《生物医用材料》PPT课件

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1、生物医用材料定义1.定义：生物材料是一类具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、检查、治疗疾患等医疗保健领域，而对人体无毒，无副作用，不凝血，不溶血，不引起人体细胞的突变，畸变和癌变，不引起免疫排异反应的材料。举例：形状记忆生物材料热弹性马氏体形状记忆效应将一定形状的记忆合金试样冷却到Mf点以下，对之进行一定限度的变形，卸去载荷后，变形被保留下来；将变形了的试样加热到As以上，试样开始恢复，加热到Af点，试样恢复到变形前的形状。（图中Ms表示冷却时开始产生热弹性马氏体的转变温度，Mf表示冷却时转变的终止

2、温度，As表示升温时逆转的温度，Af表示逆转完全的温度）。5医学应用血栓过滤器：将马氏体状态的NiTi合金丝通过导管送到静脉中预定位置，去掉合金的束缚，在体温下其恢复到母相的网状，从而将静脉中的血凝块打碎，并阻止其流向心脏。血栓过滤器、脑动脉瘤夹、食道支架、鼻出血的止血材料；脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、颅骨成型板、接骨板、人工股关节；心脏修补元件等。预压缩受热扩张后植入腔道内效果医用腔内支架的应用原理示意消化道内支架血管内支架胆道内支架腔内支架临床应用实例记忆合金支架经过预压缩变形后（a），能够经很小的腔隙安放到人体血管、消化道、呼

3、吸道、胆道、前列腺腔道以及尿道等各种狭窄部位。支架扩展后形成如图（b）所示的记忆合金骨架，在人体腔内支撑起狭小的腔道，这样就能起到很好的治疗效果。8固定断骨的销和接骨板：利用体温使合金发生相变，恢复到母相状态，形状改变，将两段骨固定住，而且产生压力，迫使断骨很快愈合。尺桡骨骨折术前术后9操作简单、取下方便、质轻、强度高、易做成复杂形状。代替传统石膏绷带用于创伤部位的固定材料。骨伤固定：手术时，医生先用低温（0～5摄氏度）消毒盐水冷却记忆合金器械，然后根据需要改变其抱合部位的形状，安装于患者骨伤部位。待患者体温将其“加热”到设定的

4、温度时，器械的变形部分便恢复到原来设计的形状，从而将伤骨紧紧抱合，起到固定与支撑的作用。这种新技术与传统的骨伤内固定术相比，大大降低了手术的难度，并可使手术时间缩短三分之二。由于材料自身的记忆功能十分稳定，良好的“抱合力”使病人手术的愈合期也大大缩短。医用细丝牙齿弓丝（方）二、性能要求与分类：生物材料实质上是一种特殊的功能材料。是一类与人类生命和健康密切相关的新材料。凡是应用于人体的生物材料都应具有良好的生物性能，这是保证其临床安全有效应用的重要技术指标。生物功能性和生物相容性是评价生物医学材料最终能否应用于人体的两个最基本的标

5、准。生物功能性：生物医学材料应具有良好的物理、化学和机械性能，以行使所替代、器官的生理功能。制造人工心脏材料要考虑在心脏有节律的收缩与舒张压力变化情况下应力老化。假牙材料必须具有与活体牙相近似的热膨胀系数、低导热性、高硬度以及优良的耐磨性。表1-5.1对材料所要求的生物医学功能表1-5.2对材料所要求的生物医学功能生物相容性材料对机体产生的生物危害性机体组织对材料的影响致癌性致畸性刺激性毒性过敏性溶血性致突性老化腐蚀降解注意：材料的降解和腐蚀不仅会影响材料的生物功能性，其产物也会对机体产生潜在的生物危害。现详细被研究过的生物材料

6、已超过一千多种，被广泛应用的也达数十种。生物材料分类按医用材料的来源按医用材料的性质按医用材料在人体使用部位按医用材料的使用要求按医用材料的来源分类：人体自身组织：如自身隐静脉；同种器官与组织：如人尸体角膜；异种同类器官与组织：如猪肾脏；天然生物材料的提取与改性：如动物皮、骨胶原的提取，经处理制成缝线；合成材料：如硅橡胶制作人工瓣膜。培养瓶内正在培养的人工表皮人造皮肤人造皮肤是利用工程学和细胞生物学的原理和方法，在体外人工研制的皮肤代用品，用来修复、替代缺损的皮肤组织，按成分不同，可分单纯人工真皮和具有表皮细胞层的活性复合皮。人

7、工皮肤1980年哈佛大学的二位教授Yannas及Burke发展二层结构的人工皮肤结构，上层由矽胶组成，似人体的上皮；下层为多孔状类真皮结构，主要成分为小牛的胶原蛋白及鲨鱼的软骨素交联而成人造皮肤的结构及制作人造皮肤有两层：表层和里层。表层是由一种硅橡胶薄膜制成，能阻挡细菌的进攻。里层是一种特殊的培养基，能帮助受伤的皮肤生长。制作：第一种从病人身上提取胶原蛋白，然后放在培养皿上培养成一块皮肤。第二种则是从病人身上提取皮肤细胞，只培养细胞，然后把细胞喷在伤口上，让其生长成皮肤。前者的缺点是平均要等待21天才培养出皮肤。后者虽然可以快

8、速在病人身上生成皮肤，但仍然在实验阶段。这是培养5周的人工复合皮肤组织切片，可见具有与正常皮肤类似的皮层结构蚕丝人造皮肤主要发明人：浙江大学动物科学学院副教授闵思佳由科研人员提取蚕丝中的蛋白质生产而成，这种人造皮肤就像用蚕丝做成的服装面料一样，具有丝绸般的光滑平