生物材料整理

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1、Cl生物材料定义：用于与生物系统相互接触后可以对其组织、器官或功能进行诊断、治疗、增强或替换的一类天然或人工合成的特殊功能材料。用途：①替代损害的器官或组织；如人造心脏瓣膜、假牙、人工血管等；②改善或恢复器官功能；如隐型眼镜、心脏起搏器等；③用于治疗过程；如介入性治疗血管内支架、用于血液透析的薄膜、药物载体等分类：按材料的物质属性划分:医用金属材料：包括不锈钢、钻合金，钛合金等，广泛应用于人工假体（prosthesis）、人工关节（jointprosthesis）^医疗器械。医用无机材料：主要是生物陶瓷。分为惰性生物陶

2、瓷，如氧化铝生物陶瓷；表面生物活性陶瓷，如磷酸钙基生物陶瓷；可降解生物陶瓷，如B•磷酸三钙陶瓷等。医用高分子材料：根据来源分为天然的和合成的，天然的如多糖类、蛋白类，合成的如聚氨酯、聚乙烯、聚乳酸、聚四氟乙烯等，用于人体器官、组织、关节、药物载体等。医用复合材料：不同种材料的混合或结合，克服单一材料的缺点，可获得性能更优的材料。按材料的使用功能划分:硬组织修复与替代材料：主要用于生物机体的关节、牙齿及其他骨组织软组织修复与替代材料：主要用于人工皮肤、人工气管、人工食道等。血液相容性材料:主要用于人工血管、人工心脏、血浆

3、分离膜、血液灌流用吸附剂、细胞培养基材等生物降解材料：主耍用于吸收型缝合线、药物载体、愈合材料、粘合剂以及组织缺损用修复材料。按材料的来源划分:自体组织如人体骨、血管等替代组织；同种异体器官及组织如不同人体之间的器官移植；异种器官及组织如动物骨、皮肤等；天然生物材料如动物骨胶原、甲壳素、珊瑚等；人工合成材料如各种人工合成的新型材料研究内容：生物医用材料由于具有特殊的生理功能，其研究内容涉及到仿生学、材料学、化学、物理、医学等多种学科，研究内容主要包括材料合成、加工制备、宏观与微观结构表征、理化性能测试、材料与机体的相互

4、作用，材料在生物体内的代谢等，最后应用于临床。C2蠕变：是指样品在长时间承受恒定载荷时发生的塑性变形。应力松弛：是指样品长吋间发生恒定应变吋其应力下降的性质。C5合成材料-聚甲基丙烯酸疑乙酯（隐形眼镜）-聚二甲基硅氧烷（隆胸隐形眼镜指关节置换）-聚乙烯（PE）-聚乙二醇（PEG）-聚对苯二甲酸乙二酯-聚儿内酯-聚乳酸-甘醇酸（PLGA）•聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）■聚四氟乙烯（PTFE）・聚异戊二烯■聚丙烯天然源材料•海藻酸盐■壳聚糖■胶原■弹性蛋白■纤维蛋白■黏多糖■透明质酸优缺点比较：合成高分子材料易于进行大规模

5、生产和灭菌，物理、化学、力学和降解特性也可以根据具体要求而加以改变；但在未经特殊处理的情况下，大部分合成高分子材料不能与组织发生主动作用，因而无法介导或帮助植入位点周围组织修复。天然高分子材料具有与替代组织相似的化学组成，因而更易与周围组织相容或者更易于被重槊以响应组织需要的变化；但天然源材料存在其数量难以满足临床应用需求、力学性能相对较差，以及不易消除病原菌的安全性保证等问题。分子质量和温度对聚合物性质（Tg,Tm）的影响1）根据温度和分子结构的不同，聚合物可以呈现液态、橡胶态或玻璃态。2)晶态聚合物在Tm时熔化，温

6、度低于Tm时，聚合物晶体呈高度有序状态，而高于Tm时，聚合物链则随机排列，没有重复的晶体结构。聚合物的Tg,Tm均随分子质量的增大而升高。2)无定性聚合物只有Tg。温度低于Tg时，聚合物呈玻璃态，具有脆性；高于Tg时，聚合物链的运动性足够大，形成橡胶态的弹性材料。聚合物链的柔性大小是影响Tg大小的一个重要决定因素。链的柔性越大，聚合物链内的分子运动越容易，较低的能量即可实现原子或链段绕聚合物骨架的运动，Tg就越低。对聚合物链柔性影响最大的是聚合物的化学组成。C-0键比C-C键容易旋转，因此聚合物链中存在C-0键可降低材

7、料的Tg。相反，如果聚合物骨架中引入体积较大的侧基使原子绕聚合物骨架的运动受到限制，或极性侧基的引入提高了聚合物链间的作用，或增大聚合物分子质量，或聚合物发生了交联，则都会提高Tg。対于具有结晶能力的聚合物，在高于Tg的某个特征温度，即结晶温度(crystallinetemperature,Tc)吋，聚合物获得足够的能量后会形成高度有序的结品态。高分子链排列形成结晶态的过程是放热过程。将聚合物加热至Tc,保温一段吋间t后，缓慢降温可以实现对聚合物的退火处理(annealing)o在时间t内形成的聚合物结晶度X(t)可根

8、据Avrami方程计算:X(t)=l-ekt5次方)k-晶体生长过程的动力学常数；n-表征晶体成核和晶体生长机制的一个数值。高分子材料的降解：人体为植入器件提供了一个中性温和的环境，但是体內的水嫁性宙子会彩响植入体的性能，尤其是发生炎症反应的情况下使器件植入部住的化学环境改变，特异性炎泡可以黏附在材料表而并分陆强氣化介质1如过氧化