生物相容性及评价

2. 血液相容性
生物材料的表面与血液成分的相互作用
（5）所有的生物材料几乎都能激活中性粒细胞和单核细胞。白细胞在 生物材料表面形成血栓起着直接的作用，主要是由于白细胞具有 内源性前凝血质活性和前聚集体活性，它们均可影响血小板聚集。 （6）高聚物表面与血液接触时，可以激活补体系统。 补体是存在于血液中的一类参与免疫效应的蛋白分子，由20多种 血清蛋白组成。
2. 血液相容性
生物材料的表面与血液成分的相互作用
（1）生物材料与血液接触，可以激活凝血因子，启动凝血系统形成血 栓，经内源性凝血系统实现； （2）当材料与血液接触时，血浆蛋白首先吸附于高聚物表面。 一般来说，容易吸附蛋白质的材料表面不利于血小板的吸附，材 料的抗凝血性能较好；容易吸附球蛋白和纤维蛋白原的材料表面， 则能加速凝血过程的形成。 （3）血小板的黏附和凝聚，不仅仅与血管带电情况有关，可能还与材 料表面吸附蛋白质的种类有关； （4）血液成分与材料表面接触并相互作用，是否会造成红细胞受损而 引起溶血，主要与材料表面积、化学结构、材料表面的黏附性、血 液参数、凝血变化等因素有关
2.3 材料在生物体内的反应
（1）宿主反应
生物材料进入机体后，可产生以下宿主反应：
局部组织反应，是组织对手术创伤的急性或炎性反应； 全身毒性反应，是由于材料降解在合成加工及消毒过程中吸收 或形成的低相对分子质量产物造成的，有急性和慢性反应； 过敏反应，是由于材料降解所产生的毒物造成的； 致癌、致畸、致突变反应，是由于材料中或降解产物中产生的 有害物质造成的； 适应性反应，是慢性的、长期的，包括机械力对组织和材料相 互作用的影响。
2.3 材料在生物体内的反应
医疗器械的复杂性主要取决于植入体对于宿主的 影响以及宿主对于植入体的影响这两方面的因素。大 部分的变化对生物体都有不利的影响。
宿主反应 材料反应
2.3 材料在生物体内的反应 （1）宿主反应
宿主反应是生物机体对植入材料的反应。 宿主反应的发生是由于生理环境的作用，导致构成材料的 组分原子、分子以及颗粒、碎片等代谢产物进入机体组织。
2.2 生物相容性
1. 组织相容性
1.概念：材料与组织器官接触时，不能被组织所侵蚀，材料与 组织之间应用一种亲和能力。
2.表现：组织相容性的优劣，主要取决于材料结构的化学稳定 性。一般来说，相对分子质量大，分布窄或有交联结 构的材料，组织相容性较好。 3.具体表现： 某些生物材料和生物体结缔组织中的胶原结合成为 一体，并能保持长时间稳定牢固的结合； 某些材料长期植入机体仍然会对细胞产生影响，甚 至诱发肿瘤的发生； 某些材料的组织相容性还与高聚物的形状和表面粗 糙程度有关。
人体生理环境 生物相容性
目 录
材料在生物体内反应 宿主反应 病理学反应 生物材料相容性评价 生物材料研究进展及展望
2.1人体生理环境
（1）生物学环境：处于生物系统中的生物医用材料周围 的情况或条件，其中包括液体、有机 大分子、酶、自由基、细胞等多种因 素。 （2）人体的内部环境：基本上是建立在全部或部分的还 原的有机材料（分子或组织）之 上的。
2.2 生物相容性
2. 血液相容性
1.概念：生物材料与血液循环之间的一种特殊联系。
2.表现： 生物材料的界面现象（在材料的表面首先吸附血浆蛋 白，包括白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原等）； 溶血、白细胞减少等细胞水平的反映； 凝血系统、纤溶系统激活等血浆蛋白水平反映； 免疫成分的改变、补体的激活以及血小板受体、二磷 酸腺苷和前列腺素的释放等分子水平的反映。
（7）当生物材料与血液接触之后，可以通过两条途径激活补体系统。 直接或表面吸附的免疫球蛋白引起经典途径的补体激活。 通过旁路途径激活补体系统。
2. 血液相容性
生物材料的表面特性对血液相容性的影响
（1）生物体与生物材料表面的接触，它们之间的初级反应必然依赖于 生物材料表面的性能，如材料表面的物理性能、表面电荷、亲水性、表面自 由能等，所以生物材料的表面性质在生物学反应中起着至关重要的作用。 （2）生物材料表面的粗糙程度是影响血液相容性的一个重要因素。因 为越粗糙的表面暴露在血液中的面积越大。 （3）表面的润湿性，即材料亲水性或疏水性是一个重要因素。亲水性 的材料表面与疏水性的材料表面更有利于细胞生长。 亲水性的表面吸附作用较弱，并且是可逆的，这有利于调整材料的 结构以适合细胞的生长； 疏水性的表面吸附作用较强，又不可逆，不易形成材料结构的重建。
2. 血液相容性
生物材料的表面特性对血液相容性的影响
（4）人们利用血液相容性与材料表面亲水性之间的关系，研制和开发 了许多水凝胶高聚物材料。 水凝胶： 一种亲水性的材料，具有良好的血液相容性，但机械性能较差。 可通过化学或物理的方法将其接枝到机械性能较好的材料表 面，即保持了原有的机械性能，又在材料表面形成了具有凝血 作用的表面层，提高了材料的血液相容性。 （5）与血液接触的材料表面化学性质与材料表面电学性质紧密相关。 材料表面带有负电荷，会引起某种蛋白质的吸收形成钝化层，材 料对血液的毒性减少，从而使材料具有更好的血液相容性。
人体的生理环境： 体温为37C，由水、电解质、血糖、蛋白质等构成相对 稳定的环境；
细胞外液的4/5存在于血管外构成组织液，1/5在血管内， 即血浆。 正常人血的相对密度为1.050-1.060，粘度为4-5（通常 以水的粘度为1作为标准进行计算）。血浆的渗透压约为 313mOsm/L，pH值为7.35-7.45。 模拟人体生理环境的溶液：有机酸、蛋白质、酯、生物 原分子、电解质、溶解氧、氮化合物以及可溶性碳酸盐的 NaCl水溶液，浓度约为0.1mol/L，溶液的pH值约为5.5的溶液。
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2.2 生物相容性
1.概念：生物相容性是材料在生物体内处于动态变化过程中， 能耐受宿主各系统作用而保持相对稳定，不被排斥 和破坏的生物学特性，又称为生物适应性和生物可 接受性。
材料与宿主产生相互作用涉及生物化学、生物力学 和生物电学三个反应系统。 2.生物相容性分类： 两类：组织相容性和血液相容性