可降解生物材料表面改性与生物相容性分析

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1、结论第一章绪论11骨修复生物材料1】I生物材料简介_牛．物材料(Biomaterials)即牛物医E{j材料1BiomedicalMaterials)，用以和牛物系统结合，以诊断、治疗或替换机体的组织、器官或增进其功能⋯。考古学发现，人类利喟生物材料修补自身缺陷的历史可以追溯到3000多年前，那时古埃及人就用木头来替换损伤的脚趾[”。人类根早就用黄金来修复缺损的牙齿．并沿用至今。其它利用生物材料的例子包括木制牙和玻璃眼球吲。近代牛物材料科学体系的形成仪有50年的历史，1960年之前，远古时期的材料生物相容

2、生差，其直用受到了很大的限制嘲。二战之后．随着科技的发展，各种用选的材料开发兴起．隋

3、性金属、陶瓷、特别是聚合物．例如聚甲基而烯酸甲酯(PMMA)被直接用于医学领域。1961年，Chamley薛次采用PMMA骨水泥和工业塑料聚乙烯成功完成了全髋关节置换手术I”，第一代≈：物材料应运而生。完成材料与生理组织的物理性适配是所有早期牛物材料的目标。1980年，人们用40种不同的材料做成了50多种植入式假体器材，这些惰性植入器材平均寿命5—25年吼80年代中期．出现了以牛物活性玻璃／Na：O—CaO删PO．Si如)为代表的第二代牛物材料．另有牛物陶瓷、玻璃陶瓷、金属．陶瓷复合材料、聚合物一陶瓷复合材料，同时出现了以聚乳酸为代表的可降解材料开始应用于手术缝合线和药物释放系统。然而．当

4、第二代生物材料应用于骨骼假肢和人工心脏瓣膜时，其失败率高达30％一50％I”。针对这个时期的生物材料难以对生理组织和生物化学刺激产牛有效响应这一根本缺陷，开始呼唤第三代生物材料一细胞和基因活性生物材料。这一代牛物材料兼具生物活性和可降解性，可在分子水平上产半特殊的细胞响应。例如，对可降解聚合物进行分子改性。使其与受体细胞整联蛋白相结台甚至刺激基因表达有效蛋日来修复和重建人体组织或器官。随着材料学和牛物学的发展，j￡其是组织工程f6]和再生医学I．I概念的提出，第三代生物村料必将为人类的生命健康做出更大的贡献。牛物材料有多种分类方法．可以按材料的组成和性质，材料的用途或者材料引起的牛物学反应

5、等来分娄吼可降解生物材料表面＆性及生物相彝性研究(1)按材料组成和性质分类0医用金属和台金。主要包括三大粪：医用不锈钢(316L)：医用钴基合金(CoCrMo合金)：医用钛和钛合金(纯钛、Ti一6AI．4V台金)。此外还有医用钽、Ni—Ti记忆合金。0医用高分子；丰要包括：聚乙烯、聚氯乙烯、聚氯酯、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯：以及可降解合成高分子(聚乳酸、聚己内酯)及天然高分子(胺原蛋白、壳聚糖)。0生物陶瓷。主要包括氧化铝、氧化锆等强度高、耐磨’性好的陶瓷：牛物活性玻璃陶瓷：磷酸钙陶瓷咀及碳素材利等．④生物衙生材料。如消除其免疫排斥反应而处理过的组织(经戊二醛处理定型的猪心瓣膜、牛心

6、包、人颈动脉、脐动脉、冻干的骨片)以及经拆散原有构型处理的材料(再生胶原、透明质酸、壳聚糖、纤维膜、海绵体、凝胶)。上述各类材料中医用高分子和医喟金属用量最大，两者各占生物材料用量的40％112J,上。(2)按用途分类①心血管系统植入材料和器械。包括人工心脏瓣膜、人造血管、血管内支架等。@矫形外科植入体。包括人工关节、人工骨、骨固定材料等。@整形和重建外科材料和器械。包括人工乳房、人工皮肤、整形材料等。④体外循环辅助装置。包括血液净化、分离材料、气体选择性透过膜等；@介入器械。包括各种导管、导丝、封堵器、阻塞剂、缝线和组织粘台剂等。@五官修复材料和器械。包括人工晶体、人工眼台、喉管支架、耳

7、听骨等。0牙科材料。包括牙种植体、复台树脂、义齿等：@神经系统修复村料和器械。包括神经导管、脑积水分流器、蜗状植入器等；@计划生育材料和器械。包括宫内节育器、避孕套等，o药物控释系统。包括药物和载体、半透膜等。o临床诊断材料及生物传感器。o一次性灭菌产品。如～次性注射器、输液器等；此外，还有按材料在生理环境中的生物化学反应水平来分类的．可分为情-生宅物村料：活性生物材料：可降解生物材料；1．1．2骨修复生物材料骨组织修复材料的研究起步较早，公元前人们就已经尝试用象牙、石头等来修复骨髂及牙的缺损。十九世纪中叶开始应用金属针板来固定骨折，这方法沿用至今。迄今为止，用于骨组织修复与替换的材料依然

8、咀金属为主。一战后，确立了用1i锈钢和其它金属作为矫形植人利料的地位：二战后高分子工业的发展，促进了医用人工合成聚合物材料的使用。随后惰性陶瓷材料(氧化铝陶瓷、碳素材料)也开始应用于临床。1969年，Hench研制出生物活性玻璃．并提J_}{生物活性这一核心概念。1976年．Jareho研究了羟基磷灰石(HA)陶瓷，Corjello研究了B-磷酸三钙fB—TCP)N瓷，1984±g，KdeGroot研究了在金属基体上制备