生物材料在医学上的应用

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

生物材料在医学上的应用
赵 娜 ( 黑 龙 江 农 业 工程 职 业 学 院 , 黑龙 江 哈 尔滨 1 5 0 0 8 8 )
摘 要: 为 了满足 临床 对人 工骨材料各种形状的 需要 , 要 求生物微 晶玻 璃除 了具有 良好的 生物相 容性和一定的力 学性 能外, 还必须 具备一定的可切 削性 能。钛与生物活性微 晶玻璃复合材料 , 既具有金属 材料 高的强度 、 韧性 , 又具有生物活性 陶瓷材料的 良好的生物性 能 和生物相容 性 , 是一种较为理想的硬 组织植入材料 。
关键词 : 真 空烧 结 ; 生 物 活性 微 晶玻 璃 ; 复 合 材 料
生物医用复合材料针对 单一相材料的局限f 十 制造 ,兼顾了各 3 生物 微 晶玻璃 种材料间的性能 , 因而具有更大的优越 眭。 本工作通过在真空烧结钛生 3 . 1 不同晶相的 生物微晶玻璃 。 1 9 8 2 年京都大学的 小久保正研制出 — w 微晶玻璃 。此种玻璃具有很高的机械强度和断裂韧陛, 并能与人 物活性微晶玻璃复合材料, 结合金属与微晶玻璃的优越性 , 提高材料的 A 韧性 、抗冲击能力 ,借助于 T G — D S C 、 S E M等测试手段 ,初步探讨了 骨快速牢固地结合, 是迄今为止最好的生物微晶玻璃之一。 该项成果后 转让给 日本电气玻璃公司( N E G ) , 商品名 C e r a b o n e 。 主要用于修复替换 T i / H A生物活陛微晶玻璃复合材料的相组成和性能。 1 生物材 料应 用前 景 人的脊椎骨 、 肠骨等。A — w 微晶玻璃中含有羟基磷灰石和硅灰石相 , 分 随着人类文明的进步和生活水平的提高重视 ,人类迫切需要新的 别赋予材料以高生物活 陛和高强度。 材料对 人 体内发生病变 、损伤和老化的组织器官进行替代、 修补和矫 为了使生物玻璃兼有生物活性和可机械加工性 ,人们在研究可切 正, 人体硬组织替换材料将具有广阔的发展前景。 生物微晶玻璃作为生 削的云母微晶玻璃的基础上 , 制备出了氟磷灰石 一氟金云母微晶玻璃 、 命科学与材料科学交叉渗透发展的成果之一 , 以其 良好的生物相容眭、 氧化锆增韧的云母微晶玻璃等 。合成具有梯度构造 的 C a O — P 2 0 一 A 1 : O , 生物亲和性和无毒副作用 ,耐化学腐蚀等优 而 日 益受到更加广泛 的 系统生物微 晶玻璃 的研究也有报 道。此类 生物微 晶玻璃的表层 为 青睐。 除了具有 良好 的生物相容 f 生 和生物活 陛外 , 由于它们的化学组成 B— T C P和 H A P微晶, 内层为透光陛良好的 B— T C P晶相。 虽然近年已 与生物体的自 然骨骼相似,容易与周围的骨骼形成 紧密牢 固的化学键 成功开发出多种生物微 晶玻璃 , 但研制一种具有高生物活性 、 高的初始 合, 或经生物降解形成新的骨骼成分。随着制备技术的发展, 在保证生 强度 、 体内可生物降解的生物微晶玻璃仍是人们努力的方 向。 物相容性的基础上 , 进一步提高强度 , 并可以具有 良好 的可加工性 , 使 3 . 2生物微晶玻璃析晶机理的研究。弄清楚生物微晶玻璃的析晶机 其临床应用性能得到了大幅度的提高, 可以被广泛地应用于骨科、 牙科 理和微观结构有助于开发新的生物材料和提高已有材料的性能,近年 的替代及骨组织工程等领域 , 同时也展现了良 好的发展前景。 来对其研究较多。对磷酸钙基生物玻璃 的晶化和微观结构 的研究表 明 2生物医学材料的分类 、 添加 Z r O  ̄ T i O : 等使磷酸钙基微晶玻璃中能析 出可生物再吸收的晶相 生物医学材料品种繁多 , 几乎涉及材料学科的各个领域。 在临床上 如 1 3 一 C a  ̄ P 2 0 , 等。 通过研究含磷灰石和白榴石晶相的微晶玻璃的结构、 的使用也多种多样 , 覆盖临床多个学科。 迄今被详细研究过的生物医学 化学稳定 l 生 等, 发现在烧结中受控析晶表面和体 内 反应控制 , 在热处理 材料已超过一千种 , 被广泛应用的也达数十种之多。 仅以高分子材料为 中磷灰石和白榴石平行析晶。 ‘ 例, 世界范围在临床上应用的就有 9 0 多个品种 、 1 8 0 0 余种制品。 依据不 通过研究不 同含量的 P z O 对S i O : 一 K : O — Z r O 2 - P : 0 5 体 系的析晶和 同的分类标准 , 目前生物材料可以分为不同的类型。 微观结构的影响, S c h w e g e r 等认 为 L i  ̄ S i 0 相变和析晶主要受 0 的 根据材料 的生物性能 , 生物医学材料可分为 : 生物惰性材料 、 生物 影响。也有人拐 寸r r j o 2 在S i O 2 — 3 C a O・ P 2 0 一 Mg O体系中诱导分相和析 活 陛材料和生物降解材料三类 。 晶 的 作 用 机 理 、熔 制 玻 璃 中 棒 状 氟 磷 灰 石 的 析 晶 机 制 及 2 . 1 生物情l 生 材料 ( B i o i n e r t M a t e r i a l s ) 是指一类在生物环境中能保 C a O — P 2 0 一 M g O — S i O : 体系结晶过程 中 力学I 生 能的改变。 持稳定 , 不发生或仅发生微弱化学反应 的生物 医学材料 , 主要有生物陶 4本领域存在的问题 瓷类和医用合金类材料。 由于在实际中不存在完全惰性的材料 , 因此生 生物衙眭玻璃陶瓷具有优 良的生物活性及生物相容性 ,但终因其 物惰性材料在机体内也只是基本上不发生化学反应 。它与组织间的结 机械 胜能不稳定 、 可靠 J 生 差、 韧性不好而限制了其应用 。因此 , 人们 目前 合主要是组织长人其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联 , 即形态结合。 普遍关注于生物陶瓷 一 金属复合材料 的研究 。 生物惰性材料主要包括氧化物陶瓷 ( A l 2 0 , 、 Z r O ) 、玻璃 陶瓷 、 S i N 陶 生物活『 生玻璃作为理想的材料已得到广泛研究和应用 ,越来越显 瓷、 医用碳素材料、 医用金属材料等。 该类材料由于具有隋性, 植人 体内 示 出惰性生物材料所不能 比拟的优势 ,就生物活性玻璃来说以下几个 后无论是形态或结构一般不会发生改变, 力学性能稳定 , 因此该类材料 方面问题值得研究 : 是 目前人体承重材料中应用最广的材料。 4 . 1 生物活性玻璃同传统陶瓷一样需要高温结烧成型, 这样有些材 2 . 2生物活性材料 ( B i o a c t i v e Ma t e r i a l s ) 是 一类能在材料 界面诱导 料的活 胜不免会受到影响而大大降低,因此在制备工艺上采用熔融破 出特殊生物反应或调节生物活 f 生的生物医学材料 ,它可与组织在界面 碎法制备生物活性玻璃。 形成化学结合 。生物浯l 生 材料主要有以下几类 : 羟基磷灰石材料 、 磷酸 4 . 2 生物潘f 生玻璃像普通玻璃与陶瓷一样存在力学弱点, 即脆 f 生大, 钙生物活 性材料、 磁 陛生物陶瓷材料 、 生物潘 陛玻璃等 。这类材料突出 因而限制 了其应用范围。 的牦 是材料植入生体后 , 随着移植时间的推移 , 材料表面发生化学变 4 . 3 生物活性玻璃使用环境的特殊I 生, 可植 人人体, 决定了它既属于 化, 从而使材料与生体组织间的结合更牢固。 羟基磷灰石是一种典型的 材料学, 但是在使用上还是有—定的局限性。 生物涪 i 生材料 , 由于它与 ^ 体骨的主要无机质成分相似, 当羟基磷灰石 参考文献 植^ 生体 内后不仅能引导骨形成 , 而且可以与组织形成骨l 生 结合。 [ 1 ] 李世普. 生物 医用材料导 I . 武汉: 武汉工业大学  ̄  ̄ 2 0 0 0 : 1 - 5 . 2 . 3 生物 降解材料( B i o d e g r a d a b l e Ma t e r i a l s ) 是指一类在被植入人 『 2 1 俞耀庭- 生物 医 用材辛 斗 1 M1 . 天举 天津大学出 版社’ 2 o 0 0 : 1 - 3 . 体后不断地发生分解 、并且分解产物能被生物体所吸收或排 出体外的 [ 3 】 孙雪, 奚延 斐等. 生物材料和再生医学的进展 中国修复重建外科杂 类材料 。 主要包括 D— T C P生物降解陶瓷和可降解高分子材料。 生物  ̄ . , 2 0 0 6 , 2 0 ( 2 ) : 1 8 9 - 1 9 3 . 降解陶瓷主要用于修复骨缺损或用作药物载体。可降解高分子材料主 [ 4 ] 晨爱 民, 万涛等. 生物 医学材料研 究与展 望叨. 武 汉理工 大学学报 , 要用于药物释放载体及非永久f 生植 ^ 、 装置 , 如心血管系统、 软组织等 。 2 0 0 5 , 2 7 ( 8 ) : 1 1 6 - 1 1 8 .
相关文档
最新文档