生物医用材料的性质、应用及研究进展

04
生物医用材料的发展
Development of biomedical materials
人口老龄化日趋严重进一步促进行业发展步伐
10.4%
11.6%
14.9%
2002年
2009年
2016年
随着生活水平的提高和医疗条件的改善，世界各国目前共同面临人口老龄化问 题，我国老龄化问题尤为严重。2002年我国老年人抚养比率从10.4%上升到 2016年的14.9%，这意味着每7名年轻人就需要抚养一名老年人。
01
按性质
生物金属材料 生物医用陶瓷 生物高分子材料 生物复合材料 生物再生材料 人体自身组织 同种器官与组织 天然生物材料 异种同类器官与组织 合成材料 硬组织材料 软组织材料 心血管材料 血液代用材料
分 类
02
按来源
03
按应用
01
生物医用材料的性质
04
生物医用材料的发展
Development of biomedical materials
04
生物医用材料的发展
Development of biomedical materials
billion(美元) 500
522
450
400
全球医疗器械市场规模 371 387
403
350 300
￪
2015
01
生物医用材料的性质
Properties of biomedical materials
生物医用材料严格满足如下要求
足够的力学强度 抗疲劳性能 良好的光洁度
有极好的耐腐蚀性能
必须无毒 无致癌性 无过敏反应
材料易于制造 价格适当
01
生物医用材料的性质
Properties of biomedical materials
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参考文献
Reference
05
参考文献
Reference
参 考 文 献
[1] 崔占全，王昆林，吴润. 金属学与热处理 [M]. 北京：北京大学出版社，2010. [2] 钱苗根. 现代表面技术 [M]. 北京：机械工业出版社，2016. [3] 中创产业研究院. 生物医用材料行业：创造“再生”奇迹 [D].搜狐科技，2018. [4] 赵长生. 生物医用高分子材料 [M]. 北京：化学工业出版社，2009.
钛合金人造骨
生物医用材料的研究进展
从金属植入材料的研究现状来看，纯钛及 其钛合金具有其它材料无可比拟的优越性， 特别是近些年发展起来的新型β -钛合金。 因此，开发研究更适合临床应用的新型β 钛合金不失为人体用金属植入材料的一个 主要发展方向。
03
生物医用材料的研究进展
Research progress of biomedical materials
不锈钢
人工关节和骨折内固定器械 心血管系统 各种眼科缝线、固定环、人工眼导 线、眼眶填充等 人工耳导线
医用钴基合金
01
02
医用钴基合金和医用不锈钢是医用金 属材料中应用最广泛的两类材料。相 对不锈钢而言，前者更适合于制造体 内承载苛刻、耐磨性要求较高的长期 植入件。其品种主要有各类人工关节 及整形外科植入器械。在心脏外科、 齿科等领域均有应用，详见医用不锈 钢
04
生物医用材料的发展
Development of biomedical materials
政策大力支持 01 02 03 04 05
《“十三五”规划》 （2016年）
提升新兴产业支撑作用，支 持包括生物技术在内的新兴 产业发展壮大；培育发展战 略性产业，加快发展合成生 物和再生医学技术；推动战 略前沿领域创新突破，加快 突破包括生物医药在内的战 略前沿领域的核心技术。
03
生物医用材料的应用
Application of biomedical materials
03
生物医用材料的研究进展
Research progress of biomedical materials
03
生物医用材料的研究进展
Research progress of biomedical materials
良好的耐腐蚀性能和综合 力学性能,且加工工艺简便
02
生物医用材料的应用
Application of biomedical materials
02
生物医用材料的应用
Application of biomedical materials
在生物医学材料中，金属材料 应用最早，已有数百年的历史。 唐代就用银汞合金（主要成份： 汞、银、铜、锡、锌）来补牙。
生命可贵，安全第一！
谢谢聆听
Thanks for listening
Properties of biomedical materials
医疗器械
生物技术
再生医学
新材料
生物材料的发展综合体现了材料学、生物学、医学等多个领域科学与工程技术的水平。同 时，生物再生材料产业作为材料科学、生物技术、临床医学的前沿和重点发展领域，以及 整个生物医学工程的基础，已发展为整个经济体系中最具活力的产业之一。
《战略性新兴产业重 点产品和服务指导目 录》（2016年）
将“植介入生物医用材料及 服务”列为战略性新型产业 重点产品和服务。
《“十三五”国家科 技创新规划》 （2016年）
生物医用材料方面，以组织 替代、功能修复、智能调控 为方向，加快3D生物打印、 材料表现生物功能化及改性、 新一代生物材料检验评价方 法等关键技术突破，重点布 局科组织诱导生物医用材料、 组织工程植介入医疗器械、 人工器官等重大战略性产品， 提高医用级基础原材料的标 准，构建新一代生物医用材 料产品创新链。
2016
2017
2022
2016年全球医械市场销售为3,870亿美元，相较2015年3,710 亿美元，增加了4.3%。预计2022年将会达到5,220亿美元，增 幅达到5.1%
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生物医用材料的发展
Development of biomedical materials
2022
中国生物医用材料市场规模
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01
生物医用材料的性质
Properties of biomedical materials
01
生物医用材料的性质
Properties of biomedical materials
生物医用材料是用 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。
01
生物医用材料的性质
2017
根据中经视野预计 3443亿元
2016
2015 1420亿元 1730亿元
1954亿元
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生物医用材料的发展
Development of biomedical materials
生物再生材料
生物再生材料 及其医学产品
生物再生材料的产业链
上游
畜牧业 化学试剂
下游
医院 整形美容机构
Properties of biomedical materials
纯钛和钛合金
无毒、质轻、强度高、生 物相容性好
贵金属
良好的稳定性和加工性能。 因其价格较贵,广泛应用受 到限制
生物医用材料的特点
02
形状记忆合金
较硬富有弹性,可起到矫形 或支撑作用.具有优良的生 物相容性、耐腐蚀、耐磨 性、无毒性
不锈钢
05
小结
Summary
05
小结
Summary
成分
纯钛和钛合金及其他贵金 属
结构
较硬富有弹性,可起到矫形 或支撑作用
02
制备加工
加工工艺简便但需精确， 表面具有良好的光洁度， 材料易于制造 ,价格适当
性能
有生物相容性，足够的力 学强度，抗疲劳性能，耐 腐蚀性能 ,无磁性，无毒、 无致癌性与过敏反应
生物医用材料
性质、应用及研究进展
Biomedical Materials Properties, applications and research progress
2018.10
目录
contact
1 3 5
生物医用材料的性质 生物医用材料的研究进展 小结
2 4
生物医用材料的应用 生物医用材料的发展 参考文献
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生物医用材料的发展
Development of biomedical materials
近年来，在政策扶持下，我国新材料产业发展迅速， 对实施创新驱动发展战略起到了积极作用。为了深 度探讨我国新材料产业最新政策、发展现状和趋势， 分享最新技术平台的发展信息，并结合最新趋势进 行交流，产业研究院已经于今年的3月29日，在广 州银行大厦主办首届中国新材料产业高峰论坛
《“十三五”国家战 略性新兴产业发展规 划》 （2016年）
提出பைடு நூலகம்加快组织器官修 复和替代材料及植介入 医疗器械产品创新和产 业化。
《“十三五”生物产 业规划》 （2016年）
加速新材料技术应用，针对 心脏科、骨科、眼科、耳鼻 喉科等临床治疗需求，继续 加快植入型心率转复除颤器、 可降解支架、人工瓣膜、骨 及周围神经等修复材料等植 介入医疗器械新产品的创新 及产业化。针对器官修复等 新技术的发展需求，推动生 物技术与新材料技术的融合， 加速仿生医学、再生医学和 组织工程技术的发展。
01 02 03
据报道，世界上每年有近千吨医用型钛及钛 合金材料用于制造人体植入物，其中 80% 的是Ti-6Al-4V钛合金。 随着医用型 Ti-6Al-4V钛合金应用发展，开 发出具有高断裂韧性，低裂纹扩展的低间隙 元素型Ti-6Al-4V ELI钛合金。 材料学界专家积极开发无铝、钒的新型钛合 金，如：Ti-13Nb-13Zr钛合金（ ASTM F1713-1996）、Ti-12Nb-6Zr-2Fe钛合金 （ ASTM F1813-1996）、Ti-5Al-2.5Fe 钛合金、Ti-6Al-7Nb钛合金 未证明 Ti-6Al-4V钛合金制品在人体中的危 害作用，从综合性能、良好的变形加工与价 格定位上看，Ti-6Al-4V合金仍然是至今为 止最理想的人体植入物金属材料。
钛和钛合金
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医用钽 钽植入骨内能与周围生成的新骨直接 接触 医用铂 用铂及其合金制造的微探针广泛用于 人体神经系统的各种植入性检测和修 复用电子装置，心脏起搏器等 Ni-Ti合金 在整形外科中NiTi形状记忆合金用于 制作脊椎侧弯症矫形器械、人工颈椎 椎间关节、颅骨板、接骨板、髓内钉、 关节接头等。在口腔科中用作齿列矫 正用唇弓丝、齿冠、托环、颌骨固定
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生物医用材料的研究进展
Research progress of biomedical materials
术后6个月，钛人工骨完全吸收，骨折愈合，患者左上臂活动恢复正常
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生物医用材料的研究进展
Research progress of biomedical materials
科 研 立 项
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该材料是临床应用最广泛的承 力植入材料，由于有较高的强 度和韧性，已成为骨和牙齿等 硬组织修复和替换、心血管和 软组织修复以及人工器官制造 的主要材料。
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在骨外科，用于制作各种骨折 内固定器械和人工关节
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生物医用材料的应用
Application of biomedical materials
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生物医用材料的应用
Application of biomedical materials
其他金属
在骨外科，用于制作各种骨折内固 定器械和人工关节。 在颅脑外科，微孔钛网可修复损坏 的头盖骨和硬膜，能有效保护脑髓 液系统。 在口腔及额面外科，纯钛网作为骨 头托架已用于颚骨再造手术，制作 义齿、牙床、托环、牙桥和牙冠等， 在口腔整畸、口腔种植等领域也有 良好的临床效果。