生物材料

生物材料的起源

生物材料的概念

生物材料又称生物工艺学或生物技术。应用生物学和工程学的原理，对生物材料、生物所特有的功能，定向地组建成具有特定性状的生物新品种的综合性的科学技术

生物材料的好处

生物材料是与人体组织、体液或血液相接触或作用而对人体无毒、副作用，不凝血，不溶血，不引起人体细胞突变、畸变和癌变，不引起免疫排异和过敏反应的特殊功能材料。

生物材料的类型

生物材料种类繁多，到目前为止，被详细研究过的生物材料已经超过一千种，在医学临床上广泛应用的也有几十种，涉及材料学科各个领域!

2.1 高分子材料

生物医用高分子材料耐生物老化，作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能，易加工成型，原料易得，便于消毒灭菌，因此受到人们的普遍关注。人体组织修补最理想的是用一种与之完全相同的材料，而生物降解和可吸收高分子材料的发现使这种理想变为可能。因此，可降解和可吸收高分子材料是当前生物材料研究最多、进展最快的一个领域。目前对高分子材料研究主要集中在以下几个方面：(1)提高材料对人体的安全性；(2)提高组织相容性和血液相容性；

(3)改善生物学性能； (4)改善、提高力学、机械、物理性能。

2.2 生物陶瓷材料

生物陶瓷材料因具有与生物组织良好的相容性，耐腐蚀，无毒副作用而受到人们的普遍关注，是近年来研究较多且进展较快的领域，无机生物陶瓷与人体硬组织的组成，结构差异很大。因此模拟人体硬组织的成分结构，利用骨胶原，纤维蛋白以及骨形成因子等与生物陶瓷材料结合，改善现有材料性能，设计研究新型材料是生物陶瓷材料研究的热点。目前国外在生物陶瓷领域的研究集中在如下几个课题：(1)具有特异性生物活性材料；(2)力学相容性好又有促进组织生长功能的材料；(3)带电性材料；(4)含生物活性物质和微量元素的材料；(5)半降解材料； (6)具有人体组织结构的复合材料。

2.3 生物医用金属材料

生物医用金属材料是用作生物医学材料的金属或合金，又称外科用金属材料或医用金属材料，是一类惰性材料，这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能，是临床应用最广泛的承力植入材料" 该类材料的应用非常广泛，遍及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面" 除

了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外，优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件" 医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变，前者可能导致毒副作用，后者常常导致植入的失败"已经用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、

钴基合金和钛基合金等三大类" 此外，还有形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等"

2.4 生物复合材料

生物复合材料又称为生物医用复合材料，它是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料，并且与其所有单体的性能相比，复合材料的性能都有较大程度的提高的材料! 制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种生物材料的性能! 该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造! 它除应具有预期的物理化学性质之外，还必须满足生物相容性的要求! 这里不仅要求组分材料自身必须满足生物相容性要求，而且复合之后不允许出现有损材料生物学性能的性质! 按基材分生物复合材料可分为高分子基、金属基和陶瓷基三类! 它们既可以作为生物复合材料的基材，又可作为增强体或

填料，它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的生物医学复合材料［5" 9 58］! 利用生物技术，一些活体组织、细胞和诱导组织再生的生长因子被引入了生物医学材料，大大改善了其生物学性能，并可使其具有药物治疗功能，已成为生物医学材料的一个十分重要的发展方向! 根据材料植入体内后引起的组织反应类型和水平，它又可分为近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等几种类型! 人和动物中绝大多数组织均可视为复合材料，生物医学复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广阔的途径!

2.5生物降解材料

所谓可降解生物材料是指那些在被植入人体以后，能够不断的发生分解，分解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料! 主要包括!—<0/ 生物降解陶瓷和生物陶瓷药物载体两类! 前者主要用于修复良性骨肿瘤或瘤样病变手术刮除后所致缺损；而后者主要用作微药库型载体，可根据要求制成一定形状和大小的中空结构，用于各种骨科疾病!