生物医用材料系列5--软组织工程及降解材料
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）。
生物医用材料有哪些
生物医用材料有哪些
生物医用材料是指用于医学治疗、修复和替代组织或器官的材料。
它们在医学领域发挥着重要作用，可以用于骨科、牙科、软组织修复、药物输送系统等方面。
下面我们就来了解一下生物医用材料的种类和应用。
首先，生物医用材料可以分为金属材料、聚合物材料和陶瓷材料三大类。
金属材料包括钛合金、不锈钢等，它们具有良好的力学性能和生物相容性，常被用于骨科植入物的制造。
聚合物材料包括聚乳酸、聚酰胺等，具有较好的可塑性和生物相容性，常被用于软组织修复和药物输送系统。
陶瓷材料具有优异的耐磨性和生物相容性，常被用于牙科修复和人工关节制造。
其次，生物医用材料在临床上有着广泛的应用。
比如，钛合金植入物可以用于骨折固定、人工关节等领域，聚乳酸材料可以用于可降解的缝合线和修复软组织，陶瓷材料可以用于牙科修复和人工关节制造。
此外，生物医用材料还可以用于药物输送系统，通过控制释药速率，提高药物的疗效和减少副作用。
另外，随着生物医用材料领域的不断发展，生物可降解材料、生物仿生材料等新型材料也逐渐应用于临床。
生物可降解材料可以在组织修复完成后逐渐降解，避免二次手术取出植入物的痛苦。
生物仿生材料则是通过模仿自然界的结构和功能设计材料，以达到更好的生物相容性和功能性。
总的来说，生物医用材料在医学领域有着重要的地位，不断涌现出新的材料和应用。
随着科学技术的不断进步，相信生物医用材料会在未来发展出更多种类和更广泛的应用，为人类健康事业做出更大的贡献。
生物医用材料
生物医用高分子材料课程总结一、生物医用材料定义生物医用材料：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;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。
研究内容包括：各种器官的作用；生物医用材料的性能；组织器官与材料之间的相互作用分类方法：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、）(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(4)无机材料(5)复合材料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)高分子药物二、生物相容性与安全性生物相容性，是生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物理、化学反应的一种概念。
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。
主要包括：1.组织相容性：指材料用与心血管系统外的组织和器官接触。
要求医用材料植入体内后与组织、细胞接触无任何不良反应。
典型的例子表现在材料与炎症，材料与肿瘤方面。
影响组织相容性的因素：1）材料的化学成分；2）表面的化学成分；3）形状和表面的粗糙度：2.血液相容性：材料用于心血管系统与血液直接接触，主要考察与血液的相互作用材料，影响因素：材料的表面光洁度；表面亲水性；表面带电性，具体作用机理表现在：血小板激活、聚集、血栓形成；凝血系统和纤溶系统激活、凝血机能增强、凝血系统加快、凝血时间缩短；红细胞膜破坏、产生溶血；白细胞减少及功能变化；补体系统的激活或抑制；对血浆蛋白和细胞因子的影响。
主要发生在凝血过程，生物材料与血小板，生物材料与补体系统的作用过程。
生物医用材料
可降解聚氨酯型组织工程多孔支架材料的制备可降解高分子材料亦称绿色高分子材料是一种环境友好型材料。
根据美国ASTMD0833- 92技术标准，在特定环境中化学结构发生重大改变，并导致在确定的时间内出现某些性能损失的高分子材料叫可降解高分子材料。
通俗的讲，就是指在一定的使用期内，具有与普通塑料同样的使用功能，之后其分子结构发生变化而被自然环境同化的高分子材料。
从20世纪80年代，随着高分子材料大规模生产，废弃高分子材料对环境的污染也日益加剧，可降解高分子材料的研究和开发逐渐被世界各国所重视。
可降解聚氨酯材料在医用包装等诸多领域都有广阔的应用前景，其开发已成为世界范围的研究热点。
生物组织工程用材料在近年来得到广泛的关注和研究。
作为组织工程用材料最基本的要求是能够与细胞外基质及组织发生相互作用从而引导细胞在其中分化及增殖。
可降解型聚氨酯由于具有很好的生物相容性及可降解性而成为一种重要的组织工程用材料，此外，聚氨酯具有较强的分子结构可设计性，易于加工成型，力学性能优异，通过将分子设计与先进多孔制备技术相结合便可制得理想的组织工程材料。
1 可降解聚氨酯的合成方法随着聚氨酯材料的大规模使用，其对环境的污染问题也越来越严重。
为了更好的解决这一问题，研究者们不断地研究可降解聚氨酯材料的合成方法。
其合成方法按时间顺序和技术发展程度，可分为与天然物质共混、改性后共混、与天然物质共聚、分子链设计等几个阶段。
1.1与天然物质共混共混是一种物理方法，即将天然高分子粉体作为聚氨酯合成的原料之一，以填料或交联剂的形式进入聚氨酯基体，是较早采用的可降解塑料合成方法之一。
天然高分子一般具有很好的降解性，与聚氨酯复合后可以提高其降解性能。
另外，通过共混可提高高分子材料的物理力学性能、加工性能，降低成本，扩大使用范围。
总的来说，直接共混的方法简单易行，但所达到的效果不好，例如降解性不彻底，力学性能较差等，限制了材料的广泛应用。
所以研究者们开始寻求新的途径来对这一方法改进。
医用生物可降解型高分子材料
医用生物课降解型高分子材料1.聚己内酯（PCL）这种塑料具有良好的生物降解性，熔点是62℃。
分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。
作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。
2.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物以PBS（熔点为114℃）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。
日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产，规模在千吨左右。
中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。
目前中科院理化研究所正在筹建年产万吨的PBS生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。
3.聚乳酸（PLA）美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作，开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸，年生产能力已达1.4万吨。
日本UNITIKA公司，研发和生产了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。
我国目前产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（规模5000千吨/年生产线），正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。
4.聚羟基烷酸酯(PHA)目前国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。
目前国内生产单位有宁波天安生物材料有限公司（规模2千吨/年），正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司、天津国韵生物科技有限公司等。
1 晶体结构PLA其主要合成方法有2种：乳酸的缩聚和丙交酯的开环聚合。
常用的高效催化剂为无毒的锡类化合物(如氯化锡和辛酸亚锡)。
乳酸或丙交酯在一定条件下聚合，都可得到全规、间规、杂规及不规则的PLA，依聚合单体的不同，可分为左旋聚乳酸(Z—PLA)、右旋聚乳酸(d—PLA)、内消旋聚乳酸(me—PLA)及外消旋聚乳酸(df—PLA)。
PLA只要PLA的立体规整度足够高，本体或溶液中的PLA就会结晶。
PLA结晶度、晶体大小和形态均影响制品的性能(如冲击强度、开裂性能、透明性等) 。
常用的生物医学材料
常用的生物医学材料生物医学材料是指能够在生物体内发挥一定功能的材料，用于医学领域的诊断、治疗、修复等方面。
它们可以被分为生物组织工程材料、生物传感材料、生物医学传导材料和生物医学涂层材料等几类。
下面将介绍一些常用的生物医学材料。
1.生物组织工程材料生物组织工程材料是指能够用于修复和替代组织和器官的材料。
常用的生物组织工程材料包括生物陶瓷、生物金属、生物降解材料和生物高分子材料等。
生物陶瓷主要用于骨修复和牙齿修复，如氧化锆陶瓷和羟基磷灰石陶瓷等。
生物金属主要用于骨修复，如钛合金和不锈钢等。
生物降解材料能够在体内逐渐降解，如可降解植入物和可降解缝线等。
生物高分子材料如胶原蛋白和明胶等主要用于组织修复和再生。
2.生物传感材料生物传感材料用于检测、监测和测量生物体内的生理参数和生物活性分子。
常用的生物传感材料包括生物传感纳米材料、生物传感膜材料和生物传感纤维材料等。
生物传感纳米材料如量子点和金纳米颗粒等，具有高灵敏度和选择性，可用于生物分子的检测和成像。
生物传感膜材料如生物生物膜、聚合物膜和多层膜等，用于传感信号的转换和传递。
生物传感纤维材料如碳纳米纤维和纳米纤维素纤维等，可用于制备传感器和生物相容性的织物。
3.生物医学传导材料生物医学传导材料用于调控生物体内的电信号和磁信号，广泛应用于心脑血管疾病的诊断和治疗。
常用的生物医学传导材料包括生物活性玻尿酸、生物医用硅胶和生物医用磁性材料等。
生物活性玻尿酸作为一种生物多聚物，具有良好的生物相容性和生物活性，用于心脑血管介入治疗和修复。
生物医用硅胶和生物医用磁性材料则用于制备生物医学传感器和生物医学成像剂。
4.生物医学涂层材料生物医学涂层材料用于在医疗器械表面形成一层保护层，提高器械表面的性能和生物相容性。
常用的生物医学涂层材料包括微纳米结构涂层材料、生物活性涂层材料和防生物污垢涂层材料等。
微纳米结构涂层材料如纳米钛合金涂层和纳米金属涂层等，可以提高器械表面的生物相容性和抗菌性。
材料科学中的新型生物医用材料
材料科学中的新型生物医用材料随着现代科技的不断发展，人们对于生物医学材料的需求与日俱增。
为了更好地满足医疗领域的需求，材料科学也在不断地探索创新。
新型生物医用材料的研发将在医学领域产生重要的影响，或许在未来不久就能为人们的健康提供更好的保障。
1. 纳米生物医用材料：随着纳米技术的逐渐成熟，纳米生物医用材料逐渐得到了人们的重视。
纳米生物医用材料是指具备纳米结构的生物医用材料，在医疗领域有着多种应用，比如生物传感、肿瘤诊疗、组织修复及再生等领域。
纳米生物医用材料不仅可以在病情诊断时发挥作用，还可以在药物治疗及手术治疗时发挥重要的作用。
目前，纳米生物医用材料已成为医学领域研究的热点之一。
其不同于传统医用材料的独特特性和优势，使其成为材料科学领域的前沿领域。
对于纳米生物医用材料的研究，将有望为生物医学和基础科学提供新的思考和解决方案。
2. 生物降解医用材料：传统的医用材料一般都具有较长的生命周期，难以降解。
而生物降解医用材料可以在体外或体内环境下降解或被吸收，从而避免对环境造成污染，减少废弃物产生。
因此，生物降解医用材料被认为是更加环保和可持续的生物医用材料，具有更广泛的应用前景。
目前，生物降解医用材料已经成为生物医学领域的研究热点之一。
生物降解材料在医学领域有着广泛的应用，如生物修复、组织工程、药物缓释等领域。
生物降解材料的研究不仅可以解决传统医用材料对于环境的影响，还能够提高医疗的效率和成功率。
3. 生物仿生医用材料：生物仿生医用材料是以生物系统为模板，根据仿生学原理设计并制造的具有特殊形态或结构的生物医用材料。
生物仿生医用材料可以具有与生物体相似的特性和结构，从而在治疗实践中更加贴合人体需要，增强治疗效果，提高治疗成功率。
在生物仿生材料的研究中，科学家们运用了多种材料学、生物学和仿生学的方法，从而不断改进医用材料的性能。
目前，生物仿生材料在医学领域的应用也越来越多，如仿生心脏瓣膜、仿生角膜等。
未来，生物仿生医用材料的研究将成为材料科学的又一重要领域，相关研究在生物医学领域中具有广泛的应用前景。
生物医用材料
2021/4/24
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• 生物材料发展简史
（历史上、近代、现代）
• 生物材料分类
（属性、功能、来源、使用）
• 生物材料的特征与评价
（宿主反应、材料反应、生物相容性）
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10.1.1 生物医学材料发展简史
植 c.异种器官及组织 如动物骨、肾替换人体器官 d.天然生物材料 如动物骨胶原、甲壳素、珊瑚等 e.人工合成材料 如各种人工合成的新型材料
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4.按使用部位分类：
a.硬组织材料 骨、牙齿用材料 b.软组织材料 软骨、脏器用材料 c.心血管材料 心血管以及导管材料 d.血液代用材料 人工红血球、血浆等 e.分离、过滤、透析膜材料 血液净化、肾透析以
不锈钢： 1926年，含18%铬和8%镍首先应与于骨科治疗，随后应与于口腔科； 1934年，研制出高铬低镍单相组织的AISI302和304，在体内生理环 境下的耐腐蚀性显著提高； 1952年，开发出耐蚀性更好的AISI316不锈钢，并逐渐取代AISI302； 60年代，为了解决不锈钢的晶间腐蚀问题，又研制出超低碳不锈钢 AISI316L和317L。
生物材料是材料科学领域中正在发展的多种学科相互交叉
渗透的领域，其研究内容涉及材料科学、生命科学、化学、生
物学、解剖学、病理学、临床医学、药物学等学科，同时还涉
及2工021程/4/2技4 术和管理学科的范畴。
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生物材料正在挽救和 维持世界上成千上万血 管患者的生命；正广泛 用于伤残人肢体形态和 功能的恢复 ；正在计划 生育、控制人口、提高 人们健康水平方面发挥 巨大作用。如图8－பைடு நூலகம்。
生物医学材料在软组织再生和修复中的应用
生物医学材料在软组织再生和修复中的应用随着科技的不断发展，生物医学材料在医疗领域中的应用越来越广泛。
在软组织再生和修复方面，生物医学材料的应用也变得越来越受到重视。
软组织包括肌肉、韧带、腱和软骨等，在运动和日常生活中承载着身体的各种活动和运动。
但是这些软组织往往容易受到外力的损伤，比如运动伤害和关节退变等。
传统的软组织再生和修复方法往往需要手术等侵入性操作，且效果不稳定，容易出现并发症。
而生物医学材料的应用则可以大大降低手术风险，提高治疗效果。
一、生物医学材料的种类生物医学材料的种类繁多，可分为天然生物医学材料和人工生物医学材料两大类。
天然生物医学材料主要包括贝壳、骨骼、牛黄、虾青素和胶原蛋白等，其优点在于具备天然的生物相容性和生物功能。
人工生物医学材料则主要包括生物陶瓷材料、生物合成材料和生物聚合物材料等。
二、1.胶原蛋白材料胶原蛋白是一种天然蛋白质，具有良好的生物相容性和生物性能。
在软组织再生和修复中，可以使用含有胶原蛋白的材料来促进软组织的愈合。
胶原蛋白材料的应用主要包括人造肌肉和组织工程模板等。
人造肌肉可以模拟真实肌肉的力学和架构，实现软组织的功能性修复。
组织工程模板则可以促进软骨、肌肉和其他软组织的修复和再生。
2.生物聚合物材料生物聚合物材料是一种在软组织修复和再生中应用广泛的人工生物医学材料。
它具有良好的生物相容性和生物功能，可以模拟人体组织的结构和功能。
生物聚合物材料的应用主要包括软骨修复、韧带修复和人造胰腺等。
在软骨修复方面，生物聚合物材料可以促进软骨的再生和修复，提高软骨的力学性能。
在韧带修复方面，生物聚合物材料可以快速促进韧带的愈合，避免韧带破裂的风险。
人造胰腺则可以促进胰岛素的分泌，实现糖尿病的治疗效果。
3.生物陶瓷材料生物陶瓷材料是一种具有良好生物相容性和化学稳定性的人工生物医学材料，可以模拟人体硬组织的结构和功能。
生物陶瓷材料的应用主要包括骨骼修复和牙科修复等。
在骨骼修复方面，生物陶瓷材料可以促进骨骼的再生和修复，提高骨骼的强度和力学性能。
生物医用材料专题2组织工程材料与人工器官------软组织修复与重建
专题六组织工程材料与人工器官---软组织修复与重建组织工程是指用生命科学与工程的原理构建一个生物装置来维护、增进人体细胞和组织的生长，以恢复受损组织或器官的功能。
传统材料如金属、陶瓷、高分子，植入体内存在着磨损、性能下降、安全性等问题；即使是暂时性植入材料，也存在着力学性能匹配、生物相容性、代谢途径等问题。
组织工程学的出现，为人们寻找更为理想的体内植入材料开辟了一条新的途径。
器官移植会产生排斥作用，必须服用药物，这样又会破坏人体的免疫平衡，可能导致肿瘤。
组织工程给组织器官的替代修复带来了新的曙光。
一、组织工程的基本原理和方法组织工程三要素：种子细胞、支架材料、生长信息分子支架材料：支架为细胞提供一个生存的三维空间，利于细胞获得营养物质，排除废物，支架应为一种有良好生物相容性，可被人体逐步降解吸收的生物材料。
方法简介：提取组织细胞---体外培养---吸附扩增于三维支架材料上---细胞在预先设计的三维支架上生长---细胞/支架复合体植入病损部位---支架材料逐步降解吸收的同时，种植的细胞继续增殖并分泌基质，形成新的组织器官---新生组织器官成熟后，支架降解排出体外。
这种具有生命力的活体组织能对病损组织进行重建并永久替代。
二、组织工程材料—软组织修复与重建1、组织工程材料应具备的条件(1)材料能够促进组织的生长，使细胞之间能够沟通，并最大限度地获取营养物、生长因子和活性药物分子；(2)在某些场合能防止细胞激活(如外科手术、防粘连的场合)；(3)指导和控制组织的反应(促进某一组织反应，抑制其他反应)(4)促进细胞粘附及激活细胞(皮肤修复中成纤维细胞的粘附和增殖)(5)抑制细胞的粘附和激活细胞(防止血小板粘附在血管上)：(6)防止某一生物反应的攻布(在器官移植中，阻止抗体攻击同种或异种细胞)。
(7)易于加工成三维多孔支架：(8)支架要有一定力学强度以支持新生组织的生长，并待成熟后能自行降解；(9)低毒、无毒、可消毒；(10)能够释放药物或活性物质如生长激素等。
生物医用可降解材料
生物医用可降解高分子材料1.引文近年来生物材料被广泛的应用于医学领域中，并在临床上取得了成功，为研制人工器官和一些医疗器具提供了物质基础。
在医疗过程中，有时需要一些暂时性的材料，如骨折内固定，这要求植入材料在创伤愈合或药物释放过程中生物可降解；在人体组织工程研究中，需要在一些合成材料上培养组织细胞，让其生长成组织器官，这要求材料在相当长的时间内生物缓慢降解。
因此开发高安全性的可降解生物材料，不断提高此材料的性能、完善材料的设计是我们急需解决的问题。
2. 定义可降解生物高分子材料是指在生物体内经水解、酶解等过程，逐渐降解成低分子量化合物或单体，降解产物能被排出体外或能参加体内正常新陈代谢而消失的材料[1]。
案例：ELLA-CS 鞣花酸-壳聚糖可降解肠道支架（郑州大学和北京大学研究所联名开发）[2] 3. 特性生物医用可降解材料以医疗为目的，有些材料会长时间植入动物或人体内部，故而对该材料的要求会相对严苛。
目前对于生物医用高分子材料的要求有如下三个方面[3]：首先材料是其最基本属性，这就需要材料能够保证医疗过程的正常进行，不会因其机械强度、稳定性等物理化学方面的性能而影响医疗进程；（敷料——粘附性、力学性能）其二是生物医学方面，材料要能与生物体内的环境和谐相处，不影响生物体的正常生理反应、生理活动（生物相容性）；另外是其可降解性，通过控制一定的条件（分子量、化学键数），来控制其降解时间，并确保最终材料可以通过人体的新陈代谢系统或者排泄系统安全排出体外。
（药物缓释+骨骼修复）与非可降解生物材料相比，可降解生物材料具有许多优势[4]：①更好的生物相容性。
生物相容性应包括：组织、血液和力学相容性，可降解生物材料一般会根据人体的环境特征而进行的材料设计与表面界面改性，可以有效地提高植入材料与组织间的相容性，同时保证材料应有的物理与力学性能。
②植入材料的物理和力学性能稳定可靠、易于加工成型、便于消毒灭菌、无毒无热源、不致癌不致畸等。
生物医用材料导论
42）HA
43）PMMA
44）PLA
45）PGA
46）45S5
47）杂化材料
39）成体干细胞生物学特性：①具有自我更新和分化潜能。②数量少。③存在于特定的微环境中。④处于相对静止状态。⑤体积小，细胞浆小，细胞核较大。⑥成体干细胞数量和活性随年龄增加。
40）干细胞工程的临床应用：①多能干细胞可以帮助我们理解人类发育过程中的复杂事件，确定参与导致细胞特化的决定因素。②人体多能干细胞研究能大大地改变研制药品和进行安全性实验的方法。③人体多能干细胞最为深远的用途是生产细胞和组织，许多疾病及功能失调往往是由于干细胞功能失调或组织破坏引起的。④体细胞核转移（SCNT）方法（治疗性克隆）是克服某些患者的组织不相容的一个方法。患者可以用自己的遗传物质制造适合自己的细胞。
20)生物活性医用无机材料从广义上讲又称为生物活性陶瓷，在体内有一定溶解度，能释放对机体无害的某些离子，能参与体内代谢，对骨质增生有刺激或诱导作用，能促进缺陷组织的修复，显示有生物活性。
21)将生物活性玻璃陶瓷也称为生物活性微晶玻璃，它是一种多相复合材料，含有一种以上的结晶相及玻璃相。
22)生物活性骨水泥作为一种医用材料，必须满足如下要求：①浆体易于成型，可填充不规则的骨腔。②在环境中能自行凝固，硬化时间要合理。③有优良的生物活性和骨诱导潜能（可吸收，不影响骨重塑或骨折愈合过程，能被骨组织爬行代替）。④良好的机械性能（以松质骨力学性能的中介值为标准，抗压强度大于5MPa，压缩模量45~100MPa）和耐久性能。⑤无毒和具有免疫性。
36）生物医用材料和器材主要有三个方面的用途：诊断、治疗和康复。
37）生物医用材料标准是用于评价和生产生物医用材料及其制品的技术规范，是由官方或民间组织提出的或得到公众认可的法规性文件。它包含生物学性能评价标准和非生物学性能评价标准。
生物医学工程导论之生物材料
4. 生物医用复合材料
生物医用复合材料是由二种或二种以上不 同材料复合而成的。
按基材分为：高分子基、陶瓷基、金属基 等生物医用复合材料。
按增强体形态和性质分为纤维增强、颗粒 增强、生物活性物质充填生物医用复合材料。
按材料植入体内后引起的组织与材料反应 分为：生物惰性、生物活性和可吸收性生物医 用复合材料。
医用不锈钢在骨外科和齿科中应用较多。
(2) 钴基合金
钴基合金人体内一般保持钝化状态，与不锈
钢比较，钴基合金钝化膜更稳定，耐蚀性更好。 在所有医用金属材料中，其耐磨性最好，适合于 制造体内承载苛刻的长期植入件。
在整形外科中，用于制造人工髋关节、膝关
节以及接骨板、骨钉、关节扣钉和骨针等。在心 脏外科中，用于制造人工心脏瓣膜等。
Ti-Ni记忆合金血管支架
2. 生物医用高分子
按应用对象和材料物理性能分为软组织材料、 硬组织材料和生物降解材料。其可满足人体组织器 官的部分要求，因而在医学上受到广泛重视。目前 已有数十种高分子材料适用于人体的植入材料。
▪ 软组织材料：故主要用作为软组织材料，特别 是人
工脏器的膜和管材。聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、硅橡胶膜
右为具有活性涂层的钛合计人工齿示意图
Fig. Schematic diagram of the screwshaped artificial tooth.
五、生物医用材料性能评价
1. 生物材料机械性能评价
测试标准
ASTM（the American Society for Testing and Materials） 例如：拉伸强度测试标准
金属 ASTM E8 橡胶 ASTM D412 刚性塑料 ASTM D638
1、医用金属作为受力期间，在人体内 服役，其受力状态及其复杂，如人工关节， 每年要承受约3.6×106次、且数倍于人体重 量的载荷冲击和磨损。
医用高分子材料及其用途
医用高分子材料及其用途医用高分子材料是指用于医疗领域的高分子化合物或材料，具有良好的生物相容性、生物降解性、机械强度以及透明度等特点，可以应用于各种医疗器械、医用敷料、生物医学材料等方面。
下面将介绍一些常见的医用高分子材料及其用途。
1. 聚乳酸（PLA）和聚乳酸-共-羟基乙酸（PLGA）：这两种材料是常见的生物降解高分子材料，可用于制备缝合线、骨钉、支架等医疗器械，也可制备生物降解性的缝合线和注射给药系统。
2. 聚乳酸-共-己内酯（PHLA）和聚己内酯（PCL）：这两种材料具有较好的生物降解性和生物相容性，可以用于制备软组织修复材料、骨修复支架和软骨修复材料等。
3. 聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸（PLLA-PEG-PLLA）：这种材料具有优良的机械性能和生物相容性，适用于制备人工关节、脊椎植入物、心脏瓣膜等。
4. 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）：这种材料具有优良的透明度和机械性能，可用于制备人工眼角膜、义眼等。
5. 聚乙烯醇（PVA）：这种材料具有良好的生物相容性、生物降解性和亲水性，可用于制备软组织修复材料、药物控释系统等。
6. 聚乳酸-聚乙二醇共聚物（PLA-PEG）：这种材料具有良好的生物相容性和降解性能，可用于制备药物控释微球和纳米颗粒等。
7. 聚己内酯-聚乳酸（PCL-PLA）：这种材料对细胞具有良好的附着性，可用于制备组织工程支架和组织修复材料。
除了以上常见的医用高分子材料外，医用高分子材料的研究还涉及到许多其他材料，如天然高分子材料（如明胶、海藻酸钠等）、合成高分子材料（如聚乳酸-多肽共聚物、聚己内酯-碳酸氢盐共聚物等）等。
医用高分子材料的应用广泛，可以用于各种医疗器械和医用敷料制备。
例如，聚乳酸和PLGA可以制备可降解的缝合线，用于手术缝合；PCL和PLLA-PEG-PLLA 可以制备骨修复支架，用于骨折修复和骨增生；PMMA可以用于制备人工眼角膜和义眼等，用于眼部疾病治疗。
此外，医用高分子材料还可以应用于生物医学材料领域，如制备药物控释系统、组织工程材料和人工器官等。
生物医用可降解材料的研究与应用
生物医用可降解材料的研究与应用可降解材料在近年来逐渐成为研究的热点，特别是在生物医用方面，可降解材料被广泛应用。
可降解材料是可以在生物体内发生降解和吸收的材料，大大降低了长期留存在生物体内的风险。
本文将探讨生物医用可降解材料的研究与应用。
材料种类生物医用可降解材料包括天然高分子材料和合成材料两大类。
天然高分子材料包括蛋白质、多糖等，这些天然高分子材料已经被广泛应用于外科缝合、骨肉修补、软组织修复等领域。
合成材料包括聚酸酯、聚酰胺、聚乳酸等。
合成材料具有可控性和一定的稳定性，因此成为了研究的热点。
在生物医用可降解材料的研究中，聚乳酸是应用最广泛的材料之一。
聚乳酸具有优异的生物相容性、可降解性和可调控性，已经被广泛用于人体内部的植入物和药物传递系统等方面。
应用领域生物医用可降解材料的应用领域非常广泛，如下所示：1.植入物：生物医用可降解材料被广泛应用于心血管植入物、骨科植入物、软组织修复等领域。
这些可降解的材料可以在生物体中被代谢、吸收和排泄掉，降低了了长期遗留在人体内的风险。
2.药物传递系统：生物医用可降解材料还可用于药物传递系统。
将药物包裹在可降解材料中，可以缓慢地释放药物，保持药物在患者体内的稳定性和有效性。
3.组织工程：在组织工程中，生物医用可降解材料也起到了非常重要的作用。
通过将干细胞和可降解材料结合，可以重建破损组织或器官，并加速生物体的自我修复和再生能力。
研究进展随着科技的不断进步，生物医用可降解材料的研究也在不断发展。
下面是最新研究进展：1.弹性材料：最新研究表明，将聚糖和蛋白质结合，可以制造出一种既具有弹性又可降解的材料，该材料可以在心脏植入物和其他需要弹性的医疗器械中使用。
2.纳米技术：纳米技术在生物医用可降解材料研究中也被广泛应用。
研究人员已经将纳米级的聚己内酯和天然多糖结合，制成了一种新型的可降解材料，用于治疗可溶性肿瘤和细胞肿瘤。
3.高分子合成：最新研究表明，通过分子合成和纳米级合成技术，可以制造出具有更好生物相容性和生物可降解性的材料，这些材料可以用于人体骨骼修复、组织工程等领域。
生物医用材料的分类有哪些？
生物医用材料的分类有哪些？生物医用材料(Biomedical Materials)是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料。
生物医用材料的分类有哪些？接下来，就带你了解一下吧！它是研究人工器官和医疗器械的基础，已成为当代材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物医用材料已成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
骨形态发生蛋白（BMP）材料是第三代生物医用材料中的代表材料。
在不同的历史时期，生物医用材料被赋予了不同的意义。
其定义是随着生命科学和材料科学的不断发展而演变的。
但是，他们都有一些共同的特征。
即生物医用材料是一类人工或天然的材料，可以单独或与药物一起制成部件、器械用于组织或器官的治疗、增强或替代，并在有效试用期内不会对宿主引起急性或慢性危害。
但由于生命现象是极其复杂的，是在几百万年的进化过程中适应生存需要的结果，生命具有一定得生长、再生和修复精确调控能力，这是目前所有人工器官和生物医用材料所无法比拟的。
因此，目前的生物医用材料与人们的真正期望和要求相差甚远。
生物医用材料的分类编辑生物医用材料按用途可分为骨、牙、关节、肌腱等骨骼-肌肉系统修复材料，皮肤、乳房、食道、呼吸道、膀胱等软组织材料，人工心瓣膜、血管、心血管内插管等心血管系统材料，血液净化膜和分离膜、气体选择性透过膜、角膜接触镜等医用膜材料，组织粘合剂和缝线材料，药物释放载体材料，临床诊断及生物传感器材料，齿科材料等。
生物医用材料按按材料在生理环境中的生物化学反应水平分为惰性生物医用材料、活性生物医用材料、可降解和吸收的生物医用材料。
生物医用材料按材料的组成和性质可以分类如下：生物医用金属材料生物医用金属材料是用作生物医用材料的金属或合金，又称外科用金属材料或医用金属材料，是一类惰性材料。
这类材料具有高的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。
该类材料的应用非常广泛，遍及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面。
生物可降解材料在医学及生物工业领域的应用
生物可降解材料在医学及生物工业领域的应用随着人们对环境保护意识的日益增强，越来越多的人开始关注生物可降解材料。
生物可降解材料是一种可以被自然环境分解并不产生污染的材料，对环境和人类健康都有着极大的益处。
在医学及生物工业领域，生物可降解材料也有着广泛的应用。
一、生物可降解材料在医学领域的应用1. 生物医用材料生物医用材料是使用生物可降解材料制造的一种特殊医用材料。
由于其具有良好的生物相容性和可降解性，可以避免常规医用材料可能引起的排斥反应和二次手术，降低医疗费用。
生物医用材料广泛应用于口腔领域、骨科、神经外科、软组织修复等临床领域，既可以用于手术缝线、人工骨修复，也可以用于修复和替代软组织和器官。
2. 口腔修复材料生物可降解材料广泛应用于口腔修复材料中，例如可降解牙菌斑压片、可降解牙齿垫材料、可降解口腔修复材料等。
这些材料可以根据需要制成不同形状和大小，适用于各种口腔修复目的。
另外，由于其可降解性，这些材料不需要手术取出，减轻了患者的痛苦和医疗费用。
3. 药物缓释材料药物缓释材料是使用生物可降解材料制造的一种特殊材料，在医学领域中应用广泛。
这种材料可以将药物包裹起来，延长药物释放时间，增强药效，减少药物不良反应。
举个例子，生物可降解支架是应用最广泛的药物缓释材料之一，它在心血管治疗中有着重要的作用。
二、生物可降解材料在生物工业领域的应用1. 包装材料生物可降解材料也可以用于生物工业中的包装材料。
传统的塑料包装材料是难以降解的，容易造成环境污染，而使用生物可降解材料包装以后，可以降低对环境的影响。
例如，一种使用淀粉和木质纤维制成的生物可降解材料，可以制作成可降解的购物袋、餐具和盒子等。
2. 土壤改良剂由于生物可降解材料可以分解为营养物质，因此可以成为一种土壤改良剂。
将这种材料放在土壤中，可以增加土壤的肥力，改善土壤结构，提高土壤的保水保肥能力，从而提高农作物的产量。
3. 生物质能源在生物工业中，生物可降解材料也可以用于生物质能源的生产。