生物医用复合材料教学案例73页PPT
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生物医用材料ppt课件
8
生物医用材料
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⑷生物衍生材料
主要用于组织修复和 替换
⑸组织工程材料
用于组织器官的复制 和修补，以及细胞治疗
2019/9/6
9
独角鲸
组织工程人耳
生物医用材料
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⑹纳米医用材料
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24
生物医用材料
将细胞生物材料回植到 体内组织缺损部位
生物材料逐渐被吸收
细胞就形成新的有功能的组织 修复组织和器官缺损
2019/9/6
17
生物医用材料
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其他生物医用材料制品
生物医用材料目前已成功地应用 于人工心脏瓣膜、人工血管、人工 骨与关节、医用导管、齿科材料、 外科缠线、药物缓释载体、透析与 超滤膜材料及一次性和植入性医用 制品等方面
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致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPT设计、 计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面， 打造全网一站式需求
2019/9/6
23
生物医用材料
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2019/9/6
自体或异体组织细胞
体外培养扩增
接种到一种生物相容性良好 可生物吸收的生物材料上
生物材料支架
2019/9/6
形成细胞生物材料复合物
15
生物医用材料
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《生物医用药用材料》PPT课件
（2）无机有机复合是当前研究热点之一
（3）材料的多元复合是发展的重要方向
（4）具有特异性能的生物活性材料；
（5）力学相容性好又有促进组织生长功能的材 料；
（6）具有人体组织结医构学P的PT 复合材料
19
HAP的粉体制备方法 主要包括：固相反应法、 化学沉淀法、水热合成法、 溶胶—凝胶法、醇化合物 法等几种。
Ca10(PO4)6(OH)2
HAP系生物 材料的研究现状
（1）HAP的粉体制备工艺
（2）羟基磷灰石的成型与 烧结工艺
（3）HAP系复合材料目前 已达到的性能
（4）HAP系复合材料的应 用
医学PPTຫໍສະໝຸດ 201.2 生物材料的国（内A）外成研型工究艺 现状 常用的成型工艺主要有：注浆成型、 压制成型、等静压成型和凝胶浇注成型 等。
医学PPT
2
发展
❖ 公元前2500年在中国及埃及人的墓穴中已 发现有假手、假耳等人工假体，我国隋唐 时代就有了补牙用的银膏。
❖ 金银铂 ❖ 不锈钢 ❖ 纯钛的骨钉、骨板 ❖ Ti-Ni形状记忆合金
医学PPT
3
❖ 目前国外有数以百万计的人靠人工器官维持着生 命。仅在美国，每年约有100万人接受人工器官的 植入手术。其中，人工心脏瓣膜3.5万人，人工血 管18万人；人工髋骨12.5万人；人工膝盖605万人； 人工肾5万人。
（ B ） 一 般 报 道 的 整 体 HAP 的 弯 曲 强 度 在 30 ～ 177MPa之间，人体致密骨的弯曲强度在170MPa
左右。 （1）HAP的粉体制备工艺
（C）一般报道的整体HAP的断裂韧性在
0.7MPa ·m1/（2左2右），人羟体基骨磷的断灰裂石韧性的在成2-1型0 与 MPa · m1/2之烧间结。 工艺
复合材料PPT
3
医用复合材料
一、天然复合材料
1、软组织 软硬组织是由一系列结构复杂的有机纤维和 基体组成。 生物结构组织（如连接肌肉与骨骼的腱）含 有低弹性蛋白，因此，与骨头相连的肌肉可用运 动，但连接骨与骨间的韧带含有高弹性蛋白，所 以骨与骨之间可以运动却不会引起关节错位。在 微观结构上，天然组织优于合成材料。
21
医用复合材料
诊所使用树脂---石膏树脂材料试图克服石膏 体系的缺点，该树脂体系是防水的，辐射半透明 的，快速凝结，很快达最大强度，模型轻些。但 它粘附于皮肤和衣服，有差的贴身性，可能对皮 肤有刺激。热和刺激性问题可通过铸件与皮肤间 加些填料来克服，但铸造时仍存在困难。 铸制材料的两种已得到改进的性能测试方法： ①是铸件材料手感的评价：依据材料的粘附性， 弯曲角度以及本身向后缩拢的情况给每一种材料 评分。 ②是一个粉碎性试验（样本5---10层厚）。 这两种技术都没有实践 。
17
医用复合材料
5、表面密封微细填补用复合材料 这种材料是可流动树脂与高耐磨性微细填补用复合材 料的联合。临床学怀疑这种材料是否有一个长期临床意 义，它的填充用SiO2的含量为50％。 6、混合树脂基复合材料 这种树脂填充高含量的玻璃粉和SiO2具有最佳的机械 性能和适当的美观，因此，在当代牙科实践中应用最为 普遍。 目前，牙科树脂复合材料的研究很多，填充材料有石 英、钡玻璃、胶体SiO2。他们的微粒尺寸在0.04—15um 之间，填料的浓度浮动具体是多少，主要根据所需粘度 而定，一般在33％--78％之间，这导致材料具有170— 260MPa的抗拉强度和10—16GPa的杨氏模量。 Nhomakorabea用复合材料
七、结论
复合材料在现代医学中扮演重要角色，但这种技术既费时又相当 昂贵，许多外科医生要求材料科学家快速解决这一问题，这可能导 致不成熟的试验（这个试验没有做一系列机械性能和毒性鉴定）。 一个值得关注的材料是proplast，来源于聚四氟乙烯和热解碳，在临 床已成功地应用于软组织增加，在承载方面应用比较失败，比如， 用做临时下颚骨关节。当材料移植入下巴位置时具有非常差的生物 兼容性，所以移植物是疏松的，没有骨头能成长进入该材料内。而 且形成大量含有巨细胞、巨噬细胞、白细胞的纤维细胞，腐蚀置之 下面的骨头。也导致邻近组织容纳含proplast碎片的肉芽瘤。这种材 料主要失败的地方是碳的断裂与释放。这将会破坏材料引发炎症反 应。 大多数复合材料没有取得临床成功是因为一个新技术的完善经常 使产品过时，不再是解决临床问题的最好办法。
医用复合材料
一、天然复合材料
1、软组织 软硬组织是由一系列结构复杂的有机纤维和 基体组成。 生物结构组织（如连接肌肉与骨骼的腱）含 有低弹性蛋白，因此，与骨头相连的肌肉可用运 动，但连接骨与骨间的韧带含有高弹性蛋白，所 以骨与骨之间可以运动却不会引起关节错位。在 微观结构上，天然组织优于合成材料。
21
医用复合材料
诊所使用树脂---石膏树脂材料试图克服石膏 体系的缺点，该树脂体系是防水的，辐射半透明 的，快速凝结，很快达最大强度，模型轻些。但 它粘附于皮肤和衣服，有差的贴身性，可能对皮 肤有刺激。热和刺激性问题可通过铸件与皮肤间 加些填料来克服，但铸造时仍存在困难。 铸制材料的两种已得到改进的性能测试方法： ①是铸件材料手感的评价：依据材料的粘附性， 弯曲角度以及本身向后缩拢的情况给每一种材料 评分。 ②是一个粉碎性试验（样本5---10层厚）。 这两种技术都没有实践 。
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医用复合材料
5、表面密封微细填补用复合材料 这种材料是可流动树脂与高耐磨性微细填补用复合材 料的联合。临床学怀疑这种材料是否有一个长期临床意 义，它的填充用SiO2的含量为50％。 6、混合树脂基复合材料 这种树脂填充高含量的玻璃粉和SiO2具有最佳的机械 性能和适当的美观，因此，在当代牙科实践中应用最为 普遍。 目前，牙科树脂复合材料的研究很多，填充材料有石 英、钡玻璃、胶体SiO2。他们的微粒尺寸在0.04—15um 之间，填料的浓度浮动具体是多少，主要根据所需粘度 而定，一般在33％--78％之间，这导致材料具有170— 260MPa的抗拉强度和10—16GPa的杨氏模量。 Nhomakorabea用复合材料
七、结论
复合材料在现代医学中扮演重要角色，但这种技术既费时又相当 昂贵，许多外科医生要求材料科学家快速解决这一问题，这可能导 致不成熟的试验（这个试验没有做一系列机械性能和毒性鉴定）。 一个值得关注的材料是proplast，来源于聚四氟乙烯和热解碳，在临 床已成功地应用于软组织增加，在承载方面应用比较失败，比如， 用做临时下颚骨关节。当材料移植入下巴位置时具有非常差的生物 兼容性，所以移植物是疏松的，没有骨头能成长进入该材料内。而 且形成大量含有巨细胞、巨噬细胞、白细胞的纤维细胞，腐蚀置之 下面的骨头。也导致邻近组织容纳含proplast碎片的肉芽瘤。这种材 料主要失败的地方是碳的断裂与释放。这将会破坏材料引发炎症反 应。 大多数复合材料没有取得临床成功是因为一个新技术的完善经常 使产品过时，不再是解决临床问题的最好办法。
《生物医用材料课件》
常见的生物医用材料
骨科材料
心脏血管材料
用于修复断骨和进行骨重建手术的
用于血管扩张和支架植入等心脏血
材料，如人工髋关节和骨修复螺钉。 管手术的材料，如心脏支架。
人工器官材料
用于制造人工心脏、人工肝脏等器 官的材料，如生物相容性高的聚合 物。
生物医用材料的应用
医疗领域的需求
生物医用材料满足了医疗领域对安全、耐用、可降 解等特性的需求。
生物医用材料课件
生物医用材料是用于医疗及医学研究的特殊材料。本课件将带您了解生物医 用材料的概述、分类和应用领域，以及未来发展趋势。
材料概述
1 什么是生物医用材料
2 生物医用材料的分类
生物医用材料是指用于医疗目的的材料，如医疗 器械、植入材料等。
生物医用材料可分为可降解和不可降解两类，根 据其在人体内的降解速度和能力。
生物医用材料的未来趋势
1 新材料的研发与应用
不断研发新的生物医用材料，应用于更广泛的医疗领域。
2
生物医用材料的优势和局限性
生物医用材料具有生物相容性好、可塑性高等优势， 但也存在降解速度难以控制等局限性。
生物医用材料的研发与评价
1
生物相容性测试
通过体外和体内实验对材料进行生物相容性
材料性能评估
ห้องสมุดไป่ตู้
2
评估。
对材料的力学性能、生物活性等进行评估。
3
临床试验
将材料应用于临床实践中，评估其安全性和 有效性。
(医学课件)聚合物基复合材料PPT演示课件
HOR`OCORCOOH + HOR``OH HOR`OCORCOOR``OH + H2O
由羟基酸出发进行的聚酯反应同二元酸与二元醇的线型缩 聚反应相同。 不饱和聚酯链中由于有不饱和双键，因此可以在加热、光 照、高能幅射或引发剂的作用下与交联单体共聚，交联固化 成具有三维网络的体型结构。 .
18
聚合物基体材料
按纤维形态 纤维增强 按铺层方式 连续纤维 不连续纤维 单向 角铺层 织物 三维 玻璃纤维 碳纤维 芳纶纤维 超高分子量聚乙烯纤维等 长纤维（毡） 短切纤维
聚 合 物 基 复 合 材 料
按纤维种类
晶须增强 层片增强 粒子增强
碳化硅晶须、氧化铝晶须等 云母、玻璃、金属等 . 氧化铝、碳化硅、石墨、金属等
8
聚合物基体材料
聚合物材料的介绍
热固性树脂 在初受热时变软，可以塑性加工成一定的形状，随着加热的 进行或固化剂的加入，会逐渐成凝胶或固化成型。再加热不会 软化，不溶、不熔。 其高分子聚合物属于三维体型网状结构。 常用热固性树脂：环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等。 热塑性树脂 加热到一定温度可软化甚至流动，可塑性加工成各种形状。 冷却后变硬，再加热可软化。 其高分子聚合物属于线型或支链型分子结构。 常用的热塑性树脂：聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺（尼龙）、 . 9 聚碳酸脂等。
聚合物基体材料
不饱和聚酯树脂 ( UP)
不饱和聚脂树脂为低粘度液体，可在室温下固化，成型工艺 简单，适合于大型异形部件的制造。 不饱和聚脂树脂在固化程中 可分为三个阶段： 1 凝胶：失去流动性形成半固态凝胶。 2 定型：从凝胶到具有一定硬度和固定的形状。 3 熟化：要使其达到最好的力学和化学性能，还要在高温 加热几小时或在室温中放置几周。 不饱和聚脂树脂的固化采用引发剂。其优点为： 1 可以有效地控制反应速度。 2 最终固化可趋于完全，固化后树脂性能稳定。 3 在配以适当的促进剂后，可以满足各种固化工艺的要求。 引发剂：能使单体分子或含双键的线型高分子活化而成为 游离基并进行连锁聚合反应的物质。 . 20
由羟基酸出发进行的聚酯反应同二元酸与二元醇的线型缩 聚反应相同。 不饱和聚酯链中由于有不饱和双键，因此可以在加热、光 照、高能幅射或引发剂的作用下与交联单体共聚，交联固化 成具有三维网络的体型结构。 .
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聚合物基体材料
按纤维形态 纤维增强 按铺层方式 连续纤维 不连续纤维 单向 角铺层 织物 三维 玻璃纤维 碳纤维 芳纶纤维 超高分子量聚乙烯纤维等 长纤维（毡） 短切纤维
聚 合 物 基 复 合 材 料
按纤维种类
晶须增强 层片增强 粒子增强
碳化硅晶须、氧化铝晶须等 云母、玻璃、金属等 . 氧化铝、碳化硅、石墨、金属等
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聚合物基体材料
聚合物材料的介绍
热固性树脂 在初受热时变软，可以塑性加工成一定的形状，随着加热的 进行或固化剂的加入，会逐渐成凝胶或固化成型。再加热不会 软化，不溶、不熔。 其高分子聚合物属于三维体型网状结构。 常用热固性树脂：环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等。 热塑性树脂 加热到一定温度可软化甚至流动，可塑性加工成各种形状。 冷却后变硬，再加热可软化。 其高分子聚合物属于线型或支链型分子结构。 常用的热塑性树脂：聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺（尼龙）、 . 9 聚碳酸脂等。
聚合物基体材料
不饱和聚酯树脂 ( UP)
不饱和聚脂树脂为低粘度液体，可在室温下固化，成型工艺 简单，适合于大型异形部件的制造。 不饱和聚脂树脂在固化程中 可分为三个阶段： 1 凝胶：失去流动性形成半固态凝胶。 2 定型：从凝胶到具有一定硬度和固定的形状。 3 熟化：要使其达到最好的力学和化学性能，还要在高温 加热几小时或在室温中放置几周。 不饱和聚脂树脂的固化采用引发剂。其优点为： 1 可以有效地控制反应速度。 2 最终固化可趋于完全，固化后树脂性能稳定。 3 在配以适当的促进剂后，可以满足各种固化工艺的要求。 引发剂：能使单体分子或含双键的线型高分子活化而成为 游离基并进行连锁聚合反应的物质。 . 20
《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
生物医用复合材料-PPT
骨结合 强度
15.5 6 约 10
6
约2 6
16
1、HA-ZrO2复合材料
– 烧结温度增加，抗折强度和断裂韧性都增加
例：添加50% TZ-3YZrO2，烧结
烧结温度
抗折强度MPa 断裂韧性MPa•m1/2
1200OC
180
1.1
1350-
310
2.6
1400OC
1400OC
400
2.8-3.0
例：添加50% ZrO2，1400OC烧结，
1.1±0.1 2.8±0.2 2.9±0.1
6.05 6.08 910 >5 5.64 5.64 860 4.6±0.3
3.97 3.98 577 4.4±0.2 3.75 3.77 532 4.0±0.4
70-100 2.8-1.2
弹性模 量
100±10 270±12 238±10
210
385
8-17
混合结合：
–是实际的复合材料中最普遍的结合形式
10
第一节 生物无机与无机复合材 料
以氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、生物玻璃、生物玻 璃陶瓷、羟基磷灰石、磷酸钙等材料为基体，
引入颗粒、晶片、晶须或纤维等增强体。
一、生物陶瓷与生物陶瓷复合材料 二、生物陶瓷与生物玻璃复合材料 三、生物活性涂层无机复合材料
材料
抗压强度 MPa
弹性模量 GPa
HA-ZrO2
1400
126
HA
780
107
17
2、TCP- ZrO2复合材料
–抗弯强度随ZrO2含量增加而增加
抗折强度MPa
断裂韧性 MPa•m1/2
TCP-67%Z6Y
生物医用材料PPT课件
5
预压缩
受热扩张后 植入腔道内效果
医用腔内支架的应用原理示意 腔内支架临床应用实例
消化道内支架 血管内支架
胆道内支架 6
记忆合金支架经过预压缩变形后（a） ，能够经 很小的腔隙安放到人体血管、消化道、呼吸道、胆 道、前列腺腔道以及尿道等各种狭窄部位。支架扩 展后形成如图（b）所示的记忆合金骨架，在人体腔内 支撑起狭小的腔道，这样就能起到很好的治疗效果。
• 将一定形状的记忆合金试样冷却到Mf点以下，对之进行一定限度 的变形，卸去载荷后，变形被保留下来；
• 将变形了的试样加热到As以上，试样开始恢复，加热到Af点，试 样恢复到变形前的形状。
（图中Ms表示冷却时开始产生热弹性马氏体的转变温度，Mf表示 冷却时转变的终止温度，As表示升温时逆转的温度，Af表示逆转完全 的温度）。
4. 其它 身体形态修补填充功能
整形外科用材料
创伤覆盖功能
人工皮肤
身体粘结功能
粘合剂
分解吸收功能 导管功能
医用缝合线、吸收材料 人工气管、人工食管、人工胆管、人工
输尿管、人工尿道
神经兴奋传递功能
人工神经
生物信息检测功能
敏感元件
组织相容性
亲水性材料、生物相容性材料
14
过敏性
毒性
刺激性
致畸性 致癌性
材料对机体产生的生物危害性
操作简单、取下方便、质轻、强度高、易做成 复杂形状。
9
医用细丝
牙齿弓丝（方）
10
二、性 能 要 求 与 分 类：
生物材料实质上是一种特殊的功能材料。是 一类与人类生命和健康密切相关的新材料。凡是 应用于人体的生物材料都应具有良好的生物 性 能，这是保证其临床安全有效应用的重要技术指 标。
预压缩
受热扩张后 植入腔道内效果
医用腔内支架的应用原理示意 腔内支架临床应用实例
消化道内支架 血管内支架
胆道内支架 6
记忆合金支架经过预压缩变形后（a） ，能够经 很小的腔隙安放到人体血管、消化道、呼吸道、胆 道、前列腺腔道以及尿道等各种狭窄部位。支架扩 展后形成如图（b）所示的记忆合金骨架，在人体腔内 支撑起狭小的腔道，这样就能起到很好的治疗效果。
• 将一定形状的记忆合金试样冷却到Mf点以下，对之进行一定限度 的变形，卸去载荷后，变形被保留下来；
• 将变形了的试样加热到As以上，试样开始恢复，加热到Af点，试 样恢复到变形前的形状。
（图中Ms表示冷却时开始产生热弹性马氏体的转变温度，Mf表示 冷却时转变的终止温度，As表示升温时逆转的温度，Af表示逆转完全 的温度）。
4. 其它 身体形态修补填充功能
整形外科用材料
创伤覆盖功能
人工皮肤
身体粘结功能
粘合剂
分解吸收功能 导管功能
医用缝合线、吸收材料 人工气管、人工食管、人工胆管、人工
输尿管、人工尿道
神经兴奋传递功能
人工神经
生物信息检测功能
敏感元件
组织相容性
亲水性材料、生物相容性材料
14
过敏性
毒性
刺激性
致畸性 致癌性
材料对机体产生的生物危害性
操作简单、取下方便、质轻、强度高、易做成 复杂形状。
9
医用细丝
牙齿弓丝（方）
10
二、性 能 要 求 与 分 类：
生物材料实质上是一种特殊的功能材料。是 一类与人类生命和健康密切相关的新材料。凡是 应用于人体的生物材料都应具有良好的生物 性 能，这是保证其临床安全有效应用的重要技术指 标。
生物医用材料PPT演示课件
生物医用材料需要经过 严格的临床试验和安全 评估，确保其安全性和 有效性。
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。
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。
生物医学材料简介ppt课件
医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大 难题是材料的抗血栓问题。当由于人体的自然保 护性反应将产生排异现象，其中之一即为在材料 与肌体接触表面产生凝血，即血栓，结果将造成 手术失败，严重的还会引起生命危险。因此对高 分子材料的抗血栓性研制是医用高分子研究中的 关键问题。
整理ppt
20
血液相容性高分子材料的制取
整理ppt
13
3.碳素材料
碳是构成生物体的重要组成元素，由于它具有极好 的抗血栓性，因而碳素材料被认为是最佳的人工心脏瓣 膜材料。活性炭常用于血液净化材料等。
整理ppt
人工心脏瓣膜
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碳纤维束有利于生物组织 依附生长，经聚乳酸浸制成人 工韧带和肌腱已用于临床研究 。碳纤维与高分子材料制成的 复合材料可用于制作假牙、人 工软骨、人工中耳骨及用于胫 骨骨折固定板、颌面修复等。
整理ppt
26
The End
！
整理ppt
27
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
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。
整理ppt
12
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。
关节的磨损
本高
修复肌腱、神经和血管的钽
丝
整理ppt
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二、无机生物医学材料
无机生物医学材料从主要成分来看，包括生物陶瓷、 生物玻璃和碳素材料。1808年就已用陶瓷来镶牙，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，这类材料的研制和应用都有了较大的发展。
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血液相容性高分子材料的制取
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13
3.碳素材料
碳是构成生物体的重要组成元素，由于它具有极好 的抗血栓性，因而碳素材料被认为是最佳的人工心脏瓣 膜材料。活性炭常用于血液净化材料等。
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人工心脏瓣膜
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碳纤维束有利于生物组织 依附生长，经聚乳酸浸制成人 工韧带和肌腱已用于临床研究 。碳纤维与高分子材料制成的 复合材料可用于制作假牙、人 工软骨、人工中耳骨及用于胫 骨骨折固定板、颌面修复等。
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The End
！
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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。
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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。
关节的磨损
本高
修复肌腱、神经和血管的钽
丝
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二、无机生物医学材料
无机生物医学材料从主要成分来看，包括生物陶瓷、 生物玻璃和碳素材料。1808年就已用陶瓷来镶牙，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，这类材料的研制和应用都有了较大的发展。
《生物材料学》医用生物材料 ppt课件
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化学周期表中的大部分金属不符合生物材料的 要求，仅有小部分或经处理过的可用于临床。 目前在临床使用的医用金属材料主要有不锈钢、 钴基合金和钛基合金三大类，另外还有TiNi记 忆合金和贵金属等。
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4
生物相容性要求
毒性反应：
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。不锈钢中含有毒性的铁、
5.1.5 其他医用金属材料
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第五章 生物医用材料
5.2 医用陶瓷材料
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5.2 医用陶瓷材料
陶瓷结构与性能的关系
磷酸钙陶瓷
生物活性玻璃与生物微晶玻璃
生物医用材料 ppt课件
灰石
由此可构成类似于硅酸盐水泥样的磷酸钙水泥，用与人 体骨的修复，故称磷酸钙骨水泥
新型CPC的研究
1. 药物控释骨水泥
2. 注射型骨水泥
3. 生物活性骨水泥
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第三章 医用金属材料
定义：是一种用作生物医用材料的金属 或合金，又称作外科用金属材料或医 用金属材料，是一类生物惰性材料。
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生物陶瓷人工听小骨假体
气
引
流
管
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9
第一代 PMMA骨水泥:优点：易成型和粘结性能
好
缺点：材料化学成份与人体骨成份完全不同，生物相容 性差；单体放热剧烈；细胞毒性；引起过敏
第二代 磷酸钙骨水泥 CPC
20世纪80年代中期，E.brown和chow发现由几种磷酸 钙盐组成的混合物能在人体环境和温度下自行固化，水 化硬化过程基本不放热，其水化成分最终转化为羟基磷
(3) 镁具有独特的体内降解性能 。
(4) 镁资源丰富，价格低廉。
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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
1. 分类：复合材料一般有基体材料和增强材料组成
(1)按基体：陶瓷基医用复合材料、高分子基医 用复合材料、金属基医用复合材料
要方法)a.热喷涂b.脉冲激光融覆c.离子溅射d.喷 砂法e.电结晶法f.电化学法g.离子注入
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15
医用金属材料研究进展
医用镁及镁合金材料的研究
镁合金具备作为可降解骨植入材料的多方面优点：
(1) 镁是人体内含量最多的阳离子之一，几乎参 与人体内所有的新陈代谢过程。
(2) 镁及镁合金的弹性模量约为45GPa，更接近 人骨的弹性模量，能有效降低应力遮挡效应； 镁与镁合金的密度约为1.7g/cm3，与人骨密度 (1.75g/cm3)接近，符合理想接骨板的要求。
由此可构成类似于硅酸盐水泥样的磷酸钙水泥，用与人 体骨的修复，故称磷酸钙骨水泥
新型CPC的研究
1. 药物控释骨水泥
2. 注射型骨水泥
3. 生物活性骨水泥
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第三章 医用金属材料
定义：是一种用作生物医用材料的金属 或合金，又称作外科用金属材料或医 用金属材料，是一类生物惰性材料。
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生物陶瓷人工听小骨假体
气
引
流
管
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第一代 PMMA骨水泥:优点：易成型和粘结性能
好
缺点：材料化学成份与人体骨成份完全不同，生物相容 性差；单体放热剧烈；细胞毒性；引起过敏
第二代 磷酸钙骨水泥 CPC
20世纪80年代中期，E.brown和chow发现由几种磷酸 钙盐组成的混合物能在人体环境和温度下自行固化，水 化硬化过程基本不放热，其水化成分最终转化为羟基磷
(3) 镁具有独特的体内降解性能 。
(4) 镁资源丰富，价格低廉。
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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
1. 分类：复合材料一般有基体材料和增强材料组成
(1)按基体：陶瓷基医用复合材料、高分子基医 用复合材料、金属基医用复合材料
要方法)a.热喷涂b.脉冲激光融覆c.离子溅射d.喷 砂法e.电结晶法f.电化学法g.离子注入
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医用金属材料研究进展
医用镁及镁合金材料的研究
镁合金具备作为可降解骨植入材料的多方面优点：
(1) 镁是人体内含量最多的阳离子之一，几乎参 与人体内所有的新陈代谢过程。
(2) 镁及镁合金的弹性模量约为45GPa，更接近 人骨的弹性模量，能有效降低应力遮挡效应； 镁与镁合金的密度约为1.7g/cm3，与人骨密度 (1.75g/cm3)接近，符合理想接骨板的要求。
生物医用复合材料PPT课件
（一）界面的浸润性
对复合材料浸润性的认识可以借鉴润湿理论加以解释。 把不同的液滴放到不同的固体表面上，有时液滴会立即铺展 开来覆盖固体的表面，这一现象称为润湿现象或浸润，有时 液滴仍然团聚成球状不铺开，这一现象称为润湿不好或不润 湿（见图6-1）。增强体与基体材料的润湿与否是制备性能 良好的复合材料的必要条件。
二、生物医用复合材料的复合准则
（一）颗粒增强复合材料的复合准则 （二）纤维增强复合材料的复合准则 （三）层状复合材料的复合准则
第三节 生物无机与无机复合材料
一、概述
生物无机医用材料，又称作生物陶瓷材料，由于其无毒 副作用，与生物组织有良好的亲和性、生物相容性、耐腐蚀 性和耐磨性，越来越受到重视。目前，生物体内近似惰性生 物材料、活性生物材料、可吸收生物材料已应用于人体硬组 织（如骨和齿）的替换、修补，与金属、高分子材料相比， 显示出其特有的生物学性能，但生物无机材料的脆性，使其 应用受到限制。
的修复材料。
时，首先要对复合材料的界面性能作出评价。 高纯Al2O3生物陶瓷由于具有生物惰性，在人体内极其稳定，硬度极高，几乎不会被磨损而常用于人工关节的股骨头。
第二节 生物医用复合材料的界面与复合准则 它将无机或金属有机化合物相继形成溶液、溶胶、凝胶而固化，然后再经干燥和热处理制成陶瓷基复合材料。 精密尺寸的用注射、压注法等。 生物玻璃和生物玻璃陶瓷涂层 表6-7 生物玻璃增强HDPE复合材料的性能 增强体表面吸附的气体和污染物都会妨碍这种结合的形式。
上）、结构随基体和增强体而异、与基体有明显差别的新 偶联剂既有能与增强体起化学反应的官能团，又有能与基体起化学反应的官能团，因而在界面上可以形成共价键，把两种性质差异很
大的材料牢固地结合起来。
相——界面相（或称界面层）。在考虑复合材料的复合条件 它克服了羟基磷灰石生物陶瓷的脆性和金属材料的生物惰性，阻止了金属离子向周围组织的释放，成为一种可承力的骨和牙等硬组织
第五章 生物医用复合材料
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生物医用无机与有机高分子复合材料， 其特点是利用高弹性模量的生物无机材料 增强高分子材料的刚性，并赋予其生物活 性，同时利用高分子材料的可塑性增进生 物无机材料的韧性。这一类材料主要用于 人体硬组织的修复与重建。
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一、生物无机与高分子复合材料制备成型技术 粒子填充聚合物复合材料制备方法主要有： 机械共混法、聚合填充法、插层法。 纤维增强聚合物复合材料的制备成型方法 主要有手糊成型、注射成型、压制成型、 缠绕成型等。
12
多孔HA陶瓷与33TCP复合材料性能:
多孔HA陶瓷与33TCP 复合材料植入大白兔 肌肉后的质量变化：
13
2. HA-HA晶须复合材料 HA晶须由于具有良好的生物相容性，它既 可作为增强材料，也可作为基体组分，成 为生物医用材料中最有价值的增强材料。 HA晶须增强复合材料的断裂韧性和抗弯强 度也有了明显的改善. HA-HA晶须复合材料制备流程如下：
TCP-ZrO2复合材料，湿法混合， 80MPa加压成型，并在1400C, 3h 时烧结的抗弯曲强度与ZrO2的含 量的关系
25
3．HA－纳米SiC复合材料 单一纳米SiC复合的HA不易烧结，易开裂， 烧结温度较高时, HA还易分解。 添加烧结助剂MgO, 在同样烧结条件下，观 察到5wt％MgO十5wt％SiC复合的HA陶瓷材 料呈浅绿半透明，抗弯强度达110 MPa，K1C 为2.11MPa· 1/2, 抗压强度7l8MPa，比纯HA m 陶瓷抗弯强度提高1.6倍，K1C提高2倍，抗 压强度提高1.4倍，同生物体硬组织性能相 当。
K1C MPa.m1/2 2.8~3.0
抗压强度 MPa 1400
弹性模量 MPa 126
1.1
780
生物医用无机与有机高分子复合材料， 其特点是利用高弹性模量的生物无机材料 增强高分子材料的刚性，并赋予其生物活 性，同时利用高分子材料的可塑性增进生 物无机材料的韧性。这一类材料主要用于 人体硬组织的修复与重建。
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一、生物无机与高分子复合材料制备成型技术 粒子填充聚合物复合材料制备方法主要有： 机械共混法、聚合填充法、插层法。 纤维增强聚合物复合材料的制备成型方法 主要有手糊成型、注射成型、压制成型、 缠绕成型等。
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多孔HA陶瓷与33TCP复合材料性能:
多孔HA陶瓷与33TCP 复合材料植入大白兔 肌肉后的质量变化：
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2. HA-HA晶须复合材料 HA晶须由于具有良好的生物相容性，它既 可作为增强材料，也可作为基体组分，成 为生物医用材料中最有价值的增强材料。 HA晶须增强复合材料的断裂韧性和抗弯强 度也有了明显的改善. HA-HA晶须复合材料制备流程如下：
TCP-ZrO2复合材料，湿法混合， 80MPa加压成型，并在1400C, 3h 时烧结的抗弯曲强度与ZrO2的含 量的关系
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3．HA－纳米SiC复合材料 单一纳米SiC复合的HA不易烧结，易开裂， 烧结温度较高时, HA还易分解。 添加烧结助剂MgO, 在同样烧结条件下，观 察到5wt％MgO十5wt％SiC复合的HA陶瓷材 料呈浅绿半透明，抗弯强度达110 MPa，K1C 为2.11MPa· 1/2, 抗压强度7l8MPa，比纯HA m 陶瓷抗弯强度提高1.6倍，K1C提高2倍，抗 压强度提高1.4倍，同生物体硬组织性能相 当。
K1C MPa.m1/2 2.8~3.0
抗压强度 MPa 1400
弹性模量 MPa 126
1.1
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