生物材料概述说课材料.ppt

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1、第一章生物材料主讲：李晓生第一节生物材料的发展概况其他名称：生物医学材料；生物医用材料(biomedicalmaterials)定义：用以诊断、治疗、修复或替换机体组织、器官或增进其功能的材料。生物材料用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料，即用于取代、修复活组织的天然或人造材料，其作用药物不可替代。生物材料能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能，而不能恢复缺陷部位1.1简介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生物材料

2、（Biologicalmaterials）又称生物工艺学或生物技术。应用生物学和工程学的原理，对生物材料、生物所特有的功能，定向地组建成具有特定性状的生物新品种的综合性的科学技术。1.1.1海洋生物材料1.1.2医学用生物材料1.1.3生物材料生活用品生物材料的喷涂工艺皓淀粉基生物降解材料这些材料有史以来一直得到广泛应用，其中一部分因为特殊性能而用作生物材料。材料的特定的功能与材料的特定结构是相联系的。如对于人造骨骼来说，它一般具有一定的机械性能；因此出现了适合人体需求的多种人造骨骼。生物工程学是70年代初，在分子生物学、细胞生物学等的基础上发展起

3、来的，包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等，他们互相联系，其中以基因工程为基础。通过基因工程对生物进行改造，才有可能按人类的愿望生产出更多更好的生物产品。而基因工程的成果也只有通过发酵等工程才有可能转化为产品。1.2生物材料的发展生物医学材料是生物医学科学中的最新分支学科，是生物、医学、化学和材料科学交叉形成的边缘学科。具体涉及到化学、物理学、高分子化学、高分子物理学、生物物理学、生物化学、生理学、药物学、基础与临床医学等很多学科。ISO定义，生物材料（Biomaterials）即生物医学材料（BiomedicalMaterials），它是指

4、“以医疗为目的，用于与组织接触以形成功能的无生命的材料”。另有定义是：具有天然器官组织的功能或天然器官部分功能的材料。生物材料的开发和利用可追溯到3500年前，那时的古埃及人就开始利用棉纤维、马鬃作缝合线缝合伤口；印第安人则使用木片修补受伤的颅骨。2500年前，中国和埃及的墓葬中就发现有假牙、假鼻和假耳。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿，并沿用至今。1588年人们用黄金板修复颚骨。1775年就有用金属固定体内骨折的记载。1851年发明了天然橡胶的硫化方法后，有人采用硬胶木制作了人工牙托的颚骨。器官移植取得巨大进展，但有难题：排异、器官来源、法律、伦

5、理等。因此医学界对生物医学材料和人工器官的要求日益增加。目前被详细研究过的生物材料已超过1000种，被广泛应用的有90多种，1800多种制品。西方国家每年耗用生物材料量以10~15%的速度增长，1980年全球医用生物材料及制品的销售额为200亿美元，1990年达500亿美元，1995年近1000亿美元。我国生物材料的研究起步较晚（五十年代），但发展很快。1.2.1材料发展的历史演进天然材料陶瓷青铜铁钢有色金属高分子材料新型材料1.2.2典型的无机材料—石器大约25000年前，人类就学会使用材料。人类只能利用岩石、树木、兽皮、骨骼等天然材料并进行粗糙

6、加工，除此之外别无他物。从挖掘的人类当年所使用的各种用途的锋利石片，可想象人类远祖的艰苦和聪明。石刀石斧石针他们能区别、选用各种石头创造出刀、斧、针各种器具，用于生产、生活和战争。石器时代的生产工具极其落后，人类社会的生产力也极端低下，社会发展极其缓慢，人类文化也是相当简单和粗俗的。石器工具据考古学家分析，距今约一万年前就有陶器出现，人们用粘土或以粘土、长石、石英为主的混合物，经成型、干燥、烧制（烧制温度低于1200℃），得到坚硬的陶器。陶是人类创造的第一种“人造材料”，由于高温烧制产生物理化学变化，得到和粘土不一样的新物质。新石器时代晚期(公元前

7、3000一前2800年)黑陶豆陶体的黑色是因为渗入了碳1.2.3陶器（无机非金属材料）我国陶器大约出现在8000年前，具有悠久的历史。半坡村出土的碗、钵、釜、罐、瓶等，甚至还有吹气能发声的陶埙。半坡变体鸟纹盆半坡小口尖底瓶半坡陶盆陶埙从著名的仰韶和龙山文化遗址出土的陶器中，人们发现当时祖先已经掌握了烧制黑色陶器和白色陶器的配方和技术。仰韶白陶瓶龙山黑陶瓶闻名于世的秦始皇兵马俑是典型的陶制品；著名的唐三彩创始于唐高宗时期，用白粘土作胎，以Cu、Fe、Co等矿物作釉的着色剂，两次烧制后成为绚丽多彩的陶器精品；江苏宜兴紫砂壶(紫砂泥由粘土、云母、赤铁矿等

8、组成，其中Fe2O3含量约7％-10％，TiO2＞1％)制造技术精湛，色泽淳朴，造型独特，别具一格。兵马俑唐三彩马方韵紫砂