大学材料科学与工程经典第九章――生物医用高分子材料PPT课件
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医用高分子材料ppt课件
30
第八章 医用高分子材料
〔2〕对人体组织不会引起炎症或异物反应 有些高分子材料本身对人体有害,不能用作医
用材料.而有些高分子材料本身对人体组织并无不 良影响,但在合成、加工过程中不可避免地会残留 一些单体,或使用一些添加剂.当材料植入人体以 后,这些单体和添加剂会慢慢从内部迁移到表面, 从而对周围组织发生作用,引起炎症或组织畸变, 严重的可引起全身性反应.
26
第八章 医用高分子材料
另一类则是用来制造医疗器械、用品的材料, 如注射器、手术钳、血浆袋等.这类材料用来为医 疗事业服务,但本身并不具备治疗疾病、替代人体 器官的功能,因此不属功能高分子的范畴.
国内通常将高分子药物单独列为一类功能性高 分子,故不在医用高分子范围内讨论.
本章讨论直接用于治疗人体病变组织,替代人 体病变器官、修补人体缺陷的高分子材料.
11
第八章 医用高分子材料
从应用情况看,人工器官的功能开始从部分取 代向完全取代发展,从短时间应用向长时期应用发 展,从大型向小型化发展,从体外应用向体内植入 发展、人工器官的种类从与生命密切相关的部位向 人工感觉器官、人工肢体发展.
12
第八章 医用高分子材料
医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大难 题是材料的抗血栓问题.当材料用于人工器官植入 体内时,必然要与血液接触.由于人体的自然保护 性反应将产生排异现象,其中之一即为在材料与肌 体接触表面产生凝血,即血栓,结果将造成手术失 败,严重的还会引起生命危险.对高分子材料的抗 血栓性研制是医用高分子研究中的关键问题,至今 尚未完全突破.将是今后医用高分子材料研究中的 首要问题.
28
第八章 医用高分子材料
〔1〕化学隋性,不会因与体液接触而发生反应 人体环境对高分子材料主要有以下一些影响： 1>体液引起聚合物的降解、交联和相变化； 2>体内的自由基引起材料的氧化降解反应； 3>生物酶引起的聚合物分解反应； 4>在体液作用下材料中添加剂的溶出； 5>血液、体液中的类脂质、类固醇及脂肪等物
第八章 医用高分子材料
〔2〕对人体组织不会引起炎症或异物反应 有些高分子材料本身对人体有害,不能用作医
用材料.而有些高分子材料本身对人体组织并无不 良影响,但在合成、加工过程中不可避免地会残留 一些单体,或使用一些添加剂.当材料植入人体以 后,这些单体和添加剂会慢慢从内部迁移到表面, 从而对周围组织发生作用,引起炎症或组织畸变, 严重的可引起全身性反应.
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第八章 医用高分子材料
另一类则是用来制造医疗器械、用品的材料, 如注射器、手术钳、血浆袋等.这类材料用来为医 疗事业服务,但本身并不具备治疗疾病、替代人体 器官的功能,因此不属功能高分子的范畴.
国内通常将高分子药物单独列为一类功能性高 分子,故不在医用高分子范围内讨论.
本章讨论直接用于治疗人体病变组织,替代人 体病变器官、修补人体缺陷的高分子材料.
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第八章 医用高分子材料
从应用情况看,人工器官的功能开始从部分取 代向完全取代发展,从短时间应用向长时期应用发 展,从大型向小型化发展,从体外应用向体内植入 发展、人工器官的种类从与生命密切相关的部位向 人工感觉器官、人工肢体发展.
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第八章 医用高分子材料
医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大难 题是材料的抗血栓问题.当材料用于人工器官植入 体内时,必然要与血液接触.由于人体的自然保护 性反应将产生排异现象,其中之一即为在材料与肌 体接触表面产生凝血,即血栓,结果将造成手术失 败,严重的还会引起生命危险.对高分子材料的抗 血栓性研制是医用高分子研究中的关键问题,至今 尚未完全突破.将是今后医用高分子材料研究中的 首要问题.
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第八章 医用高分子材料
〔1〕化学隋性,不会因与体液接触而发生反应 人体环境对高分子材料主要有以下一些影响： 1>体液引起聚合物的降解、交联和相变化； 2>体内的自由基引起材料的氧化降解反应； 3>生物酶引起的聚合物分解反应； 4>在体液作用下材料中添加剂的溶出； 5>血液、体液中的类脂质、类固醇及脂肪等物
生物医学高分子材料课件PPT课件
的细胞壁中。在自然界中，甲壳质的年生物合成量约100亿吨，
是地球上除纤维素以外的第二大有机资源，是人类可充分利用
的巨大自然资源宝库。
第14页/共59页
第15页/共59页
2.甲壳素的研究开发现状
• 甲壳质及其衍生物工业正在崛起，研究开 发正方兴未艾。
• 从20世纪80年代以来，美国和日本等国都 已经投入了大量人力、物力进行这方面的开 发与研究。
含量不能超标。 • 2.医用高分子材料的加工助剂必须是符合医用标准。 • 3.对于体内应用的医用高分子材料，生产环境应当具有适宜的洁净级别。
第13页/共59页
三．主要生物可降解纤维材料
•（一）甲壳素类纤维
• 1．甲壳素的存在
•
甲壳质（chitin）又名几丁质、甲壳素、壳多糖，广泛存
在于节足动物（蜘蛛类、甲壳类）的翅膀或外壳及真菌和藻类
• 我国的甲壳质资源极其丰富，而且曾是研 究开发甲壳质制品较早的国家之一。早在 1958年，就对甲壳质的性能及生产进行过研 究，并用于纺织染整上作上浆剂。进入20世 纪80年代后期，甲壳质资源的开发利用引起 了一些科研院所的重视，并开始了在医疗和
第16页/共59页
3.甲壳质及壳聚糖的生物活性
• 1) 抗菌、杀菌作用
•
• （3） 农业领域
第22页/共59页
6．甲壳素类纤维的制备技术
1) 甲壳素类纤维纺丝原液的制备
▪ 以壳聚糖为原料时，多选用5%以下的醋酸水 溶液作为溶剂。
▪ 甲壳素纺丝原液的制备多采用溶解性能优异的 有机溶剂,加适当的氯化锂助溶。
2) 甲壳素类纤维的成型
▪ 制备甲壳素类纤维可采用干法纺丝、湿法纺丝 和干-湿法纺丝等不同的成型工艺 。
《药用高分子材料学》ppt课件
二
它们具有不同的水蒸气透过性，以下按每25um厚的膜，24h水
高
蒸气的透过量(g/100cm2)的大小顺序列出：聚乙烯醇，聚氨酯，
分
乙基纤维素，醋酸纤维素 ，醋酸纤维素丁酸酯，流延法制的聚氯乙
子
烯，挤出法制的聚氯乙烯 ， 聚碳酸酯，聚氟乙烯，乙烯/醋酸乙烯
材
共聚物，聚酯，聚乙烯涂层的赛璐玢，聚偏二氯乙烯，聚乙烯，乙
1930年高分子被承任至今。
5
厚德 明志 笃学 力行
绪论
人类的远古时代，在谋求生存和与疾病
斗争的过程中，广泛地利用天然的动植物来 源的高分子材料，如阿胶的生产原料驴皮就 是天然高分子材料。明朝大医药家李时珍在
概 《本草纲目》中说：“阿胶，本经上品,弘
景曰:‘出东阿,故名阿胶’”。东阿县做为 阿胶发祥地，利用天然高分子生产阿胶已有 两千多年的悠久历史。
17
厚德 明志 笃学 力行
绪论
本课程的目的：
一
使学生了解高分子材料学的最基本理论和药剂学中常用的高分子
课
材料的结构，物理化学性质，性能及用途，并能初步应用这些基本 知识来理解和研究高分子材料在一般药物制剂、控释制剂及缓释制
程 剂中的应用。
的 目
1.高分子材料的一般知识；合成
反应及化学反应；高分子材料的化
面向21世纪课程教材
《药用高分子材料学》
中国医药科技出版社
1
厚德 明志 笃学 力行
发展和教学需要，于20世纪90年代在我国建
立起来《的药一门用崭高新的分学科子。材它的料产学生和》发展
得到国家医药行政部门的极大重视。药用高
分子材料学、生物药剂学、物理药学、制剂
课
工程学是现代药剂学的主要基础专业。多种
《医用高分子材料》PPT课件
•
如果在缩聚过程中有三个或三个以上的官能度的单体
存在，或是在加聚过程中有自由基的链转移反应发生，或
是双烯类单体第二键被活化等，则单体单元的键接顺序通
常有无规、交替、嵌段和接枝之分，能生成支化的或交联
的高分子。支化高分子又有星型、梳型和无规支化之分。
• 1) 线型分子链
• 由许多链节组成的长链，通常是卷曲为团状，这类高 聚物有较高的弹性、塑性好、硬度低，是典型的热塑性材 料的结构，如图镜 照片
5.2.1 近程结构
1. 高分子链的组成
• 高分子是链状结构，高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成 的链状分子。
• 通常的有机高分子化合物，它是由碳-碳主链或由碳与氧、氮或硫等 元素形成主链的高聚物，即均链高聚物或杂链高聚物。
• 高密度聚乙烯(HDPE)结构为－[CH2CH2]n－，是高分子中分子结构最 为简单的一种，它的单体是乙烯，重复单元即结构单元为CH2CH2 ， 称为链节，n为链节数，亦为聚合度。
I 图5-3 高分子链II结构示意图 III
(Ⅰ线型结构；II支链型结构；III交联网状
• 2) 支链型分子链
➢ 在主链上带有支链，这类高聚物的性能和加工成型能力都 接近线型分子链高聚物。
➢ 线型和支链型高分子加热可熔化，也可溶于有机溶剂，易 于结晶，因此可反复加工成型，称作“热塑性树脂”。
➢ 合成纤维和大多数塑料都是线型分子。
定在高分子材料表面上以提高其抗凝血性； • （3）设计微相分离结构； • （4）改变表面粗糙度。
以嵌段共聚高分子材料为例, 它由两种或多种 不同性质的单体段聚合而成. 当单体之间不相容 时, 它们倾向于发生相分离, 但由于不同单体之间 有化学键相连, 不可能形成通常意义上的宏 观相 变, 而只能形成纳米到微米尺度的相区, 这种相分 离通常称为微相分离, 不同相区所形成 的结构称为 微相分离结构.
《医用高分子材》课件
04
医用高分子材料在医疗器 械中的应用
医用高分子材料在医疗器械中的常见种类
01
高分子材料在医疗器械中应用广 泛，常见的种类包括聚乙烯、聚 丙烯、聚氯乙烯、硅橡胶、聚氨 酯等。
02
这些高分子材料具有良好的生物 相容性、耐腐蚀、耐磨损等特性 ，广泛应用于制造医疗器械。
医用高分子材料在医疗器械中的选用原则
高分子仿生材料
模拟天然生物材料的结构和功能 ，开发具有优异生物相容性和功 能性的仿生医用高分子材料。
医用高分子材料与其他先进技术的结合应用
3D打印技术
结合3D打印技术，制备个性化、定制化的医用高分子材料和医疗器 械。
纳米技术
利用纳米技术改善医用高分子材料的表面性质和降解行为，提高其 生物相容性和功能。
挤出成型
将高分子材料加热至熔融 状态，通过挤出机挤出为 连续的型材，冷却后得到 所需形状的制品。
医用高分子材料的表面改性
表面接枝改性
通过化学反应在高分子材料表面接枝上其他聚合物或小分子，改 变表面性质。
等离子体处理
利用等离子体对高分子材料表面进行处理，改变表面化学结构和 润湿性。
表面涂层
将其他材料涂覆在高分子材料表面，形成一层具有所需性质的涂 层。
未来，医用高分子材料将更加注重智能化、个性化、环保化等方面的发展，以满 足不断变化的医疗需求。
05
医用高分子材料的未来展 望
新兴医用高分子材料的研发与探索
生物可降解高分子
材料
研发具有良好生物相容性和降解 性能的高分子材料，用于药物载 体、组织工程和再生医学等领域 。
高分子纳米药物载
体
利用纳米技术构建高效、低毒的 纳米药物载体，提高药物的靶向 性和生物利用度。
【可编辑全文】医用高分子材料-ppt课件
31
医用高分子材料 （临床医学）
根据人工脏器和部件的作用及目前研究进展， 可将它们分成五大类。
第一类：能永久性地植入人体，完全替代原来 脏器或部位的功能，成为人体组织的一部分。属于 这一类的有人工血管、人工心脏瓣膜、人工食道、 人工气管、人工胆道、人工尿道、人工骨骼、人工 关节等。
19
医用高分子材料 （临床医学）
药物释放-2
• 最早的药物释放系统是合成聚合物基( 聚乙交 酯), 由此人们对新型的生物可降解聚合物基的 设计与合成产生了极大的兴趣, 因为生物可降 解聚合物材料不必在药物释放系统失去效能之 后, 再被从母体中取出。生物可降解高分子材 料在药物释放系统中的应用主要是对小分子药 物、大分子药物和酶的释放.
控释和靶向等药物释放系统成为国际医药工业研发的
潮流 ,涉及口服、 透皮和黏膜等给药途径 ,近年还出现
了基于细胞微囊化和微加工等新技术的药物释放系统.
2005 年药物释放系统将占到药物市场份额20%,2008
年美国市场销售额可达 745 亿美元.
21
医用高分子材料 （临床医学）
药物释放-4
中国药物释放系统的研究一直紧随国际动态 ,其内容 几乎涵盖了国际药物释放系统研发的各个领域.目前 , 已经有酮洛芬、 吲哚美辛、 庆大霉素等近30 种口 服释放系统;硝化甘油、 雌二醇等透皮释放系统;多 柔比星、 紫杉醇等脂质体 ,促黄体激素释放激素(L HRH)类似物丙氨瑞林和那法瑞林、 睾丸酮-丙交酯乙 交酯共聚物( PL GA)微球、 胰岛素2聚丙交酯( PLA) 微球 ,治疗癌症的甲氨蝶呤明胶栓塞微球等靶向释放 系统获准进入临床应用。
23
医用高分子材料 （临床医学）
药物释放-6
• 国际上在口服、 透皮、 黏膜等缓/控释 给药系统等设计复杂的非注射药物释放系 统方面的研究取得了更多新进展.同时 , 药物释放也已经从系统给药发展到器官和 细胞靶向给药.
医用高分子材料 （临床医学）
根据人工脏器和部件的作用及目前研究进展， 可将它们分成五大类。
第一类：能永久性地植入人体，完全替代原来 脏器或部位的功能，成为人体组织的一部分。属于 这一类的有人工血管、人工心脏瓣膜、人工食道、 人工气管、人工胆道、人工尿道、人工骨骼、人工 关节等。
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医用高分子材料 （临床医学）
药物释放-2
• 最早的药物释放系统是合成聚合物基( 聚乙交 酯), 由此人们对新型的生物可降解聚合物基的 设计与合成产生了极大的兴趣, 因为生物可降 解聚合物材料不必在药物释放系统失去效能之 后, 再被从母体中取出。生物可降解高分子材 料在药物释放系统中的应用主要是对小分子药 物、大分子药物和酶的释放.
控释和靶向等药物释放系统成为国际医药工业研发的
潮流 ,涉及口服、 透皮和黏膜等给药途径 ,近年还出现
了基于细胞微囊化和微加工等新技术的药物释放系统.
2005 年药物释放系统将占到药物市场份额20%,2008
年美国市场销售额可达 745 亿美元.
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医用高分子材料 （临床医学）
药物释放-4
中国药物释放系统的研究一直紧随国际动态 ,其内容 几乎涵盖了国际药物释放系统研发的各个领域.目前 , 已经有酮洛芬、 吲哚美辛、 庆大霉素等近30 种口 服释放系统;硝化甘油、 雌二醇等透皮释放系统;多 柔比星、 紫杉醇等脂质体 ,促黄体激素释放激素(L HRH)类似物丙氨瑞林和那法瑞林、 睾丸酮-丙交酯乙 交酯共聚物( PL GA)微球、 胰岛素2聚丙交酯( PLA) 微球 ,治疗癌症的甲氨蝶呤明胶栓塞微球等靶向释放 系统获准进入临床应用。
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医用高分子材料 （临床医学）
药物释放-6
• 国际上在口服、 透皮、 黏膜等缓/控释 给药系统等设计复杂的非注射药物释放系 统方面的研究取得了更多新进展.同时 , 药物释放也已经从系统给药发展到器官和 细胞靶向给药.
生物医用材料 ppt课件
灰石
由此可构成类似于硅酸盐水泥样的磷酸钙水泥，用与人 体骨的修复，故称磷酸钙骨水泥
新型CPC的研究
1. 药物控释骨水泥
2. 注射型骨水泥
3. 生物活性骨水泥
ppt课件
10
第三章 医用金属材料
定义：是一种用作生物医用材料的金属 或合金，又称作外科用金属材料或医 用金属材料，是一类生物惰性材料。
ppt课件
生物陶瓷人工听小骨假体
气
引
流
管
ppt课件
9
第一代 PMMA骨水泥:优点：易成型和粘结性能
好
缺点：材料化学成份与人体骨成份完全不同，生物相容 性差；单体放热剧烈；细胞毒性；引起过敏
第二代 磷酸钙骨水泥 CPC
20世纪80年代中期，E.brown和chow发现由几种磷酸 钙盐组成的混合物能在人体环境和温度下自行固化，水 化硬化过程基本不放热，其水化成分最终转化为羟基磷
(3) 镁具有独特的体内降解性能 。
(4) 镁资源丰富，价格低廉。
ppt课件
16
材料——是由两种或两种以上不同材料复合而成 的生物医用材料
1. 分类：复合材料一般有基体材料和增强材料组成
(1)按基体：陶瓷基医用复合材料、高分子基医 用复合材料、金属基医用复合材料
要方法)a.热喷涂b.脉冲激光融覆c.离子溅射d.喷 砂法e.电结晶法f.电化学法g.离子注入
ppt课件
15
医用金属材料研究进展
医用镁及镁合金材料的研究
镁合金具备作为可降解骨植入材料的多方面优点：
(1) 镁是人体内含量最多的阳离子之一，几乎参 与人体内所有的新陈代谢过程。
(2) 镁及镁合金的弹性模量约为45GPa，更接近 人骨的弹性模量，能有效降低应力遮挡效应； 镁与镁合金的密度约为1.7g/cm3，与人骨密度 (1.75g/cm3)接近，符合理想接骨板的要求。
由此可构成类似于硅酸盐水泥样的磷酸钙水泥，用与人 体骨的修复，故称磷酸钙骨水泥
新型CPC的研究
1. 药物控释骨水泥
2. 注射型骨水泥
3. 生物活性骨水泥
ppt课件
10
第三章 医用金属材料
定义：是一种用作生物医用材料的金属 或合金，又称作外科用金属材料或医 用金属材料，是一类生物惰性材料。
ppt课件
生物陶瓷人工听小骨假体
气
引
流
管
ppt课件
9
第一代 PMMA骨水泥:优点：易成型和粘结性能
好
缺点：材料化学成份与人体骨成份完全不同，生物相容 性差；单体放热剧烈；细胞毒性；引起过敏
第二代 磷酸钙骨水泥 CPC
20世纪80年代中期，E.brown和chow发现由几种磷酸 钙盐组成的混合物能在人体环境和温度下自行固化，水 化硬化过程基本不放热，其水化成分最终转化为羟基磷
(3) 镁具有独特的体内降解性能 。
(4) 镁资源丰富，价格低廉。
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材料——是由两种或两种以上不同材料复合而成 的生物医用材料
1. 分类：复合材料一般有基体材料和增强材料组成
(1)按基体：陶瓷基医用复合材料、高分子基医 用复合材料、金属基医用复合材料
要方法)a.热喷涂b.脉冲激光融覆c.离子溅射d.喷 砂法e.电结晶法f.电化学法g.离子注入
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医用金属材料研究进展
医用镁及镁合金材料的研究
镁合金具备作为可降解骨植入材料的多方面优点：
(1) 镁是人体内含量最多的阳离子之一，几乎参 与人体内所有的新陈代谢过程。
(2) 镁及镁合金的弹性模量约为45GPa，更接近 人骨的弹性模量，能有效降低应力遮挡效应； 镁与镁合金的密度约为1.7g/cm3，与人骨密度 (1.75g/cm3)接近，符合理想接骨板的要求。
医用高分子材料 ppt课件
结构的聚合物往往具有优良的血液相容性，如在聚苯 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的结构中接枝上亲水性的甲 基丙烯酸－β－羟乙酯，当接枝共聚物的微区尺寸在 20～30 nm范围内时，就有优良的抗血栓性。
• 以高分子材料作为镁合金支架的涂层可改善支架的降 解性能及生物相容性。目前镁合金常用的涂覆高分子
材料有胶原蛋白、壳聚糖、聚乳酸及其共聚物、有机
化合物转化膜、聚氨酯。这些高分子材料均具有好的
生物性能,作为镁合金的涂层可以改善镁合金的生物相
容性,延缓镁合金的降解时间。但有机物与镁合金之间
的结合强度主要依靠物理机械力和化学键合,物理机械
力不能够满足要求,必须要对镁合金表面和有机物进行
处理,应用合适的表面活性剂使镁合金与有机物之间产
生化学键合,从而达到要求。
2020/12/27
27
二、医用缝合线
医用缝合线是常见的线型材料，广泛应 用于各类外科手术中，用以缝合伤口、 联结组织。随着科学技术的不断进步， 缝合材料目前经历了四代发展历程；第 一代为丝线，第二代为羊肠线，第三代 为化学合成可吸收缝合线（PGA、PGLA、 PLA），第四代为胶原蛋白可吸收缝合 线。
11
医用高分子材料的分类
• 1）按照生物医学用途分类
• 硬组织相容性高分子材料 • 软组织相容性高分子材料 • 血液相容性高分子材料 • 高分子药物
2020/12/27
12
• 2）按照性能分类
• 生物可降解型高分子材料 • 生物非降解型高分子材料
• 3）按照使用性能分类
• 植入性高分子材料 • 非植入性高分子材料
从70年代始，高分子科学家和医学家积极开展合作研 究，使医用高分子材料快速发展起来。
至80年代以来，发达国家的医用高分子材料产业化 速度加快，基本形成了一个崭新的生物材料产业。
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21
• 1960s 可生物降解聚合物，如：Po材料ly2l9.0a7.20c20 tide(PLA) • 1970-80s 隐形眼镜（Contact lens），药物控制释
放(drug controlled release) • 1990s- 聚合物在生物医用材料中的占有率超过一
半
材料 29.07.2020
7
材料 29.07.2020
例如：
德国产品 UHMWPE材料
•ISO5834-2
•ASTM F648 •可用为人工关节、 人工骨骼植入人体 •极低的能耗
•……
人工心脏瓣膜
8
材料 29.07.2020
9
组织工程人工骨缺损修复示意图
材料 29.07.2020
材料 29.07.2020
10
11
材料 29.07.2020
1943年 1949年
赛璐珞薄膜开始用于血液透析 美国首先发表了医用高分子的展望性论文。在文章 中，第一次介绍了利用PMMA作为人的头盖骨、关 节和股骨，利用聚酰胺纤维作为手术缝合线的临床 应用情况。50年代，有机硅聚合物被用于医学领 域，使人工器官的应用范围大大扩大，包括器官替 代和整容等许多方面。
材料 29.07.2020
24
（4R.eq医uir用em高en分ts子for材bi料om的ed要ica求l polymers）
• Basic requirements • 安全性Biocompatibility/Biostability / Biodegradability • 灭菌性Sterilizability
15
材料 29.07.2020
2. 生物医用材料市 场发展概况
全球生物医用材料市场
16
材料 29.07.2020
单 : 位 亿 美 元
3500
世 界 医 疗 器 械市 场 生物 材料和 制 品
3275
3000
12%
2500 2000 1500
1650
2300
20%
1000
500
0
2000
2002
对生物体进行诊断、治疗和置 换损坏组织、器官或增进其功 能的材料。
4
二、生物医用材料的分类 材料 29.07.2020
按材料来源分
• （1） 医用金属和合金。主要用于承力的骨、关节和牙等硬组织的修复和 替换。不锈钢、钴基合金、钛及钛合金是目前医用合金的三大支柱。医用 合金还有钽、铌和贵金属等。
• （2） 医用高分子生物材料。高分子化合物是构成人体绝大部分组织和器 官的物质，医用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡胶）和天然高 分子（如：胶原、甲壳素）。近来，生物降解高分子材料得到重视。
三、生物医用高分子材料
• 分类 • 用途 • 制备
1. 分类
12
材料 29.07.2020
按用途分类
• 手术治疗用高分子材料
缝合线，黏胶剂，止血剂，各种导管，引流管，一次性 输血输液器材
• 药用及药物传递用高分子材料
• 靶向性高分子载体（肝靶向性，肿瘤靶向性），高分子药 物（干扰素，降胆敏），高分子控制释放载体（胶囊，水 凝胶，脂质体）
22
23
材料 29.07.2020
高分子材料虽然不是万能的，不可能指望它解 决一切医学问题，但通过分子设计的途径，合成出 具有生物医学功能的理想医用高分子材料的前景是 十分广阔的。有人预计，在21世纪，医用高分子将 进入一个全新的时代。除了大脑之外，人体的所有 部位和脏器都可用高分子材料来取代。仿生人也将 比想象中更快地来到世上。
• 人造器官或组织
• 人造皮肤，血管，骨，关节，肠道，心脏，肾等
13
材料 29.07.2020
14
材料 29.07.2020
制备生物医化用学家高来分做子第材一步料？
• 化学家合成原始材料并检测各项理化指标 • 生物学家检测材料生物毒性及生物相容性 • 医学家做临床动物试验-人体试验 • 化学工程师制造生物医用高分子材料 • 临床应用
2005 年
17
中国生物医用材料市场 材料 29.07.2020
• 我国生物医学材料的生物医学工程产业的市场 增长率高达 28％(全球市场增长率20%),居全 球之首。
• 我国人工关节 替换年增长率高达30％，远高 于美国的4％。 ----------------国家科技部资料
18
材料 29.07.2020
生物衍生材料
5
材料 29.07.2020
①取自患者自体的组织 例如：采用自身隐静脉作为冠状动脉搭桥术的血 管替代物
②取自其他人的同种组织 例如：利用他人角膜治疗患者的角膜疾病
③来自其它动物的异种组织 例如：采用猪的心脏瓣膜代替人的心脏瓣膜，治 疗心脏病等。
聚四氟乙烯
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人工关节
Drug controlled release
Tissue engineering
Gene therapy
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材料 29.07.2020
此后，一大批人工器官在50年代试用于临床。 如人工尿道（1950年）、人工血管（1951年）、 人工食道（1951年）、人工心脏瓣膜（1952）、 人工心肺（1953年）、人工关节（1954年）、人 工肝（1958年）等。进入60年代，医用高分子材 料开始进入一个崭新的发展时期。
• （3） 医用生物陶瓷。有惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷（羟基磷灰石陶瓷、 可吸收磷酸三钙陶瓷等）
• （4） 医用生物复合材料。如羟基磷灰石涂复钛合金，炭纤维或生物活性 玻璃纤维增强聚乳酸等高分子材料。
• （5） 生物衍生材料。这类材料是将活性的生物体组织，包括自体和异体 组织，经处理改性而获得的无活性的生物材料。
• 775万肢残患者和每年新增的300万骨损伤患者 ---
-----需要大量骨修复材料
• 2000万心血管病患者
--------每年需要24万套人工心瓣膜
• 肾衰患者
---
-----每年需要12万个肾透析器
• ……
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3. History of polymeric biomaterials
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第九章 医用高分子材料
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整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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9.1 概述
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一、生物医用材料的定义 （edical materials）