《生物材料学》医用生物材料 ppt课件

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缺损心脏
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正常心脏
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5.1.2 钴基合金
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医用金属材料是指一类用作生物材料的金属或合金。 它是一类生物惰性材料，除具有较高的机械强度和抗 疲劳性能，具有良好的生物力学性能及相关的物理性 质外，还必须具有优良的抗生理腐蚀性、生物相容性、 无毒性和简易可行及确切的手术操作技术 。
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医用金属材料
金属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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5.1.4 钛镍形状记忆合金
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• 广义的生物陶瓷可以分为与人体相关的陶瓷(植入类陶瓷)和 与生化学相关的陶瓷(生物工程类陶瓷)二大类。所谓的与人 体相关的陶瓷就是指通过植入人体或是与人体组织直接接触， 使机体功能得以恢复或增强可使用的陶瓷。一般狭义地称生 物陶瓷就是指这类陶瓷。图4-1是几种常见的生物陶瓷制品。
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钴、镍，加入有毒的铍（2%）可减小毒性；加入铬
（20%），则毒性消失，且抗腐蚀性增强。
金(Au),钽(Ta),铂(Pt)未发现毒性。
化学稳定性：
抗化学性和电离性腐蚀；
可消毒性，消毒后不引起材料性能的改变。
耐久性：在使用、贮存和消毒时不破坏，不因长期植入而
丧失性能。
生物相容性评价：
利用多种检验方法（如，细胞培养、过敏试验、溶血反应
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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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、
生物材料学
第五章 医用生物材料
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医用生物材料
5-1 医用金属材料 5-2 医用陶瓷材料 5-3 医用高分子材料
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5-1 医用金属材料
金属生物医用材料历史悠久，是人类最早使用的生物 医用材料之一。例如，公元前400-公元前300年，用 金属材料修复牙缺损，1546年纯金薄片修复缺损颅骨， 1775年用铁丝固定断骨等。
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金属医用材料的弹性模量要稍高于人骨的弹性 模量。
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不锈钢 钴基合金Hale Waihona Puke Baidu 钛及钛合金 TiNi记忆合金 其他医用金属材料
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5.1.1 不锈钢
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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。
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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。
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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5.1.3 钛及钛合金
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等），考察材料的生物相容性。
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耐腐蚀性能要求
金属材料的主要缺点是腐蚀问题。
长期浸泡在含有有机酸、碱金属或碱土金属离 子（Na+、K+、Ca2+）、Cl-离子等构成的恒温 （37℃）电解质的环境中，加之蛋白质、酶和 细胞的作用，其环境非常复杂，会对金属材料 产生腐蚀，腐蚀的产物可能是离子、氧化物、 氯化物等。
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
其它生物陶瓷
陶瓷材料的增韧强化
陶瓷基生物医用复合材料
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概述
• 陶瓷是指用天然或人工合成的粉状化合物经过成型和高温烧 结制成的、由金属和非金属元素的无机化合物构成的多晶固 体材料。陶瓷可分为传统陶瓷(普通陶瓷)和近代陶瓷(特种陶 瓷)。传统的陶瓷都是以由构成地壳的硅、铝、氧三种主要 元素形成的天然硅酸盐矿物为主要原料(如粘土、长石、硅 石)制成的材料。而把近代陶瓷称为“新型陶瓷”(New Ceramics)或“精细陶瓷”(Fine Ceramics)