生物医用高分子材料的应用和发展ppt课件.ppt

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1、生物医用高分子材料一、生物医用高分子材料（Biomedicalmaterials）定义：指对生物体进行诊断、治疗和置换损坏组织、器官或增进其功能的材料。分类：按材料来源分：（1）医用金属和合金。主要用于承力的骨、关节和牙等硬组织的修复和替换。（2）医用高分子生物材料。高分子化合物是构成人体绝大部分组织和器官的物质，医用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡胶）和天然高分子（如：胶原、甲壳素）。（3）医用生物陶瓷。有惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷（羟基磷灰石陶瓷、可吸收磷酸三钙陶瓷等）（4）医用生物复合材料。如羟基磷灰石涂复钛合金，炭

2、纤维或生物活性玻璃纤维增强聚乳酸等高分子材料。（5）生物衍生材料。这类材料是将活性的生物体组织，包括自体和异体组织，经处理改性而获得的无活性的生物材料。按用途分：（1）手术治疗用高分子材料缝合线，黏胶剂，止血剂，各种导管，引流管，一次性输血输液器材（2）药用及药物传递用高分子材料靶向性高分子载体（肝靶向性，肿瘤靶向性），高分子药物（干扰素，降胆敏），高分子控制释放载体（胶囊，水凝胶，脂质体）（3）人造器官或组织人造皮肤，血管，骨，关节，肠道，心脏，肾等。按降解性能分：可生物降解材料-指聚合物在生物体内酶、酸碱性环境下或微生物存在的

3、情况下可以发生分子量下降、生成水和二氧化碳等对生物体或环境无毒害的小分子化合物的性能。不可生物降解材料（生物惰性材料）-一种生物材料在特殊应用中和宿主反应起作用的能力，要求植入材料和机体间的相互作用能够永久地被协调。在生物环境下自身不发生有害的物理（渗透、溶解或吸附）或者化学反应（对酸碱酶稳定）。二、天然可降解高分子材料胶原蛋白、纤维蛋白甲壳素、壳聚糖、淀粉、纤维素海藻酸钠衍生物可吸收缝线药物控释载体人工皮肤（1）胶原胶原是人体组织中最基本的蛋白质类物质，至今已经鉴别出13种胶原，其中I～III、V和XI型胶原为成纤维胶原。I型胶

4、原在动物体内含量最多，已被广泛应用于生物医用材料和生化试剂。结构：由各种物种和肌体组织制备的胶原差异很小。最基本的胶原结构为由三条分子量大约为1×105的肽链组成的三股螺旋绳状结构，直径为1～1.5nm，长约300nm，每条肽链都具有左手螺旋二级结构。胶原分子的两端存在两个小的短链肽，称为端肽，不参与三股螺旋绳状结构。研究证明，端肽是免疫原性识别点，可通过酶解将其除去。除去端肽的胶原称为不全胶原，可用作生物医学材料。制备来源：牛和猪的肌腱、生皮、骨骼是生产胶原的主要原料。生产：医用胶原制备的主要目的是除去组织中的非胶原成分和抗原物

5、质，获得高纯度的胶原肽、胶原纤维或胶原组织。胶原在应用时必须交联，以控制其物理性质和生物可吸收性。同时也必须考虑所用交联方法的强度、稳定性、毒性、趋钙化以及抗酶降解性能等。特点：优点：胶原材料具有生物力学性能好,免疫原性低等优点,被制造成为各种生物医学材料,在医疗器械产品制造领域有着不可替代的优势和相当广泛的应用。缺点：要通过对实际生产过程的严格控制才能达到动物源性胶原的人用标准。应用：胶原可以用于制造心脏瓣膜、支架、血管修复材料、止血海绵、创伤辅料、明胶、化妆品、人工皮肤、手术缝合线、组织工程基质等。人工心脏瓣膜前景展望：胶原材

6、料应用范围极其广泛,优势明显。我国在对胶原类医疗器械产品的检验评价方面也日趋完善，如不久前又增添了对免疫原性检测的要求。但当前国内对胶原类生物医用材料免疫原性的研究很少，并且对于此类产品的免疫原性尚无标准评价方法。这一点仍需要我们继续不断地摸索与探究。（2）甲壳质甲壳质是1811年由法国学者布拉克诺(Braconno)发现，1823年由欧吉尔(Dier)从甲壳动物外壳中提取,并命名为CHITIN，译名为几丁质。结构：1．分子量甲壳质的化学结构和植物纤维素非常相似。都是六碳糖的多聚体，分子量都在100万以上。分子量越高吸附能力越强，

7、适合工业、环保领域应用。低分子量容易被人体吸收。分子量为7000左右的几丁聚糖，大约含30个左右的葡萄糖胺残基。纳米甲壳质2．脱乙酰基纯度几丁质经过脱乙酰基成为几丁聚糖，而几丁聚糖的基本单位是葡萄糖胺。几丁质因为不溶于酸碱也不溶于水而不能被身体利用。脱乙酰基后可增加其溶解性因此可被身体吸收。几丁质脱乙酰基纯度越高其品质越好。制备来源：自然界中,甲壳质存在于低等植物菌类、藻类的细胞,甲壳动物虾、蟹、昆虫的外壳，高等植物的细胞壁等，其量不低于丰富的纤维素，是除纤维素以外的又一大类重要多糖。据估计自然界中，甲壳质每年生物合成的量多达10

8、00亿吨。生产：首先用稀的氢氧化钠液除去蛋白质，然后，用盐酸除去钙盐，剩下的就是几丁质。为了从这些几丁质中除去乙酰基，用长时间的高温，使之在浓的氢氧化钠中发生反应，就可制成含有氨基的甲壳质(几丁聚糖或壳糖胺)。因为几丁质不溶于酸碱，也不溶于水，很难