生物材料学 ppt课件

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生物材料定义：
生物材料(biomaterials)：
是一种与生物系统相互接触后可以对生物体的组织、 器官或功能进行诊断、治疗、可增强或可替代的材料。
因此，生物材料学是研究生物材料及其与生物环境相 互作用的科学，包括材料力学性能或植入表面改性等 与材料学相关的内容，以及免疫、毒理和创伤修复过 程等生物学内容。
20世纪80年代末曾被美国Clemson大学生物顾问 委员会定义为”与活体结合的人工非生命材料” 是这种生物材料狭义的代表。
1992年美国J.Black教授在他著名的《材料的生物 学性能》书中，定义生物材料为“用于取代、修 复活组织的天然或人造材料”。
1997年，美国S.I.Stupp教授在其发表在 《Science》杂志上的论文中，就把生物材料定义 为活组织中的天然材料和用于修复人体的材料。
生物材料学
什么是生物材料学？
生物材料学是以化学和医学为基础，研究生物材料及其与生 物环境相互作用的科学。
生物学 生物材料学 材料学
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课程安排
生物材料概论
材料的基本结构和性能
蛋白质
结构多糖及生物软组织
医用生物材料
纳米生物材料
药物控释系统及其载体材料
生物矿物及生物矿化原理
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按生物材料的属性分类：
天然生物材料—再生纤维、胶原、透明质酸、甲壳素等。
合成高分子生物材料—硅橡胶、聚氨脂及其嵌段共聚物、涤 纶、尼龙、聚丙烯腈、聚烯烃
医用金属材料—不锈钢、钛及钛合金、钛镍记忆合金等
无机生物医学材料—碳素材料、生物活性陶瓷、玻璃材料
杂化生物材料—指来自活体的天然材料与合成材料的杂化， 如胶原与聚乙烯醇的交联杂化等
生物相容性
生物材料前沿专题PPT课件
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主要参考书
➢崔福斋 编著 北京：清华大学出 版社.
2004。
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参考书
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课程考核方式及成绩评定
本课程采用平时考核，期末考试，综合评定学 生成绩。平时出勤，课堂表现及作业占40%、 考试成绩占60%。
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第一章 生物材料学概论
复合生物材料—用碳纤维增强的塑料，用碳纤维或玻璃纤维
增强的生物陶瓷、玻璃等 PPT课件
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1-3 天然生物材料的特性
1-3-1 天然生物材料的成分
天然生物材料棉、麻、竹、木材等，它们的基 本组成其实也就是生物体的元素组成。
以C、H、O、N最为丰富，含一些较丰富元素 Ca、P、Cl、K等和微量元素Fe、Cu、Zn、 Mn等。
药物释放载体
自清P洁PT课玻件璃
纳米机器人 12
中国生物材料委员会 "(Chinese Committee For Biomaterials, 缩写为 CCBMຫໍສະໝຸດ Baidu
成立于1996年，由中国材料研究学会、中国生物医 学工程学会、中华医学会等10个与生物材料相关的 全国学会派出代表组成，挂靠依托于四川大学的国 家生物医学材料工程技术研究中心。
医学
生物医学材料
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表1.1 部分合成材料和经过修饰过的天然材料在医疗上的应用
骨骼
应用
人工关节（髋关节、膝 关节） 金属骨固定板
心血管 血管 系统 心脏瓣膜
器官
人工心脏 人工皮肤
感官
耳蜗 人工晶状体
材料种类 钛铝钒合金，不锈钢，聚乙烯
不锈钢，钴铬合金 特氟隆，涤纶，聚氨酯 不锈钢，碳材料，钛合金，牛心包 聚氨酯 硅胶-胶原复合物，壳聚糖 铂电极 聚甲基丙烯酸甲酯，硅胶，水凝胶
1-1 生物材料学的发展 1-2 生物材料学的范围 1-3 天然生物材料的特性 1-4 材料的生物性能 1-5 生物医用材料的研究和发展
➢ 要求重点掌握生物材料的定义及特性。
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生物材料
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生物材料
隐形眼睛
假牙
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假肢
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生物材料
人工肾
人造心脏
人造关节
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生物材料的分类
按照研究对象和使用目的的不同，可将生物材料分为 三种：
一是天然生物材料，这是一类在生物过程中形成的材 料，如棉、麻、蚕丝、贝壳等；
二是生物医用材料，指植入活体内能有某种生物学功 能的材料，如制作各种人工器官的材料；
三是仿生和组织工程材料，它是生物材料学与化学、 工程学交叉的部分，包括各种仿生材料、智能材料和 组织工程材料。
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定 义：
生物材料的两种定义，一种是指 天然生物材料（biological materials),也就是由生物过程形 成的材料，如结构蛋白（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）。
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定 义：
另一种是指生物医用材料（biomedical materials)，其定义随着医用材料的快速发展而 演变。
20世纪60年代初，用高分子聚乙烯和不锈钢制成的 人工髋关节被植入人体并取得成功。
发展时期
20世纪60年代末和70年代初，在美国克莱姆森大学举
行的生物材料讨论会上“biomaterial”一词开始被普遍
使用。
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飞速发展时期
20世纪末，以纳米科技为首的物理、化学的 科技迅猛发展，极大的带动了生物材料的研 究和发展，使得生物材料进入了全新的飞速 发展时期，产生了，如药物释放、生物传感 器、人工器官、仿生材料、智能材料、生物 医学材料等的多学科交叉、多应用前景的发 展局面。
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例题：
以下各项是否属于生物材料？为什么？ （a）隐形眼镜 （b）片块 （c）人造血管 （d）支撑器件
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1-2 生物材料学的范围
化学
仿生材料、智 能材料
目的：
材
料
生
科
物
学
学
在分析天然生 物材料微组装、 生物功能及形 成机理基础上， 发展新型医用 材料及仿生高 性能工程材料。
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1-1 生物材料学的发展
早期
公元3500年前：古埃及人就开始利用棉纤维、马鬃 作缝合线缝合伤口；印第安人则使用木片修补受伤 的颅骨。
公元2500年前：中国和埃及的墓葬中就发现有假牙、 假鼻和假耳。那时的人类很早就用黄金来修复缺损的 牙齿，并沿用至今。
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20世纪初，高分子材料开始得到应用。牙科医学中开 始应用聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA)。开始试验用聚 乙烯塑料制造血管替代材料。用涤纶仿造动脉血管。