生物医用材料导论
生物医用材料论文
生物医用材料论文生物医用材料是指用于医疗治疗和修复人体组织的材料,它们可以被植入到人体内部,用于支撑、修复或替代受损组织或器官。
生物医用材料的研究和应用已经成为当今生物医学领域的热点之一,对于改善人类健康和延长寿命具有重要意义。
本论文将围绕生物医用材料的相关内容展开讨论,包括其分类、应用、发展趋势等方面。
首先,生物医用材料可以根据其来源和性质进行分类。
根据来源,生物医用材料可以分为天然材料和人工合成材料两大类。
天然材料包括骨、软骨、皮肤等人体组织,以及动物组织和植物组织等天然生物材料;人工合成材料则是通过化学合成或生物工程技术制备的材料,如生物陶瓷、生物聚合物等。
根据性质,生物医用材料可以分为可降解材料和不可降解材料两类。
可降解材料在人体内会逐渐降解并被代谢,不可降解材料则会长期存在于人体内。
其次,生物医用材料在临床上有着广泛的应用。
例如,生物陶瓷材料常被用于人工关节表面的修复,生物聚合物材料则可以用于修复软组织缺损,生物活性玻璃材料则可以促进骨组织再生等。
此外,生物医用材料还被广泛应用于心血管支架、人工心脏瓣膜、组织工程支架等领域,为临床治疗提供了重要的支持和帮助。
再次,生物医用材料的发展趋势主要表现在材料多样化、功能化和个性化方面。
随着生物医学工程技术的不断进步,人们对生物医用材料的需求也在不断增加。
因此,未来生物医用材料的发展将更加注重材料的多样性,不仅需要满足不同组织和器官的修复需求,还需要考虑到个体差异和个性化治疗的需求。
同时,生物医用材料的功能化也将成为未来发展的重点,例如可控释放药物的生物材料、具有生物活性的生物材料等将成为研究的热点。
综上所述,生物医用材料作为生物医学领域的重要组成部分,其研究和应用对于人类健康具有重要意义。
未来,随着生物医学工程技术的不断进步,生物医用材料将会迎来更加广阔的发展空间,为人类健康事业做出新的贡献。
生物医用材料
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。
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。
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。
二、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。
专题一、生物医用材料的生物相容性及其生物学评价第一节、生物相容性概念和原理生物相容性,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。
因此,材料的生物相容性优劣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)。
材料与机体之间存在反应,会使各自的功能和性质受到影响,不仅使生物材料变形变性,还会对机体将造成各种危害。
下图列出相互影响产生的后果。
多数医用材料很难保持植入时的形状、物理化学性能。
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。
生物医用材料及装置植入人体后,引起三种生物学反应:组织反应、血液反应和免疫反应。
生物医用材料导论
第1章绪论1.1 概述生物医用材料是与生物系统相互作用且在医学领域得以应用的材料,其中生物系统包括细胞、组织、器官等,医学领域的应用则包括对疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官,增进或恢复其功能等。
生物医用材料本身不是药物,其作用不必通过药理学、免疫学或代谢手段实现,其治疗途径是与生物机体直接结合并产生相互作用,但有时为了促进生物医用材料更好地发挥其功能,也会将其与药物结合。
人类利用生物医用材料的历史十分悠久。
在公元前约3500年,古埃及人就利用棉花纤维、马鬃做缝合线缝合伤口,用柳树枝和象牙来修补受损的牙齿,墨西哥的印第安人则使用木片修补受伤的颅骨。
在中国和埃及的墓葬中就发现了公元前2500年的假牙、假鼻、假耳。
公元600年,玛雅人用海贝壳制作具有珠光的牙齿,在外观上甚至已经达到了如今所要求的骨整合水平。
尽管当时人们极度缺乏材料学、生物学、医学方面的相关知识,但这并不妨碍人们利用身边的某些天然材料来治愈伤口、解决人体生理或解剖功能丧失的问题。
从16世纪开始,金属材料开始在骨科领域得到大量应用,1588年,人们利用黄金板修复颚骨。
1775年,金属材料开始被用来固定体内骨折。
1851年,硫化天然橡胶制成的人工牙托和颚骨问世。
在这一时期,生物医用材料的发展非常缓慢,一方面受到当时自然科学理论水平和工业技术水平的限制,另一方面也与医生、科学家、工程师三者之间缺少合作有关,当患者的生命受到严重危害时,往往依靠医生单打独斗,凭借自己的小发明来解决问题。
进入20世纪中期以后,随着医学、材料学(尤其是高分子材料学)、生物化学、物理学的迅速发展,高分子材料、陶瓷材料和新型金属材料不断涌现,如:聚羟基乙酸、聚甲基丙烯酸羟乙酯、胶原、多肽、纤维蛋白、羟基磷灰石、磷酸三钙、形状记忆合金等,这些材料主要由材料学家研究设计,因此许多材料并不是专门针对医用而设计的,在临床应用过程中可能存在生物相容性问题,例如最初的血管植入物材料聚酯纤维(俗称涤纶)就来源于纺织工业,会与血液发生生物反应而导致血管阻塞。
生物医用材料导论
1)生物医用材料的生物相容性是指材料在生理环境中,生物体对植入的生物材料的反应和产生有效作用的能力,用以表征材料在特定应用中与生物机体相互作用的生物学行为.2)生物医用材料的生物相容性具体包括血液相容性、组织相容性和力学相容性.3)材料设计大体可分为三个层次:微观层次、亚微观层次和宏观层次.4)生物医用复合材料的结构设计可采用结构仿生和功能梯度材料的结构设计方法进行材料的结构设计.5)材料与生物体的相互作用主要包括血液反应、组织反应和免疫反应.6)原子示踪方法分为:简单示踪法、物理混合示踪法和标记化合物示踪法.7)生物医用材料按材料的组成和性质分为:医用金属材料、高分子材料、无机材料和复合材料.8)生物医用材料按材料的功能分为:血液相容性材料、软组织相容性材料、硬组织相容性材料、生物降解材料和高分子药物.9)生物医用材料按材料来源分为:自体组织、同种异体器官及组织、异种器官及组织、天然生物材料和人工合成材料. 10)生物医用材料按使用部位分为:硬组织材料、软组织材料、心血管材料、血液代用材料和分离、过滤、透析膜材料. 11)当前研究比较活跃的生物材料主要有:高抗凝血材料、生物活性陶瓷及玻璃、钛及钛合金、钛镍记忆合金、生物活性缓释材料及描靶药物载体材料、生物粘合剂、可生物降解与可吸收性生物材料、智能与杂化材料和血液净化材料.12)生物医用金属材料最重要的应用有:骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等.13)金属材料的毒性:金属的毒性主要作用于细胞,可抑制酶的活动,阻止酶通过细胞膜的扩散和破坏溶酶体.14)生物医用金属材料在人体生理环境下的腐蚀主要有八种类型:均匀腐蚀、点腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、磨蚀、疲劳腐蚀和应力腐蚀.15)医用金属材料的表面处理没明确说明指的是钛和钛合金.16)医用金属材料的表面改性方法:等离子喷涂涂层、烧结涂层、溶胶-凝胶法涂覆的烧结涂层、表面化学热处理诱导羟基磷灰石涂层、电泳沉积法、离子束增强沉积、水热反应法、热分解法、电化学沉积法、表面修饰法、激光熔覆涂层、类金刚石碳膜.17)生物医用无机材料的基本条件与要求:良好的生物相容性、杂质元素及溶出物含量低、有效性、成型加工功能、良好的耐消毒灭菌性.18)生物惰性医用无机材料,主要是指化学性能稳定,生物相容性好的无机材料. 19)大量动物实验及临床应用证明,LTI碳作为最理想的人工机械瓣膜材料,有以下优点:①LTI碳涂层有足够的强度,十分耐磨,心脏耐磨模拟实验结果表明可耐用数十年.②具有优异的血液相容性,不产生血凝和血栓.原因是Si-LTI碳与血液之间能生成一种蛋白质中间吸附层,此层不引起蛋白质的改变.③抛光后的Si-C涂层,是致密不透性的,不会引起降解反应.④无毒,无刺激性,不致癌. 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.23)巨噬细胞对β-TCP陶瓷的降解包括细胞内降解吞噬和细胞外降解两个方面. 24)生物医用高分子材料,顾名思义,是和医学、生物学发展有关的高分子的材料总称.生物医用材料是以医用为目的,用于和活体组织接触,具有功能的无生命材料.以医用为目的,用于和活体组织接触,具有诊断、治疗或替换基体中组织、器官或增进其功能的无生命高分子材料,即“与生物相关的高分子材料”,亦称生物医用高分子材料.25)生物医用高分子材料根据来源,可分为天然生物医用高分子材料和合成生物医用高分子材料.26)生物医用复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医用材料,它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造.27)生物医用复合材料根据复合材料的三要素分类如下:①按基体材料分类,有陶瓷基生物医用复合材料、高分子基生物医用复合材料、金属基生物医用复合材料.②按材料植入体内后引起的组织材料反应分类,有近于生物惰性的复合材料、生物活性复合材料和可吸收生物医用复合材料.③按增强体的形态和性质分为纤维增强生物医用复合材料和颗粒增强生物医用复合材料.28)生物医用复合材料的特点:比强度、比模量高;抗疲劳性能好;抗生理腐蚀性好;力学相容性能好;组成多元.29)界面的结合力:机械结合力摩擦力、物理结合力范德华力和氢键和化学结合力化学键.30)界面结合类型:机械结合、溶解和润湿结合、反应结合、混合结合.31)生物医用敏感材料属于敏感材料范畴,是功能材料在医学上的一个重要分支.电磁声光热.32)生物医用敏感材料按用途可分为两大类型:治疗用医用敏感材料、检测用的敏感材料.33)仿生学是研究生物系统的结构性质、能量转换和信息传递与处理的原理,它将所获得的知识,用来改进和完善现有科学设备、装置,以及为创造新科学技术装置、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图.它运用生物系统的方法来解决工程问题,是系统设计的一种新方法.34)仿生研究主要包括仿生分析、设计和制备三个步骤.35)组织工程学原理:应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常的和病理的哺乳类组织的结构——功能的关系,并研制活的生物组织代用品,用于修复、维持、改善人体组织的功能.以生物替代为目的,研究和开发修复和改善人体组织包括部分器官功能和形态的新兴学科即组织工程学.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.38干细胞生物学:是未成熟细胞.它未充分分化,具有再生各种组织和器官和人体潜在功能,医学上称之为“万能细胞”. 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.41HAP42HA43PMMA44PLA45PGA4645S547杂化材料。
生物材料导论复习重点
1.生物材料的两种定义,一种是指天然生物材料,也就是由生物过程形成的材料,如结构蛋白(胶原蛋白、胶原纤维、蚕丝等)、生物矿物(骨、牙、贝壳等)和复合纤维(木材,竹等)。
另一种定义为活组织中的天然材料和用于修复人体的材料。
广义:生物体(生命体)材料和生物医用材料。
狭义:生物医用材料,即各种医用、特别是对生物体进行诊断、治疗、修复/置换人体受损组织和器官或增进其功能癿功能性材料。
2.生物材料的分类:按来源分可分为:天然材料和合成材料;按生物活性分可分为:生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料。
生物复合材料;按材料的组成和结构分为金属材料、非金属材料、高分子材料、复合物材料;按材料功能(临床用途)分为硬组织相容性材料、软组织相容性材料、血液相容性材料,生物降解材料。
3.表面界面效应:随着晶粒尺寸减小,晶界原子占总原子数的百分比快速增加。
4.物质的热效应都有哪些?热膨胀,热传导,热容,耐热性5.什么叫荷叶效应,及其在工程中的应用?荷叶效应是指荷叶表面具有超疏水以及自清洁的特性。
由于荷叶具有疏水、不吸水的表面,落在叶面上的雨水会因表面张力的作用形成水珠,水与叶面的接触角(contact angle)会大于140度,只要叶面稍微倾斜,水珠就会滚离叶面。
因此,即使经过一场倾盆大雨,荷叶的表面总是能保持干燥;此外,滚动的水珠会顺便把一些灰尘污泥的颗粒一起带走,达到自我洁净的效果。
6.什么叫Young方程?接触角的大小对固体的润湿性能好坏有怎样的关系?Young方程是描述固气、固液、液气界面自由能Y sg, Y SL, Y Lg与接触角。
之间的关系式,亦称润湿方程。
利用接触角的大小可以估计润湿程度:a< 90°,称为润湿,如:水在玻璃表面上;a > 90°,称为不润湿,如:汞在玻璃表面上;a = 180°,代表完全不润湿,尚未出现完全不润湿的固体;a= 0°,代表完全润湿,如:液体在固体表面的铺展;a < 10° ,为超亲水;a> 150°,为超疏水。
生物医用材料导论实训报告
生物医用材料导论实训报告实训报告:生物医用材料导论实训一、实训目的本次实训旨在通过实际操作学习生物医用材料的基本知识和实验方法,了解不同材料的特性与应用,并提高我们对生物医用材料的理解和应用能力。
二、实训内容1. 实验仪器与材料准备在实训开始前,我们首先准备了实验所需的仪器和材料,包括pH计、显微镜、生物医用材料样品等。
2. 材料特性测试我们选择了几种常见的生物医用材料,并通过不同的测试方法来了解其特性。
a. 物理性能测试:我们使用拉伸试验机来测试材料的拉伸强度和断裂伸长率,了解其抗拉性能和延展性。
b. 生物相容性测试:我们通过培养细胞在材料上,观察细胞的粘附和生长情况,进一步了解材料的生物相容性。
c. 表面形貌观察:我们使用显微镜观察不同材料的表面形貌,了解不同材料的表面特性。
3. 实验数据分析与讨论在完成实验后,我们对实验数据进行了分析和讨论。
通过对不同材料的测试结果进行比较,我们可以得出不同材料的优缺点,并思考其在生物医学领域的应用潜力。
三、实训收获与总结1. 理论知识的实践应用:通过本次实训,我们将课堂上学到的生物医用材料的理论知识与实际操作相结合,更加深入地理解了生物医用材料的基本特性和应用。
2. 实验技能的提高:通过操作实验仪器和进行实验操作,我们的实验技能得到了锻炼和提高,学会了如何进行材料测试和数据分析。
3. 团队合作意识的培养:在实训过程中,我们相互协作,相互帮助,培养了良好的团队合作意识,提高了团队工作效率。
通过本次实训,我们不仅加深了对生物医用材料的理解和应用能力,同时也为今后的学习和研究打下了坚实的基础。
我们相信,在今后的学习和工作中,我们将能更好地应用所学知识,为生物医学领域的发展做出贡献。
实训报告实训名称:生物医用材料导论实训实训日期:xxxx年xx月xx日实训地点:xxxx实验室一、实训目的1.了解生物医用材料的基本概念和分类;2.学习生物医用材料的制备方法和特点;3.熟悉生物医用材料的性能测试和评价方法;4.掌握生物医用材料的应用领域和未来发展方向。
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。
专题三生物医用高分子材料
在医疗保健方面的应用
超强吸水树脂主要用于代替棉花、纱布等材料,用于制备妇女儿童的 卫生用品。还可用于制作床褥、接触性眼镜、缓释药物等医用材料。
超强吸水性树脂在其他方面的应用
超强吸水树脂可用于农业和园林。保持土壤的吸水和保水性,吸收肥
料农药等。也可用于水果和蔬菜的保鲜和森林灭火。
超强吸水剂的原理
制备超强吸水性高分子材料必须 具备两个条件:
1.要含有亲水基团,如羧基、羟
基、酰胺基、氨基等。这些基团 能同水形成氢键。
2.要适度交联或含有结晶结构。
交联就是使线性的聚合物分子用 化学键连接形成三维的网状结构。 吸水时,交联网张开,树脂膨胀, 进一步凝胶化,成为高吸水树脂。
交联度不能太低,否则树脂会溶 解,或形成的水凝胶强度差。吸 水量低。交联度也不能太高,否 则交联网无法张开。
出现钙化合物的表面沉积的现象,是导致高分子材料失效的原因之一。 一般被植个体越年轻,越容易发生钙化;多孔材料比无孔材料钙化严重。
3) 高分子材料的致癌性
固体致癌性(异物致癌性),只要植入的材料是固体材料而且面积大于 1cm2,无论材料种类、形状以及本身性质, 都有致癌的可能性。
耐生物降解性
同人体的特殊环境相关。 人体的不同器官和组织有不同酸碱度:胸腔和肠道是 碱性的,血液是微碱性的,而胃是酸性的。此外,还 有多种生物酶、蛋白质和类固醇等具有生物、化学活 性的物质。这些都会导致材料老化、分解变脆。
软质接触镜是用亲水高分子的水凝胶制成。常用的有聚甲基丙烯酸羟
乙酯、聚乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮与甲基丙烯酸酯的共聚物。
这类材料的含水率40-70%,比硬质镜片舒适, 但是氧气透过性仍不高,如果含水率超过70%, 就与角膜接近,但是强度变很差。目前有种 硅树脂做的镜片,透氧性高,可以保持水分 在材料中并不流失,非抛弃型隐形眼镜。
生物材料学-第五章 医用生物材料
腐蚀不仅产生腐蚀产物,对人体有刺激性和毒 性,还会降低或破坏金属材料的机械性能,甚 至导致断裂引起植入失败。
7
力学性能要求
抗压强度、抗拉强度、屈服强度、弹性模量、 疲劳极限和断裂韧性等。
弹性模量-(定义是:应力除以应变)是生物医用 金属材料的重要物理性质之一,其值过高或过 低都会呈现出生物力学不相容性。
铬钼合金的杆(仿股骨颈) 。
15
16
三、金属--钛
钛是十分活泼的金属,能够很快地与氧气、氢气、氮气发 生反应,但实际上在许多介质中钛都很稳定。因为,钛与 氧具有很好的亲和力,能形成一层致密、附着力强、惰性 大的氧化膜,即使受到机械磨损之后,也会很快再生。
电位 SCE/mV
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纯钛植入在0.9% NaCl溶液中的再钝化曲线
32
(1) 近似于惰性陶瓷材料
近似于惰性生物陶瓷是一类暴露于生物环境
中几乎不发生化学变化的生物陶瓷。其所引起 的组织反应主要表现在材料周围会形成厚度不 同的包囊性纤维膜。属于此类的生物陶瓷主要 有氧化铝生物陶瓷、氧化锆生物陶瓷和医用碳 素材料,后者包括玻璃碳,低温各向同性 (LTI)碳和超低温各向同性(ULTI)碳等。在临 床得到广泛应用的是氧化铝生物陶瓷和医用碳 素材料。
金属医用材料的弹性模量要稍高于人骨的弹性 模量。
8
一、不锈钢
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2)生物医用材料的生物相容性具体包括血液相容性、组织相容性和力学相容性。
3)材料设计大体可分为三个层次:微观层次、亚微观层次和宏观层次。
4)生物医用复合材料的结构设计可采用结构仿生和功能梯度材料的结构设计方法进行材料的结构设计。
23)巨噬细胞对β-TCP陶瓷的降解包括细胞内降解(吞噬)和细胞外降解两个方面。
24)生物医用高分子材料,顾名思义,是和医学、生物学发展有关的高分子的材料总称。生物医用材料是以医用为目的,用于和活体组织接触,具有功能的无生命材料。以医用为目的,用于和活体组织接触,具有诊断、治疗或替换基体中组织、器官或增进其功能的无生命高分子材料,即“与生物相关的高分子材料”,亦称生物医用高分子材料。
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。
38)干细胞生物学:是未成熟细胞。它未充分分化,具有再生各种组织和器官和人体潜在功能,医学上称之为“万能细胞”。
5)材料与生物体的相互作用主要包括血液反应、组织反应和免疫反应。
6)原子示踪方法分为:简单示踪Βιβλιοθήκη 、物理混合示踪法和标记化合物示踪法。@
7)生物医用材料按材料的组成和性质分为:医用金属材料、高分子材料、无机材料和复合材料。
8)生物医用材料按材料的功能分为:血液相容性材料、软组织相容性材料、硬组织相容性材料、生物降解材料和高分子药物。
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。
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。
15)医用金属材料的表面处理没明确说明指的是钛和钛合金。
16)医用金属材料的表面改性方法:等离子喷涂涂层、烧结涂层、溶胶-凝胶法涂覆的烧结涂层、表面化学热处理诱导羟基磷灰石涂层、电泳沉积法、离子束增强沉积、水热反应法、热分解法、电化学沉积法、表面修饰法、激光熔覆涂层、类金刚石碳膜。
17)生物医用无机材料的基本条件与要求:良好的生物相容性、杂质元素及溶出物含量低、有效性、成型加工功能、良好的耐消毒灭菌性。
41)HAP
42)HA
43)PMMA
44)PLA
45)PGA
46)45S5
47)杂化材料
32)生物医用敏感材料按用途可分为两大类型:治疗用医用敏感材料、检测用的敏感材料。
33)仿生学是研究生物系统的结构性质、能量转换和信息传递与处理的原理,它将所获得的知识,用来改进和完善现有科学设备、装置,以及为创造新科学技术装置、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图。它运用生物系统的方法来解决工程问题,是系统设计的一种新方法。
12)生物医用金属材料最重要的应用有:骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。
13)金属材料的毒性:金属的毒性主要作用于细胞,可抑制酶的活动,阻止酶通过细胞膜的扩散和破坏溶酶体。
14)生物医用金属材料在人体生理环境下的腐蚀主要有八种类型:均匀腐蚀、点腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、磨蚀、疲劳腐蚀和应力腐蚀。
9)生物医用材料按材料来源分为:自体组织、同种异体器官及组织、异种器官及组织、天然生物材料和人工合成材料。
10)生物医用材料按使用部位分为:硬组织材料、软组织材料、心血管材料、血液代用材料和分离、过滤、透析膜材料。
11)当前研究比较活跃的生物材料主要有:高抗凝血材料、生物活性陶瓷及玻璃、钛及钛合金、钛镍记忆合金、生物活性缓释材料及描靶药物载体材料、生物粘合剂、可生物降解与可吸收性生物材料、智能与杂化材料和血液净化材料。
18)生物惰性医用无机材料,主要是指化学性能稳定,生物相容性好的无机材料。
19)大量动物实验及临床应用证明,LTI碳作为最理想的人工机械瓣膜材料,有以下优点:①LTI碳涂层有足够的强度,十分耐磨,心脏耐磨模拟实验结果表明可耐用数十年。②具有优异的血液相容性,不产生血凝和血栓。原因是Si-LTI碳与血液之间能生成一种蛋白质中间吸附层,此层不引起蛋白质的改变。③抛光后的Si-C涂层,是致密不透性的,不会引起降解反应。④无毒,无刺激性,不致癌。
34)仿生研究主要包括仿生分析、设计和制备三个步骤。
35)组织工程学原理:
应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常的和病理的哺乳类组织的结构——功能的关系,并研制活的生物组织代用品,用于修复、维持、改善人体组织的功能。
以生物替代为目的,研究和开发关于修复和改善人体组织(包括部分器官)功能和形态的新兴学科即组织工程学。
28)生物医用复合材料的特点:比强度、比模量高;抗疲劳性能好;抗生理腐蚀性好;力学相容性能好;组成多元。
29)界面的结合力:机械结合力(摩擦力)、物理结合力(范德华力和氢键)和化学结合力(化学键)。
30)界面结合类型:机械结合、溶解和润湿结合、反应结合、混合结合。
31)生物医用敏感材料属于敏感材料范畴,是功能材料在医学上的一个重要分支。(电磁声光热)。
25)生物医用高分子材料根据来源,可分为天然生物医用高分子材料和合成生物医用高分子材料。
26)生物医用复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医用材料,它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造。
27)生物医用复合材料根据复合材料的三要素分类如下:①按基体材料分类,有陶瓷基生物医用复合材料、高分子基生物医用复合材料、金属基生物医用复合材料。②按材料植入体内后引起的组织材料反应分类,有近于生物惰性的复合材料、生物活性复合材料和可吸收生物医用复合材料。③按增强体的形态和性质分为纤维增强生物医用复合材料和颗粒增强生物医用复合材料。