、聚合物和复合材料等。

根据应用需求,需要提前确定材料所需的物理、化学和生物学性能。

同时,根据材料的特性和应用要求,进行合适的设计和构造,以满足预期的功能需求。

2. 制备方法:生物医学材料的制备方法多种多样,常见的方法包括溶胶-凝胶、电化学沉积、热处理、机械加工和3D打印等。

其中,溶胶-凝胶技术是一种常用的制备方法,通过溶胶的凝胶化过程,可以形成具有均匀结构和孔隙的材料。

电化学沉积则是一种能够在电极上沉积金属或陶瓷的方法,通过控制电流密度和电位,可以获得特定性能的材料。

热处理是指通过加热和冷却等处理方式,对材料的结构和性能进行调控。

机械加工和3D 打印技术能够实现对材料的精确加工和构建。

3. 表面修饰与功能化:为了提高生物医学材料的生物相容性、降低免疫反应和改善生物活性,常常需要对材料表面进行修饰和功能化处理。

常见的表面修饰方法包括离子注入、等离子体处理、离子束照射和化学修饰等。

功能化处理则是将特定的生物活性物质引入材料表面,如药物、细胞因子和生物胶等,以实现特定的功能需求。

二、生物医学材料的性能测试技术:1. 生物相容性测试:生物医学材料的生物相容性是指材料与生物体相互作用时不引起明显的毒性、炎症和免疫反应。

生物相容性测试是衡量材料是否适合用于医疗应用的重要指标。

常见的生物相容性测试方法包括细胞毒性测试、小动物体内实验和组织切片观察等。

通过这些测试,可以评估材料对细胞和组织的影响,从而确定材料的生物相容性。

完整word版,功能高分子材料综述

完整word版,功能高分子材料综述

功能高分子材料综述【文摘】功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。

它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分,这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系,也就是从宏观乃至深入到微观,以及从半定量深入到定量,从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性,从而探索和合成出新的功能性材料。

本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料,如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。

【关键词】材料;高分子;高分子材料;功能材料;功能高分子材料的定义为:与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质,并具有某些特殊功能的聚合物大分子(主要指全人工和半人工合成的聚合物)都应归属于功能高分子材料范畴。

而以这些材料为研究对象,研究它们的结构组成、构效关系、制备方法,以及开发应用的科学,应称为功能高分子材料科学。

功能高分子材料科学是研究功能高分子材料规律的科学,是高分子材料科学领域发展最为迅速,与其他科学领域交叉度最高的一个研究领域。

它是建立在高分子化学、高分子物理等相关学科的基础之上,并与物理学、医学甚至生物学密切联系的一门学科。

功能高分子材料是对物质、能量、信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料的一类高分子材料,有时也被称为精细高分子或者特种高分子(包括高性能高分子) 。

其于20 世纪60年代末迅速发展起来的新型高分子材料,内容丰富、品种繁多、发展迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料。

功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。

它们之所以具有特定的功能,是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团,或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合,或者二者兼而有之。

生物医用材料:人工皮肤研究综述

生物医用材料:人工皮肤研究综述

生物医用材料:人工皮肤研究综述摘要:近些年来,运用组织工程来钻研人工皮肤是皮肤缺损修复临床医学研究中的主要课题,目前为止组织工程人工皮肤支架材料主要有两大类:一类是天然高分子材料,另一类是人工合成高分子材料。

但从结构和功能分,组织工程人工皮肤主要有表皮替代物、真皮替代物以及含有表皮和真皮双层结构的皮肤替代物。

本文从人工皮肤的概况、原料、现有缺陷进行了综述,并且分析、总结了人工皮肤研究现状、原料的选择问题以及一些问题的解决的方向。

关键词:生物医用材料人工皮肤组织工程学引言皮肤是人体面积最大的器官,是机体免于脱水、损伤、感染的第一道防线。

当创伤、Ⅲ度烧伤、大面积瘢痕切除造成皮肤严重缺损时,机体不能保持正常的自稳状态,极易引起系列并发症甚至导致死亡。

人工皮肤是目前为止最良好的替代皮肤的材料,人工皮肤是用生物材料或合成材料加工制造的薄膜样或海绵状的人体皮肤代用品,用以暂时或永久性覆盖烧伤或创伤创面。

人工皮肤在国外的研究相比较国内多些,一些人工皮肤研究成果已形成产品应用在临床上。

第一章人工皮肤的研究现状人工皮肤是目前为止在临床应用方面最为成功的组织工程材料,也是组织工程中首个面市产品。

目前,已经面世的产品有Biobrane一TM、eDmragraft一TC和Apligraft一TM等,且已在烧伤、大面积瘢痕切除造成皮肤严重缺损等疾病的医治方面都取得不错的成果。

研究开发性能符合真正皮肤的人工皮肤的人现在越来越多,越来越新的人工皮肤类的产品正在不断出现在市场上。

目前可用于组织工程化皮肤的天然高分子材料有:脱细胞真皮基质;天然蛋白类高分子材料,如胶原蛋白、明胶、丝素蛋白等;天然多糖类高分子材料,如纤维素、甲壳质、壳聚糖、糖胺聚糖(如硫酸软骨素、透明质酸、肝素等)、海藻酸盐等;生物合成聚酯,如聚羟基丁酸酯(polyhydroxybutyrate,PHB)等。

但是部分天然高分子材料大规模提取比较困难,价格较高,产品批次有差异,性质难以统一,大多天然高分子材料的力学性能难以符合操作要求,部分天然高分子材料降解速率不容易被控制等。

生物医学材料的应用总结

生物医学材料的应用总结

生物医学材料的应用总结生物医学材料的应用总结生物医学材料的应用总结篇一:纳米生物医学材料的应用纳米生物医学材料的应用摘要:纳米材料和纳米技术是八十年代以来兴起的一个崭新的领域,随着研究的深入和技术的发展,纳米材料开始与许多学科相互交叉、渗透,显示出巨大的潜在应用价值,并且已经在一些领域获得了初步的应用。

本文论述了纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、微乳液以及纳米复合材料等在生物医学领域中的研究进展和应用。

关键字:纳米材料;生物医学;进展;应用1. 前言纳米材料是结构单元尺寸小于100nm的晶体或非晶体。

所有的纳米材料都具有三个共同的结构特点:(1)纳米尺度的结构单元或特征维度尺寸在纳米数量级(1~100nm),(2)有大量的界面或自由表面,(3)各纳米单元之间存在着或强或弱的相互作用。

由于这种结构上的特殊性,使纳米材料具有一些独特的效应,包括小尺寸效应和表面或界面效应等,因而在性能上与具有相同组成的传统概念上的微米材料有非常显著的差异,表现出许多优异的性能和全新的功能,已在许多领域展示出广阔的应用前景,引起了世界各国科技界和产业界的广泛关注。

“纳米材料”的概念是80年代初形成的。

1984年Gleiter首次用惰性气体蒸发原位加热法制备成功具有清洁表面的纳米块材料并对其各种物性进行了系统研究。

1987年美国和西德同时报道,成功制备了具有清洁界面的陶瓷二氧化钛。

从那时以来,用各种方法所制备的人工纳米材料已多达数百种。

人们正广泛地探索新型纳米材料,系统研究纳米材料的性能、微观结构、谱学特征及应用前景,取得了大量具有理论意义和重要应用价值的结果。

纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理领域中的热点,是当前国际上的前沿研究课题之一[1]。

2. 纳米陶瓷材料纳米陶瓷是八十年代中期发展起来的先进材料,是由纳米级水平显微结构组成的新型陶瓷材料,它的晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等都只限于100nm量级的水平[2]。

生物功能材料的发展与应用

生物功能材料的发展与应用

生物功能材料的发展与应用随着人类社会的发展,科学技术得到了飞速的发展,其中生物功能材料的研发与应用也成为了时代的重要课题。

生物功能材料越来越多地应用于医学、食品、环保等众多领域,为人们的生活带来了便利和改善。

本文将从生物功能材料的发展历程、应用领域和未来发展趋势等方面进行综述和探讨。

一、生物功能材料的发展历程生物功能材料的研究始于20世纪50年代,起初主要应用于人工骨骼和牙齿等医疗领域。

随着材料科学和生物技术的不断发展,生物功能材料的研发与应用也得到了快速的提升。

尤其是在生物医学领域,生物功能材料的应用越来越广泛,涉及人工心脏瓣膜、血管支架、人工肝脏等多个方面。

生物功能材料的发展历程可以分为以下几个阶段:1. 第一阶段:传统材料的应用在20世纪50年代到60年代期间,生物功能材料的应用主要是一些传统的材料,如金属、玻璃、塑料等。

这些材料在医学领域中的应用主要是为了替代人体的某些组织,如牙齿、骨骼等。

这些材料的缺陷是不具备组织相容性,容易引起排斥反应和组织损伤。

2. 第二阶段:生物降解材料的应用在20世纪60年代到80年代期间,研究人员开始研发生物降解材料。

这些材料可以被人体自身的代谢作用所分解,不会对人体造成危害。

例如,人体内的植入物可以被分解成无害物质从体内排出来。

生物降解材料的应用领域开始从传统的牙齿和骨骼扩展到更广泛的领域,如骨修复、软组织重建、生物工程等。

3. 第三阶段:生物活性材料的应用自1970年代以来,生物活性材料的研究成为了生物功能材料领域的热点。

生物活性材料是指可以诱导自身生物反应的材料,例如可与骨组织相融合的钙磷陶瓷、能够诱导细胞增殖的生物高分子。

这些材料受到了广泛关注,并被应用于人工肝脏、人工心脏瓣膜、血管支架和组织工程等。

二、生物功能材料的应用领域1. 医疗保健领域生物功能材料的应用在医疗保健领域中的地位不容小觑。

生物功能材料被广泛应用于手术、疾病诊疗和护理等多个方面。

例如,人工关节的植入、牙齿修复、防止细菌感染的抗菌涂层、敷料等。

生物医用材料综述

生物医用材料综述

生物医用材料综述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。

生物医学材料应用研究现状与发展论文(共6篇)

生物医学材料应用研究现状与发展论文(共6篇)

生物医学材料应用研究现状与发展论文(共6篇)本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!第1篇:生物医学材料研究现状与发展趋势综述科学技术的发展,各种新型生物医学材料被研制出来,并在医学领域中得应用。

到2000年为止,在全世界高达1600亿美元的医疗市场中,医用生物材料所占比率已经达到了一半,且以20%的增长速度递增。

二十世纪80年代是新型生物医学材料辈出的时代,进入到二十世纪90年代,以珊瑚为原材料的骨移植材料、人工皮肤、猪心脏瓣膜在医学领域中得以应用。

二十世纪,美国采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。

中国在生物医学材料的研制方面起步较晚,但是应医学领域需要而对各种生物医学材料有所应用。

随着国家对生物医学材料研究的重视,国家开始启动医学生物材料项目,并将生物医学材料纳入到优先发展的产业当中[3]。

在中国的“十二五”规划中,还特别指出要将重点发展新型口腔植、人工关节、新型人工血管、人工心瓣膜以及各种人工修复材料等等生物医学材料。

一、生物医学材料研究现状(一)金属生物材料在医学领域中,医学金属材料是较早采用的,且应用材料非常广泛,包括不锈钢材料、钛合金材料等等。

其中,不锈钢材料具有较强的耐腐蚀性,因此应用效果非常好。

由于人体内为较为复杂的电解环境,随着316L不锈钢的应用,解决了这一问题,但是,却不具备生物相容性。

钛合金具有良好的耐腐蚀性和生物相容性,具有一定的生物材料强度。

钛合金的抗拉强度介于500兆帕至1100兆帕之间,使钛合金的弹性与人体的骨骼弹性更为接近,以使材料植入到人体后,与人的骨骼更为匹配。

(二)高分子生物材料医用高分子材料的出现,使得医用材料可以用于对损伤的人体器官以修复,以增强器官的恢复功能。

目前所使用的医用高分子材料分为可生物降解和非降解的高分子材料。

可生物降解的高分子材料植入人体后,可以降解被为对人体无毒无害的CO2、H2O等对人体不会产生刺激性的物质。

医用高分子材料综述.doc

医用高分子材料综述.doc

医用高分子材料综述导言1。

药用聚合物材料是一类生物相容的聚合物赋形剂,已经过安全性评价,并应用于药物制剂。

2.高分子材料在药物制剂中的应用;药物制剂辅料;聚合物前体;药物制剂包装材料;聚合物结构合成化学反应1.重复单元是聚合物链的基本单元。

链节形成结构单元的小分子化合物称为单体,它是合成聚合物的原料。

n是重复单元的数量,也称为聚合度,简称平均聚合度,是聚合物分子量m=m0×DP的量度2.均聚物:通过聚合单体获得的聚合物。

共聚物:由两种或多种单体聚合而成的聚合物。

3、加聚和缩聚加聚的区别:通过添加单体聚合的反应。

不会产生小分子。

重复单元等于单体。

缩聚反应:单体之间的缩合反应,除去小分子形成聚合物。

会产生小分子。

重复单位不等于单体。

4.大分子化合物和小分子的区别。

巨大的分子量(104~107)。

分子间作用力。

没有沸点,没有汽化,大部分是固体或粘稠液体的形式。

独特物理学-1。

药物聚合物材料是一类生物相容的聚合物赋形剂,用于药物制剂,并对其安全性进行评估。

2.高分子材料在药物制剂中的应用;药物制剂辅料;聚合物前体;药物制剂包装材料;聚合物结构合成化学反应1.重复单元是聚合物链的基本单元。

链节形成结构单元的小分子化合物称为单体,它是合成聚合物的原料。

n是重复单元的数量,也称为聚合度,简称平均聚合度,是聚合物分子量m=m0×DP的量度2.均聚物:通过聚合单体获得的聚合物。

共聚物:由两种或多种单体聚合而成的聚合物。

3、加聚和缩聚加聚的区别:通过添加单体聚合的反应。

不会产生小分子。

重复单元等于单体。

缩聚反应:单体之间的缩合反应,除去小分子形成聚合物。

会产生小分子。

重复单位不等于单体。

4.大分子化合物和小分子的区别。

巨大的分子量(104~107)。

分子间作用力。

没有沸点,没有汽化,大部分是固体或粘稠液体的形式。

独特的物理性质:塑料、橡胶和纤维根据聚合物骨架结构分类;有机聚合物、元素有机聚合物和无机聚合物根据聚合反应分类;均聚物和共聚物按分子形态分类:线性聚合物(高压)、支化聚合物(低压)、本体聚合物、星形聚合物、梳状聚合物6.聚合物的命名习惯命名:淀粉和纤维素是根据单体名称命名的:聚乙烯和聚丙烯的商品名称:硅油,常见流动罗尼系统命名法1找到所有的结构单元形式。

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生物医用功能材料综述报告生物医用功能材料涉及材料学、医学、生物学诸方面领域的交叉边缘科学。

它直接影响着人们的身体健康与生命,所以引起各方面的极大注意。

具有巨大的社会意义。

生物医用材料发展简史生物医用材料的应用已经有很长的历史了。

早在公元前5000年,人类祖先就用了黄金来修补牙齿。

公元前3500年,古埃及人用棉花纤维、马鬃缝合伤口。

公元前2500年的中国和埃及的墓葬里被挖掘出假牙、假鼻和假耳朵。

我国的隋唐时期采用了银、锡、汞合金来填补牙齿。

1851年,当天然橡胶硫化法发明以后,人们用硬橡胶制作了人工牙托和鄂骨。

20世纪20年代。

随着合成高分子材料的出现和发展,生物医用材料也得到了快速的发展,逐渐出现了用高分子材料制取人体器官的历史。

金属的生物医用材料也得到了应用和发展。

不锈钢在骨科、口腔科成功应用,受到了人们的重视和欢迎。

钛基合金为生物医用材料也获得了大的进展。

钛和钛合金具有优异的耐蚀性和低密度的优点,并且还具有生物相容性,成为了在骨科上重要的应用材料。

Ti-Ni合金的形状记忆特性在骨科、牙科和心血管上得到了成功的应用。

到下20世纪70年代,人工晶体、角膜、骨、人工上肝、肾、心脏等相继成功的诞生,随后开始了极广泛应用。

生物陶瓷材料的出现,使得生物医用功能材料越来越丰富。

生物医用材料概述生物医用材料(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。

当代生物材料已处于实现重大突破的边缘,不远的将来,科学家有可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官,生物医用材料和制品产业将发展成为本世纪世界经济的一个支柱产业.。

由生物分子构成生物材料,再由生物材料构成生物部件。

生物体内各种材料和部件有各自的生物功能。

它们是“活”的,也是被整体生物控制的。

生物材料中有的是结构材料,包括骨、牙等硬组织材料和肌肉、腱、皮肤等软组织;还有许多功能材料所构成的功能部件,如眼球晶状体是由晶状体蛋白包在上皮细胞组成的薄膜内而形成的无散射、无吸收、可连续变焦的广角透镜。

在生物体内生长有不同功能的材料和部件,材料科学的发展方向之一是模拟这些生物材料制造人工材料。

它们可以做生物部件的人工代替物,也可以在非医学领域中使用。

前者如人工瓣膜、人工关节等;后者则有模拟生物黏合剂、模拟酶、模拟生物膜等。

近十几年来,生物医用材料的研究与开发,已成为世界各国高新技术重点发展的项目之一。

这是由于生物医学功能材料应用广泛,仅高分子材料,全世界在医学上应用的就有90多个品种、1800佘种制品,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%~20%的速度增长。

随着现代科学技术的发展尤其是生物技术的重大突破,生物材料的应用将更加广泛。

生物医用材料的要求生物医用材料与人体接触,与人体健康有关,所以除了应具有医疗功能以外,还必须具有绝对安全可靠性,不允许对人体产生有害作用。

生物医用材料植入人的机体后,与人的组织直接接触和作用,要产生两种反应:宿主反应——人体组织对材料作用的反应;材料反应——材料对人体生理环境作用的反应。

这两种反应必须应对人体不产生有害的作用。

要达到这个结果的必要条件是材料要具有很好的生物相容性和血液相容性。

具体地讲,材料必须满足以下的要求:(1) 对人体是无毒的(即必须是惰性材料);(2) 不产生人体过敏反应;(3) 不致癌;(4) 不产生畸变;(5) 不破坏所接触的人体组织;(6) 与血液接触时,不破坏血液成分,不引起凝血和血小板凝聚,不改变电解质的平衡等。

除了这些条件以外,还需要有理想的物理性能和力学性能;来源广、价格低;容易加工成型;不发生性能退化现象等。

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。

通常是按材料属性分为:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等)、天然高分子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等)、金属与合金材料(如钦金属及其合金等)、无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石等)、复合材料(碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物等)。

根据材料的用途,这些材料又可以分为生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料。

这些材料通过长期植入、短期植入、表面修复分别用于硬组织和软组织修复与替换。

生物医用材料由于直接用于人体或与人体健康密切相关,对其使用有严格要求。

首先,生物医用材料应具有良好的血液相容性和组织相容性。

其次,要求耐生物老化。

即对长期植入的材料,其生物稳定性要好;对于暂时植入的材料,耍求在确定时间内降解为可被人体吸收或代谢的无毒单体或片断。

还要求物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当。

便于消毒灭茵、无毒无热源、不致癌不致畸也是必须考虑的。

对于不同用途的材料,其要求各有侧重。

生物医用材料简介(一) 医用金属材料在医学上能用的金属材料主要是医用不锈钢、医用钴基合金、医用钛和钛合金,医用贵金属和医用形状记忆合金。

医用不锈钢是奥氏体不锈钢。

主要在骨科和牙科得到了不少的应用。

如制作各种人工关节、骨折内固定器、镶牙、矫形等。

也可以用作心血管系统上的人工心瓣膜、血管内支架等。

钴基合金具有高的耐磨性和耐蚀性,所以在医学上广泛地用来制取人工关节、接骨板、骨钉等。

另外,还可以用在口腔科制取义齿、基托等。

也可以制取人工心瓣膜、血管内支架等。

钛和钛合金最大的优点是密度低,与人体硬组织的弹性模量基本相匹配,而且耐蚀性能高,对人体无毒性,所以广泛地用在制取义齿、牙床、牙桥、牙冠等牙科上领域。

形状记忆合金在医学上的应用,已在本章第四部分中进行了介绍,这里不再叙述。

医用贵金属主要是金、银、铂及它们的合金。

这些材料对人体无毒、化学稳定性好、耐腐蚀性能强、导电性优良。

金及其合金主要用于牙科,可以做成假牙。

纯金箔可以包覆牙齿。

银与银合金具有高的导电性能,已在医学上用于植入型的电极和电子装置。

银汞合金,又称汞齐合金是传统的龋齿填充材料。

铂与铂合金制造的探针广泛用于人体神经检测系统。

铂合金丝还可以用于心脏起搏器。

(二) 生物陶瓷生物陶瓷可以分为近于惰性生物陶瓷、表面生物活性陶瓷、可吸收生物陶瓷。

(1) 近于惰性生物陶瓷,就是在生物环境条件下不会发生化学反应的生物陶瓷。

主要有氧化铝生物陶瓷和医用碳素材料。

氧化铝陶瓷与人体有好的相容性,它主要用在承受力的人工骨、关节修复体、牙根种植体等方面。

医用碳素材料与人体血液的相容性极好,力学性能优良,而且不可渗透性高,所以可以用于心血管系统的修整材料。

(2) 表面生物活性陶瓷,就是能与人体组织在界面上进行化学键性结合的陶瓷。

主要有羟基磷灰石生物活性陶瓷和生物活性玻璃陶瓷。

羟基磷灰石生物活性陶瓷,能易与新生骨形成骨键后,能与人体组织很好地结合,不会产生不良反应。

所以可以用于人工血管、气管、喉管的支架,牙齿植体等方面。

(3) 可吸收生物陶瓷,它是能在人体环境下逐渐被降解和吸收的生物陶瓷。

但是,它的缺点是力学性能不太高。

所以它不适用在承力骨的修复,一般用于骨缺陷的修复,耳听骨的补复和替换等。

(三)医用高分子材料医用高分子材料,不仅能用于修复人体受伤的组织和器官,而且能制取人工器官来代替人体器官。

医用高分子材料的种类很多,既有天然的高分子材料,如纤维素、淀粉、胶原、血纤维蛋白等;也有人工合成的高分子材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。

而且新型的高分子材料在不断地诞生,这也会给临床医学上新的突破带来机遇。

高分子材料的人工器官在医学上的应用已经比较普遍。

下面进行一些简单的归纳:心脏瓣膜:用聚四氟乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、硅橡胶;心脏起搏器:用聚乙烯、乙缩醛;肺:用硅橡胶、聚烷基酮、硅砜、聚碳酸酯;肾脏:用醋酸纤维素、聚丙腈、聚砜、聚氨酯;胰脏:用丙烯酸脂共聚物(中空纤维);食道:用聚硅酮、聚氟乙烯;喉头:用聚乙烯、聚四氟乙烯、聚硅酮;气管:用聚乙烯、聚四氟乙烯、聚硅酮、聚酯纤维;玻璃体:用聚乙烯醇水凝胶;角膜:用硅橡胶、聚丙烯酸酯;晶状体:用硅橡胶球;鼻子:用聚乙烯、硅橡胶;耳朵及鼓膜:用硅橡胶、丙烯酸基有机玻璃聚乙烯;手术后缝合线:用聚亚胺酯。

常用的医学生物材料(一)医用硅橡胶(silicone rubber)是美容外科中应用较广的生物材料(组织代用品).它是高分子有机化合物聚硅酮的一种橡胶样固体形态,又称二甲基硅氧烷.(二)人工骨:随着生物医学和材料的发展,各种人工制备的生物材料植入骨内替代骨移植,临床应用效果好.这些人工合成或提取的植入材料生物相容性好,对骨形成具有明显的诱导作用,被泛称为人工骨(artificial bone).生物医学功能材料发展的主要动力生物医学材料得以迅猛发展的主要动力来自人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。

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。

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。

我国创伤住院年增长率达7.2%,高居住院人数第2位。

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,仅骨缺损患者就达123万,其中80%需用生物医学材料治疗。

在全球,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,急需用于诊断、治疗和修复的生物材料。

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展示出美好的前景。

人体组织和器宫的修复,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宫;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),对生命利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。

发展我国生物医学材料的建议生物医用材料是材料科学与工程的重要分支,其最大特点是学科交叉广泛、应用潜力巨大、挑战性强。

随着新材料、新技术、新应用的不断涌现,吸引了许多科学家投人这一领域的研究,成为当今材料学研究最活跃的领域之一。

在我国,生物医学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,生物医学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。

结合我国国情和学科发展趋势,按照"有所为,有所不为,重点突破"的原则,应在下面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。

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