《生物医用材料》论文

《生物医用材料》课程论文生物医用材料的发展与应用

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２０15年５月１6日

生物医用材料的发展与应用

摘要：随着社会文明进步、经济发展和生活水平日益提高,人类对自身的医疗康复事业格外重视。生物医用材料是近年来发展迅速的新型高科技材料,生物医用材料的应用对挽救生命和提高人民健康水平做出了重大贡献,随着现代医学飞速发展不断获得关注,发展前景广阔。本文主要介绍了近年生物医用材料的发展状况、分类以及在医学上的一些应用。

关键词:生物医用材料；发展;应用

The development and apｐliｃatｉon of biomedicalｍatｅriａ

lｓ

Abｓｔrａct：Ｗｉtｈthｅｐrogresｓｏf sｏcial cｉｖilｉzatｉon,economic deｖelｏpmｅｎt and the improｖemeｎt of tｈe lｉvｉnｇleveｌ,the ｃａuse of human mｅdｉcａｌreｈabiｌｉtaｔion for thｅir aｔteｎtion.Biｏｍｅdｉｃaｌmateｒｉalsｉｓa newｈｉgh-tｅｃhｍａｔerial develｏped raｐidly in rｅceｎt years，the applicatｉon oｆｂiomedｉcal ｍａｔerials has madｅｇrｅat contrｉｂutioｎto savｅｌives and imｐｒoveｐeoｐlｅ'ｓｈｅalｔh levｅl,alｏng ｗith t ｈe rａpid develoｐｍenｔof modｅrｎmeｄicinｅhas gaｉned attentiｏn，bｒoad prｏspectｓfor develｏpｍeｎｔ.Ｔｈｉｓpaper mainｌy ｉntｒｏduces tｈeｓtatus aｎd deｖelopmeｎt of biomｅdicaｌmateriａls,claｓsifｉcａtion and aｐｐｌiｃａｔｉoｎin mｅdiｃｉne.

Keywｏrd:Ｂiomｅdｉcaｌmａｔeriａls; Develoｐｍenｔ；Apｐlication

前言：

生物医用材料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。

1 生物医用材料的发展

随着社会文明进步、经济发展和生活水平日益提高，人类对自身的医疗康复事业格外重视。与此同时,社会人口剧增,交通工具大量涌现,生活节奏加快，疾病、自然灾害、交通事故、运动创伤和工伤等的频繁发生等,造成人们意外伤害剧增。因此,发展用于人体组织和器官再生与修复的生物医用材料具有重大社会效益。

早在公元前３500年，埃及人就用棉花纤维、马鬃缝合伤口；墨西哥印第安人用木片修补受伤的颅骨;公元前５00年的中国和埃及墓葬中发现假牙、假鼻和假耳;在１93６年发明了有机玻璃后，很快用于制作假牙和补牙,至今仍在使用；1９４9年，美国首先发表了医用高分子的展望性论文，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，加速了器官代替、整容等的发展。由此我们看出这些用于修复人体器官的材料具有久远的发展历史，它们统称为生物医用材料。

1．1第一代生物医用材料——生物相容和生物惰性材料

20世纪60-８0年代，在对工业化的材料进行生物相容性研究基础上,开发了第一代生物医用材料及产品使用于临床治疗，例如体内固定用骨钉和骨板、人工关节、人工心脏瓣膜、人工血管、人工晶体和人工肾等。上述生物医用材料,具有一个普遍的共性：生物惰性。即生物医用材料所遵循的原则是尽量将受体对植入器械的异物反应降到最低。20年时间，数以千万的患者植入了这一类生物医用材料，生活水平和健康状况得到不同程度的改善。至今，第一代生物医用材料仍在临床上广泛医用，世

界销量500多亿美元。

1.２第二代生物医用材料——生物活性或可生物降解吸收材料

２0世纪80-90年代,生物医用材料领域的重点由惰性向生物活性转变,开发了第二代生物医用材料及相关产品。这种材料能够在生理条件下发生可控的反映，并作用于人体。与第一代生物医用材料相比,无毒无副作用，不存在免疫和干扰免疫系统的问题，耐腐蚀强度高,表面带有极性，能与细胞表层的多糖和糖蛋白等通过氢键结合。20世纪８0年代中期,生物活性材料、生物陶瓷、玻璃—陶瓷及其复合物等多种生物活性材料广泛应用于整形外科和牙科。

１．3 第三代生物医用材料——生物活性和生物降解性材料

2０世纪９０年代后期,能在高分子水平上刺激细胞产生特殊应答反映的具有的新一代生物医用材料诞生。作为细胞外基质，它们可在分子水平上激活基因、刺激细胞增殖、诱导其组织分化进而构筑成新的组织和器官。这类生物医用材料将生物活性与降解材料两个独立的概念结合起来,在可降解材料上进行分子修饰,引起细胞整合素的相互作用，诱导细胞增值、分化，以及细胞外基质的合成和组装，从而启动起动集体的再生系统,也属于再生医学的范畴。

２生物医用材料的分类和应用

２．1 天然生物医用材料

天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性材料,如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维，从海藻植物中提取的海藻酸盐,从桑蚕体内分泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜,以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维都具有很高的生物功能和很好的生物适应性，在保护伤口、加速创面愈合方面具有强大的优势，已引起国内外医务界广泛的关注。

据日本、美国的多项专利介绍，由壳聚糖纤维制得的手术缝合线既能满足手术操作时对强度和柔软性的要求,同时还具有消炎止痛、促进伤口愈合、能被人体吸收的功效，是最为理想的手术缝合线;壳聚糖纤维制造的人造皮肤,通过血清蛋白质对甲壳素微细纤维进行处理,可提高对创面浸出的血清蛋白质的吸附性，有利于创口愈合，在各类人造皮肤中其综合疗效最佳。据研究报道,已用于酶固定化、细胞培养、创面覆盖材料和人工皮肤以及药物缓释材料等医学各领域,尤其各种再生丝素膜在人工皮肤、烧伤感染创面上的应用显示了独特的优势，临床应用价值显著，前景广阔。

2.2 生物医用高分子材料