医学材料的发展和分类

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1、课程：材料科学技术前沿（陈冬丽）班级：2008级材料科学与工程学号：200811101038姓名：吴春辉生物医学材料的发展概况摘要：本文对生物医学材料的发展历程进行了简单的介绍,综述了第一二三代材料的基本情况并且对该材料进行了分类。分析了生物医学材料的市场和产业的状况。并且结合当今该材料的发展状况，预测其今后的发展趋势。关键词：生物材料，市场，组织再生，界面研究生物医用材料,是指以医疗为目的,用于诊断、治疗、修复或替换人体组器官或增进其功能的材。迄今大量使用的生物医学材料仍主要是医用金属和合金、医用高分子、生物陶瓷、经处理过的生物组织

2、衍生材料、医用复合材料等。一、生物医学材料的发展历程20世纪初,第一次世界大战以前所使用的材料为第一代生物医学材料。代表材料有石膏、金属、橡胶以及棉花等物品。这一代的材料大都已被现代医学所淘汰。第二代生物材料起源于20世纪60～70年代,在对工业化的材料进行生物相容性研究基础上,开发了第一代生物材料及产品在临床的应用,例如体内固定用骨钉和骨板、人工关节、人工心脏瓣膜、人工血管、人工晶体和人工肾等。代表材料有经基磷灰石、磷酸三钙、聚经基乙酸、聚甲基丙烯酸轻乙基醋、胶原、多肤、纤维蛋白等。上述生物材料,具有一个普遍的共性:生物惰性。即生物

3、材料发展所遵循的原则是尽量将受体对植入器械的异物反应降到最低。在此期间,数以千万的患者植入了由惰性材料制成的器械,他们的生活质量也在植入后的5～25年内有了明显的改善.第三代生物医学材料川是一类具有促进人体自身修复和再生作用的生物医学复合材料.这种具有活性的材料能够在生理条件下发生可控的反应,并作用于人体.20世纪80年代中期,生物活性玻璃、生物陶瓷、玻璃-陶瓷及其复合物等多种生物活性材料开始应用于整形外科和牙科。与惰性材料相比,这些材料在体内不存在免疫和干扰免疫系统的问题,材料本身无毒,耐腐蚀强度高,表面带有极性,能与细胞膜表层的多

4、糖和糖蛋白等通过氢键相结合,并有高度的生物相容性。除具有活性外,第三代生物材料的另一个优势在于材料具有可控的降解性..生物降解性材料容易在生物体内分解,其分解产物可以代谢,并最终排出体外.现今人口快速老龄化,生物惰性、生物活性及可降解植入物在临床的成功应用具有非常重要的意义。二、生物医学材料的分类1生物医学金属材料生物医用金属材料通常采用合金或钛金,具有很高的机械强度和抗疲劳特性,是临床应用最广泛.镍钦形状记忆合金具有形状记忆特性和智能性,可用于矫形外科、心血管外科等。2生物医学高分子材料生物医学高分子材料有天然和合成两种,其中合成高

5、分子材料发展较快。合成的软性材料常用作人体软组织如血管、食道和指关节等;合成的硬性材料则用作人工硬脑膜、人工心脏瓣膜的球形阀等;液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可作为注人式组织修补材料3生物医学无机非金属材料或生物陶瓷生物陶瓷的化学性质稳定,具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括两类:惰性生物陶瓷(如氧化铝、医用碳素材料等),这类材料具有较高的强度,耐磨性能良好,分子中化学键的作用力较强:生物活性陶瓷(如轻基磷灰石和生物活性玻璃等),此类材料能在生理环境中逐步降解吸收,或与生物机体形成稳定的化学键,因而具有极为广泛的发展前景。4生物医学

6、复合材料生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的,主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能,也可用作人工器官的制造。其中钻钦合金和聚乙烯组织假体常用作人工关节;钛合成材料作为人工股骨头在临床上有良好的应用;高分子材料与生物高分子(如酶抗原、抗体和激素等)结合可以作为生物传感器。5生物医学衍生材料生物医学衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织衍生而成的。经过处理的生物衍生材料是无生物活性的材料,但其具有类似天然组织的构型和功能,在维持人体动态的修复和替换中具有重要作用,如皮肤掩膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等。三、我国生

7、物医学材料的发展前景国家科技部资料表明,1996-2000年间,我国生物医学材料市场需求的年均增长率达到27%,比全球的增长速度高出10个百分点。其中生物医学材料制品的市场增长更加迅猛。但是我国国内生物医学材料的生产仍然处于初级阶段,其产值还不到全球份额的千分之一,且增长缓慢,1996-2001年,我国生物医学材料产值的年均增长率只有2%左右。我国在这方面的发展有很多不足，特别是产品和国外同类产品相比，存在4个突出问题：仿制品多,缺乏自主知识产权；销售价格低,但档次和质量也低；企业生产规模普遍偏小,难以形成规模效应；研发投入少,产品技

8、术含量较低。由此可见中国的该行业是非常有发展空间的