第四讲生物医学材料
生物医学材料研究与应用
生物医学材料研究与应用生物医学材料是一种结合医学和工程科学的交叉学科,其研究对象主要是应用于医学领域的各种材料,在医学领域中可被用于人工肢体、骨科、神经内科等多个领域。
生物医学材料的研究和应用对于提高医学技术水平、改善生命质量、弥补生物缺陷、满足人们更高的健康需求具有十分重要的作用。
一、生物医学材料研究的概述生物医学材料研究最初出现于20世纪50年代初,经过几十年的发展,现在已经涉及到众多的研究方向。
此外,生物医学材料的研究也涉及到了材料科学、医学、生物学、化学、物理学等多个领域。
其中,目前在生物医学材料研究领域中主要进展内容与材料的表面修饰、细胞材料相互作用、材料性能、材料多功能性、可生吸收材料、组织工程材料等方面有关。
二、生物医学材料的种类目前,生物医学材料可以分为自然材料和人工材料两大类。
自然材料主要指天然材料,如生物骨、生物牙齿等;人工材料则主要指人工复合材料、人工晶体、高分子材料、金属材料等。
自然材料:主要包括自体组织、牙齿、骨骼等,具有天然无害性、耐久性、生物相容性等优点。
人工材料:人工材料具有材料性能良好、加工方便、可塑性高等优点,包括人工复合材料、高分子材料、金属材料等。
三、生物医学材料的应用生物医学材料广泛应用于医疗、健康和康复等领域,其中常见的应用包括以下几个方面:1. 血管成型。
利用生物医学材料替代传统的血管成型方式,可以大大降低患者手术的复杂性,并且可以提高患者在治疗期间的生活质量。
2. 人工关节。
人工关节的材料包括金属、聚合物、生物材料、陶瓷、玻璃、复合材料等,人工关节主要应用于关节直接置换、移植和修复等领域。
3. 医用假肢。
医用假肢是一种使用生物医学材料制成的人工肢体,适用于术后患者的功能恢复和日常生活的维持等方面。
随着生物医学材料研究的不断进步,医用假肢的设计和材料的使用也越来越多样化。
4. 骨科医学。
生物医学材料在骨科医学领域中的应用也非常广泛,包括骨折治疗、骨质疏松症治疗、骨肿瘤治疗等。
生物医用材料介绍
生物医用材料导论一、生物医用材料定义生物材料:广义的说,一是指用于生物体内的材料,达到治疗康复的目的,例如隐形眼镜、人工髋关节;二是指来源于生物体,可能用于或不再用于生物体,例如动物皮革用于服装。
生物医用材料:对生物系统的疾病进行诊断、治疗、外科修复、理疗康复、替换生物体组织或器官(人工器官),增进或恢复其功能,而对人体组织不会产生不良影响的材料。
生物医用材料本身不是药物,而是通过与生物机体直接结合和相互作用来进行治疗。
另一种说法是:生物医用材料是一种植入躯体活系统内或与活系统相接触而设计的人工材料。
生物医用材料又叫做生物材料,分别来自于Biomedical Materials 和Biomaterials的译名。
目前国际上两本最主要的学术期刊是英国的《Biomaterials》和美国的《Journal of Biomedical Materials Research》,两个期刊所涉及的内容是相同的,由此可见Biomedical Materials 和Biomaterials两词是指相同的材料。
举例说明:(FDA分类:美国食品与药物管路局对医用材料的分类)名称是否生物材料相接触的组织FDA分类眼镜架no隐形眼镜yes 与角膜接触III假肢no人工髋关节yes 与骨组织接触并要求牢固结合III假牙yes 与口腔粘膜接触II牙根植入体yes 与牙床骨接触并希望牢固结合III人工心肺系统yes 与血液接触III生物医用材料学科的研究内容1.各种器官的作用;2.生物医用材料的性能;3.它们之间的相互作用,在体内生物医用材料如何影响活组织(称之为宿主反应);活组织又如何影响生物材料的性能变化(称之为材料反应)。
相互作用重点研究化学和力学两方面。
(例如植入髋关节,磨损碎屑,炎症反应,以及金属离子的溶出)二、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。
按材料的传统分类法分为:(1)合成高分子材料(如聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物、其他医用合成塑料和橡胶)、(2)天然高分子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖)、(3)金属与合金材料(如钦金属及其合金)、(4)无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石)、(5)复合材料(碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物)。
【精品】生物医用材料
生物医用材料导论一、生物医用材料定义广义的生物材料:一是指用于生物体内的材料,达到治疗康复的目的,例如隐形眼镜、人工髋关节;二是指来源于生物体,可能用于或不再用于生物体内(这种不是本课程研究对象),例如动物皮革用于服装。
在本课程中生物医用材料或生物材料的含义:生物医用材料又叫做生物材料,分别来自于BiomedicalMaterials和Biomaterials的译名.目前国际上两本本学科最主要的学术期刊是英国的《Biomaterials》和美国的《JournalofBiomedicalMaterialsResearch》,两个期刊所涉及的内容是相同的,由此可见BiomedicalMaterials和Biomaterials两词是指相同的材料。
我们给生物医用材料明确的定义:对生物系统的疾病进行诊断、治疗、外科修复、理疗康复、替换生物体组织或器官(人工器官),增进或恢复其功能,而对人体组织不会产生不良影响的材料。
生物医用材料本身并不必须是药物,而是通过与生物机体直接结合和相互作用来进行治疗。
另一种说法是:生物医用材料是一种植入躯体活系统内或与活系统相接触而设计的人工材料。
举例说明:(FDA分类:美国食品与药物管路局对医用材料的分类)名称是否生物材料相接触的组织FDA分类眼镜架no隐形眼镜yes与角膜接触III假肢no人工髋关节yes与骨组织接触并要求牢固结合III假牙yes与口腔粘膜接触II牙根植入体yes与牙床骨接触并希望牢固结合III人工心肺系统yes与血液接触III生物医用材料学科的研究内容1.各种器官的作用;2.生物医用材料的性能;3。
组织器官与材料之间的相互作用:在体内,生物医用材料如何影响活组织(称之为宿主反应);活组织又如何影响生物材料的性能变化(称之为材料反应)。
重点研究化学(包括生物化学)和力学两方面.(例如植入髋关节,磨损碎屑,炎症反应,以及金属离子的溶出)二、生物医用材料的分类:由于生物材料应用广泛,品种很多,所以会有不同角度的分类。
生物医学材料简介
软组织相容性材料:隐形眼睛片的高分子材料,人工晶状体等,用于人
工皮肤、人工气管、人工食道、人工输尿管、软组织修补等领域
硬组织相容性材料:金属、聚乙烯、生物陶瓷,关节、牙齿、其它骨骼; 生物降解材料:甲壳素、聚乳酸等,用于缝合线、药物载体、粘合剂等 高分子多肽、胰岛素、人工合成疫苗等
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
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): (1)金属腐蚀 • 生物体内的腐蚀性环境:
①含盐的溶液是极好的电解质,促进了电化学腐蚀和水解; ②组织中存在具有催化或迅速破坏外来成分能力的多种分子和细胞。将对生物金属材 料产生腐蚀。
• 虽然金属材料在生物体内保持惰性状态,但仍然可能会有物质溶入生物组织中,并对 生物体组织产生毒性反应,造成组织的损害。如不锈钢中溶出的Cr+6生物组织的毒性
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
3.分类、特性
常见缺陷(材料反应): (3)磨损 植入器件之间切向反复的相对滑动造成表面磨损。 例如:人工关节由于表面易氧化生成TiO2,其耐磨性差,植入人体后,磨
损造成在关节周围组织形成黑褐色稠物,从而引起疼痛。
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
4.人体影响
2.钴基合金
生物医用高分子:硬组织3材.医料用、软钛组和织材钛料合和金生物降解材料
《生物医学功能材料》课件
根据用途和特性,生物医学功能 材料可分为医用植入材料、医用 组织工程支架材料、医用膜材料 和器件、药物控制释放材料等。
生物医学功能材料的重要性
01
02
03
提高医疗效果
生物医学功能材料能够提 高医疗效果,减少并发症 ,改善患者生活质量。
推动医疗技术创新
生物医学功能材料的研发 和应用推动了医疗技术的 创新和发展。
血管支架
支架材料能够支撑狭窄或病变的血管,促进血液 循环,改善心血管疾病症状。
牙科种植体
种植体材料能够与人体骨骼相结合,恢复牙齿功 能,提高口腔健康水平。
药物载体与控释系统
药物载体
利用生物医学功能材料作为药物载体 ,能够实现药物的定向输送,提高治 疗效果并降低副作用。
控释系统
通过控制药物释放速度和时间,实现 药物的持续、稳定释放,提高患者的 用药依从性。
《生物医学功能材料 》ppt课件
目录
CONTENTS
• 生物医学功能材料的概述 • 生物医学功能材料的特性 • 生物医学功能材料的制备方法 • 生物医学功能材料的应用领域 • 生物医学功能材料的未来展望
01
生物医学功能材料 的概述
定义与分类
定义
生物医学功能材料是指用于替代 、修复、增强或辅助人体组织和 器官功能的材料。
2
生物可降解性对于临时性植入材料非常重要,可 以避免长期留存对组织造成的不良影响。
3
材料的生物可降解性可以通过选择适当的生物可 降解材料或进行表面改性等方式实现。
力学性能与稳定性
力学性能是指材料在受力作用下 的变形、断裂和疲劳等行为特性
。
良好的力学性能可以保证材料在 生理环境中的稳定性和耐久性, 减少因受力而产生的形变、断裂
《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
生物医用材1
生物医用材料生物医学材料指的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,也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。
现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料,其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。
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、天然高分子材料、金属与合金材料、无机材料、复合材料。
根据材料的用途,这些材料又可以分为生物惰性、生物活性或生物降解材料。
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。
下面就根据生物医用材料的分类对各种生物材料进行介绍:1.生物医用金属与合金材料:生物医用金属材料是用于生物医学材料的金属或合金,又称外科用金属材料,是一类惰性材料。
此类材料具有高机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的承力植入材料。
此类材料的应用非常广泛,涉及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面。
这对金属材料有较高的要求,它要求(1)金属的生物形容性最小,包括无毒性,无热源反应,不致畸,不致癌,不引起过敏反应或干扰机体的免疫反应,不破坏临近组织,也不发生材料表面的钙化沉积等。
(2)物理和化学稳定性好,包括强度,弹性,尺寸稳定性,耐腐蚀性,耐磨性以及界面稳定性。
(3)易于加工成型,材料易于制造,价格适当。
生物医学材料简介
精选课件
8
常见生物医学金属材料
名称
贵金属
不锈钢
钴基合金
钛和钛合金
多孔材料和 复合材料
优点
缺点
应用领域
贵金属及其合金的耐 腐蚀和机械性能优良
易加工,价格低
生物相容性差 牙科修复材料,制作植入体
内的器件的电极和导线材料, 磁性铂用于眼脸功能的修复。
不锈钢耐腐蚀
性和机械性能 不如钴基合金
体内植入的阴性对照材料,
10
1、生物陶瓷
生物陶瓷制作 的听小骨
(1)普通生物陶瓷
(2)生物活性陶瓷
(3)特殊加工生物陶瓷 瓷
多用于假牙制作,硬度及耐磨性优于树脂 制品。材料的化学性质差,生物相容性好 。
主要成分为磷酸钙,植入人体后可以降解 吸收,由于被怀疑会引起淋巴结增生,现 已停止对其研究。
如掺入荧光物质的陶瓷贴片,可以贴在 牙齿外表增加美观。
接骨板、骨螺钉、齿冠、齿 科矫正器具等。
可锻可铸,机械性能
好硬度有硬,中,软 之分
价格高,加工
难、应用不够 普及
常用来制作人工关节的金 属间华东联接。
质轻强度高,生物相容
性好及记忆效应,抗疲 劳性及耐腐蚀性好
价格高昂
用于齿科、骨科。人工齿龈, 人工下颚骨、颅骨修复网支 撑、心脏瓣膜支架等众多领 域
性能固定牢靠,减少 制备困难,成
1)
生物惰性材料
在体内不降解、不变性的材料,适合长期植入体内。作为医用高分子要求 降解产物(单体、低聚体或碎片)无毒,并且对人发生相互作用,促进肌体组织、细胞等生长 的材料。
3)
生物吸收材料
又称生物降解材料。这类材料在体内逐渐降解,其降解产物能被肌体吸收代 谢,获通过排泄系统排出体外,对人体健康没有影响。如用聚乳酸制 成的体内手术缝合线、体内粘合剂等。
生物医用材料课堂笔记资料
生物医用材料课堂笔记一、生物医用材料定义广义的生物材料:一是指用于生物体内的材料,达到治疗康复的目的,例如隐形眼镜、人工髋关节;二是指来源于生物体,可能用于或不再用于生物体内(这种不是本课程研究对象),例如动物皮革用于服装。
我们给生物医用材料明确的定义:对生物系统的疾病进行诊断、治疗、外科修复、理疗康复、替换生物体组织或器官(人工器官),增进或恢复其功能,而对人体组织不会产生不良影响的材料。
生物医用材料本身并不必须是药物,而是通过与生物机体直接结合和相互作用来进行治疗。
另一种说法是:生物医用材料是一种植入躯体活系统内或与活系统相接触而设计的人工材料生物医用材料学科的研究内容1.各种器官的作用;2.生物医用材料的性能;3.组织器官与材料之间的相互作用:在体内,生物医用材料如何影响活组织(称之为宿主反应);活组织又如何影响生物材料的性能变化(称之为材料反应)。
重点研究化学(包括生物化学)和力学两方面。
(例如植入髋关节,磨损碎屑,炎症反应,以及金属离子的溶出)二、生物医用材料简介2.1 生物医用材料的分类:由于生物材料应用广泛,品种很多,所以会有不同角度的分类。
按材料的传统分类法分为:(1) 合成高分子材料(如聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物)(2) 天然高分子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖)(3) 金属与合金材料(如钛及钛合金)(4) 无机材料(如生物活性陶瓷、羟基磷灰石)(5) 复合材料(如碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物)按材料的医用功能分为:(1) 血液相容性材料(2) 软组织相容性材料(3) 硬组织相容性材料(4) 生物降解材料(5) 高分子药物2.2 生物医用材料的生物相容性2.1.1生物相容性概念和原理生物医用材料必须对人体无毒、无致敏、无刺激、无遗传毒性、无致癌性,对人体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应。
材料的生物相容性是生物医用材料研究设计中首先考虑的重要问题。
《生物医药材料》课件
生物医药材料的定义
生物医药材料是指 用于医疗、保健、 康复等领域的材料, 包括生物材料、药 物载体、生物活性 物质等。
生物医药材料具有 生物相容性、生物 降解性、生物活性 等特性。
生物医药材料的应 用领域包括药物输 送、组织工程、生 物传感器、生物诊 断等。
生物医药材料的研 究与发展对于提高 人类健康水平具有 重要意义。
生物相容性材料:与人体组织相容,减 少排斥反应
智能材料:具有自我修复、自我调节等 功能
纳米材料:具有高活性、高稳定性等特 点
3D打印技术:个性化定制,提高治疗效 果
基因编辑技术:精准治疗,提高治疗效 果
生物医药材料的分 类
金属类生物医药材料
钛合金:具有良好的生物相容性,广泛应用于骨科植入物
钴铬合金:具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,常用于牙科植入物
生物相容性是指材 料与生物组织接触 时,不会引起生物 组织的不良反应
生物相容性包括细 胞相容性、组织相 容性和血液相容性
生物相容性是生物 医药材料的重要性 能要求之一
生物相容性可以通 过生物试验和模拟 试验来评估
生物活性
生物相容性:材料与生物组织之间的相互作用,避免产生不良反应 生物降解性:材料在体内逐渐分解,降低对环境的影响 生物活性:材料对生物体的刺激和影响,如促进细胞生长、修复组织等 生物安全性:材料对生物体的安全性,避免产生毒性和过敏反应
生物活性陶瓷类生物医药材料
生物活性陶瓷:具有生物活性的陶瓷材料,如羟基磷灰石、生物玻璃等 应用领域:骨科、牙科、心血管等领域 特点:具有良好的生物相容性、生物降解性、生物活性等 发展趋势:随着生物医学工程的发展,生物活性陶瓷在生物医药领域的应用将越来越广泛。
生物医药材料的性 能要求
生物医用材料PPT演示课件
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。
第四讲生物医学材料
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第二节 金属生物医学材料
不锈钢
依其显微组织的特点可分为:奥氏体不锈 钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉 淀硬化不锈钢等类型
※ 耐蚀性随含碳量的降低和含
铁素体和马氏体 不锈钢主要成分 是Fe、Cr、C
铬量的增加而提高; ※ 提高含碳量,形成马氏体组 织,有利于提高硬度; ※ 目前主要用于医疗器械。
不产生吸水膨润、软化变质; 自身不变化。
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第一节 生物医学材料的用途、基本特性及分类
生物医学材料基本要求--力学性能
足够的静态强度,如抗弯、抗压、拉
伸、剪切等;
具有适当的弹性模量和硬度; 耐疲劳、摩擦、磨损、有润滑性能。
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第一节 生物医学材料的用途、基本特性及分类
生物医学材料基本要求--其它要求 良好的空隙度,体液及软硬组织易于
生物降解吸收性:材料在活体环境中可发生速度能控制
的降解,并能在一定时间内自行吸收代谢或排泄。这类材 料用于只需要暂时存在体内最终应降解消失的医疗中,吸 收型缝合线,药物缓释基材料,人造血浆等。
13
第一节 生物医学材料的用途、基本特性及分类
生物医学材料基本要求--化学稳定性 耐体液侵蚀,不产生有害降解产物;
11
第一节 生物医学材料的用途、基本特性及分类
生物医学材料基本要求
化学稳定性
生物相容 性
力学条件
其它要求
12
第一节 生物医学材料的用途、基本特性及分 类
生物医学材料基本要求 --生物相容性
血液相容性:无溶血、凝血反应等
组织相容性:对人体无毒、无刺激、无致畸、致敏、致
突变或致癌作用;在体内不被排斥,无炎症,无坏死,无 慢性感染,种植体不致引起周围组织产生局部或全身性反 应,最好能与骨形成化学结合,具有生物活性;
生物医学材料简介
想材料
• 基因工程让我们“种豆得瓜”了
The End!
德国产品 UHMWPE材料
三、生物高分子材料
医用高分子材料
聚氨酯、有机硅材料(聚硅氧烷、甲基硅油)等合成高分 子材料用于人工器官、手术缝合线 、组织修补材料 等。
药用高分子材料
缓释药物、药物载体、辅助材料
用于人工脏器的医用高分子材料
人工脏器 高分子材料
心 脏
肾 脏
嵌段聚醚氨酯弹性体、硅橡胶
HAP是人牙和骨骼的主要无机成分,具有吸收和聚集体液中 钙离子的作用,参与体内钙代谢,对骨质增生有刺激或诱导 作用,促进缺损组织的修复,显示出生物活性。与高分子材 料制成的混合材料常用做人工中耳骨等。
采用增强含微孔羟基磷灰石(HA)陶瓷制成人工听小骨假 体,在语言频率范围,平均提高病人的听力20-30dB,在特定 语言频率范围提高45~60dB。
人工血管
人工仿真耳
人工髋关节
种豆得瓜——能在乳汁中分泌丝蛋白的新品种山羊
• 采用基因工程的办法,将蜘蛛的基因 植进入山羊细胞的DNA中,培育出了能
在乳汁中分泌蜘蛛丝蛋白的新品种山羊
• 使“生物钢材”的大规模生产成为可 能
• 用其组合成牢固的复合材料用于宇航
和汽车工业 • 制造外科手术缝合线和防弹背心的理
2.与生体高分子的杂化
主要是人工材料与酶、抗体、抗原、激素等的杂 化。这类材料除可作为人体组织、器官的结构材料外, 尚可用于生物传感器及医学诊断和治疗
利用酶的生物信息传递功能与具有刺激响应的材料组合可形成酶传感器, 同样可形成免疫传感器、细胞传感器等生物传感器。
3.与细胞的杂化
人工材料与细胞的杂化最早用于人工血管的伪内膜法。杂化 细胞材料还可用于生物传感器,还可制造生物人工器官。
生物医学材料
生物医学金属材料的特殊要求
(1)抗腐蚀性 (2)低毒性或无毒性 (3)高机械性能
常见生物医学金属材料
贵金属 不锈钢 钴基合金 钛和钛合金 多孔材料和复合材料
无机生物医学材料从主要成分 来看,包括生物陶瓷、生物玻璃 来看,包括生物陶瓷、 生物陶瓷 碳素材料。1808年就已用陶瓷 和碳素材料。1808年就已用陶瓷 来镶牙, 20年来由于无机生物 来镶牙,近20年来由于无机生物 学材料性能的改善及复合材料发 展的需要, 展的需要,这类材料的研制和应 用都有了较大的发展。 用都有了较大的发展。
生 物 陶 瓷 碳 素 材 料
生物医学高分子材料种类庞 大,已获得应用的材料品种近百 制品近2000 2000种 种,制品近2000种。主要是高分 子材料的血液相容性, 子材料的血液相容性,血液相容 性就是指血液对与它接触的非存 活材料和器件产生合乎要求的反 应的一种性能。 应的一种性能。
杂化生物医学材料和非活性材料所 组合的新型材料, 组合的新型材料,是制造高生理功能 的人工器官的较为理想的材料。 的人工器官的较为理想的材料。杂化 生物医学材料主要是人工材料与圣体 材料的组合, 材料的组合,它包括用于组织结构材 料的多糖类等生理活性物质杂化, 料的多糖类等生理活性物质杂化,以 固ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化酶为代表的功能性杂化材料和 杂化细胞三类。 杂化细胞三类。
生物医药技术生物医学材料的生产与应用
生物医药技术生物医学材料的生产与应用生物医药技术是指运用生物学、生物化学和分子生物学等生物学理论及相关技术手段,开展医学研究和生产医疗器械、诊断试剂、药物等方面的活动。
生物医学材料是生物医学技术中的重要组成部分,指的是可以应用于人体内的生物材料,用于替代、修复或改善人体组织和器官功能的材料。
生物医学材料的生产过程中,首先需要选择合适的原材料。
常用的材料包括金属、陶瓷、聚合物和复合材料等。
在选择原材料时,需要考虑其生物相容性、力学性能、生物降解性能等因素,请符合人体安全使用的要求。
接下来,需要通过各种加工工艺,将原材料制成所需形状和尺寸的生物医学材料。
常用的加工工艺包括注塑、挤出、烧结、电化学沉积等。
生物医学材料的应用广泛,主要分为治疗和修复两个方向。
在治疗方面,生物医学材料可以用于制造人工器官和组织工程。
人工器官是指用人工材料代替或辅助人体器官功能的医疗器械,例如人工心脏、人工肝脏等。
组织工程是利用生物医学材料和细胞工程技术,研制和制造可以替代人体组织和器官的材料,例如人工皮肤、人工骨骼等。
在修复方面,生物医学材料可以用于骨骼修复和软组织修复。
骨骼修复常用的生物医学材料包括骨水 c .芽细胞、生物陶瓷和骨水形状记忆合金等。
这些材料可以促进骨骼再生,帮助骨折患者恢复正常骨骼结构和功能。
软组织修复常用的生物医学材料包括生物填充材料、生物膜和生物织物等。
这些材料可以用于修复软组织损伤,例如烧伤、创伤以及整形手术等。
除了治疗和修复,生物医学材料还可以应用于诊断和监测。
例如,生物医学材料可以用于制作生物传感器,用于检测人体内的生物分子或生理参数。
生物传感器常用的生物医学材料包括生物传感膜、生物传感纳米材料和生物传感纳米颗粒等。
通过检测和监测这些生物分子或生理参数的变化,可以早期诊断和监测疾病。
总的来说,生物医药技术生物医学材料的生产与应用是一项复杂而具有广泛应用前景的工作。
通过选择合适的原材料和加工工艺,可以生产出满足人体安全使用要求的生物医学材料。