生物医学材料综述 PFX

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1、生物医学材料综述盘枫翔（山东大学材料科学与工程学院200900150168）摘要：生物医学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、治疗疾患，并且对人体组织不会产生不良影响的材料.现在各种合成和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，制成的产品已经被广泛应用于临床和科研.材料科学与物理、化学、生物学及临床科学越来越紧密的结合产生了一个新兴的产业——-生物医学材料产业.生物医学材料已经成为生物医学工程的四大支柱产业之一，它为医学、药物学及生物学等学科的发展提供了丰富的物质基础，作为材料学的一个重要分支

2、，它对于促进人类文明的发展必将做出更大的贡献.关键词：生物医学材料医用高分子材料生物陶瓷材料生物复合材料1.引言随着材料工业的发展和人工器官的广泛应用，生物医学材料这门新兴交叉学科已经成为新技术革命的一个重要组成部分.经济发达国家已经成形了新型的生物材料工业体系，目前比较有代表性的生物材料产品包括：1、用于人工器官及待用品制造的膨体聚四氟乙烯、低温各向同性碳、表面修饰语交联的血红蛋白、碳化硅酯和高分子质量聚乙烯等.2、用于人工关节及骨代替的高分子质量高密度聚乙烯、氧化锆陶瓷、甲基丙烯酸甲酯语苯乙烯共聚物等.3、用于人工膜替换的甲基丙烯酸酯等.4、用于应用

3、黏合剂的亚甲基丙二酸酯、GRF胶，蛋白胶等.2.生物医学材料和生物医学工程2.1.生物医学材料是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会长生不良影响的材料.生物材料通常有两个定义：狭义的生物材料是指天然生物材料，也就是由生物过程形成的材料.广义的生物材料是指用于替代、修复组织器官的天然或人造材料.2.2.研究生物医学材料的学科被称为生物材料学.生物材料学是涉及生物材料的组成结构、性能与制备相互关系和规律的科学.其主要目的是在分析天然生物材料微组装、生物功能及形成机理的基础上，发展仿生学高性能工程材料，

4、及用于人体组织器官修复与替代的新型医用材料.其主要研究内容有：生物过程形成的材料结构、生物矿化原理，材料生物相溶性机理，生物材料自主组装、自我修复的原理.1.生物医学材料的基本要求1.1.1.一般而言，医学临床对生物医学材料有以下基本的要求：1)材料无毒性，不致癌、不致畸、不引起人体细胞的突变和组织细胞的反应；2)与人体组织相容性好，不引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；3)化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用；4)具有与天然组织相适应的物理机械特性；5)针对不同的使用目的具有特定的功能.1.1.2.由于生物材料必须与体液和血液接触，它必须合乎医学上的

5、要求，因此在选择移植材料时，有六个基本问题必须加以克服：1)材料必须具备足够的强度；2)材料特性必须能够维持一段很长的时间而不会有显著的老化；3)材料必须适合于生物组织；4)材料必须为非致癌物；5)材料必须不伤害血液；6)材料必须便宜，并且容易制作及大量生产.2.生物材料的性能要求作为体内移入物的材料,不仅要在生物条件下物理机械性能长期稳定,而且要对人体的组织、血液、免疫等系统不产生不良影响：.1)生物相容性:生物相容性是生物医学材料特定应用中伴随着适应宿主反应发挥有效作用的能力.2)力学性能:一些生物医学材料的最终使用是制成生物体内可接受的器官和器件，

6、由此，这样的生物医学材料必须与生物结构（包括器官）的力学性能相容.为此，生物医学材料应具备有适当的力学性能.3)和组织的结合性:这种结合可以是组织长入不平整的植入表面而形成的机械嵌联.也可以是植入材料和生理环境间发生化学反应而形成的化学键结合.4)耐生物老化性能:材料在活体内要有较好的化学稳定性,能够长期使用,即在发挥其医疗功能的同时要耐生物腐蚀、耐生物老化3.生物材料的用途分类及主要特点除了大脑外,机体所有的组织和器官均可人工再造和再生.对生物材料而言,一种是指天然生物材料,是由生命过程形成的材料,如结构蛋白(胶原纤维、蚕丝等)和生物矿物(骨、牙、贝壳

7、等);另一种是指医用生物材料,是通常意义上的生物材料.早期的生物医用材料主要是人工合成材料,如金属、陶瓷、高分子等.生物医学材料的品种繁杂，临床应用的要求各种各样.从认识和管理来说，目前所使用的所有生物医学材料可按多种标准进行分类.例如，按用途可以分为牙科材料、骨科材料、心血管材料、手术缝线材料、组织粘合剂、血液代用品材料、药物或药物传递材料等；根据材料来源可以分为同种组织器官移植材料、异种器官移植材料、天然或改性生物材料、人工合成材料等；按材料在人体内使用期限和接触情况又可分为永久性（长期）植入材料和一次性医疗用品材料等.1.1.只要与生物体液接触的材

8、料，不管在体内或体外都称为生物材料，因此可以依其用途分为以下四类：1)材料用于体