生物医学材料综述

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1、生物医学材料综述【摘要】：生物医学材料是一类具冇特殊性能、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2—，它为医学、药物学及生物学等学科的发展捉供了丰富的物质基础，作为材料学的一个璽要分支，它对于促进人类

2、文明的发展必将做出更大的贡献。【前景】：随着材料工业的发展和人工器官的广泛应川，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空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、用于人丁器官及待用品制造的膨体聚四氟乙烯、低温各向同性碳、表血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、氧化链陶瓷、甲基内•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、用于应用黏合剂的亚甲基丙二酸酯、GRF

3、胶，蛋白胶等。我国生物材料的应川和开发研究起步比较晚，但是随着政府的重视和投入的不断增加，取得一批较高水平的研究和科研成果，如生物活性骨、关节系统替换材料、人工心脏瓣膜等心血管替换材料以及眼科手术用高分子复合材料等。生物材料产业作为新兴的产业具冇极大的发展前景，到21壯纪初一直保持着较高的増长速度，其小蕴藏着巨人的经济利益和社会利益。我国牛物材料产业不仅受国内的条件制约，同时也而临着国外企业的激烈竞争，加入WTO后我国生物技术产业将会面临更严峻的挑战。【性能及特点】：作为体内移入物的材料，不仅要在生物条件下物理机械

4、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牛物相容性生物相容性是生物医学材料特定应川中伴随着适应宿主反应发挥有效作用的能力。生物医学材料和生物系统接触后，一方面材料要受生理环境的作用，引起可能导致其降解和性质蜕变的材料反应，另一方而材料也将对周围组织和整个机体发生作用，引起诸如炎症、局部或全身毒性等宿主反应。所以要求：没有琏性和过敏反应，具冇化学稳定性；具冇良好的耐蚀性；没冇致癌性和抗原性；不会引起血液凝固和溶血；不会引起异常的新陈代谢；不会在生物体内变质，产生吸收物和在生物体内变质等］

5、。应该注意的是，在某种应川条件下是生物相容的材料在另-种条件下则不一定是生物相容的。直接接触血液，主要考查与血液互相作用的生物相容性，称血液相容性；直接与肌肉、骨的、皮肤等组织接触并互相作用的生物相容性，称一般生物相容性。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，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：有一定的静载强度（包括抗拉、压缩、弯曲和剪切强度）；冇适当的弹性模量和硕度；冇良好的耐磨性；（其中縻擦磨损是人工关节材料

6、的关键）冇耐腐蚀和耐腐蚀疲劳性；具冇良好的润滑性等］。力学的相容性并不是要求力学性能一定要高，而是取决丁•它所受的应力大小，要和相应的被置换的组织相匹配。3和组织的结合性这种结合可以是组织反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•生物老化性能材料徃活体内要有较好的化学稳定性，能够长期使用，即在发挥其页疗功能的同时要耐生物腐蚀、耐生物老化【生物医学材料的分类】：生物医学材料的品种緊杂，临床应用的耍求各种各样。从认识和管理来说，H前所使用的所有生物医学材料

7、可按多种标准进行分类。例如，按用途可以分为牙科材料、怦科材料、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、界种器官移植材料、夭然或改性生物材料、人工合成材料等；按材料在人体内使用期限和接触情况乂可分为永久性（长期）植入材料和一次性医疗用品材料等。常见的分类方法是根据材料本身的性质分为医用金属材料、医用高分子材料、生物陶瓷材料和医用复合材料四大类。医用金属材料主要适用于人体硬组织的修复和置换，有钻基合金、不锈钢、钛及钛合金、贵金属系、形状记忆合

8、金、金属磁性材料等七大类。医用金属材料的显著特点是具有较高的强度和韧性，加工性能好，工艺成熟稳定可靠，广泛用于齿科充填、人工关节、人工心脏、磁疗、放射疗法、药物载体、生殖控制等。生物陶瓷材料是近年来得到较快发展的一类生物材料，应用范围与医用金属材料类似。根据材料本身的性质可分为三类：一类是生物体内近于惰性的生物材料，如氧化铝（纯刚玉）陶瓷材料、碳素材料等；第