10-生物医学材料
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生物医学材料生物医学材料是指用于医学领域的材料,它们可以被用于医疗设备、诊断设备、药物传递系统等。
这些材料通常需要具有生物相容性、机械性能、化学稳定性等特性,以确保它们在人体内的安全和有效性。
生物医学材料的研究和发展对医学领域具有重要意义。
它们可以被用于修复和替代受损组织,促进组织再生,改善医疗设备的性能等。
因此,对生物医学材料的研究和开发具有重要的理论和实践意义。
在生物医学材料领域,目前有许多常见的材料被广泛应用,比如金属材料、聚合物材料、陶瓷材料等。
这些材料各自具有不同的特性和应用范围。
金属材料通常具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,适用于制造骨科植入物和医疗器械。
聚合物材料具有良好的生物相容性和可塑性,适用于制造人工器官和药物传递系统。
陶瓷材料具有优异的耐磨性和生物相容性,适用于制造牙科修复材料和人工关节等。
除了常见的材料外,生物医学材料的研究还涉及到仿生材料、纳米材料、生物降解材料等新型材料。
这些材料具有独特的特性和潜在的应用前景,对医学领域的发展具有重要意义。
在生物医学材料的研究和开发过程中,需要考虑材料的生物相容性、力学性能、表面性能等方面的要求。
生物相容性是指材料与生物体相容的能力,它涉及到材料的毒性、免疫反应、细胞相容性等方面的考虑。
力学性能是指材料在生物体内的力学行为,它涉及到材料的强度、韧性、刚度等方面的考虑。
表面性能是指材料表面的特性,它涉及到材料的表面粗糙度、表面能、表面化学成分等方面的考虑。
总的来说,生物医学材料的研究和开发是一个跨学科的领域,它涉及到材料科学、生物学、医学等多个学科的知识。
通过不断地研究和创新,生物医学材料的应用范围将会更加广泛,对医学领域的发展将会产生积极的影响。
生物医学材料的研究和发展是一个复杂而又具有挑战性的领域,但它也是一个充满希望和机遇的领域。
相信随着科学技术的不断进步,生物医学材料将会为人类的健康和生活质量带来更多的福祉。
生物医学材料生物医学材料是指能够与生物体相容性好、能够在生物体内发挥特定功能的材料。
随着生物医学技术的不断进步,生物医学材料在医学领域的应用越来越广泛。
本文将从生物医学材料的定义、分类以及应用等方面进行探讨。
一、定义生物医学材料是指能够与生物体相容性好、能够在生物体内发挥特定功能的材料。
它可以用于仿生学、组织工程、药物递送、诊断设备等医学领域。
生物医学材料具有生物相容性、生物活性、生物可降解性、生物力学性能和机械性能等特点。
二、分类根据应用领域的不同,生物医学材料可以分为仿生学材料、组织工程材料、药物递送材料和诊断设备材料等几大类。
1. 仿生学材料仿生学材料是通过模仿生物体的结构和功能特点,设计和制造出具有类似生物组织结构和特性的材料。
例如,仿生学材料可以用于制造义肢、基因组合体、人工关节等。
2. 组织工程材料组织工程材料是指为修复和再生人体组织而设计和制造的材料。
它可以用于细胞培养、人工器官和组织修复等方面。
通过将细胞和生物医学材料结合,可以帮助组织再生和器官重建。
3. 药物递送材料药物递送材料是指能够控制药物释放速率和位置的材料。
它可以将药物精确地传递到患者需要的部位,提高药物的疗效和减少副作用。
药物递送材料在肿瘤治疗、慢性病管理等方面具有广泛的应用前景。
4. 诊断设备材料诊断设备材料是指用于制造医学诊断设备的材料。
例如,X射线片、超声波探头、磁共振成像装置等都需要使用生物医学材料。
诊断设备材料的选择要求材料具有良好的穿透性、耐用性和生物相容性。
三、应用生物医学材料在医学领域的应用非常广泛。
下面列举了一些常见的应用领域:1. 骨科领域:生物医学材料可以作为骨修复材料,用于治疗骨折、骨缺损等。
2. 眼科领域:生物医学材料可以用于制造人工晶状体、人工角膜等。
3. 心血管领域:生物医学材料可以用于制造血管支架、心脏瓣膜等。
4. 皮肤科领域:生物医学材料可以用于制造人工皮肤、烧伤敷料等。
5. 医学诊断领域:生物医学材料可以用于制造医学诊断设备和试剂盒等。
生物矿化医学材料的分类
生物矿化医学材料主要包括以下几类:
1. 生物陶瓷材料:如氧化铝、氧化锆、生物玻璃陶瓷等,它们具有稳定的物理化学性能。
这种材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能。
2. 医用金属材料:如钛和钛合金、不锈钢、钴-铬合金和镁锌合金等,它们
具有较强的机械强度、抗疲劳性、耐腐蚀性和优异的生物相容性。
这些材料主要用于骨关节固定设备、人工关节、矫形、脊柱矫形、颅骨修复、人工心脏瓣膜、心血管支架等。
3. 医用复合材料:由两种或两种以上材料复合而成的生物医学材料,如复合金属材料、复合陶瓷材料和复合聚合物材料。
这种材料具有良好的生物相容性,主要用于人工器官或组织的制造和人体组织的修复或更换。
4. 生物医学衍生材料:经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医学材料,如人工心脏瓣膜、巩膜修复体、骨骼修复体、血液透析膜和纤维蛋白制品等。
以上信息仅供参考,如有需要,建议查阅相关文献或咨询专业医生。
功能材料——可植入人机体的生物材料C50814004 郑程生物材料一般是指生物医学材料,其定义是指一类具有特殊性能、特种功能,用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患,而对人体组织不会产生不良影响的材料。
也有人认为它是一类特殊的功能材料,利用它可以对有机体进行修复、替代与再生。
生物医学材料研究的最终目的是用其能够代替或修复人体器官和组织,并实现其生理功能。
由于生命现象是极其复杂的,是在几百万年的进化过程中适应生存需要的结果.生命具有一定的生长、再生和修复精确调控能力。
这是目前所有人工器官和材料所无法比拟的.因此,目前的生物医学材料与人们的真正期望和要求相差甚远,常常出现各种各样的问题和失败。
长期以来,人们一直希望致力于研究能够使损伤、病变组织或器官完美重现和再生的材料和装置。
19世纪80年代以来,一类新的、具有激发、促进人体组织自身修复和再生作用的第三代生物活性复合材料研究开始兴起。
这类生物活性复合材料能够激发、主动诱导人体组织的自身修复、再生能力,从而达到使病变组织、器官最终完全或主要是由再生的自身天然健康组织或器官所取代,成为生物医学材料未来发展最具有活力的方向之一。
有的学者依据生物医学材料的发展历史及材料本身的特点,将已有的材料分为三代,它们各自都有自己明显的特点和发展时期,代表了生物医学材料发展的不同水平。
在20世纪60~70年代。
人们发展了第一代可植入人体的生物材料,其准则是所谓生物学“惰性”。
确切地说是生物相容性,包括免疫排斥、细胞毒性、组织相容性和血液相容性等。
在生物相容性的基础上,从20世纪80年代开始发展第二代生物材料,要求生物材料不仅生物相容性好,而且具有生物活性,即在体内生理环境里能诱导、促进植入物与宿主组织之间的愈合,并具有与原组织相似的理化性质。
这类材料于20世纪80年代中期问世。
另一个发展方向是材料可被降解、吸收,这样当损伤愈合后,体内没有植入物的残迹。
这类材料于1984年进入临床应用,PLA和PLGA即为其代表。
功能材料生物材料1.定义:生物材料,即生物医学材料,指以医疗为目的,用于与组织接触以形成功能的无生命材料。
另有定义:具有天然器官组织的功能或天然器官部分功能的材料。
2.分类:(1)按应用性质分类:抗凝血材料、齿科材料、骨科材料、眼科材料、吸附解毒材料、生物粘合材料、缓释材料、假体材料。
(2)按属性分类:天然生物材料:再生纤维、胶原、透明质酸合成高分子生物材料:硅橡胶、聚氨酯、尼龙、涤纶金属材料:不锈钢、钛及钛合金、钛镍记忆合金无机生物医学材料:碳素材料、生物活性陶瓷、杂化生物医学材料:天然材料与合成材料的杂化复合生物医学材料:用碳纤维增强的塑料、玻璃、陶瓷3.医用金属材料(1)定义:医用金属材料是指一类用作生物材料的金属或合金,又称外科用金属材料。
是一类生物惰性材料,除具有良好的生物力学性能及相关的物理性质之外,还必须具有良好的抗生理腐蚀性、生物相容性、无毒性和简易可行及确切的手术操作技术。
(2)常用医用金属材料:不锈钢、钴基合金、钛基合金、形状记忆合金、贵金属、纯金属钽、铌、铬。
4. 医用高分子材料(1)天然高分子生物材料天然蛋白质材料:胶原蛋白、纤维蛋白天然多糖类材料:纤维素、甲壳素、壳聚糖纤维素:葡萄糖经糖苷键连接而成的甲壳素:属于氨基多糖,是仅有的具明显碱性的天然多糖壳聚糖:甲壳素除去部分乙酰基后的产物(甲壳素的衍生物)(2)合成高分子生物材料硅橡胶、聚氨酯(PU)、环氧树脂、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)5. 其他生物医学材料无极生物医学材料:生物陶瓷、生物玻璃、碳素材料杂化生物材料6. 生物材料的发展趋势:复合型、杂化型、功能型、智能型7. 纳米医学材料生物材料的性能生物功能性、生物相容性1. 生物相容性(1)定义:指生物材料有效和长期在生物体内或体表行使其功能的能力。
用于表征生物材料在生物体内与有机体相互作用的生物学行为(2)分类:血液相容性、组织相容性、力学相容性(3)生物体对生物材料的响应:宿主反应生物学反应:血液反应、免疫反应、组织反应(4)生物体对生物反应的变化:急性全身反应、慢性全身反应、急性局部反应急性局部反应(5)材料在生物体内的响应:材料反应材料反应导致材料结构破坏和性质改变而丧失其功能,分为3方面:金属腐蚀、聚合物降解、磨损。
生物医用高分子材料的应用与发展生物材料也称为生物医学材料,是指以医疗为目的,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料。
主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。
研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学,生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。
它涉及到物理学、化学、生物化学、病理学、血液学等多种边缘学科。
目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗等)。
由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质,以满足不同的需求,耐生物老化,作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型,原料易得,便于消毒灭菌,因此受到人们普遍关注,已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。
医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段,还没有能够建立在分子设计的基础上,以材料的结构与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材料。
目前全世界应用的有90多个品种,西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%~20%的速度增长。
随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求,我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。
1 医用高分子材料的特点及基本条件医用高分子材料需长期与人体体表、血液、体液接触,有的甚至要求永久性植入体内。
因此,这类材料必须具有优良的生物体替代性(力学性能、功能性)和生物相容性。
a·生物功能性:因各种医用高分子材料的用途而异,如:作为缓释药物时,药物的缓释性能就是其生物功能性。
b·生物相容性:医用高分子材料的生物相容性包括2个方面:一是材料反应,主要包括材料在生物环境中被腐蚀、吸收、降解、磨损和失效等;二是宿主反应,包括局部和全身反应,如炎症、细胞毒性、凝血、过敏、致畸和免疫反应等。
生物医用材料 The manuscript was revised on the evening of 2021生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能,用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患,而对人体组织不会产生不良影响的材料。
现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料,其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。
生物医用材料是用来对于生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料,它是研究人工器官和医疗器械的基础,己成为材料学科的重要分支,尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破,生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
二关键词:生物,医学,材料,医疗器械,创伤,组织,植入biomedical material, new materials三文献综述1生物医用材料定义生物医用材料(biomedical material)是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料。
它是研究人工器官和医疗器械的基础,己成为材料学科的重要分支,尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破,己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
当代生物材料已处于实现重大突破的边缘,不远的将来,科学家有可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官,生物医用材料和制品产业将发展成为本世纪世界经济的一个支柱产业.由生物分子构成生物材料,再由生物材料构成生物部件。
生物体内各种材料和部件有各自的生物功能。
它们是“活”的,也是被整体生物控制的。
生物材料中有的是结构材料,包括骨、牙等硬组织材料和肌肉、腱、皮肤等软组织;还有许多功能材料所构成的功能部件,如眼球晶状体是由晶状体蛋白包在上皮细胞组成的薄膜内而形成的无散射、无吸收、可连续变焦的广角透镜。
在生物体内生长有不同功能的材料和部件,材料科学的发展方向之一是模拟这些生物材料制造人工材料。