第三章生物相容性及生物学评价(1)全解
生物相容性及评价
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。
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。
2.3 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. 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。
生物医学材料的生物相容性评估
生物医学材料的生物相容性评估作为一种应用于生物医学领域的材料，生物医学材料必须具有良好的生物相容性，才能确保其安全可靠地应用于人类身体内部。
因此，对于生物医学材料的生物相容性评估是非常重要的一个环节，它可以为医学界提供关于这类材料的有价值的信息和参考。
本文将系统地介绍生物医学材料的生物相容性评估的相关知识。
1.生物医学材料的生物相容性定义生物相容性是指材料与生物体接触后，不产生明显的毒性、过敏反应、血栓形成等不良反应，保持与周围组织良好接触状态，不影响器官、组织或细胞的正常结构和功能，从而达到可耐受、安全和可持续的目的。
生物医学材料的生物相容性是生物医学材料能否安全且有效地用于人体内的重要标志之一。
2.生物医学材料的生物相容性评估方法生物医学材料的生物相容性评估是使用一套复杂但必要的技术和方法，以检查它们是否与生物体良好地相互作用。
以下是目前常用的生物相容性评估方法。
2.1体内评估方法体内评估方法是通过将生物医学材料放入动物的体内，观察其对动物机体的影响来评估生物医学材料的生物相容性。
这种方法比较直接和客观，能够模拟真实的生物环境，但是也存在方法标准不一、试验结果分析复杂等缺点。
2.2体外评估方法体外评估方法是在实验室中，使用细胞和组织等相关生物体系，通过培养、浸泡、注入等方式，观察生物医学材料和生物体系的相互作用情况，进而评估生物医学材料的生物相容性。
相对于体内评估方法而言，体外评估方法操作简便，重复性好，但是对于某些细节评估，如血管内膜生长、血小板活化等，体外模型难以完全模拟体内环境。
2.3生物材料表面处理和功能化通过修改材料表面化学或生物学特性来改变材料的生物相容性是目前被广泛运用的相容性调控方法之一。
改变材料表面极性、形貌、电荷量等特性以促进材料的附着、成骨等特定细胞反应是表面改性的原理。
3.生物医学材料的生物相容性评估指标3.1组织兼容性生物医学材料应能对周围组织产生一定的刺激，并保持稳定与周边组织的结合。
生物相容性评价
第三章生物相容性及生物学评价(1)全解复习过程
第三阶段: 在此阶段，材料表面 与血液均要 发生变化。材料表面的变化，同样分为良 性 与恶性两种。假内膜表面的上皮化即属 良性变化。恶性 变化指形成肉芽或发生钙 化。
2.2 材料诱发血栓形成的可能机制 ✓材料表面与血液接触后，首先是蛋白质层和 脂质吸附在材料表面上，这些分子发生构象上 的变化，导致血液中各成分发生相互作用；
几种提高血液相容性的表面改性技术:
1）增加表面亲水性，降低表面与血液成分 的相互作用。
表面的亲水性及自由能对血液成分的吸附，变性等有 密切联系。提高材料表面的亲水性，使表面自由能降 低到接近血管内膜的表面自由能值可取得抗血栓性能。
例如在表面接枝聚乙二醇（PEG）侧链： PEG与水的低界面自由能，独特的溶液性质和分子构
• 生物材料的组织相容性还与材料的形状和表面粗糙程 度有关。
血液相容性
定义：
生物材料与血液接触所产生相互反应的能力 。具有良好血液相容性的材料或器械是在与血液 接触行使其功能时不会引起有害反应
1.3 材料在生物体内的反应
材料在生物体内的反应包括两个方面：宿主反应和材料反应。 宿主反应：宿主对植入体材料作出的生理反应，主要包括血液反应
✓一方面触发以凝血因子活化为起点的内源性 凝固反应；
✓另一方面使血小板、红血球等细胞成分附着 于蛋白质表面，被黏附的血小板发生变形，这 些变化使血小板放出能促进凝血系统活化的因 子，产生凝血反应。
• 对于一种抗凝血生物材料来说，其表面既 能抑制凝血因子的活化，又能防止血小板 的粘附、释放和聚集，缺一不可。
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 受体的释放等分子水平的反映。
生物相容性及生物学评价
生物相容性及生物学评价随着医疗科技的不断发展，越来越多的人开始依赖药品和医疗器械来维护身体健康。
然而，这些药品和医疗器械的合理性和有效性不仅关系到病人的健康和生命安全，同时也和生物相容性有关。
那么，生物相容性与生物学评价是什么？它们之间有何关系？生物相容性，是指医疗器械与生物体接触时其表现出的对组织和器官无毒、无副作用、无排异反应的性质。
具体而言，它包含了各种生物材料（如生物替代材料、缝合线、药品等）与生物体发生的相互作用方面。
可以说，生物相容性是生物材料安全和有效性的重要基础之一。
生物学评价则是指对医疗器械和生物材料的生物学特性、生物相容性和毒理学进行研究和评估，以便为如何正确使用和选择材料提供有力的科学依据。
生物学评价通常包括以下几个方面：一、体外试验体外试验是通过形态学、化学、物理性质、成分等方面的测试，来初步评估生物兼容性。
比如，对新生产的石英制品、不锈钢制品进行进行表面光洁度、硬度、耐腐蚀性等测试，以便确定其是否可以适用于人体组织。
二、体内试验体内试验是通过动物实验、细胞培养试验等方式评估植入材料对人体兼容性的影响。
事实上，对于一些需要植入人体的医疗器械和生物材料，体内试验是至关重要的。
三、毒理学和安全性研究毒理学和安全性研究是对医疗器械和生物材料的急性、亚急性、慢性毒性进行评估，以证明病人的安全使用。
需要指出的是，毒性并不仅仅包括了毒素对人体的直接影响，也包括了其对环境带来的影响等。
总体而言，正确理解生物相容性和进行生物学评价，对于保护病人健康和安全、提高医疗技术水平有着十分重要的意义。
未来，需要进一步加强生物相关领域的教育、科研与规范，为医疗领域的快速发展和病人用药提供更为可靠的支撑。
生物相容性及生物学评价
第一节：生物相容性的根本概念 第二节：材料的血液相容性 第三节：材料的组织相容性 第四节：生物学评价
学习材料
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第三节 生物学评价 1.序言
生物材料生物学评价标准 生物学评价流程 生物学评价原则
生物学评价工程分类 生物评价试验特点
学习材料
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1. 序言 材料的生物相容性评价就是生物平安性评价。
学习材料
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5、 生物学评价工程分类
不同用途的生物医用材料和医疗器械的生物 学评价工程的内容和水平都不相同。具体如 下：
按接触部位：
血液〕；
有体表和体内组织〔骨骼、牙、
按接触方法：有直接接触和间接接触；
接触时间分为：
短期接触时间：<24h，
短中期接触: 24h至30日，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
长期接学习材触料 : >30日；
学习材料
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我国生物学评价标准与国际标准的 不同
• 将热原试验列为根本评价的生物学评价试 验；
• 将溶血试验列为一项生物学评价试验；
• 将亚急性〔亚慢性〕毒性试验列入补充评 价局部。
学习材料
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3、生物学评价流程
1〕与已上市产品比照、 2〕确定材料分类、 3〕生物学实验工程选择：依据分类，按要求
选择要进行的实验工程。
生物医用材料的平安性评价内容： 从广义上讲应该包含四个方面：
物理性能、 化学性能、 生物学性能 临床研究。 从狭义上讲是指生物学性能〔生物相容性〕评价。
评价生物相容性应从微观至宏观、从局部至整体、 从静态至动态等反响过程的规律和结果进行综合 性评价。
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➢生物材料产品正式投产的全过程
《生物相容性评价》PPT课件
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器械总体生物学评价应考虑以下方面： 1、生产所用材料； 2、添加剂、加工过程污染物和残留物；（GB/T16886.7） 3、可沥滤物质；（GB/T16886.17） 4、降解产物；（GB/T16886.13、 GB/T16886. 14、GB/T16886.15） 5、其他成分以及它们在最终产品上的相互作用； 6、最终产品的性能与特点。 7、最终产品的物理特性。包括但不限于：多孔性、颗粒大小、形
பைடு நூலகம்
② 主要与组织和组织液接触的器械：如起搏器、药物给入 器械、神经肌肉传感器和刺激器、人工肌腱、乳房植入物、 人工喉、骨膜下植入物和结扎夹；
b) 血液：主要与血液接触的器械；如起搏器电极、人工动 静脉瘘管、心脏瓣膜、血管移植物、体内药物释放导管和 心室辅助装置。
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四、按接触时间分类
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无菌医疗器械与植入性医疗器械的主要性 能有
物理性能 化学性能 生物性能 电学性能 力学性能 其他性能等
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标准指出在下列任一情况下，应考虑对材料或最 终产品重新进行生物学评价：
a) 制造产品所用材料来源或技术条件改变时： b) 产品配方、工艺、初级包装或灭菌改变时： c) 储存期内最终产品中的任何变化： d) 产品用途改变时： e) 有迹象表明产品用于人体时会产生不良作用。
方案1： a) 、细菌性基因突变试验(OECD 471) b) 、哺乳动物基因突变试验(OECD 476) c) 、哺乳动物基因畸变试验(OECD 473) 方案2： a) 、细菌性基因突变试验(OECD 471) 和 b) 、哺乳动物基因突变试验(OECD 476)，特别是小鼠淋巴
瘤测定集落数和形态鉴定包含着两个终点结果（畸变和基 因突变）。 如方案1体外试验均为阴性，可不必进行动物体内试验。
第三章 生物相容性及生物学评价(3)
5、 生物学评价项目分类
不同用途的生物医用材料和医疗器械的生物学评价项目的 内容和水平都不相同。具体如下： 按接触部位： 有体表和体内组织（骨骼、牙、血液）； 按接触方式：有直接接触和间接接触； 接触时间分为： 短期接触时间：<24h， 短中期接触: 24h至30日， 长期接触 : >30日； 按用途： 一般功料产品正式投产的全过程
1）评价材料的物理性能、化学性能、灭菌性 能、加工性能、外形等 2）体外生物学评价 3）体内生物学评价 4）动物模拟试验 5）临床试验
2 生物材料生物学评价标准
• 1982年美国国家标准学会和牙科协会公布 了评价生物相容性试验标准草案。 • 国际标准化组织（ISO）于1997年以10993编 号发布了17各相关标准。
第三章生物相容性及生物学评价
第一节：生物相容性的基本概念
第二节：材料的血液相容性
第三节：材料的组织相容性
第四节：生物学评价
第三节 生物学评价 1.序言 2. 生物材料生物学评价标准 3. 生物学评价流程 4. 生物学评价原则 5. 生物学评价项目分类 6. 生物评价试验特点
1. 序言 材料的生物相容性评价就是生物安全性评价。 生物医用材料的安全性评价内容： 从广义上讲应该包括四个方面： 物理性能、 化学性能、 生物学性能 临床研究。 从狭义上讲是指生物学性能（生物相容性）评价。 评价生物相容性应从微观至宏观、从局部至整体、从静 态至动态等反应过程的规律和结果进行综合性评价。
• 4）植入材料：经穿刺或手术完全植入人体内的材料。 植入组织/骨的材料： 与骨接触的材料：矫形板、人工关节、骨水泥等。 与组织液接触的材料：起搏器、体内给药泵、神经 系统传感器或刺激器、人工肌腱、乳房植入物、人工 喉等 植入血液的材料： 主要与血液接触：起搏电极、心脏瓣膜、血管移植 体、血管支架。
生物相容性及生物学评价
生物相容性及生物学评价一、生物相容性的定义生物相容性是指生物体和生物材料的相互作用，其结果为影响生物体的生物学功能和对材料的稳定性。
可以评估材料与人体或动物的相互作用，包括引起的免疫反应、毒性反应、植入相关感染以及其他副作用。
二、生物相容性的评价方法生物相容性的评价方法常见的包括如下三个方面的评价：（1）体外评价体外评价是评价材料与细胞、组织或生物环境相互作用的方法。
这种方法可以在不涉及动物实验的情况下获取初始信息。
体外测试可以通过细胞毒性测试、细胞增殖测试、酶活性测试、细胞黏附测试等方法来检测材料的亲和性和其影响。
（2）体内评价体内评价是评价材料在活体动物体内的相互作用的方法。
体内测试可以通过近期的体内检测和长期的体内测试来确定材料的相容性。
体内测试包括亚急性毒性测试、急性毒性测试、皮下注射试验、补体测试、蛋白质吸附测试等方法。
（3）临床试验评价临床试验评价是通过严密的临床研究来检测材料对生物体的影响和相容性的评价方法。
临床试验评价包括先进和在市场上的医疗器材，能够获得的有效信息用于确定其安全性和有效性。
三、生物相容性的标准目前，许多国际和国内标准都对生物相容性进行了规定。
例如欧盟制定了ISO 10993，美国FDA制定了一系列的法规和指南等。
国家食品药品监督管理局也制定了关于生物医用材料的审评指南和规范，用于评估材料的生物相容性。
其中，和材料相关的要素包括产品的设计、成分、存在的缺陷及其毒理学和生物学的影响等。
四、生物相容性的重要性生物相容性是生物医学应用的基本要求，是血液透析器、人工关节、心脏支架等医疗器械和生物组织器官移植成功的基础。
未经生物相容测试的医疗器械或植入物将会导致生物体的免疫反应、毒性反应、感染和其他副作用的发生，因此成为极度重要的评估因素。
缺少合适的生物相容性测试可能导致器械或生物组织的不良反应及使用风险，甚至可能对患者造成威胁。
五、生物学评价的内容生物学评价包括功能测试、形态学测试和生物化学测试三个方面。
生物相容性及生物学评价
存活 分泌
轻炎症
黏附 无致畸性 无遗传毒性
细胞/组织相容性 增殖 无致敏性 无生殖毒性
生
物
分化 无致癌性
相
容
抗血栓 血液学：溶血
性
血液相容性
抗凝血 补体系统
血小板
分子生物相容性：在分子水平上研究生物相容性
引起生物体反应的因素：
1、材料中残留的毒性低分子物质 2、材料及其制品在灭菌过程中吸附了化学毒剂和高温引
生物材料相关炎症的产生是炎症细胞，炎症因子，补体以及 酶，氧自由基共同作用的结果。以上的各个因素之间相互制 约促进，构成了一个庞大炎症调节网络系统。炎症反应及其 效应物会引起机体一系列综合征，包括感染、材料降解、血 栓形成等。
材料表面的微结构、化学和介电等性质都直接影响炎症细胞 对材料的反应。
植入材料与免疫反应
物 医
凝血系统的激活
血液反应
纤溶系统的激活 溶血反应
用
急性白血球减少
材
细胞因子反应及蛋白粘附等
料 与 生
生物反应
免疫反应
补体系统激活 体液性免疫（抗原- 抗体反应） 细胞性免疫（免疫细胞的激活）
………..
物
炎症反应
体
细胞黏附
间
组织反应 细胞增殖（异常分化）
的 相 互 作
材料反应
形成伪内膜 细胞质转移
材料与宿主产生相互作用：生物化学 生物力学 生物电学
生物相容性分类：
➢ 细胞相容性, cellular compatibility, cyto-
➢ 组织相容性, tissue compatibility
➢ 血液相容性, blood compatibility, hemo-
生物相容性及生物学评价
生物相容性及生物学评价生物相容性指的是两种或多种生物体之间存在良好的相互适应性和相互关系，能够和谐共生或互利共生的能力。
生物学评价则是对生物体或生物群体进行综合评估的过程，主要包括形态学、生理学、生态学等方面的评价。
本文将分别从生物相容性和生物学评价两个方面进行探讨。
生物相容性是生物体之间相互适应的能力。
在自然界中，生物相容性是生物体发展演化的一个重要因素。
生物体通过与其他生物体的相互适应，能够在生态系统中找到自己的生存空间，并获取所需的营养资源。
生物相容性通过遗传、行为和生理适应等方式实现。
生物相容性主要可以分为生理相容性和生态相容性两个方面。
生理相容性是指生物体在形态结构、生理功能和代谢途径等方面的适应性。
例如，大麦和小麦属于同一种植物家族，它们之间的生理相容性非常高，可以杂交育种，产生更具适应性和产量的新品种。
生态相容性则是指生物体在环境适应、生态关系和共生共利等方面的适应性。
例如，马和牛是草食性动物，在草原生态系统中起到相似的生态作用。
它们之间的生态相容性非常高，可以在同一生态系统中和谐共生。
生物学评价是对生物体或生物群体进行综合评估的过程。
生物学评价可以通过形态学、生理学和生态学等方面的观察和实验来进行。
形态学评价是对生物体的形态结构、器官形态和外部特征等进行观察和描述的过程。
生理学评价则是对生物体的代谢过程、生长发育和免疫等方面进行观察和实验的评价。
生态学评价是对生物体在生态系统中的角色、生态关系和环境适应等方面进行观察和实验的评价。
生物学评价的目的是为了了解生物体的适应性和生态功能，并为人类的生活和生产提供依据。
通过生物学评价，我们可以评估植物的耐旱能力、抗病虫害能力和生长发育速度等，为农业生产和植物育种提供指导。
同时，生物学评价还可以评估动物的肉质品质、生长速度和抗疾病能力等，为养殖业和畜牧业提供科学依据。
此外，生物学评价还可以评估生态系统的稳定性、物种多样性和环境适应性等，为生态保护和环境管理提供参考。
生物相容性及生物学评价(一)
生物相容性及生物学评价（一）引言概述：生物相容性及生物学评价是在医疗材料和生物制品开发中非常重要的概念。
生物相容性指的是材料和生物体之间相互接受并与之和谐共存的能力。
而生物学评价则是对材料或生物制品在生物体内应用前的安全性和有效性进行评估。
本文将在以下五个大点中详细阐述生物相容性及生物学评价的重要性和方法。
正文：一、生物相容性的类型与意义1. 机械相容性a. 材料的物理性能对组织的机械刺激的影响b. 弹性模量、硬度等物理参数的关系2. 表面相容性a. 表面化学性质对细胞黏附和增殖的影响b. 表面能、亲水/疏水性等表面特征的影响3. 生物相容性与材料选择的关系a. 选择适合特定应用的材料类型b. 考虑生物相容性对材料性能和功能的影响二、生物学评价的概述1. 常见生物学评价方法a. 细胞毒性测试b. 细胞增殖和黏附性评价c. 组织相容性评估方法2. 生物学评价中的动物模型a. 大鼠模型的优势和适用性b. 兔模型在生物学评价中的应用c. 猪模型在生物学评价中的研究价值3. 体外与体内研究的结合a. 体外实验的筛选作用b. 动物模型的验证作用c. 动态监测及临床观察的必要性三、生物相容性与免疫系统1. 免疫系统与生物相容性的关系a. 免疫系统对外界物质的识别和应答b. 免疫反应对材料和生物制品的影响2. 免疫应答与材料的表面性质a. 免疫细胞与材料表面的相互作用b. 材料表面改性对免疫应答的影响3. 生物相容性与免疫干预策略a. 免疫抑制剂在生物相容性中的应用b. 免疫调节剂的设计与优化四、生物学评价的安全性考虑1. 潜在的安全性问题a. 激活免疫反应导致的副作用b. 长期使用下可能发生的过敏反应2. 安全性评价方法a. 动物模型中的毒性评估b. 临床试验中的安全性观察3. 安全性评估标准与监管要求a. 国际标准与指南的使用b. 安全性监管的重要性与措施五、生物学评价的有效性考虑1. 有效性评价方法a. 动物模型中的治疗效果评估b. 体外细胞试验的有效性检测2. 有效性评价标准与监管要求a. 监管机构对有效性评价的要求b. 有效性评价的影响因素及其控制手段总结：生物相容性及生物学评价在医疗材料和生物制品的开发中起到至关重要的作用。
生物相容性生物学评价(一)2024
生物相容性生物学评价（一）引言概述：生物相容性是指生物体在生理、免疫和生物化学等方面与其环境之间的相容性和互动性。
生物相容性评价是通过一系列测试和研究，以确定人体是否能够耐受和适应与其接触的生物材料。
本文将重点讨论生物相容性生物学评价的相关内容。
正文：1. 细胞相容性评价a. 无细胞毒性测试：通过培养细胞系进行细胞存活率、增殖能力等指标的测试，评估材料是否对细胞产生毒性影响。
b. 炎症反应评价：观察材料引起的炎症反应和炎性因子的产生情况，判断材料的炎症反应程度。
c. 细胞黏附性评价：检测细胞与材料之间的黏附情况，评估材料对细胞的诱导和支持能力。
2. 免疫相容性评价a. 细胞免疫剧毒性测试：通过检测材料对免疫细胞的毒性和影响，评估材料对免疫系统的兴奋作用或抑制作用。
b. 补体活化评价：观察材料是否会激活补体系统并引发炎症反应。
c. 细胞因子释放评价：检测材料是否会刺激细胞产生炎症因子和免疫调节因子，评估材料对免疫系统的影响。
3. 血液相容性评价a. 凝血功能评价：测试材料与血液接触后是否会引起异常的血凝反应，如凝块形成、血小板聚集等。
b. 红细胞溶血评价：观察材料对红细胞的溶解作用，评估材料对血液的相容性。
c. 血管内皮细胞附着评价：研究材料与血管内皮细胞之间的相互作用，评估材料对血管内皮功能的影响。
4. 生物降解性评价a. 体内降解性评价：观察材料在体内的降解速度和方式，评估材料的生物降解性能。
b. 温度和湿度稳定性评价：研究材料在不同温度和湿度条件下的稳定性，评估材料在使用环境中的可靠性。
c. 释放动力学评价：检测材料释放的药物或生物活性物质的速率和程度，评估材料的控释能力。
5. 组织相容性评价a. 组织损伤评价：观察材料对组织的刺激性和损伤程度，评估材料对组织的相容性和可耐受性。
b. 纤维化程度评价：研究材料引起的瘢痕组织形成情况，评估材料对组织的纤维化产生的影响。
c. 细胞增殖和分化评价：检测材料对组织细胞增殖和分化的影响，评估材料对组织再生的促进或抑制作用。
生物医用材料专题1生物医用材料的生物相容性及生物学评价
专题、生物医用材料的生物相容性及其生物学评价生物医用材料必须具备优良的生物相容性才能被人体接受，保证临床使用的安全性。
生物相容性问题在70年代初开始受到各国政府和学术界的重视。
1992年国际标准化组织(iso)发布医用装置生物学评价标准(iso 10993-1992)。
1997年国内发布了医疗器械生物学评价标准GB／T16886，等同采用了ISO10993-1992标准。
第一节、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。
生物医用材料与组织、细胞、血液接触时，会产生各种反应，（包括宿主反应（即机体生物学反应）和材料反应）。
见下图。
材料与机体之间的反应，影响到各自的功能和性质，下图是上表中生物相容性反应的后果。
多数医用材料植入体内以后，物理的化学的性状会变化。
引起生物医用材料变化的因素有：(1)生理活动中骨路、关节、肌肉的力学性动态运动；(2)细胞生物电、磁场和电解、氧化作用：(3)新陈代谢过程中生物化学和酶催化反应；(4)细胞粘附吞噬作用：(5)体液中各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基对材料的生物降解作用。
另一方面，医用材料植入人体后，机体会发生三种生物学反应：组织反应、血液反应和免疫反应。
引起生物体反应的因素有：(1)材料中残留有毒性的低分子物质；(2)材料聚合过程残留有毒性、刺激性的单体；(3)材料及制品在灭菌过程中吸附了化学毒剂和高温引发的裂解(4)材料和制品的形状、大小、表面光滑程度(5)材料的酸碱度。
生物相容性的分类生物医用材料的生物相容性分为两类：若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，称为血液相容性；若与心血管系统外的组织和器官接触，主要考察与组织的相互作用，称为组织相容性或一般生物相容性。
所有医用材料和装置都将首先遇到组织相容性问题（即便是人工心血管系统），所以叫做一般生物相容性。
生物相容性概念
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载生物相容性概念地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容生物相容性概念1、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。
2、生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题。
按ISO会议的解释: 生物相容性是指生命体组织对非活性材料产生反应的一种性能。
一般是指材料与宿主之间的相容性, 包括组织相容性和血液相容性。
二、生物相容性两大原则1、生物安全性原则2、生物功能性原则生物安全性原则1、生物安全性原则目的在于消除生物材料对人体器官的破坏性,比如细胞毒性和致癌性2、生物材料对于宿主是异物．在体内必定会产生某种应答或出现排异现象。
生物材料如果要成功．至少要使发生的反应被宿主接受，不产生有害作用。
因此要对生物材料进行生物安全性评价，即生物学评价。
四、生物功能性准则1、是指其在特殊应用中“能够激发宿主恰当地应答”的能力。
2、随着对生物材料生物相容性的深入研究，人们发现不仅要对生物材料的毒副作用要进行评价，还要进一步评价生物材料对生物功能的影响。
五、生物学反应；血液反应、免疫反应、组织反应1、血液反应血小板血栓凝血系统激活纤溶系统激活溶血反应白细胞反应细胞因子反应蛋白黏附免疫反应补体系统激活体液免疫反应细胞免疫反应组织反应炎症反应细胞黏附细胞增值形成囊膜细胞质的转变材料反应：物理性质变化、化学性质变化1、引起生物医用材料变化的因素生理活动中骨骼、关节、肌肉的力学性动态运动；细胞生物电、磁场和电解、氧化作用；新陈代谢过程中生物化学和酶催化反应；细胞黏附吞噬作用；体液中各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基对材料的生物降解作用。
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2）材料与血液的相互作用过程:
材料与血液接触后的相互作用可分为3个阶段: 第一阶段: 血液与材料相互作用的初期，材 料表面 和血液都发生了变化。一方面，在 材料表面粘附蛋白 质、细胞及其他血液成 分，同时由于材料与水接触以及 蛋白质在 材料表面的粘附引起材料表面的链段发生 重 排，形成新的表面;另一方面，材料与血 液接触引起血 液内凝血、溶纤、补体等系 统的激活以及血细胞功能的 改变。此时的 血液已不同于没有接触材料时的血液。第 一阶段一般为2小时。
• 人体的生理环境： 体温为37℃，由水、电解质、血糖、蛋白质等构成相对稳定的 内环境。 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。 正常人全血的相对密度为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（±0.2）的溶液 。
B．材料反应
1. 物理机制的反应 a. 摩擦磨损 b．疲劳损伤 c．应力腐蚀引起断裂 d．腐蚀 e．降解及分解 2. 生理反应 a．吸收组织物质 b．酶的降解 c. 钙化
金属植入物表面分子水平的反应
第二节 材料的血液相容性 bloodcompatibility
2.1 材料与血液的相互作用： 1）生物材料可能引起的血液的变化： 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 受体的释放等分子水平的反映。 • 适宜的血液相容性材料应不损伤血液成分 和功能。
第三章生物相容性及生物学评价
第一节：生物相容性的基本概念
第二节：材料的血液相容性
第三节：材料的组织相容性
第四节：.1人体生理环境
• 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，其中包括体液（组织液、血浆等）、有机大
分子、酶、自由基、细胞等多种因素。
磷脂酰胆碱
4） 材料表面引入生物活性物质
• 在外源性材料表面固化某些干扰血液与表面相 互作用的物质可改善其血液相容性。 • 常用的抗凝血剂有肝素、白蛋白和柠檬酸盐。
血液相容性评价及实验方法
血液相容性评价目 前以凝血与溶血作为主要内容。 包括 1）材料表面理化特 性， 2）血浆蛋白的竞争吸附， 3）血小板的粘附与激活， 4）红细 胞、白细胞的粘附、变形与激活， 5）内源性凝固系统的接 触活化， 6）溶纤系统激活。 7）酶激活 8）补体系统激活
血管内皮细胞对于抗凝血起了很重要的作用，可以认为 是一种完美的血液相容性的表面。因此研究者在人工血管 表面覆盖内皮细胞来改善其血液的相容性。 由于材料对白蛋白吸附后不易粘附血小板，则可在表现 覆盖一层白蛋白来对材料进行伪饰，称为白蛋白钝化。 在表面引入磷脂酰胆碱为极性头端来模拟红细胞膜的血 液相容性。
第三阶段: 在此阶段，材料表面 与血液均要 发生变化。材料表面的变化，同样分为良 性 与恶性两种。假内膜表面的上皮化即属 良性变化。恶性 变化指形成肉芽或发生钙 化。
2.2 材料诱发血栓形成的可能机制 材料表面与血液接触后，首先是蛋白质层和 脂质吸附在材料表面上，这些分子发生构象上 的变化，导致血液中各成分发生相互作用； 一方面触发以凝血因子活化为起点的内源性 凝固反应； 另一方面使血小板、红血球等细胞成分附着 于蛋白质表面，被黏附的血小板发生变形，这 些变化使血小板放出能促进凝血系统活化的因 子，产生凝血反应。
组织相容性 定义：材料与组织器官接触时所产生相互反应的
能力。生物材料要求不能被组织所侵蚀，材料与 组织之间应有一种亲和能力。
• 对于骨植入材料具体表现为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组织细胞产生影响， 甚至诱发肿瘤的发生，只是不同的生物材料制成的人 工器官植入体内诱发肿瘤的潜伏期有所不同而已。 • 生物材料的组织相容性还与材料的形状和表面粗糙程 度有关。
血液相容性
定义：
生物材料与血液接触所产生相互反应的能力 。具有良好血液相容性的材料或器械是在与血液 接触行使其功能时不会引起有害反应
1.3 材料在生物体内的反应
材料在生物体内的反应包括两个方面：宿主反应和材料反应。 宿主反应：宿主对植入体材料作出的生理反应，主要包括血液反应 、组织反应。 材料反应：植入体材料在生物环境中发生的各种物理和化学反应。
3）动物实验法 根据植入物不同的应用部位，选择与人体性 质最接近的动物进行植入实验。
。
• 建立了 4类评价及实验方法： 1）材料表面特征表征法 2）体外试验法 3）动物实验法 4）体内试验法：进入临床。
1）材料表面特征表征法
用各种物理化学测试仪 器测定材料的表观物 理 化学性质。 2）体外试验法 让血液与试片接触，观 察试片上血浆蛋白、 血 小板、白细胞、红细胞 等的量和变化情 况
2）材料表面带负电荷： 正常人体血管壁内皮细胞的ε 电位值为负值，血 液中的红细胞，白细胞及血小板等均带负电荷， 因此不易发生粘附。高分子材料表面电荷的正负 由其功能团类型决定，利用这一点，可以进行特 定的设计使材料表面带上负电荷，从而减少血栓 的形成。
3）对表面进行伪修饰，使其不被血液视为异 物，例如材料的血管内皮化、血蛋白钝化 及磷脂样表面等；
1.2 生物相容性定义及分类 1）生物相容性定义
生物材料在宿主的特定环境和部位，与宿主直接 或间接接触时所产生相互反应的能力，是材料能耐 受宿主整个系统作用而保持相对稳定、不被排斥和 破坏的生物学特性。 材料与宿主产生相互作用所涉及生物化学、生 物力学和生物电学三个反应系统。 2）生物相容性分类 生物相容性可以分为两类：组织相容性和血液相容 性
表面成分：例如表面涂覆碳素材料可抗血栓
血管支架表面改性薄膜
无机惰性薄膜提高支架的抗血栓性能 贵 金 属 涂 层
Uncoated
碳 化 物 涂 层
Coated
类金刚石薄膜
类金刚石薄膜血小板粘附与活化
2) 材料的外形与尺寸的影响
材料设计与制备
多学科：涉及材料、力学、有限元 分析、机械、激光加工等
2.4 提高材料血液相容性的技术—表面改性
1）材料性能的影响
本体性能的影响： Ni引起癌变，碳素材料抗血栓性能好，聚氨酯抗凝 血性较好。 表面性能的影响： 表面形貌：表面粗糙度、表面织构、多孔性。 材料表面越粗糙，暴露在血液上的面积越大，凝血 的可能性也就越大，但如果在0,1~2 UM的范围内 存在不均匀结构，可提高材料的抗凝血性能
利用各种物理和化学的方法对材料的表面进行处理 可以提高材料的抗血栓性能（血液相容性）
可以从以下几个方向来考虑：
• 促进伪内膜形成；
• 抑制血小板体系的活化；
• 抑制凝固体系的活化；
• 促进血栓溶解。
几种提高血液相容性的表面改性技术: 1）增加表面亲水性，降低表面与血液成分 的相互作用。
表面的亲水性及自由能对血液成分的吸附，变性等有 密切联系。提高材料表面的亲水性，使表面自由能降 低到接近血管内膜的表面自由能值可取得抗血栓性能。 例如在表面接枝聚乙二醇（PEG）侧链： PEG 与水的低界面自由能，独特的溶液性质和分子构 象，亲水性、表面流动性以及 PEG 的空间稳定效应 使其具有较好的血液相容性。
• 对于一种抗凝血生物材料来说，其表面既 能抑制凝血因子的活化，又能防止血小板 的粘附、释放和聚集，缺一不可。
2.3 材料或器械影响血液相容性的可能 因素 影响血液凝固（血栓形成）有三大要素： 血液化学、血液接触的表面、血液流 动形式。 因此材料或器械影响血液相容性的可能 因素有：
1) 材料的性质: 材料的本体和 表面特性 2)材料或器械的外形与尺寸
第二阶段:
材料与血液的相互作用取决于新形 成的材料 表面与接触材料后的血液。在此期间，材 料表 面继续发生明显的变化。这一变化可 以是良性的变化， 也可能是恶性的变化。 良性变化指材料表面形成惰性表 面，恶性 变化指材料表面形成血栓等。第二阶段血 液也 发生许多变化，还可引起体液及细胞 成分的变化。这一 时期一般为两周。
图2-1 几种植入材料表面在生物材料环境下常见的变化
A．宿主反应
1.局部 a.血液-材料的反应 b.蛋白质的吸收 c.凝结 d.纤维蛋白溶解 e.血小板的粘着，活化，释放 f. 补体系统活化 h. 溶血现象 i.毒性 j.改变了正常的愈合 k.包成囊状 l.外来体的反应 m.感染 o.形成肿瘤 2..全身反应与补体系统 a．形成血栓 b．植入体元素在血液中数量增加 c．高度过敏症 d．淋巴颗粒的传输