纳米生物学材料

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1、一、纳米生物医用材料的发展概况及趋势1」生物更用材料的概念和分类牛物医学材M(biomaterial)或叫牛物材料，是和牛物系统相作用，用以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料特点：多学科交叉的边缘学科，涉及材料、生物、医学、物理、化学、制造等分类：按与活体作用方式分为生物惰性材料与生物活性材料。按材料属性分类：牛物医媒鹑皈牧稀⑸梗鍋叨肿硬牧稀⑸梗错沾伞⑸梗镇接酶春喜牧系？按来源分：1.2生物医用材料的发展方向1、纳米技术与生物材料纳米是长度单位，十亿分之一米。纳米结构是指lOOnm以下的微小结构。2、生物材料用于药物控制释放技术3、生物可降解与生物活性材料

2、4、组织工程材料组织工程是近十儿年发展起来的一门新兴学科，是应用生命科学和工程学的原理与方法，研究，开发用于组织和器官修复与替换，或增进其功能的”体外或组织”。关键是构建细胞和生物材料的三维空间复合体(支架)。TissueEngineering)TissueEngineering)应用工程学和生命科学原理生长出活的组织替代应用工程学和生命科学原理生长出活的组织替代物物，，用于修复用于修复、、维持维持、、改善人体组织的功能改善人体组织的功能。。组织工程是一门新兴学科组织工程是一门新兴学科，，只有十几年的历史只有十几年的历史，，最早是由美国国家科学基金会于最早是由美国国家科学基

3、金会于19871987年止式提年正式提岀和确定的岀和确定的。。组织工程材料应用尝试人造耳尝试人造耳中国青年学者曹谊林教授于1996年在世界上第一个成功地在裸鼠背上培养制成了人形耳廓软骨支架，因而获得美国整形外科最高荣誉巴莱脱勃朗奖8wvitroPGA8wvitroPCL组织工程研究内容组织工程研究内容细胞细胞支架材料支架材料生长因子生长因子组织构建组织构建细胞学、分子生物学、材料学、生物力学、医学等多学科1.3纳米生物医用材料及其进展?纳米无机生物材料?纳米牛物高分子材料?药物的纳米化技术1.4生物可降解与生物可吸收生物降解：通过自然界微生物(细菌、酶、真菌)发生作用而发生

4、降解的高分子。(ASTM)全生物降解(biodegradable)生物破坏(biodestructibleorbiodisintegrable)不包扌舌非酶性水解和物理性溶解，但在医用材料中包扌舌水解。生物可吸收(bioresorbable)：指通过生物降解或水解、溶解而在体内通过代谢而消失的材料。生物降解——但不一定可吸收可吸收——一般要生物降解(也有例外PEG)1、降解吸收机制物理——应力化学——水解、氧化及酸碱作用生化——酶和微生物由于植入体内的材料主要接触组织和体液，因此水解和酶解是主要的降解机制。4、可降解吸收高分子种类天然高分子蛋白类：蚕丝、胶原多糖类：甲壳素、

5、纤维素、海藻酸、透明质酸合成高分子化学合成和微生物合成：聚有■疑基酸酯，聚碳酸酯，聚原酸酯，聚磷晴，聚氨基酸，聚磷酸酯等组织工程研究中的种子细胞组织工程研究中的种子细胞干细胞(干细胞(stemcell)stemcell)):):干细胞是一种早期未干细胞是一种早期未分化的原始细胞，给分化的原始细胞，给予不同的条件，就能予不同的条件，就能长出不同的人体组织长出不同的人体组织细胞。细胞。胚胎干细胞：是由早期胚胚胎干细胞：是由早期胚胎内细胞团或原始生殖细胎内细胞团或原始生殖细胞分离而来的多潜能细胞。胞分离而来的多潜能细胞。如它来源于受精卵发育形如它来源于受精卵发育形成的囊胚，可以不

6、断自我成的囊胚，可以不断自我更新兵分化为任何类型的更新兵分化为任何类型的组织细胞组织细胞成体干细胞：成体干细胞：是成年人或动是成年人或动物多种组织分离出的多性能物多种组织分离出的多性能细胞，如来自骨髓、大脑、细胞，如来自骨髓、大脑、脐血、肝、心脏、月夷、皮肤、脐血、肝、心脏、月夷、皮肤、角膜等。它只能定向分化为角膜等。它只能定向分化为一类或某个特定的组织细胞，一类或某个特定的组织细胞，如骨髓中的造血干细胞。如骨髓中的造血干细胞。理想的组织工程支架材料的要求：有良好的生物相容性：无毒、不致畸，利于种子细胞的黏附、增殖，降解物无毒、无炎症反应。冇良好的生物降解性：完全降解，降解

7、速率与组织细胞生长速率相适应，降解吋间可人为调控有具有三维多孔结构：材料具有合适的孔径、高孔隙率(90%以上)，较高的内比表面积，有利于细胞的黏附生长，血管和神经的长入，有利于新陈代谢。有具有良好的可塑性：材料可预先制成一定的形状。有具有一定的机械强度有良好的材料一细胞界面：利于细胞黏附、增殖，激活细胞特异基因表达，维持细胞正常表型表达。materialsforbonetissueengineering米材机无斗米材材子架然分A支天高胶原売聚糖纤维蛋口透明质酸HA藻酸盐等磷酸钙骨水泥生物活性玻璃陶瓷聚乳酸