生物医用材料表面改性综述
生物医学材料的表面改性技术
生物医学材料的表面改性技术生物医学材料是一种广泛应用于医疗领域的材料，如人工关节、心脏支架、医用纤维、医用橡胶等。
这些材料在医学方面扮演着重要的角色，它们的表面改性技术是现代医学技术发展的重要支撑。
表面改性技术是将材料表面的化学特性、物理性质、形貌等进行调控，从而增加其某些特定功能。
例如，通过表面改性技术可以使材料更加稳定、耐用、生物相容，防止感染和血凝等。
一种常见的表面改性技术是表面改性剂涂布。
表面改性剂是一种附着于材料表面的分子，可以改变材料表面的性质。
涂布表面改性技术适用于各种类型的材料，具有简单、易行、成本低等优点。
例如，通过涂布表面改性技术，可以将纳米颗粒附着在人工关节表面，增加人工关节的摩擦系数和生物相容性。
另一种表面改性技术是等离子体表面改性。
等离子体表面改性是将材料表面放入等离子体处理器中，通过等离子体和材料表面之间的相互作用，对材料表面进行改性。
等离子体表面改性技术可用于改变材料表面的性质，如表面能、疏水性、亲水性等。
其他表面改性技术还包括化学沉积、物理沉积、电化学制备等。
这些技术的选择将取决于需要改变的特定特性、拟合度和制备成本等因素。
对于生物医学材料而言，表面的改性技术是至关重要的。
例如，在人工心脏支架的表面涂覆生物纤维素等物质，可以防止血液凝固。
在材料表面涂覆抗生素，可以杀死细菌和预防感染。
在人造关节表面涂覆钙磷陶瓷膜，可以提高其生物相容性，减少摩擦系数，从而延长使用寿命。
表面改性技术不仅可以改善生物医学材料的性质，同时也可以降低医疗设备的不良反应。
因此，在生物医学材料的制造过程中，表面改性技术应该被视为一个关键问题。
总之，表面改性技术是优化生物医学材料的一个重要手段。
不仅要对不同类型的表面改性技术进行研究和开发，而且应该进一步了解材料表面改性技术对生物医学材料特定性能的影响。
通过不断探索和研究，可以使表面改性技术在医学方面的应用得到更为广泛的推广和应用。
生物医学材料表面处理技术研究
生物医学材料表面处理技术研究第一章：引言近年来，随着生物医学技术的飞速发展，生物医学材料也在不断地更新换代。
表面处理技术成为了生物医学材料研究中的重要组成部分。
表面处理技术可以有效地改善材料的表面性能，从而提高其生物相容性、生物活性、抗菌、降解性和应用性等方面。
本文将对生物医学材料表面处理技术进行综述，以期为生物医学材料研究提供参考。
第二章：生物医学材料表面处理技术2.1 生物医学材料表面处理技术分类根据表面处理技术的不同，可以将其分为生物改性表面处理技术、表面涂层技术和纳米技术三类。
生物改性表面处理技术主要是通过调节生物分子在材料表面的吸附、结合和固定，改变材料表面的化学和生物性质。
表面涂层技术主要是利用生物医用材料表面涂层改变其表面性质，提高其生物相容性、降解性和生物活性等。
目前，已经开展的表面涂层材料包括硅胶、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯和聚甲基丙烯酸等。
纳米技术主要是通过改变生物医用材料表面的形态、形状和大小，改变其生物相容性、抗菌性和降解性等。
2.2 表面改性生物医用材料表面改性生物医用材料的应用范围广泛，具有优越的生物相容性、降解性和生物活性等。
例如，改性聚乳酸（PLA）以及改性聚己内酯（PCL）等生物降解性高分子材料，因其具有较高的生物相容性和优秀的降解性能，被广泛地应用于生物医学领域。
另外，类肝素表面改性医用材料是一种具有优异生物相容性和降解性能的材料，在医学上应用十分广泛。
该材料是通过表面改性技术，在生物医用材料表面修饰上聚乙二醇（PEG）等材料的表面基团，形成类肝素化表面，在材料表面上形成了一层类肝素。
2.3 表面涂层表面涂层技术是将一些特殊材料，如石墨烯、碳纳米管和纳米银等，涂敷在生物医用材料表面以改变其性质。
这些特殊材料特性独特，可以在材料表面形成抗菌、降解、生物相容和生物活性的特性。
例如，银是一种普遍的抗微生物材料。
将纳米银涂敷在生物医用材料表面，可以有效地杀死细菌，抗菌效果十分显著。
生物医学材料的表面改性与功能化
生物医学材料的表面改性与功能化随着科技的不断发展，生物医学材料得到了广泛的应用，它们被广泛运用于人体内部和外部，如人体缺陷修复、皮肤的治疗、药物传递等方面。
不过，一个生物医学材料的使用并不仅仅是由组成材料的基础物质决定，更是由它表面所具有的特性所决定。
这里我们就来谈谈生物医学材料的表面改性与功能化。
一、表面改性的概念及其意义表面改性是指通过改变材料表面的化学结构、形貌或物理性质，来调控其表面性质，达到一定的技术要求。
表面改性技术包括化学氧化、还原、气相沉积、物理吸附和离子注入等，它们改性所得到的材料具有了新的功能和特性。
表面改性的意义在于:1. 提高材料的表面能：降低接触角，实现润湿现象，提高润湿性。
2. 改善材料的疏水性能：使液体在材料表面形成凯西效应，达到有效的防水效果。
3. 增加材料的耐磨性：使材料表面更加耐用，延长使用寿命。
4. 给材料具有抗污染性：使材料表面不易被生物质附着，减少污染。
二、生物医学材料的表面改性可以有很多种，做到这一点有很多技术可以选择。
有些表面改性技术不仅可以改变材料表面的化学结构，还可以改变材料表面的电学性质、热学性质等。
这些改性可以增加材料的抗污性、增加生物吸附能力、抑制细胞增生和细胞繁殖等功能。
其中，以下四种生物医学材料表面改性与功能化方法应用最为广泛。
1. 聚合改性聚合改性方法是近年在材料表面改性领域中一种应用广泛的方法。
聚合改性主要是通过表面聚合反应对材料进行改性。
这种表面聚合反应有两种主要类型，一种是原位聚合，在材料表面形成聚合物薄层；另一种是外源聚合，先制备出具有引发剂的活性分子和单体混合体系，然后涂覆在材料表面，通过化学反应在材料表面形成聚合层。
聚合改性的应用范围极广，它可以用于提高生物医学材料表面的亲水性、抗氧化性、耐磨性和抗菌性等。
2. 化学改性化学改性通常是通过与已有材料进行化学反应，以改变材料表面的性质，使其具有特定的功能。
化学改性技术包括氧化、还原、酯化、羧化、磷化等，通过这些反应在材料表面形成新的化学结构，使材料表面具有新的性质和功能。
生物医学材料的表面改性技术及其应用前景
生物医学材料的表面改性技术及其应用前景随着生物医学领域的不断发展，对生物医学材料的性能要求也愈加严格。
而表面改性技术是一种被广泛应用的方法，它可以在保持原材料的基本性质不变的前提下，对其表面性能进行改善。
本文将介绍生物医学材料的表面改性技术及其应用前景。
一、背景：生物医学材料的发展趋势生物医学材料是制备与应用于诊断、治疗和康复医学中的人工材料。
生物医学材料学领域的发展取决于科技、材料学、工程学、生物学、医学、社会文化和经济条件等多方面因素。
在生物医学技术领域，生物医学材料是一种重要的辅助工具。
生物医学材料是一种可以与体内组织和细胞相容性良好的材料。
因此，它们被广泛应用于人体医学，如修复与替代组织、器官、替代血管、救治心血管疾病、植入食管、支气管、胃肠道等器官等。
二、表面改性技术及其应用原理生物医学材料表面改性技术是一种通过物理化学方法对生物医学材料的表面性能进行改良的方法，以达到提高生物医学材料的生物相容性、抗菌性、生物活性等效果。
常用的表面改性技术包括等离子体聚合、移植共聚、化学氧化、接枝共聚和离子交换等。
表面改性技术是一种有效的提高生物医学材料性能的方法，通过改善表面性能，使材料可以更好地与生物体相容，减少对组织的损伤。
此外，通过表面改性还可以改善材料的生物降解性能，增加材料的机械强度，改善材料的成形性等。
三、 1. 生物医学材料的表面改性技术在人工骨和组织工程领域的应用生物医学材料的表面改性技术在人工骨和组织工程领域有着广泛的应用，例如将生物医学材料表面进行蛋白质吸附或接枝共聚等方法，可以增强人工骨和细胞材料之间的亲和性，从而促进细胞附着和增殖。
此外，通过表面改性技术，还可以在生物医学材料表面固定化一些能够诱导干细胞分化的生物活性物质，从而实现并控制组织工程材料的增殖和分化能力。
2. 生物医学材料的表面改性技术在人工关节领域的应用在人工关节领域，表面改性技术的应用也非常广泛。
通过表面改性技术，可以提高人工关节的生物相容性，避免因免疫反应引起的排异反应，减少局部炎症，延长人工关节的使用寿命。
生物医用材料表面改性技术综述
生物医用材料表面改性技术综述随着医疗技术的发展和生物医用材料的广泛应用，生物医用材料表面改性技术越来越受到关注。
在生物医学领域，生物医用材料的表面改性技术可以有效地改善材料的性能，提高其生物相容性和生物亲和力，减少材料与生物组织之间的反应和排斥，提高其临床应用效果。
本文将综述生物医用材料表面改性技术的原理、分类以及应用现状。
一、生物医用材料表面改性技术原理生物医用材料表面改性技术的原理主要是通过对生物医用材料的表面进行化学或物理方法的改变，来实现对材料表面性质的调控，从而使其更加适合医学应用。
表面改性技术的主要作用是改进材料表面的形态结构、表面粗糙度、表面化学组成和表面能，以达到改善生物相容性和生物亲和力的目的。
二、生物医用材料表面改性技术分类1、化学改性技术化学改性技术是将生物医用材料表面进行化学修饰，使其呈现出希望的生物相容性和生物亲和性。
化学改性技术主要包括表面活性剂改性、胶原蛋白覆盖、化学交联和生物活性物质的掺杂等。
表面活性剂改性技术是利用表面活性剂的表面作用力将化合物吸附在表面上，从而改变表面化学性质的方法。
该技术可以改变表面能和表面化学成分，这样就可以增加材料表面的吸附能力和亲水性等，从而促进细胞黏附和增强生物相容性。
胶原蛋白覆盖是指用高分子胶原蛋白在生物医用材料表面覆盖一层胶原蛋白，从而提高其生物相容性和生物亲和力。
胶原蛋白具有良好的生物活性和生物亲和力，可以与细胞黏附，具有很好的生物相容性。
化学交联技术是指通过交联剂将分子或者高聚物与生物医用材料表面共价结合来实现改性。
这种方法可以改变生物医用材料表面的物化性质，从而达到改善其生物相容性和生物亲和力。
2、物理改性技术物理改性技术是改变生物医用材料表面性质，通过物理手段实现。
物理改性技术的方法较多，如电化学处理、离子注入、高压氧气等等。
这些方法可以改变材料表面的形态结构、表面粗糙度和表面能，从而提高其生物相容性和生物亲和力。
3、微纳米技术微纳米技术是利用微纳米技术制造出微米或纳米级别的表面纹理或其它结构，从而改变生物医用材料表面特性的方法。
生物医学材料表面改性技术
生物医学材料表面改性技术生物材料在医学领域中具有广泛的应用。
生物医学材料的表面特性是影响其与人体组织相互作用的重要因素之一。
因此，生物医学材料表面改性技术的发展是近年来生物材料科学与技术中的一个重要研究领域。
本文将重点介绍生物医学材料表面改性技术的应用及发展现状。
一、生物医学材料表面改性技术的分类生物医学材料表面改性有许多种方法，主要包括化学处理、物理处理和生物处理三种方法。
化学处理方法，包括表面清洗、化学修饰和化学氧化等方法。
表面清洗主要是用溶剂洗净表面杂质，去除表面异物污染。
化学修饰可以在表面引入新的官能团，改变其表面化学性质。
化学氧化可以增加表面粘附能力，改善材料在人体组织中的耐受性，如使用硝酸等强氧化剂增加聚乙烯管的氧化度。
物理处理方法，包括热处理、离子注入、真空蒸镀和激光刻蚀等方法。
其中，离子注入技术是目前应用最广泛的表面改性技术之一，可通过离子注入提高表面硬度，改变表面电学性质和耐高温性能。
生物处理方法包括抗生素涂层和蛋白质功能化等方法。
利用生物体系，将抗生素或蛋白质等分子结构修饰在材料表面上，从而影响其与生物体的相互作用，增加生物适应性。
二、生物医学材料表面改性技术的应用1、人工骨人工骨材料表面对人体有效稳定的生物相容性是其应用的重要指标之一。
通过改善人工骨的表面性质，可以更好地促进其与人体组织的结合，并有效提高人工骨材料的生物相容性。
2、人工关节人工关节植入后的术后反应是人工关节长期成败的决定因素之一。
采用生物医学材料表面改性技术可以提高人工关节的生物相容性和抑制周围组织的炎症反应，从而达到提高人工关节术后成活率的效果。
3、人工眼角膜人工眼角膜是使用最为广泛的生物医学材料之一。
目前，人工眼角膜的生物相容性问题已经成为限制其应用的关键。
通过表面改性技术对人工眼角膜进行表面处理，可以提高其生物相容性，增加人工眼角膜的应用范围。
三、生物医学材料表面改性技术的发展现状目前，随着生物医学材料应用领域的不断扩大和新技术的不断涌现，生物医学材料表面改性技术已经成为生物医学研究的热点领域之一。
生物医用材料的表面改性技术探索
生物医用材料的表面改性技术探索生物医用材料是指用于支持、修复或替代任何受损组织或器官的材料，其应用范围广泛，如骨科植入物、心脏瓣膜、牙科修复材料等。
为了提高其生物相容性、机械性能和其他特性，表面改性技术成为发展的重点。
本文将探索生物医用材料表面改性技术的相关内容。
## 表面改性技术的背景生物医用材料的表面改性是指通过物理、化学、生物学等手段改变材料表面的性质以满足特定需求。
这可以包括提高生物相容性、抗菌性能、降低摩擦系数等。
这些改性可以通过表面涂层、表面纳米结构、表面功能化等方式实现。
## 表面改性技术的方法### 表面涂层表面涂层是将一层材料沉积在医用材料表面，以实现特定的功能。
常见的方法包括溶液浸渍、物理气相沉积和化学气相沉积等。
例如，聚乳酸（PLA）涂层能够提高生物医用材料的降解性能，促进组织再生。
### 表面纳米结构通过纳米技术，可以在生物医用材料表面形成纳米级别的结构，如纳米线、纳米颗粒等，从而改善材料的性能。
以纳米结构增加表面积，提高生物医用材料与生物体组织的接触面积，促进愈合。
### 表面功能化表面功能化是通过引入功能基团或生物活性分子在表面形成特定结构，以增强生物医用材料的特定功能。
例如，引入抗菌剂、生长因子等生物活性物质，可以提高材料的抗菌性能和组织再生能力。
## 表面改性技术的应用与前景生物医用材料的表面改性技术在实际应用中具有广阔的前景。
它不仅能够改善生物相容性，减少排斥反应，还能够提高材料的力学性能和生物活性。
这一技术将在人工关节、骨折固定器械、人工心脏瓣膜等方面发挥重要作用。
对于未来，随着纳米技术、材料科学的不断发展，生物医用材料的表面改性技术将更加准确、智能化，为更广泛的临床应用和生物医学工程带来更多的可能性。
在技术和应用的推动下，生物医用材料的表面改性技术必将在未来发挥更为重要的作用，为医疗器械及组织工程领域带来更多突破与创新。
生物医用材料的表面改性技术，是医疗器械行业发展的一个重要方向，其发展潜力巨大，未来势必会有更多创新的应用。
生物医学工程中的生物材料表面改性
生物医学工程中的生物材料表面改性随着现代医学的不断发展，生物医学工程作为一个新兴的领域逐渐得到人们的关注。
生物医学工程已经广泛应用于医疗器械、医用材料以及疾病的治疗等方面。
在这些应用中，生物材料作为生物医学工程的重要组成部分，其表面性能对生物医学工程的性能起着至关重要的作用。
生物材料的表面改性技术，即通过不同的手段对材料表面进行改良，以改善其物理、化学和生物性能，达到更好的医疗效果。
其中最受关注的是生物材料表面的生物相容性和生物活性，这是确保生物医学材料安全性和生效性的关键因素。
生物材料表面改性包括物理改性、化学改性、生物改性等多种方法。
其中物理改性主要是利用物理手段改善生物材料表面的性能，比如表面附加纳米线、纳米颗粒、生物纳米组织等；化学改性则是在生物材料表面引入有机或无机化合物，比如疏水性、亲水性或生物活性小分子等；最常用的生物改性则是改善生物材料表面的结构和形态，以增强其生物相容性和生物活性。
在这其中，化学改性被广泛应用于生物医学工程中。
以疏水性改性为例，静电纺丝法可以制备疏水性纳米纤维膜，刻蚀法可以改变表面形貌制备出疏水性纹理，仿生的方法通过制备疏水性材料获得抗菌等性能。
生物医学工程中还有一种应用的最广泛的、最成功的生物材料表面化学改性是通过一种叫做“生物表面荧光染料”（Bioactive Surface Dyes）的溶液，在生物材料表面引入蓝色颜料。
在生物医学工程中的实际应用，比如人工心脏瓣膜和人工耳蜗等领域中的材料与设计问题需要解决的一个主要挑战就是在材料表面与生物组织之间实现良好的相容性和亲和性。
生物表面荧光染料可以提高材料对细胞的亲和力，从而促进细胞在其表面上的生长和增殖，还能有效地预防所谓的“滞留性载体”的发生，即在材料表面上滞留的大量细菌和其他有害生物。
这种便捷、高效、清晰地可视化的可控制的表面改性方法为生物医学工程界提供了一种全新的方法，可以在设计和开发这些高级制品时实现更好的医疗效果。
生物医用金属材料的表面改性研究
生物医用金属材料的表面改性研究随着生物医学的快速发展，越来越多的人开始关注医用金属材料的表面改性研究。
生物医学金属材料的表面改性可以提高其耐腐蚀性、耐磨性和生物活性等性能，从而大大提高了医学领域的效率和安全性。
生物医学金属材料的表面改性是为了使其能够更好地适应医学应用的需要而进行的一种技术。
改性后的金属材料可以提高其生物相容性和生物活性，从而达到更好的治疗效果。
这种改性技术一般包括表面涂层、阳极氧化、激光喷涂、等离子喷涂、胶体溶胶法等多种方法。
首先，表面涂层是生物医用金属材料表面改性的一种较为常见的方法。
通过在金属表面先形成一层薄膜，然后再在薄膜表面沉积一定的生物活性元素、分子或化合物等，从而改善其生物相容性和生物活性。
如目前常见的即为银离子涂层。
经过银离子表面涂层处理的金属材料可以有效抑制细菌的生长，从而避免了术后感染的风险。
其次，阳极氧化也是生物医用金属材料表面改性的一种常见方式。
通过在金属表面产生一层氧化膜来有效改进其性能，如提高其生物活性、生物相容性和耐腐蚀性。
氧化膜厚度和化学成分的改变也会影响其改性后的性能，因此阳极氧化处理是生物医用金属材料改性技术中的重要方法。
此外，激光喷涂和等离子喷涂技术也是改性金属材料的常见方法之一。
这种方法可在金属表面形成一层高度生物活性的涂层，从而大大提高其生物相容性和生物活性。
这种方法广泛应用于如人工骨髓、关节等生物医用器械的制造中，以期消除生物反应和运动阻力等问题，提高其应用价值。
最后，胶体溶胶法也是生物医用金属材料表面改性的一种常见方法。
这种方法可通过化学反应，将一些高分子材料或活性分子与金属表面结合，形成一层新的材料薄膜，从而改善其生物相容性和生物活性。
这种方法同时还可以控制金属材料的微观结构，从而提高其性能。
总之，生物医学金属材料的表面改性技术可以大大提高其性能和应用价值，有效降低了医学领域的风险和危害。
这种技术可以通过多种方法实现，如表面涂层、阳极氧化、激光喷涂、等离子喷涂和胶体溶胶法等。
生物医学材料表面改性与性能优化
生物医学材料表面改性与性能优化生物医学材料的表面改性与性能优化是一项关键的研究领域，在生物医学工程与医疗器械领域具有广泛的应用前景。
通过对材料表面进行改性，可以改善材料的生物相容性、机械性能、抗菌能力等关键性能，从而提高其在医疗领域的使用效果。
一种常见的表面改性方法是利用物理方法对材料进行处理，例如等离子体处理、高能束辐射、激光照射等。
这些方法可以改变材料表面的形貌、化学结构和表面能，从而影响材料的表面性能。
例如，等离子体处理可以增加材料表面的粗糙度，增强细胞与材料表面的黏附力，提高细胞生长和组织再生效果。
高能束辐射和激光照射可以改变材料表面的化学结构，增加材料表面的亲水性，提高其润湿性能。
通过这些物理方法对生物医学材料的表面进行改性，可以使材料更适合生物体内的应用。
除了物理方法，化学方法也是常用的生物医学材料表面改性的手段之一。
例如，可以利用溶液中的活性基团与材料表面上的官能团进行化学反应，形成化学键，从而将功能性分子固定在材料表面上。
这可以实现对材料表面的化学修饰，并赋予材料新的性能。
例如，可以在材料表面引入生物活性物质，如药物、蛋白质和细胞识别分子，实现药物缓释、组织工程和仿生材料的制备。
此外，生物医学材料的表面改性还可以通过纳米技术来实现。
纳米技术可以通过控制材料的尺寸、形状和表面结构，调控材料的性能。
例如，可以利用纳米颗粒在材料表面形成纳米颗粒膜，增加表面积，改变表面能和化学活性。
纳米颗粒还可以作为载体，将生物活性物质固定在材料表面上。
此外，纳米材料还可以通过调控其形貌和表面特性，实现对材料表面的光、电和磁性能的调控，从而使材料在生物医学领域具有更多应用的可能性。
生物医学材料的表面改性不仅可以改善其生物相容性、机械性能和抗菌能力，还可以对材料的生化反应、生物响应和细胞材料相互作用等方面进行调控。
例如，可以通过表面改性来调控材料与细胞间的相互作用，促进细胞的黏附和增殖，或者抑制细胞的生长和炎症反应。
生物医用高分子材料的表面改性
择和 改性来解 决组 织相 容性 问题 。
生物体器 官 、 细胞 器 、 组 织 细胞 及 生 物 大 分子 相 容 ， 无
毒性 、 无 热原反应 、 无致 癌 性 等 ， 对 生 物 体组 织 、 血液、
不引起凝 血 及 血 小 板 粘 着 凝 聚 ， 不 出现 溶 血 现象 。
当异体 与血 液相 接 触 ， 其表 面 很快 会 吸 附一层 蛋
白质Ｌ ８ ］ ， 一些 能促进 血小 板 粘 附 的蛋 白质 及 吸附 在异 体表 面的血 纤维蛋 白原 通过 作用将会 粘附和 活化 血小
由于高分 子 材料 和血 液 接 触 主 要 发 生 在 材 料 的 表 面
应， 以及 人体对 这 些 反应 的耐 受 程 度 。生 物相 容性 可
简单地 概括 为 ： 活 体与材 料之 间 的相 互关 系 ， 主要 涉及
血 液相容性 （ 抗凝 血性 ） 和组 织相容 性 ］ 。
１ ． １ 血 液相容性
２ ． 】 ． １ 表 面涂层
血 液相 容性 指生物 医用 高分 子材 料与血 液接触 时
摘 要 ： 生 物相 容 性 是 医 用 高 分 子材 料 应 用 中必 须 解 决 的 关键 问题 ， 通 过 表 面 改 性 以改善 生 物 医 用 高分 子 材 料 的 生
物 相 容性 的研 究备 受 关 注 。分 别 从 物 理 、 化 学、 仿 生 三 方 面对 生物 医用 高分 子 材 料 的 表 面 改 性 方 法及 进 展 进 行 了综述 。
用 高分子 材料具 备一 定 的 功 能特 性 显 得 至关 重 要 ， 与
医用材料的表面改性和性能测试
医用材料的表面改性和性能测试医用材料广泛应用于医疗领域，对人类的健康起着重要的作用。
为了使医用材料更加适用于临床医学，需要对其表面进行改性和性能测试，以满足临床的需要和要求。
1. 医用材料表面改性医用材料的表面改性主要是指通过对其表面特性进行调整，来改善其其生物相容性、机械性能、耐磨性等性质，以适应临床应用的需要。
表面改性的方法包括化学改性和物理改性。
1.1 化学改性化学改性是指在医用材料表面引入新的化学基团或调整表面化学性质的方法。
化学改性可以通过各种方法实现，例如溶液法、气相法、电解法、等离子体法等。
其中，最常见的化学改性方法是在医用材料表面进行表面硅化处理。
这种处理通过将硅化剂溶解在有机溶剂中，并通过化学反应将其溶解到多种材料表面中，来改变材料的表面性质。
1.2 物理改性物理改性是指通过改变医用材料的表面形态或结构来调整其性质的方法。
这种改性方法不会改变材料的化学成分，也不会产生新的物质。
物理改性的方法有很多种，例如表面粗化、磨擦改性、高能辐射改性、微波改性等。
其中，最常见的是表面粗化和微波改性方法。
2. 医用材料性能测试医用材料的性能测试是为了评估其在医学领域中的适用性能和安全性，包括生物相容性、机械性能、耐久性、耐药性等性质。
2.1 生物相容性测试生物相容性是医用材料最主要的性能之一，是指材料与组织、细胞、生物液体等生物体之间的相互作用。
将材料置于生物体中，通过观察不同时间的细胞变化以及组织反应，来评估其生物相容性。
2.2 机械性能测试机械性能是材料在承受外力作用下的性质，是其在临床应用中能否保持结构完整、耐久性等方面的重要指标。
常见的机械性能测试包括拉伸强度、压缩强度、耐磨性等。
2.3 耐久性测试耐久性测试是指材料在使用过程中经过多次循环负荷后，其性能是否能够保持不变的测试。
常用的耐久性测试方法包括循环试验、疲劳试验、冲击试验等。
2.4 耐药性测试对于使用于人体内的医用材料，其对抗细菌的能力也成为其重要的性能之一。
生物材料表面改性技术在医用材料中的应用研究
生物材料表面改性技术在医用材料中的应用研究随着现代医学技术的不断发展和进步，医疗器械与材料越来越多地应用于医学诊疗，并发挥着重要的作用。
与传统材料不同，生物材料在与人体接触时要满足更高的要求，如耐用、耐腐蚀、无毒、无致病性等。
因此，生物材料的表面改性技术具有极大的应用前景。
本文将重点介绍生物材料表面改性技术在医用材料中的应用研究。
一、生物材料表面改性技术的概念生物材料表面改性技术，是指将生物材料的表面特性通过化学、物理、生物学等方法进行改善的技术。
这种改良可以减小材料与生物体组织的相互作用力，减少材料周围组织的炎症反应，提高生物材料的相容性和生物相容性，增强材料的生物活性和生物可降解性。
二、表面改性技术在医用材料中的应用表面改性技术在医用材料中应用广泛，下面将分几个方面进行讨论。
1. 生物相容性方面的应用表面改性技术可以提高材料的生物相容性，使其更容易与生物体组织相容。
例如，对于人工关节等医用材料，通过改善表面形态和表面化学性质等措施，可以改善其在体内的生物相容性和生物活性，延长其使用寿命。
2. 防污染方面的应用表面改性技术可以减少材料表面的粘附和抗污染性能，如对医用导管、植入小器件等医用材料进行表面处理，可以有效地防止细菌和其他微生物的侵入和污染，从而保证医疗设备和患者安全。
3. 减少组织炎症反应方面的应用表面改性技术可以减少材料与周围组织的炎症反应，从而提高生物材料的相容性和生物相容性。
例如，对于人工心脏瓣膜等医用材料，通过改善其表面的化学性质和形态，可以降低其在体内的免疫反应和炎症反应，减轻患者的不适感。
4. 提高药物缓释效果方面的应用许多医用材料需要具有药物缓释的功能。
表面改性技术可以对这些材料进行改良，从而提高其药物缓释效果。
如将药物包裹在生物材料的表面上，达到延长药物释放时间和提高药物疗效的目的。
三、生物材料表面改性技术的发展趋势生物材料表面改性技术发展迅速，未来的发展趋势主要集中在以下几个方面：1. 增强材料的生物活性和生物可降解性，拓展材料在组织工程、再生医学等领域中的应用；2. 加强材料的吸附、释放及排放性能的研究，以提高生物材料的治疗作用；3. 开发更为可持续、高效的改性方法，并且运用绿色化学，以更好地解决生物材料表面改性技术在实际应用中遇到的环境污染和行业压力；4. 借助数字化技术，将生物材料表面改性的过程，通过计算机模拟或虚拟实现，以实现更加高效的改性方式。
生物材料表面改性的方法和应用
生物材料表面改性的方法和应用近年来，生物材料的研究和应用越来越广泛。
生物材料表面改性是其中的重要研究方向之一。
它通过改变材料表面的物理、化学性质，来提高材料的生物相容性、抗菌性、生物活性和生物附着性等性质，进而实现各种生物医学应用，如组织工程、医用设备和药物输送等领域。
本文就生物材料表面改性的方法和应用进行探讨。
一. 生物材料表面改性的方法1. 化学方法化学方法可以分为表面修饰和表面涂层两种方法。
表面修饰是通过将化学官能团引入材料表面，实现表面化学性质的调控。
常见的方法包括热致自由基反应、硅烷偶联、原子转移自由基聚合等。
表面涂层是将单分子或多分子层覆盖在材料表面，从而改变表面的化学与物理性质。
常见的涂层材料包括聚合物、磷脂、碳纳米管等。
此外，还可利用化学预处理技术先改变材料表面化学性质（例如过氧化氢处理）或物理性质（例如阳离子表面活性剂吸附）、再将涂层材料加以表面修饰。
2. 物理方法物理方法包括等离子体聚合、进气静电纺丝等方法。
等离子聚合是一种将气体通过放电或等离子体处理，形成粘附于材料表面的表面聚合物层的方法。
进气静电纺丝则是通过将电子在静电场中加速，利用空气中的电荷对其进行拉伸成为纤维。
以上方法的选择取决于材料的特性、具体应用以及研究的目的。
例如，表面修饰能使材料表面化学性质的变化更多样化，因而对材料的生物相容性与生物附着性改善的效果更为明显。
二. 生物材料表面改性的应用1. 组织工程组织工程是一种应用基础生物学和工程学知识进行修复、再生、重建乃至创造功能组织的技术，需要使用某些特定的生物材料。
改性后的生物材料具有更好的生物相容性和生物活性，能够更好地支撑细胞的生长与分化，以及细胞与材料之间的相互作用解决了曾经材料与组织工程的接口失配问题。
2. 医用设备医用设备包含了医疗器械、手术器械和医学图像器材等，在临床上具有广泛应用。
改性后的生物材料可用于膜材料、支架等不同的医疗设备中，因改性后的生物材料作为医疗器械的材料，可以更好地适应人体的生理需要，从而起到更好的治疗作用。
生物医用材料--聚乳酸的表面改性研究进展
Vol.23 No.4
2004 年 12 月
Beijing Biomedical Engineering
Dec. 2004
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生物医用材料———聚乳酸的表面改性研究进展
任杰 杨爽
极性基团的含量大大高于改性前。含氮基团如—NH2 等的 引入，不仅可提高材料表面的亲水性，而且此氨基在生理
pH 环境下由于质子化作用而带上正电荷，有利于带负电荷 的细胞吸附，此外，含氮基团可与血浆中的细胞粘附蛋白 如纤维粘连蛋白等通过氢键结合，从而从多个方面促进细
研究表明，高分子材 料 在 经 氨、 氧、 水 等 离 子 体 处 理
后，能在高分子材料表面引入—NH2，—COOH，—OH 等基 因。Sipehia 通过氨等离子体在培替氏培养皿表面及聚四氟 乙烯表面上接枝上—NH2，—COOH，—OH，促进了细胞在 其上的粘附与生长。经过氨等离子体处理后，PDLLA 膜的 表面亲水性得到了改善。从表面自由能的分析可知，表面
Kissel 等［8］利用端基修饰 PEG 与 A1Et3 反应制成大分子 烷氧基引发剂，用于引发 LA 的溶液聚合和熔融聚合，得到 PLA / PEG 线状嵌段共聚物及星型嵌段共聚物，两者均可考 虑应用于蛋白药物释放。
武汉大学范昌烈［9］研究了乳酸-磷酸酯共聚物，由于生 物体内存在多种磷酸酯和聚磷酸酯，因而用磷酸酯作为释 药材料或药物载体除具有良好的生物相容性外，还可能赋 予药物分子有类似转运天然物质的性质。他以共聚物作为 高分 子 药 物 载 体，5-氟 尿 嘧 啶 （5-FU） 为 药 物 模 型， 经 大 分子反应得到侧链含 5-FU 的乳酸-磷酸酯共聚物。
医用材料的表面改性及应用
医用材料的表面改性及应用随着科学技术的不断发展，医学领域的技术也日益更新，在不断地推动着医学科研的发展。
而医用材料的表面改性将会成为未来医学发展的一个重要方向之一。
医用材料的表面改性，指的是通过化学、物理、生物等多种方法来改变医用材料表面的化学、物理、生物特性，以此来提高材料在医疗上的可用性和生物相容性。
一方面，通过表面改性可以有效提高医用材料的生物相容性，以避免材料本身对人体造成的不良刺激和排异反应。
另一方面，通过改变材料表面的特性，也能够优化医疗器械的性能，例如降低材料表面的摩擦系数和粘附性，从而减少手术操作的难度和提高医疗器械的使用效果。
目前，医用材料的表面改性主要应用于人工关节、人工血管、心脏起搏器等医疗器械上。
例如，在人工关节上，可使用表面涂层技术来改善金属材料的稳定性和生物相容性，从而提高其在关节置换手术中的效果。
在人工血管中，则可以通过表面改性来防止血栓形成以及降低血运重塑的风险。
然而，当前所采用的医用材料表面改性技术仍存在一些问题。
例如，采用化学涂层改性技术时，可能会由于材料表面的组成和制备过程的复杂性而难以实现一致性和稳定性；在物理改性技术方面，由于表面改性后的材料还不具备长期稳定性，因此需要对其进行不断的监测和修复，以确保其使用效果。
此外，当前医用材料的表面改性技术还无法满足个性化医疗的需求。
由于每个人的生理环境和身体特征都存在差异，因此需要针对不同的人群和不同的疾病，采用不同的表面改性技术和材料，从而提高医疗的针对性和有效性。
综上所述，医用材料的表面改性将在未来医学发展中扮演越来越重要的角色。
未来需要进一步加强对表面改性技术的研究，优化其实现过程和效果，并将其应用于更多的医疗领域中，以提高医疗器械的性能和效果，从而改善人们的健康和生活质量。
医用材料表面改性技术及其应用
医用材料表面改性技术及其应用在过去的几十年里，医疗保健技术已经取得了惊人的进步。
其中，医用材料的设计和制造是其中一个重要且不可忽视的领域。
随着着重于病人安全和治疗效果的需求不断增加，越来越多的研究者和制造商开始研究各种不同的表面改性技术，以提高材料的性能和可靠性。
本文将介绍医用材料表面改性技术及其应用。
一、医用材料表面改性技术的种类医用材料的表面改性技术包括以下几种。
1. 放电等离子技术（PE）放电等离子技术是一种利用高能量离子束或电子束在材料表面进行物理和化学变化的方法。
该技术可用于提高材料表面的粗糙度和改变材料表面的化学性质，如增加表面亲水性或亲油性。
此外，PE技术还可用于生长生物材料表面的功能性化合物，如生长细胞或生长骨组织的医疗器械表面。
2. 离子注入（II）离子注入是将离子在材料表面注入，以改变材料表面的性质的方法。
通常，这种技术可以通过改变材料表面的化学组成来提高其生物相容性，如在生物材料表面注入钙和磷离子，使其更易于与生物体相容。
3. 化学沉积（CD）化学沉积是将一种化合物（如有机化合物）加入涂层材料中，使其在材料表面形成一层致密和均匀的化合物膜。
这种技术可用于增加材料表面的亲水性或亲油性，以及降低其生物毒性。
4. 光化学反应（PCR）光化学反应是利用紫外线或其他光源的能量来引发一系列的化学反应，以形成具有特定功能的表面层。
该技术的优点是反应时间短，反应后无需后处理，在制备医用材料的过程中，既可以提高材料的生物相容性，又可以提高材料表面的亲水性或亲油性。
5. 降解性材料降解性材料是指在人体内某段时间后能够降解的材料。
这种材料的表面改性技术主要是通过控制材料的组成和结构来改变表面的性质。
该技术的优点是所制备的医用材料在人体内能够顺利地被降解，从而减少了二次手术的风险。
二、医用材料表面改性技术的应用医用材料表面改性技术被广泛地应用于各种医用材料的制造中。
1. 医用植入物医用植入物是指在人体内植入的各种器械和装置，如人工心脏瓣膜、人工髋关节、心脏支架等。
生物医学材料的改性与表征
生物医学材料的改性与表征生物医学材料是现代医学中不可或缺的一部分，可以用于人体组织修复和替代，疾病诊断和治疗等方面。
然而，未经改性的材料往往存在与人体不兼容、机械性能差等问题，因此对生物医学材料进行改性是提高其性能和应用功能的关键。
一、生物医学材料的改性生物医学材料的改性通常包括表面改性和内部改性两个方面。
表面改性是将化学或物理方法应用于材料的表面层，以改变其表面性质。
常用的表面改性方法包括溶液处理、等离子体处理、化学气相沉积等。
表面改性能够使材料具有更好的生物兼容性、体液亲和性、抗生物附着性等。
内部改性则是在材料的结构层次上进行改变，常见的方法包括添加填料、掺入化合物、共聚反应等。
内部改性能够有效地提高材料的力学性能、耐热性能、耐腐蚀性能等。
例如，在生物医学领域中广泛应用的聚氨酯材料就是通过内部改性得到的。
二、生物医学材料的表征生物医学材料的表征可以帮助我们从物理、化学和生物学等多个方面了解材料的特性和性能，从而指导其性能的改进。
常用的生物医学材料表征方法包括以下几种：1、微型结构分析微型结构分析是通过显微镜分析材料的微观结构和形貌。
常用的微型结构分析技术包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。
这些技术能够提供材料中颗粒的尺寸、分布、形状等信息，从而为我们提供更多的材料细节和设计指导。
2、力学性能测试力学性能测试是通过力学试验仪对材料的力学性能进行测试。
常用的力学性能测试方法包括压缩测试、拉伸测试、弯曲测试等。
这些测试能够提供材料的强度、韧性、刚度等信息，从而为我们选取合适的材料提供指导。
3、热性能测试热性能测试是通过热分析仪对材料的热性能进行测试。
常用的热性能测试方法包括热重分析、差示扫描量热法等。
这些测试能够提供材料的热稳定性、热膨胀系数等信息，从而为我们设计热稳定性较好的材料提供指导。
4、表面性能测试表面性能测试是通过对材料表面的化学或物理性质进行测试，从而获得材料的表面润湿性、氧化还原性等信息。
生物医用材料表面改性包覆策略
生物医用材料表面改性包覆策略生物医用材料在临床应用中扮演着越来越重要的角色，它们不仅用于修复损伤的组织和器官，还用于疾病的诊断和治疗。
然而，生物医用材料的表面特性往往决定了其与生物体的相互作用，进而影响材料的生物相容性和功能性。
因此，对生物医用材料表面进行改性包覆，以提高其生物相容性和功能性，是当前研究的热点之一。
一、生物医用材料表面改性概述生物医用材料表面改性是指通过物理、化学或生物方法改变材料表面的化学组成、结构和形态，以提高其生物相容性、促进细胞黏附、增殖和分化，或赋予其特定的生物功能。
表面改性的方法多种多样，包括物理改性、化学改性、生物改性等。
这些方法可以单独使用，也可以组合使用，以达到最佳的改性效果。
1.1 物理改性方法物理改性方法主要包括表面粗糙化、表面形貌控制、表面能量调节等。
通过改变材料表面的物理特性，可以影响细胞与材料的相互作用，从而提高材料的生物相容性。
例如，通过激光处理、等离子体处理等技术，可以在材料表面形成微米或纳米级别的粗糙结构，增加细胞黏附面积，促进细胞黏附和生长。
1.2 化学改性方法化学改性方法主要包括表面接枝、表面涂覆、表面化学反应等。
通过在材料表面引入特定的化学基团或分子，可以改变材料的表面化学性质，提高其生物相容性和功能性。
例如，通过接枝生物活性分子如蛋白质、多糖等，可以提高材料的细胞黏附性，促进细胞生长和分化。
1.3 生物改性方法生物改性方法主要包括生物分子包覆、细胞包覆、组织工程化等。
通过在材料表面引入生物分子或细胞，可以赋予材料特定的生物功能，如促进组织修复、抑制炎症反应等。
例如，通过将生长因子、细胞因子等生物活性分子包覆在材料表面，可以促进细胞的增殖和分化，加速组织修复过程。
二、生物医用材料表面改性的应用生物医用材料表面改性在多个领域都有广泛的应用，包括骨科、牙科、心血管、神经科学、组织工程等。
通过表面改性，可以提高材料的生物相容性，减少免疫排斥反应，促进组织修复和再生。
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•表面孔径降低为10～30um 内皮细胞部分覆盖
抗凝血效果降低。 但是内表面多孔人工血管长期使用时易于破损、 失效率较高，这个问题还有待解决。
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控制材料表面的粗糙化主要有以下方法：
1) 用 精 密 的 机 械 加 工 方 法 在 材 料 表 面 加 工 出 约 500um尺寸的螺线、台阶和孔等。
级联反应而形成血栓。
•表面吸附层主要是白蛋白时，可以防止凝血的发生。
22
因此，用白蛋白涂层或改善材料的表面 结构的方法，使材料选择性地吸附白蛋白涂 层来提高材料的血液相容性，就成为重要的 研究内容。
23
白蛋白在材料表面的结合状态是白蛋白可否 发挥作用的关键。 物理吸附法获得的白蛋白涂层结合力较差， 在与血液接触中容易与其他蛋白质发生交换作用， 从而使抗凝血性能逐渐下降。
➢ 现状:已建立材料表面形貌与细胞、组织黏 附行为之间的关系；
➢ 方向 ✓ 从分子水平上研究材料表面形貌对细胞形态
与功能的影响； ✓ 研究材料表面形貌对基因表达的影响。
15
2 .生物医用材料的表面修饰
• 材料表面修饰是材料改性最直接方法。 • 作为人体的一部分，正常人体器官充分参与了人
体系统的物质、能量及信息交换，因而能被人体 系统自然地接受和调控。 • 作为植入体的人工器官则难以完全实现上述各种 形式的物质交换，容易被人体系统视作异物，因 而产生各种排斥反应。
触面积，而是粗糙表面择优粘附成骨细胞、上皮细
胞。
5
“接触诱导”(contact guidance)作用
即细胞在材料表面的生长形态受材料表面形态 的调控，例如平行犁沟状表面 成纤维细胞沿沟 取向生长。已发现
• 上皮细胞、 • 成纤维细胞、 • 神经轴突、 • 成骨细胞等均存在“接触诱导”效应。
6
在随后的组织生长过程中，材料的表面粗糙度为 1um～3um时，
生物医用材料 表面改性综述
1
内容：
1. 表面形貌与生物相容性 2. 生物医用材料表面修饰 3. 等离子体表面改性 4. 等离子体注入表面改性 5. 表面涂层与薄膜合成法 6. 自组装分子单层
2
❖ 生物材料长期（或临时）与人体接触时，必须充分满 足与生物体环境的相容性，即生物体不发生任何毒性、 致敏、炎症、致癌、血栓等不良生物反应.
4
1. 表面形貌与生物相容性
生物材料的生物相容性与材料的表面形态密切相关。 (1)平整光洁的材料表面：
与组织接触后，周围形成一层较厚的与材料无 结合的包囊组织。由成纤维细胞平行排列而成，容 易形成炎症和肿瘤。 (2)粗糙的材料表面：
促使细胞和组织与材料表面附着和紧密结合。
粗糙表面对于细胞、组织的作用并不完全是增加接
1.从自体获得的细胞数量有限
2.内皮细胞的体外种植时间较长
3.存在潜在的污染威胁等
21
(II)涂布白蛋白涂层 ➢ 理论依据：
材料与血液接触时首先是材料表面吸附血浆蛋白。
蛋白质吸附层的组成与构象决定了材料的血液相容性行
为。
•表面吸附层主要是纤维蛋白原或球蛋白并且蛋白质
取决于材料表面与生物体环境的相互作用。
❖ 控制和改善生物材料的表面性质，是改善和促进材料 表面与生物体之间的有利相互作用、抑制不利的相互 作用的关键途径。
3
影响材料与生物体之间的相互作用的因素有：
生物材料表面的成分、 结构、 表面形貌、 表面的能量状态、 亲（疏）水性、 表面电荷、 表面的导电特征等表面化学、物理及力学特性
• 另外在人工血管表面预涂纤维蛋凝胶、纤维连结素或碳
膜等，也均可增加内皮细胞种植的牢固性。
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内皮细胞种植方法用途：
• 人工血管； • 生物心脏瓣膜，使瓣膜抗退化能力提高。
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内皮细胞化研究的热点：
✓ 怎么样获得结合牢固的、均匀覆盖的单层内细胞
层，以减少因基质的暴露而导致的血栓。
✓ 解决种植方法的一些局限性如：
•正常血管的血管壁表面内皮细胞层，是维持血管表面 不发生凝血的重要组织。
•种植了内皮细胞的人工血管具有抑制血小板激活的作 用。
•内皮细胞化的人工血管比纯人工血管释放5-羟色胺要
少得多。这是由于内皮细胞释放的一些低分子物质如托
品因、肾上腺素、前列腺素等具有可抑制凝血因子、血
小板等的功能。
18
➢技术要点和方法：
内皮细胞在人工血管表面有效地粘附，是决定内皮细 胞种植技术成功的重要因素。
• 常采用融合法进行内皮细胞种植。
将从自体获得的内皮细胞培养、繁殖2~3代 与血液 混合，注入人工血管腔内 在37℃、50％CO2及旋转条件 下培养3h 细胞培养液融合培养7~10天 内皮细胞在材 料表面融合成单层 进行外科植入手术，可保证种植的内 皮细胞粘合牢固。
但是需要考虑多孔结构对材料力学强度的影响， 尤其是对疲劳性能的不利影响。
8
对于与血液接触的医用生物材料
一般要求材料的表面应尽可能光滑。 因为光滑的表面与粗糙的表面相比，产生的激肽 释放酶少，从而使凝血因子转变较小。
9
已经发现多孔表面有促进内皮细胞生长的作用
•聚四氟乙烯人工血管内腔有许多60～90um的小孔
•显著促进细胞在材料表面的附着和生长， •降低包囊组织的厚度，
更粗糙和更光滑的表面则无此效应。这种作用与 材料性能无关。
7
对于与骨接触的医用生物材料
与骨接触的材料表面具有一定粗糙度可促进骨与 材料的接触，可显著促进矿化作用。
从增加界面结合性能的角度考虑，若植入表面 多孔，如多孔的金属人工关节、多孔的陶瓷人工骨 （表面存在）将显著促进组织长入，当孔径超过 100um时有利于形成骨芽细胞和骨组织长入。
2) 用微机械和微刻蚀技术获得3um~10um深度且距 离和形状均可精确控制的粗糙表面；
3) 用等离子体喷涂复型方法及离子束轰击方法， 能获得精确的表面显微形貌。
4) ?
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组织工程对高分子支架及材
料的要求
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孔径和形态
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(左）材料表面的拓扑结构 （右）材料表面的生物特异性识别
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研究现状和方向
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表面修饰定义：
在对生物医用材料与生物体相互作用认识的逐渐深 入，尤其是对分子水平上的信息传递与识别的逐渐了解 的基础上，设计和制备出具有类似于生物体的表面结构， 通常将这类工作称为表面修饰。
目的：
研究制作能够避免被体系识别为异物的人工器官。
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进行表面修饰的几种方法：
(I)种植内皮细胞
➢理论依据：