《生物医用材料》PPT课件
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《生物医用药用材料》PPT课件
（2）无机有机复合是当前研究热点之一
（3）材料的多元复合是发展的重要方向
（4）具有特异性能的生物活性材料；
（5）力学相容性好又有促进组织生长功能的材 料；
（6）具有人体组织结医构学P的PT 复合材料
19
HAP的粉体制备方法 主要包括：固相反应法、 化学沉淀法、水热合成法、 溶胶—凝胶法、醇化合物 法等几种。
Ca10(PO4)6(OH)2
HAP系生物 材料的研究现状
（1）HAP的粉体制备工艺
（2）羟基磷灰石的成型与 烧结工艺
（3）HAP系复合材料目前 已达到的性能
（4）HAP系复合材料的应 用
医学PPTຫໍສະໝຸດ 201.2 生物材料的国（内A）外成研型工究艺 现状 常用的成型工艺主要有：注浆成型、 压制成型、等静压成型和凝胶浇注成型 等。
医学PPT
2
发展
❖ 公元前2500年在中国及埃及人的墓穴中已 发现有假手、假耳等人工假体，我国隋唐 时代就有了补牙用的银膏。
❖ 金银铂 ❖ 不锈钢 ❖ 纯钛的骨钉、骨板 ❖ Ti-Ni形状记忆合金
医学PPT
3
❖ 目前国外有数以百万计的人靠人工器官维持着生 命。仅在美国，每年约有100万人接受人工器官的 植入手术。其中，人工心脏瓣膜3.5万人，人工血 管18万人；人工髋骨12.5万人；人工膝盖605万人； 人工肾5万人。
（ B ） 一 般 报 道 的 整 体 HAP 的 弯 曲 强 度 在 30 ～ 177MPa之间，人体致密骨的弯曲强度在170MPa
左右。 （1）HAP的粉体制备工艺
（C）一般报道的整体HAP的断裂韧性在
0.7MPa ·m1/（2左2右），人羟体基骨磷的断灰裂石韧性的在成2-1型0 与 MPa · m1/2之烧间结。 工艺
生物医用材料ppt课件
正器具等。
可锻可铸，机械性能好 价格高，加工难、 常用来制作人工关节的金 硬度有硬，中，软之分 应用不够普及 属间华东联接。
USA Organogenesis Inc., Massa, USA
Intergra Life Science, NJ, USA Smith & Nephew, UK
Interpore Cross International Inc., USA
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目录
生物医用材料市场发展概况 生物医用材料的基本特性及分类 金属生物医用材料 无机生物医用材料 有机高分子生物医用材料 杂化生物医用材料
13
三、生物医用材料的分类
按材料的用途进行分类：
生物医用材料
口腔医用材料 硬组织修复与替换材料(用于骨骼和
关节等) 软组织修复与替代材料(用于皮肤、
肌肉、心、肺、胃等) 医疗器械材料
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按材料的组成进行分类：
金属生物医用材料:包括不锈钢、钴基合金，钛及合金等，广泛应用 于人工假体、人工关节、医疗器械等。 无机生物医用材料：分为惰性生物陶瓷、生物玻璃、碳素材料。 有机高分子生物医用材料：分为天然的和合成的，天然的如多糖类、 蛋白类，合成的聚氨酯、聚乙烯、聚乳酸、聚四氟乙烯等，用于人体 器官、组织、关节、药物载体等。 杂化生物医用材料：不同种材料的混合或结合，克服单一材料的缺点， 可获得性能更优的材料。
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
……
5
全球生物医用材料 细分市场发展
矫形外科修复材料 和制品
增长率26%
心血管系统修复材 料、血液净化材料
生物医用材料PPT课件
主要介绍材料表面接枝聚合物刷改性、等离子 体技术、离子束技术的表面改性、电化学沉积 技术、材料表面肝素化、微相分离结构的形成 、 材料表面生物化、材料表面化学活性基团或 活性物质的结合、表面修饰等。
15
1 材料表面接枝聚合物刷改性
材料表面接枝：聚合物链的一端以 共价键形式连接在材料表面上，另 一端背向沿着垂直于材料表面的方 向伸展而形成的排列紧密有序、类 似于刷子状的聚合物链集合。
缺点：难于精确控制接枝链的结构和分子量，同时体系中单 体往往会发生均聚。
17
活性自由基聚合方法：引发转移终止剂法(iniferters)、氮 氧自由基法(TEMPO)、可逆加成-裂解链转移聚合 (RAFT)、原子转移自由基聚合(ATRP)等，其中尤以原 子转移自由基聚合的研究最为活跃。
自由基是一种十分活泼的活性种，在自由基聚合中极易 发生链终止和链转移，所以要抑制副反应，达到活性聚 合。
4
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。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。
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。
•ASTM F648
•可用为人工 关节、人工骨 骼植入人体
9
人工心脏瓣膜
10
组织工程人工骨缺-肌肉系统修复和替换材料：骨、牙、关节、肌腱等 软组织材料：皮肤、乳房、食道、呼吸道、膀胱 等心血管系统材料：人工心瓣膜、血管、心血管内插管等 医用膜材料：血液净化膜、分离膜、角膜接触镜等 组织粘合剂和缝线材料 临床诊断及生物传感器材料 齿科材料 药物释放载体材料
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1 材料表面接枝聚合物刷改性
材料表面接枝：聚合物链的一端以 共价键形式连接在材料表面上，另 一端背向沿着垂直于材料表面的方 向伸展而形成的排列紧密有序、类 似于刷子状的聚合物链集合。
缺点：难于精确控制接枝链的结构和分子量，同时体系中单 体往往会发生均聚。
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活性自由基聚合方法：引发转移终止剂法(iniferters)、氮 氧自由基法(TEMPO)、可逆加成-裂解链转移聚合 (RAFT)、原子转移自由基聚合(ATRP)等，其中尤以原 子转移自由基聚合的研究最为活跃。
自由基是一种十分活泼的活性种，在自由基聚合中极易 发生链终止和链转移，所以要抑制副反应，达到活性聚 合。
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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。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。
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。
•ASTM F648
•可用为人工 关节、人工骨 骼植入人体
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人工心脏瓣膜
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组织工程人工骨缺-肌肉系统修复和替换材料：骨、牙、关节、肌腱等 软组织材料：皮肤、乳房、食道、呼吸道、膀胱 等心血管系统材料：人工心瓣膜、血管、心血管内插管等 医用膜材料：血液净化膜、分离膜、角膜接触镜等 组织粘合剂和缝线材料 临床诊断及生物传感器材料 齿科材料 药物释放载体材料
生物医学材料简介 ppt课件
用于糖尿病、心血管、癌症以及炎症等
2. 按材料来源分类
• 自体材料 • 同种异体器官及组织 • 异体器官及组织 • 人工合成材料 • 天然材料
3.分类、特性
3.分类、特性
3.按组成和性质分类
1.医用不锈钢
生物医用金属材料
2.钴基合金 3.医用钛和钛合金
4.银汞合金……
生物医用高分子：硬组织材料、软组织材料和生物降解材料
2.原理
生物工程学
生物工程学是70年代初，在分子生物学、细胞生物学等的基础上发展起来的，包括基 因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等，他们互相联系，其中以基因工程为基础。 只有通过基因工程对生物进行改造，才有可能按人类的愿望生产出更多更好的生物产 品。而基因工程的成果也只有通过发酵等工程才有可能转化为产品。
3.分类、特性
常见缺陷（材料反应）： （2）聚合物降解 • 聚合物在长期使用过程中，由于受到氧、热、紫外线、机械、水蒸气、酸碱及微生
物等因素作用，逐渐失去弹性，出现裂纹，变硬、变脆或变软、发粘、变色等，从 而使它的物理机械性能越来越差的现象。 • 聚合物老化易形成的碎片、颗粒、小分子量单体物质，因此使用它时必须谨慎，对 耐久性器件，必须保持一定强度和其它机械性能，老化产物不能对周围组织有毒害 作用。
3.分类、特性
特点（二）：相容性 生物相容性
可概括为材料和活体之间的相互关系，主要包括血液相容性和组织相容性（无毒 性、无致癌性、无热原反应、无免疫排斥反应等）。 力学相容性 负荷情况下，材料与所处部位的生物组织的弹性形变相匹配的性质和能力。取决于组 织-界面的性质和所承受负荷的大小。
3.分类、特性
2聚合物降解聚合物在长期使用过程中由于受到氧热紫外线机械水蒸气酸碱及微生物等因素作用逐渐失去弹性出现裂纹变硬变脆或变软发粘变色等从而使它的物理机械性能越来越差的现象
2. 按材料来源分类
• 自体材料 • 同种异体器官及组织 • 异体器官及组织 • 人工合成材料 • 天然材料
3.分类、特性
3.分类、特性
3.按组成和性质分类
1.医用不锈钢
生物医用金属材料
2.钴基合金 3.医用钛和钛合金
4.银汞合金……
生物医用高分子：硬组织材料、软组织材料和生物降解材料
2.原理
生物工程学
生物工程学是70年代初，在分子生物学、细胞生物学等的基础上发展起来的，包括基 因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等，他们互相联系，其中以基因工程为基础。 只有通过基因工程对生物进行改造，才有可能按人类的愿望生产出更多更好的生物产 品。而基因工程的成果也只有通过发酵等工程才有可能转化为产品。
3.分类、特性
常见缺陷（材料反应）： （2）聚合物降解 • 聚合物在长期使用过程中，由于受到氧、热、紫外线、机械、水蒸气、酸碱及微生
物等因素作用，逐渐失去弹性，出现裂纹，变硬、变脆或变软、发粘、变色等，从 而使它的物理机械性能越来越差的现象。 • 聚合物老化易形成的碎片、颗粒、小分子量单体物质，因此使用它时必须谨慎，对 耐久性器件，必须保持一定强度和其它机械性能，老化产物不能对周围组织有毒害 作用。
3.分类、特性
特点（二）：相容性 生物相容性
可概括为材料和活体之间的相互关系，主要包括血液相容性和组织相容性（无毒 性、无致癌性、无热原反应、无免疫排斥反应等）。 力学相容性 负荷情况下，材料与所处部位的生物组织的弹性形变相匹配的性质和能力。取决于组 织-界面的性质和所承受负荷的大小。
3.分类、特性
2聚合物降解聚合物在长期使用过程中由于受到氧热紫外线机械水蒸气酸碱及微生物等因素作用逐渐失去弹性出现裂纹变硬变脆或变软发粘变色等从而使它的物理机械性能越来越差的现象
《生物医用材料》课件
案例二
总结词
药物载体的新选择
详细描述
可降解高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性，是 药物载体的理想选择。这种材料可以在体内降解，减少了 对身体的副作用和不良反应。
总结词
材料的合成与改性
详细描述
为了提高可降解高分子材料的载药量、稳定性和靶向性， 需要进行合成和改性研究。通过化学修饰和共聚等手段， 可以改善材料的性能，提高药物的包覆率和释放效果。
系统生物学与生物医用材料
结合系统生物学的研究方法，深入探究生物医用材料与人体组织之间 的相互作用机制，为新材料的研发和应用提供理论支持。
05
案例分析
案例一
总结词
骨修复领域的创新应用
详细描述
生物活性玻璃陶瓷材料是一种新型的骨修复材料，具有良 好的生物相容性和骨传导性。它在骨修复领域的应用已经 得到了广泛认可，能够有效地促进骨组织的再生和修复。
某些生物医用材料具有诱导骨形成的特性，可通 过体内外实验验证其诱导骨生成的潜力。
生长因子活性
某些生物医用材料能够吸附和释放生长因子，促 进组织再生，可通过实验验证其生长因子活性。
抗菌性能
某些生物医用材料具有抗菌性能，可抑制微生物 的生长，可通过实验验证其抗菌效果。
体内植入实验
短期植入
功能评价
将生物医用材料植入动物体内，观察 短期内的组织反应和材料性能变化。
总结词
应用范围与限制
详细描述
可降解高分子材料在药物载体领域的应用已经得到了广泛 的研究和探索。然而，其应用仍受到一些限制，如材料的 降解速度和药物的释放速度需要精确控制，同时也需要进 一步研究其长期稳定性和安全性。
案例三
总结词
癌症治疗的新突破
第九章_生物医用高分子材料97页PPT
19.11.2019
材料
• 1960s 可生物降解聚合物，如： Polylactide(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
19.11.2019
19.11.2019
材料
• 通常，当人体的表皮受到损伤时，流出的血液会 自动凝固，称为血栓。
• 血液相容性指材料在体内与血液接触后不发生凝 血、溶血现象，不形成血栓。
• 实际上，血液在受到下列因素影响时，都可能发 生血栓：① 血管壁特性与状态发生变化；② 血液 的性质发生变化；③ 血液的流动状态发生变化。
• 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
• ……
19.11.2019
材料
3. History of polymeric biomaterials
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。
OHNH2
NN
SO3H
SO3H
材料
⑤材料表面伪内膜化
人们发现，大部分高分子材料的表面容易沉渍 血纤蛋白而凝血。如果有意将某些高分子的表面制 成纤维林立状态，当血液流过这种粗糙的表面时， 迅速形成稳定的凝固血栓膜，但不扩展成血栓，然 后诱导出血管内皮细胞。这样就相当于在材料表面 上覆盖了一层光滑的生物层—伪内膜。这种伪内膜 与人体心脏和血管一样，具有光滑的表面，从而达 到永久性的抗血栓。
生物医药材料ppt课件
精选ppt
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纳米药物控释系统的应用
在恶性肿瘤治疗中的应用 靶向血脑屏障的药物
精选ppt
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理想的药物缓释系统（血管中）
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2. 纳米药物与制剂
纳粒具有最大的溶解度，控制纳粒的大小 及粒度分布可以达到控制药物释放速率提高功 效和药物有效利用率。
如：具有生物活性的各类肽类药物，如治 疗Paget和血钙过多病的降钙素、防止手术接枝 排斥提高免疫性的Cyclosporin A、治疗胰岛素 依赖性糖尿病的胰岛素等。
每公斤近1亿美元，相当于黄金的1万倍。
精选ppt
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6. 细胞器－纳米微型机器
尺寸小于10纳米的超细微粒可以在血管中自由移动。 微型医用机器人：多层聚合物＋黄金
外型类似人的手臂，希望能在血液、尿液和细 胞介质中工作，可捕捉和移动单个细胞。
机器人进行全身健康检查和治疗，包括疏通脑 血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物等，还可 以吞噬病毒，杀死癌细胞。
精选ppt
3
运送药物的“导弹”
把药物制成纳米颗粒或者把药物放入磁 性纳米颗粒的内部。这些颗粒可以自由地在 血管和人体组织内运动，如果在人体外部加 以导向，使药物集中到患病的组织中，那么 药物治疗的效果会大大提高。
Fe3O4磁性纳米粒子：靶向药物（生物导弹）
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近来发现C60的结构能够迅速地与爱滋病毒结合， 而将爱滋病毒的毒性减低，故可发展C60的衍生药物 来阻止病毒的扩散。亦有报导指出，C60球内可填充 金属元素，未来可利用其中空构造来携带药物。当这 些纳米药物导弹进入人体到达患病处时，释放其内部 的药物以破坏病毒体内的基因蛋白机制，达到准确歼 灭目标的作用。
生物医用材料PPT课件
需用材料
止血材料 抗凝血材料 人工瓣膜材料 人工血管材料 人工血浆 人工红血球 人工肺 人工骨 人工关节 人工肌腱、人工肌肉 人工浆膜
2.
（图中Ms表示冷却时开始产生热弹性马氏体的转变温度，Mf表示 冷却时转变的终止温度，As表示升温时逆转的温度，Af表示逆转完全 的温度）。
医学应用
血栓过滤器、脑动脉瘤夹、食道支架、鼻出血
未来人造皮肤
+ 有触感
+ 可拉伸 + 能防弹
可剥落的电子表皮
人造心脏瓣膜的置换
• 第一个可靠的人工心 脏瓣膜，在1961年由 美国俄勒冈州波特兰 的外科医生史塔尔和 他的合作者爱德华斯 发明，是装在不锈钢 罩中的塑料球。
普通金属烤瓷牙
贵金属烤瓷牙
齿科材料
• 修复牙齿用的合金除银之外主要有镍铬、钴铬和 烤瓷合金。
“马赛克凝胶”是一 种薄皮状的物质，能 够与活体组织的细胞 生长兼容，进而确保 各种不同的细胞能够 在凝胶里进行精准的、 可操控的生长繁殖。 精确控制细胞生长 具有非常重大的意义， 如此一来，人造皮肤 的细胞就能模拟活体 组织细胞的自然生长， 对烧伤患者的治疗十 分有利。
控制“马赛克凝胶” 里的细胞生长，令 其排列成7个字母、 组成单词“Toronto”。
人工皮肤的发展
+ 人造皮肤在中国起步较晚，但经过几十年
的发展，其在各个领域上面都取得 了巨大 的成就。 在美国、 加拿大、 日本和欧共体 国家组织工程的研究和产业化得到迅速发 展， 尤其是美国有 50 余家公司从事组织工 程产品的产业化生产，已经形成价值 60 亿 美元的产业，并以每年 25%的速度递增。 初步估计，到 2020 年美国组织工程 产品市 场可达每年 180 亿美元。
生物医用材料PPT演示课件
生物医用材料需要经过 严格的临床试验和安全 评估，确保其安全性和 有效性。
个性化与定制化
随着医疗技术的发展， 临床对个性化、定制化 的生物医用材料需求越 来越高。
未来发展方向与展望
01
创新性研究
加强新材料、新技术和新工艺的研究，推动生物医用材料的创新发展。
02
交叉学科合作
加强生物医学工程、化学、物理学等多个学科的交叉合作，共同推动生
分类
根据用途可分为药物载体、医疗 器械、组织工程和再生医学材料 等。
生物医用材料的特性
生物相容性
功能性
稳定性
可加工性
材料与人体组织、血液 等相互作用时不产生有
害反应。
具备所需要的功能，如 传导热量、机械支撑等。
在体内保持稳定，不发 生降解、变质或毒性反
应。
易于加工成所需形状和 大小，以满足医疗需求。
常见的金属生物医用材料
不锈钢、钛和钛合金、钴铬合金等。
金属生物医用材料的优缺点
优点包括良好的机械性能和加工性能，缺点包括可能引发过敏反应 和金属腐蚀。
高分子生物医用材料
高分子生物医用材料的特性
01
具有良好的化学稳定性、生物相容性和加工性能，广泛用于制
造医疗用品、人工器官和药物载体等。
常见的高分子生物医用材料
氧化铝、氧化锆、生物活性玻璃和玻璃陶瓷等。
陶瓷生物医用材料的优缺点
优点包括良好的化学稳定性和生物相容性，缺点包括脆性大、加工 困难。
复合生物医用材料
复合生物医用材料的特性
通过将两种或多种材料组合在一起，发挥各自的优势，弥补单一材 料的不足，具有良好的综合性能。
常见的复合生物医用材料
聚合物/陶瓷复合材料、聚合物/高分子复合材料、金属/陶瓷复合 材料等。
个性化与定制化
随着医疗技术的发展， 临床对个性化、定制化 的生物医用材料需求越 来越高。
未来发展方向与展望
01
创新性研究
加强新材料、新技术和新工艺的研究，推动生物医用材料的创新发展。
02
交叉学科合作
加强生物医学工程、化学、物理学等多个学科的交叉合作，共同推动生
分类
根据用途可分为药物载体、医疗 器械、组织工程和再生医学材料 等。
生物医用材料的特性
生物相容性
功能性
稳定性
可加工性
材料与人体组织、血液 等相互作用时不产生有
害反应。
具备所需要的功能，如 传导热量、机械支撑等。
在体内保持稳定，不发 生降解、变质或毒性反
应。
易于加工成所需形状和 大小，以满足医疗需求。
常见的金属生物医用材料
不锈钢、钛和钛合金、钴铬合金等。
金属生物医用材料的优缺点
优点包括良好的机械性能和加工性能，缺点包括可能引发过敏反应 和金属腐蚀。
高分子生物医用材料
高分子生物医用材料的特性
01
具有良好的化学稳定性、生物相容性和加工性能，广泛用于制
造医疗用品、人工器官和药物载体等。
常见的高分子生物医用材料
氧化铝、氧化锆、生物活性玻璃和玻璃陶瓷等。
陶瓷生物医用材料的优缺点
优点包括良好的化学稳定性和生物相容性，缺点包括脆性大、加工 困难。
复合生物医用材料
复合生物医用材料的特性
通过将两种或多种材料组合在一起，发挥各自的优势，弥补单一材 料的不足，具有良好的综合性能。
常见的复合生物医用材料
聚合物/陶瓷复合材料、聚合物/高分子复合材料、金属/陶瓷复合 材料等。
《生物材料学》医用生物材料 ppt课件
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二维有限元法设计 40
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化学周期表中的大部分金属不符合生物材料的 要求，仅有小部分或经处理过的可用于临床。 目前在临床使用的医用金属材料主要有不锈钢、 钴基合金和钛基合金三大类，另外还有TiNi记 忆合金和贵金属等。
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生物相容性要求
毒性反应：
金属的毒性主要作用于细胞、可抑制酶的活动，阻止酶通
过细胞膜的扩散和破坏溶酶体。不锈钢中含有毒性的铁、
5.1.5 其他医用金属材料
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第五章 生物医用材料
5.2 医用陶瓷材料
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5.2 医用陶瓷材料
陶瓷结构与性能的关系
磷酸钙陶瓷
生物活性玻璃与生物微晶玻璃
生物医用材料系列3--天然高分子生物医学材料ppt课件
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25
• 甲壳素和壳聚糖的制备方法：比较简单，工艺成 熟：
– 采用虾或蟹壳，经清洗后浸酸脱钙，
– 再用10%的碱液脱去蛋白即得甲壳素。
– 如继续以浓碱去乙酰基则得到壳聚糖。
– 壳聚糖的脱乙酰化度和分子量是其两项重要参数。
பைடு நூலகம்
– 脱乙酰化程度的测定可以采用核磁共振、红外光谱、 电位滴定、质谱、化学滴定等方法，一般用 Muzzarelli提出的紫外分光光度法。
– 天然纤维素属纤维Ⅰ型， – 再生纤维素属纤维Ⅱ型。 • 用强碱处理天然纤维，结晶结构发生变化，由Ⅰ型 变为Ⅱ型。 • 用铜胺碱溶液溶解天然纤维素，再进行还原沉淀， 也可使其转变为Ⅱ型结构。 • 从热力学角度考虑，Ⅱ型结构更为稳定。
.
9
• 纤维的结晶程度在不同天然纤维也存在差异，
– 随着结晶程度的提高，其抗张程度、硬度、密度 增加，
天然高分子生物医学材料
第一节 天然多糖类材料 第二节 天然蛋白质材料
.
1
• 人们对生命科学的浓厚兴趣在于人类本身就是
生命，
• 人们对生物医学高分子材料的重视与关切是因 为
–构成人体肌体的基本物质，诸如蛋白质、核
糖核酸、多糖、一些脂质都是高分子化合物；
–人类肌体的皮肤，肌肉，组织和器官都是由
高分子化合物组成的。
• 直到1887年Edderbase 用盐酸水解甲壳素得到了氨基葡
萄糖，并用化学方法和X射线衍射法确立了甲壳素的结
构。
.
24
• 甲壳素的发现至今已有一百多年历史，但它的发展比 较缓慢。
• 1977年，在美国波士顿召开第一届甲壳素/壳聚糖国 际学术计论会。
• 特别是近年来，发现它们在纺织、印染、造纸、食品 加工、水处理特别是在生物技术、医学、生物医学工 程等众多方面具有极大的潜在应用价值和广阔的发展 前景才逐渐受到人们的普遍重视。
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
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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。
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生物陶瓷人工听小骨假体
气
引
流
管
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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。
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。
生物医用材料-2016(ppt文档)
先天性心脏病介入治疗模拟 演示（点击图片即播放动画）
北京航空航天大学
分类：
人工瓣膜根据使用材料而分为两大类：一类是全部用人造材料制成的称 机械瓣；另一类是全部或部分用生物组织制成的称生物瓣。
不论是机械瓣膜还是生物瓣膜，其基本结构都包括金属瓣架、阻塞体 和缝合环三部份。金属瓣架一般用不锈钢、钛、钴镍合金或其它超硬 金属等制成；缝合环是将人工瓣膜缝到人体心脏瓣环的部分，由针织 材料缝制而成，曾用聚丙烯、涤纶、聚四氟乙烯、近年还有用碳纤维。 生物瓣膜一般是用猪主动脉瓣和牛心包瓣为原料。
北京航空航天大学
生物医用材料
北京航空航天大学
生物医用材料
颅额面微型钛板
北京航空航天大学
生物医用材料
生物医用陶瓷材料
① 生物惰性：植入人体后仍维持自身结构并不引起人体免疫反应。 ② 生物活性：可与人体组织形成结合。 ③ 生物降解：在被被生组织替代后在体内可以降解，化学副产物可通过代谢被分解吸收。
生物材料定义
生物医用材料（Biomedical Materials） 生物材料（Biomaterials）
对生物体进行诊断、治疗和置换损坏的组 织、器官或增进其功能的材料。
俞耀庭，张兴栋，《生物医用材料》，2001
*生物材料可以是人造的，也可以是天然的 或者是它们相结合的功能材料
北京航空航天大学
人体中已经商业化的生物医用材料器件
Intraocular lenses 人工晶体： 硅凝胶\PMMA
髋关节：钛合金
北京航空航天大学
发展历史
公元前5000年：古代人就尝试用黄金修复失牙； 公元前3500年，棉花纤维、马鬃作缝合线 1588年，黄金板修复颚骨 1775年，金属固定体内骨折 20世纪30年代：工业生产医用材料； 20世纪中后期：高分子工业推动生物医用材料的发展； 20世纪80年代后期：材料科学与现代生物技术相结合发
北京航空航天大学
分类：
人工瓣膜根据使用材料而分为两大类：一类是全部用人造材料制成的称 机械瓣；另一类是全部或部分用生物组织制成的称生物瓣。
不论是机械瓣膜还是生物瓣膜，其基本结构都包括金属瓣架、阻塞体 和缝合环三部份。金属瓣架一般用不锈钢、钛、钴镍合金或其它超硬 金属等制成；缝合环是将人工瓣膜缝到人体心脏瓣环的部分，由针织 材料缝制而成，曾用聚丙烯、涤纶、聚四氟乙烯、近年还有用碳纤维。 生物瓣膜一般是用猪主动脉瓣和牛心包瓣为原料。
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生物医用材料
北京航空航天大学
生物医用材料
颅额面微型钛板
北京航空航天大学
生物医用材料
生物医用陶瓷材料
① 生物惰性：植入人体后仍维持自身结构并不引起人体免疫反应。 ② 生物活性：可与人体组织形成结合。 ③ 生物降解：在被被生组织替代后在体内可以降解，化学副产物可通过代谢被分解吸收。
生物材料定义
生物医用材料（Biomedical Materials） 生物材料（Biomaterials）
对生物体进行诊断、治疗和置换损坏的组 织、器官或增进其功能的材料。
俞耀庭，张兴栋，《生物医用材料》，2001
*生物材料可以是人造的，也可以是天然的 或者是它们相结合的功能材料
北京航空航天大学
人体中已经商业化的生物医用材料器件
Intraocular lenses 人工晶体： 硅凝胶\PMMA
髋关节：钛合金
北京航空航天大学
发展历史
公元前5000年：古代人就尝试用黄金修复失牙； 公元前3500年，棉花纤维、马鬃作缝合线 1588年，黄金板修复颚骨 1775年，金属固定体内骨折 20世纪30年代：工业生产医用材料； 20世纪中后期：高分子工业推动生物医用材料的发展； 20世纪80年代后期：材料科学与现代生物技术相结合发
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纳米医用材料
• 应用化学09-3班 • 袁晓荣 • 2011.05.05
1
引发的一系列问题：
• 什么是生物医用材料？ • 什么样的材料才能成为生物医用材料？ • 它与一般传统材料有什么区别？ • 生物医用材料有那些种类？ • 它有什么用途？ • 它对人体有什么危害？
2
主要讲点：
1 生物医用材料的定义和要求 2 生物医用材料的分类和应用 3 机体对生物医用材料的反应 4 简介：人造皮肤和其他制品
⑶化学稳定性
*力学相容
⑷可加工性
5
2.生物医用材料的分类及应用
⑴ 医用金属和合金
人 工 关 节
钛合金骨
6
⑵医用高分子材料
非降解：制造人工器官、血管等，用于组织修复 可降解：药物缓释载体、非永久性植入器械...
7
⑶生物陶瓷
用于骨骼-肌肉系统、心血管系统修复以及药 物载体
生物陶瓷骨体
生物陶瓷血管
8
种子细胞
14
自体或异体组织细胞
体外培养扩增
接种到一种生物相容性良好 可生物吸收的生物材料上
生物材料支架
形成细胞生物材料复合物
15
人造皮肤
组织结构
16
将细胞生物材料回植到 体内组织缺损部位
生物材料逐渐被吸收
细胞就形成新的有功能的组织 修复组织和器官缺损
17
其他生物医用材料制品
生物医用材料目前已成功地应用 于人工心脏瓣膜、人工血管、人工 骨与关节、医用导管、齿科材料、 外科缠线、药物缓释载体、透析与 超滤膜材料及一次性和植入性医用 制品等方面
生物学反应
血液反应
免疫反应
组织反应
：溶血反应、激活 凝血系统…
：补体激活、免疫 反应…
：细胞分化异常、 炎症反应…
⑵材料反应
a.金属腐蚀 b.聚合物降解 c.磨损
11
☆免疫应答机制
材料降解产物
炎症或免疫反应
呈
递
作
Th1 分泌 细胞因子： 产生非补体
免疫
用
白细胞介素 结合抗体
耐受
T细胞
细 胞 因 子
Th2 分泌
血细胞介 素2
干扰素-
激活巨噬细 胞产生补体 结合抗体
免疫 排斥
B细胞
分 泌
特异性抗体
结合抗原 体液免疫
12
4.人造皮肤的置备
⑴人造皮肤
由成分的不同，可分为单纯人工真皮和具有表皮细 胞的活性复合皮。
a.甲壳素组合人造 皮肤
涂擦管
伤可贴
吸附层 簿膜层
单纯人工真皮
13
b. 组织工 程皮肤
⑷生物衍生材料 主要用组织修复和
替换
⑸组织工程材料
用于组织器官的复 制和修补，以及细胞治 疗
独角鲸
组织工程人耳
9
⑹纳米医用材料
– 生物导弹 – 药物控制释放和
基因转染载体
– 纳米生物传感器 – 纳米微机械 – 纳米人工器官
分“子生物马导达弹及”载作体用机
制
10
3.机体对生物医用材料的反应
⑴宿主反应
3
1.生物医用材料的定义和要求
定义： 是一类具有特殊性能、特
种功能，用于人工器官、外科修 复、理疗康复、诊断、治疗疾患， 而对人体组织不会产生不良影响 的材料。
4
要求：
⑴生物功能性
*承受或传递负载功能 *控制血液或体液流动功能 *电、光、声传导功能 *填充功能
⑵生物相容性
*血液相容性 *生物相容性 性
18
19
Thank
you!
20
感谢下 载
• 应用化学09-3班 • 袁晓荣 • 2011.05.05
1
引发的一系列问题：
• 什么是生物医用材料？ • 什么样的材料才能成为生物医用材料？ • 它与一般传统材料有什么区别？ • 生物医用材料有那些种类？ • 它有什么用途？ • 它对人体有什么危害？
2
主要讲点：
1 生物医用材料的定义和要求 2 生物医用材料的分类和应用 3 机体对生物医用材料的反应 4 简介：人造皮肤和其他制品
⑶化学稳定性
*力学相容
⑷可加工性
5
2.生物医用材料的分类及应用
⑴ 医用金属和合金
人 工 关 节
钛合金骨
6
⑵医用高分子材料
非降解：制造人工器官、血管等，用于组织修复 可降解：药物缓释载体、非永久性植入器械...
7
⑶生物陶瓷
用于骨骼-肌肉系统、心血管系统修复以及药 物载体
生物陶瓷骨体
生物陶瓷血管
8
种子细胞
14
自体或异体组织细胞
体外培养扩增
接种到一种生物相容性良好 可生物吸收的生物材料上
生物材料支架
形成细胞生物材料复合物
15
人造皮肤
组织结构
16
将细胞生物材料回植到 体内组织缺损部位
生物材料逐渐被吸收
细胞就形成新的有功能的组织 修复组织和器官缺损
17
其他生物医用材料制品
生物医用材料目前已成功地应用 于人工心脏瓣膜、人工血管、人工 骨与关节、医用导管、齿科材料、 外科缠线、药物缓释载体、透析与 超滤膜材料及一次性和植入性医用 制品等方面
生物学反应
血液反应
免疫反应
组织反应
：溶血反应、激活 凝血系统…
：补体激活、免疫 反应…
：细胞分化异常、 炎症反应…
⑵材料反应
a.金属腐蚀 b.聚合物降解 c.磨损
11
☆免疫应答机制
材料降解产物
炎症或免疫反应
呈
递
作
Th1 分泌 细胞因子： 产生非补体
免疫
用
白细胞介素 结合抗体
耐受
T细胞
细 胞 因 子
Th2 分泌
血细胞介 素2
干扰素-
激活巨噬细 胞产生补体 结合抗体
免疫 排斥
B细胞
分 泌
特异性抗体
结合抗原 体液免疫
12
4.人造皮肤的置备
⑴人造皮肤
由成分的不同，可分为单纯人工真皮和具有表皮细 胞的活性复合皮。
a.甲壳素组合人造 皮肤
涂擦管
伤可贴
吸附层 簿膜层
单纯人工真皮
13
b. 组织工 程皮肤
⑷生物衍生材料 主要用组织修复和
替换
⑸组织工程材料
用于组织器官的复 制和修补，以及细胞治 疗
独角鲸
组织工程人耳
9
⑹纳米医用材料
– 生物导弹 – 药物控制释放和
基因转染载体
– 纳米生物传感器 – 纳米微机械 – 纳米人工器官
分“子生物马导达弹及”载作体用机
制
10
3.机体对生物医用材料的反应
⑴宿主反应
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1.生物医用材料的定义和要求
定义： 是一类具有特殊性能、特
种功能，用于人工器官、外科修 复、理疗康复、诊断、治疗疾患， 而对人体组织不会产生不良影响 的材料。
4
要求：
⑴生物功能性
*承受或传递负载功能 *控制血液或体液流动功能 *电、光、声传导功能 *填充功能
⑵生物相容性
*血液相容性 *生物相容性 性
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Thank
you!
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感谢下 载