生物医学材料优秀课件
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《生物医用药用材料》PPT课件
（2）无机有机复合是当前研究热点之一
（3）材料的多元复合是发展的重要方向
（4）具有特异性能的生物活性材料；
（5）力学相容性好又有促进组织生长功能的材 料；
（6）具有人体组织结医构学P的PT 复合材料
19
HAP的粉体制备方法 主要包括：固相反应法、 化学沉淀法、水热合成法、 溶胶—凝胶法、醇化合物 法等几种。
Ca10(PO4)6(OH)2
HAP系生物 材料的研究现状
（1）HAP的粉体制备工艺
（2）羟基磷灰石的成型与 烧结工艺
（3）HAP系复合材料目前 已达到的性能
（4）HAP系复合材料的应 用
医学PPTຫໍສະໝຸດ 201.2 生物材料的国（内A）外成研型工究艺 现状 常用的成型工艺主要有：注浆成型、 压制成型、等静压成型和凝胶浇注成型 等。
医学PPT
2
发展
❖ 公元前2500年在中国及埃及人的墓穴中已 发现有假手、假耳等人工假体，我国隋唐 时代就有了补牙用的银膏。
❖ 金银铂 ❖ 不锈钢 ❖ 纯钛的骨钉、骨板 ❖ Ti-Ni形状记忆合金
医学PPT
3
❖ 目前国外有数以百万计的人靠人工器官维持着生 命。仅在美国，每年约有100万人接受人工器官的 植入手术。其中，人工心脏瓣膜3.5万人，人工血 管18万人；人工髋骨12.5万人；人工膝盖605万人； 人工肾5万人。
（ B ） 一 般 报 道 的 整 体 HAP 的 弯 曲 强 度 在 30 ～ 177MPa之间，人体致密骨的弯曲强度在170MPa
左右。 （1）HAP的粉体制备工艺
（C）一般报道的整体HAP的断裂韧性在
0.7MPa ·m1/（2左2右），人羟体基骨磷的断灰裂石韧性的在成2-1型0 与 MPa · m1/2之烧间结。 工艺
生物医学高分子材料课件
化学法
利用化学反应将药物与高 分子材料结合，如接枝共 聚法、药物嵌入聚合物网 络法等。
生物法
利用生物分子和生物过程 将药物与高分子材料结合 ，如抗体偶联法、基因载 体法等。
高分子药物载体的性能评价
安全性评价
主要包括急性毒性试验、长期毒 性试验、致畸致癌性试验等，以 确保药物载体对人体的安全性。
有效性评价
生物医学高分子 材料课件
汇报人： 日期:
目录
• 生物医学高分子材料概述 • 生物相容性高分子材料 • 生物降解性高分子材料 • 高分子药物载体 • 高分子组织工程支架材料 • 研究展望与挑战
01
生物医学高分子材料概述
定义与分类
生物医学高分子材料
指用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官的材料。
分类
根据应用部位和功能，可分为生物惰性、生物活性、生物降 解和生物相容性高分子材料。
生物医学高分子材料的特性
生物惰性
指在体内稳定，不发生化学反应，无毒无害 。
生物降解
在体内可被分解为小分子，无害化排出体外 。
生物活性
具有诱发机体免疫反应的能力。
生物相容性
与人体组织相容，无排异反应。
生物医学高分子材料的应用
生物活性评价
检测支架材料是否具有促进 细胞生长和分化的生物活性 。
安全性评价
对支架材料进行安全性评估 ，包括急性毒性、慢性毒性 、致敏性等。
06
研究展望与挑战
新材料设计及制备技术展望
发展新的聚合反应
01
研究新的聚合反应，如活性聚合、基团转移聚合等，以实现高
分子材料的精确控制合成。
纳米技术和3D打印
骨骼系统
用于制作人工关节、骨板、骨 钉等。
生物医学材料和生物体间的相互作用培训课件
生物医学材料和生物体间的相互作用
24
所谓内源性钙化是指材料本身的因 素所引起的钙化。外源性钙化则是 指材料以外的因素如血细胞等所引 起的钙化。
生物医学材料和生物体间的相互作用
25
材料与血液接触后，其表面会有多 种细胞的沉积，这些细胞在这些区 域沉积很长一段时间后，细胞就会 死亡，局部的pH值就会改变，从 而吸附钙质，首先形成无定形磷酸 钙盐，随后转变成结晶型磷酸钙， 最后形成羟基磷灰石。这就是钙化 产生的一个基本过程。
生物医学材料和生物体间的相互作用
17
（二）钙化
生物医学材料和生物体间的相互作用
18
生物医学材料表面形成钙化常使材 料丧失功能，使植入失败。
生物医学材料和生物体间的相互作用
19
生物体内产生的病理钙化有两种， 一种为转移性钙化，另一种为营养 不良性钙化。
生物医学材料和生物体间的相互作用
20
转移性钙化是由于组织中钙含量都 是正常的，也就是说不会有转移性 钙化产生，所以在血泵上形成的钙 化属于营养不良性钙化。
生物医学材料和生物 体间的相互作用
生物医学材料植入体内对宿主人 体的影响是一个相当复杂的病理 过程。其中感染、钙化和肿瘤这 些现象的临床意义极其重要。
生物医学材料和生物体间的相互作用
2
（一）感染
生物医学材料和生物体间的相互作用
3
感染是植入材料在临床上最常见的 主要并发症之一，植入患者的大约 １％～１０％发生感染。
生物医学材料和生物体间的相互作用
49
生物医学材料导致产生一系列的全 身免疫反应，包括体液反应和细胞 反应。其中，体液反应包括凝血系 统的激活、补体系统的激活、激肽 系统的激活、溶纤系统的激活等。
生物医学材料简介 ppt课件
用于糖尿病、心血管、癌症以及炎症等
2. 按材料来源分类
• 自体材料 • 同种异体器官及组织 • 异体器官及组织 • 人工合成材料 • 天然材料
3.分类、特性
3.分类、特性
3.按组成和性质分类
1.医用不锈钢
生物医用金属材料
2.钴基合金 3.医用钛和钛合金
4.银汞合金……
生物医用高分子：硬组织材料、软组织材料和生物降解材料
2.原理
生物工程学
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。 只有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。
3.分类、特性
常见缺陷（材料反应）： （2）聚合物降解 • 聚合物在长期使用过程中，由于受到氧、热、紫外线、机械、水蒸气、酸碱及微生
物等因素作用，逐渐失去弹性，出现裂纹，变硬、变脆或变软、发粘、变色等，从 而使它的物理机械性能越来越差的现象。 • 聚合物老化易形成的碎片、颗粒、小分子量单体物质，因此使用它时必须谨慎，对 耐久性器件，必须保持一定强度和其它机械性能，老化产物不能对周围组织有毒害 作用。
3.分类、特性
特点（二）：相容性 生物相容性
可概括为材料和活体之间的相互关系，主要包括血液相容性和组织相容性（无毒 性、无致癌性、无热原反应、无免疫排斥反应等）。 力学相容性 负荷情况下，材料与所处部位的生物组织的弹性形变相匹配的性质和能力。取决于组 织-界面的性质和所承受负荷的大小。
3.分类、特性
2聚合物降解聚合物在长期使用过程中由于受到氧热紫外线机械水蒸气酸碱及微生物等因素作用逐渐失去弹性出现裂纹变硬变脆或变软发粘变色等从而使它的物理机械性能越来越差的现象
2. 按材料来源分类
• 自体材料 • 同种异体器官及组织 • 异体器官及组织 • 人工合成材料 • 天然材料
3.分类、特性
3.分类、特性
3.按组成和性质分类
1.医用不锈钢
生物医用金属材料
2.钴基合金 3.医用钛和钛合金
4.银汞合金……
生物医用高分子：硬组织材料、软组织材料和生物降解材料
2.原理
生物工程学
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。 只有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。
3.分类、特性
常见缺陷（材料反应）： （2）聚合物降解 • 聚合物在长期使用过程中，由于受到氧、热、紫外线、机械、水蒸气、酸碱及微生
物等因素作用，逐渐失去弹性，出现裂纹，变硬、变脆或变软、发粘、变色等，从 而使它的物理机械性能越来越差的现象。 • 聚合物老化易形成的碎片、颗粒、小分子量单体物质，因此使用它时必须谨慎，对 耐久性器件，必须保持一定强度和其它机械性能，老化产物不能对周围组织有毒害 作用。
3.分类、特性
特点（二）：相容性 生物相容性
可概括为材料和活体之间的相互关系，主要包括血液相容性和组织相容性（无毒 性、无致癌性、无热原反应、无免疫排斥反应等）。 力学相容性 负荷情况下，材料与所处部位的生物组织的弹性形变相匹配的性质和能力。取决于组 织-界面的性质和所承受负荷的大小。
3.分类、特性
2聚合物降解聚合物在长期使用过程中由于受到氧热紫外线机械水蒸气酸碱及微生物等因素作用逐渐失去弹性出现裂纹变硬变脆或变软发粘变色等从而使它的物理机械性能越来越差的现象
第八章-生物医用材料PPT
（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。
缺点：在接枝反应过程中，已接枝到材料表面的聚合物链会 对表面活性点产生屏蔽和立体位阻作用，阻碍体系中的聚合 物向膜表面扩散，妨碍端基活性基团聚合物对表面的密集覆 盖，接枝率一般不高。
“由表面接枝”法：
定义：先在材料表面形成活性接枝点，再引发单体接枝聚合， 从材料表面长出接枝聚合物链。这种方法有效地克服了“接 枝到”法中聚合物链靠近膜表面时的立体障碍，可以形成共 价键合、高接枝密度的聚合物刷。
主要介绍材料表面接枝聚合物刷改性、等离子 体技术、离子束技术的表面改性、电化学沉积 技术、材料表面肝素化、微相分离结构的形成、 材料表面生物化、材料表面化学活性基团或活 性物质的结合、表面修饰等。
1 5
1 材料表面接枝聚合物刷改性
材料表面接枝：聚合物链的一端以 共价键形式连接在材料表面上，另 一端背向沿着垂直于材料表面的方 向伸展而形成的排列紧密有序、类 似于刷子状的聚合物链集合。
3
生物医用材料发展简史
生物医用材料的应用已经有很长的历史了。早在公 元前5000年，人类祖先就用了黄金来修补牙齿。公元前 3500年，古埃及人用棉花纤维、马鬃缝合伤口。公元前 2500年的中国和埃及的墓葬里被挖掘出假牙、假鼻和假 耳朵。我国的隋唐时期采用了银、锡、汞合金来填补牙 齿。1851年。当天然橡胶硫化法发明以后，人们用硬橡 胶制作了人工牙托和鄂骨。
9
人工心脏瓣膜
（4） 医用生物复合材料。如羟基磷灰石涂复钛合金，炭纤维或生物活性玻 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。
缺点：在接枝反应过程中，已接枝到材料表面的聚合物链会 对表面活性点产生屏蔽和立体位阻作用，阻碍体系中的聚合 物向膜表面扩散，妨碍端基活性基团聚合物对表面的密集覆 盖，接枝率一般不高。
“由表面接枝”法：
定义：先在材料表面形成活性接枝点，再引发单体接枝聚合， 从材料表面长出接枝聚合物链。这种方法有效地克服了“接 枝到”法中聚合物链靠近膜表面时的立体障碍，可以形成共 价键合、高接枝密度的聚合物刷。
主要介绍材料表面接枝聚合物刷改性、等离子 体技术、离子束技术的表面改性、电化学沉积 技术、材料表面肝素化、微相分离结构的形成、 材料表面生物化、材料表面化学活性基团或活 性物质的结合、表面修饰等。
1 5
1 材料表面接枝聚合物刷改性
材料表面接枝：聚合物链的一端以 共价键形式连接在材料表面上，另 一端背向沿着垂直于材料表面的方 向伸展而形成的排列紧密有序、类 似于刷子状的聚合物链集合。
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生物医用材料发展简史
生物医用材料的应用已经有很长的历史了。早在公 元前5000年，人类祖先就用了黄金来修补牙齿。公元前 3500年，古埃及人用棉花纤维、马鬃缝合伤口。公元前 2500年的中国和埃及的墓葬里被挖掘出假牙、假鼻和假 耳朵。我国的隋唐时期采用了银、锡、汞合金来填补牙 齿。1851年。当天然橡胶硫化法发明以后，人们用硬橡 胶制作了人工牙托和鄂骨。
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人工心脏瓣膜
《生物医学功能材料》课件
分类
根据用途和特性，生物医学功能 材料可分为医用植入材料、医用 组织工程支架材料、医用膜材料 和器件、药物控制释放材料等。
生物医学功能材料的重要性
01
02
03
提高医疗效果
生物医学功能材料能够提 高医疗效果，减少并发症 ，改善患者生活质量。
推动医疗技术创新
生物医学功能材料的研发 和应用推动了医疗技术的 创新和发展。
血管支架
支架材料能够支撑狭窄或病变的血管，促进血液 循环，改善心血管疾病症状。
牙科种植体
种植体材料能够与人体骨骼相结合，恢复牙齿功 能，提高口腔健康水平。
药物载体与控释系统
药物载体
利用生物医学功能材料作为药物载体 ，能够实现药物的定向输送，提高治 疗效果并降低副作用。
控释系统
通过控制药物释放速度和时间，实现 药物的持续、稳定释放，提高患者的 用药依从性。
《生物医学功能材料 》ppt课件
目录
CONTENTS
• 生物医学功能材料的概述 • 生物医学功能材料的特性 • 生物医学功能材料的制备方法 • 生物医学功能材料的应用领域 • 生物医学功能材料的未来展望
01
生物医学功能材料 的概述
定义与分类
定义
生物医学功能材料是指用于替代 、修复、增强或辅助人体组织和 器官功能的材料。
2
生物可降解性对于临时性植入材料非常重要，可 以避免长期留存对组织造成的不良影响。
3
材料的生物可降解性可以通过选择适当的生物可 降解材料或进行表面改性等方式实现。
力学性能与稳定性
力学性能是指材料在受力作用下 的变形、断裂和疲劳等行为特性
。
良好的力学性能可以保证材料在 生理环境中的稳定性和耐久性， 减少因受力而产生的形变、断裂
根据用途和特性，生物医学功能 材料可分为医用植入材料、医用 组织工程支架材料、医用膜材料 和器件、药物控制释放材料等。
生物医学功能材料的重要性
01
02
03
提高医疗效果
生物医学功能材料能够提 高医疗效果，减少并发症 ，改善患者生活质量。
推动医疗技术创新
生物医学功能材料的研发 和应用推动了医疗技术的 创新和发展。
血管支架
支架材料能够支撑狭窄或病变的血管，促进血液 循环，改善心血管疾病症状。
牙科种植体
种植体材料能够与人体骨骼相结合，恢复牙齿功 能，提高口腔健康水平。
药物载体与控释系统
药物载体
利用生物医学功能材料作为药物载体 ，能够实现药物的定向输送，提高治 疗效果并降低副作用。
控释系统
通过控制药物释放速度和时间，实现 药物的持续、稳定释放，提高患者的 用药依从性。
《生物医学功能材料 》ppt课件
目录
CONTENTS
• 生物医学功能材料的概述 • 生物医学功能材料的特性 • 生物医学功能材料的制备方法 • 生物医学功能材料的应用领域 • 生物医学功能材料的未来展望
01
生物医学功能材料 的概述
定义与分类
定义
生物医学功能材料是指用于替代 、修复、增强或辅助人体组织和 器官功能的材料。
2
生物可降解性对于临时性植入材料非常重要，可 以避免长期留存对组织造成的不良影响。
3
材料的生物可降解性可以通过选择适当的生物可 降解材料或进行表面改性等方式实现。
力学性能与稳定性
力学性能是指材料在受力作用下 的变形、断裂和疲劳等行为特性
。
良好的力学性能可以保证材料在 生理环境中的稳定性和耐久性， 减少因受力而产生的形变、断裂
生物医学高分子材料课件
生物医学高分子材料课件
在这个生物医学高分子材料课件中，我们将探讨高分子材料的概念、分类以 及其在医学领域的应用和未来前景。
高分子材料的概念
高分子材料是由大量重复单元组成的材料，具有优异的力学性能和化学稳定性。 这些材料常常被用于制造医疗设备、人工器官和药物传递系统等。
高分子材料的分类
合成高分子材料
生物相容性
能够与生物体相容并且不引起 免疫反应，减少排斥反应的发 生。
机械特性
具有良好的力学性能，可以模 拟和替代人体组织的功能。
生物降解性
在体内可以逐渐降解和代谢， 减少二次手术的需求。
生物医学高分子材料的研究与发展
1
基础研究
对生物医学高分子材料进行基础性的研
改进和优化
2
究，探索材料的性质和应用潜力。
总结和展望
生物医学高分子材料是现代医学领域的重要组成部分，具有广阔的应用前景。
通过持续的研究和创新，我们可以开发出更多高效、安全和可持续发展的生 物医学高分子材料。
通过改进材料的制备方法和调控技术，
提高材料的性能和稳定性。
3
临床应用
将优秀的生物医学高分子材料应用于临 床实践，改善疾病治疗和患者生活质量。
生物医学高分子材料的未来前景
随着科学技术的发展和人们对健康需求的增加，生物医学高分子材料将在医学领域发挥更大的作用。 未来，我们可以期待更先进的材料设计和更广泛的应用领域，为人类健康带来更多福音。
2 药物传递系统Βιβλιοθήκη 将药物包裹在高分子材料中，控制药物的释 放速率和位置，以提高治疗效果。
3 医疗器械和诊断工具
使用高分子材料制造具有特殊功能的医疗器 械和诊断工具，提供更准确和便捷的医疗服 务。
在这个生物医学高分子材料课件中，我们将探讨高分子材料的概念、分类以 及其在医学领域的应用和未来前景。
高分子材料的概念
高分子材料是由大量重复单元组成的材料，具有优异的力学性能和化学稳定性。 这些材料常常被用于制造医疗设备、人工器官和药物传递系统等。
高分子材料的分类
合成高分子材料
生物相容性
能够与生物体相容并且不引起 免疫反应，减少排斥反应的发 生。
机械特性
具有良好的力学性能，可以模 拟和替代人体组织的功能。
生物降解性
在体内可以逐渐降解和代谢， 减少二次手术的需求。
生物医学高分子材料的研究与发展
1
基础研究
对生物医学高分子材料进行基础性的研
改进和优化
2
究，探索材料的性质和应用潜力。
总结和展望
生物医学高分子材料是现代医学领域的重要组成部分，具有广阔的应用前景。
通过持续的研究和创新，我们可以开发出更多高效、安全和可持续发展的生 物医学高分子材料。
通过改进材料的制备方法和调控技术，
提高材料的性能和稳定性。
3
临床应用
将优秀的生物医学高分子材料应用于临 床实践，改善疾病治疗和患者生活质量。
生物医学高分子材料的未来前景
随着科学技术的发展和人们对健康需求的增加，生物医学高分子材料将在医学领域发挥更大的作用。 未来，我们可以期待更先进的材料设计和更广泛的应用领域，为人类健康带来更多福音。
2 药物传递系统Βιβλιοθήκη 将药物包裹在高分子材料中，控制药物的释 放速率和位置，以提高治疗效果。
3 医疗器械和诊断工具
使用高分子材料制造具有特殊功能的医疗器 械和诊断工具，提供更准确和便捷的医疗服 务。
生物医用材料PPT课件
需用材料
止血材料 抗凝血材料 人工瓣膜材料 人工血管材料 人工血浆 人工红血球 人工肺 人工骨 人工关节 人工肌腱、人工肌肉 人工浆膜
2.
（图中Ms表示冷却时开始产生热弹性马氏体的转变温度，Mf表示 冷却时转变的终止温度，As表示升温时逆转的温度，Af表示逆转完全 的温度）。
医学应用
血栓过滤器、脑动脉瘤夹、食道支架、鼻出血
未来人造皮肤
+ 有触感
+ 可拉伸 + 能防弹
可剥落的电子表皮
人造心脏瓣膜的置换
• 第一个可靠的人工心 脏瓣膜，在1961年由 美国俄勒冈州波特兰 的外科医生史塔尔和 他的合作者爱德华斯 发明，是装在不锈钢 罩中的塑料球。
普通金属烤瓷牙
贵金属烤瓷牙
齿科材料
• 修复牙齿用的合金除银之外主要有镍铬、钴铬和 烤瓷合金。
“马赛克凝胶”是一 种薄皮状的物质，能 够与活体组织的细胞 生长兼容，进而确保 各种不同的细胞能够 在凝胶里进行精准的、 可操控的生长繁殖。 精确控制细胞生长 具有非常重大的意义， 如此一来，人造皮肤 的细胞就能模拟活体 组织细胞的自然生长， 对烧伤患者的治疗十 分有利。
控制“马赛克凝胶” 里的细胞生长，令 其排列成7个字母、 组成单词“Toronto”。
人工皮肤的发展
+ 人造皮肤在中国起步较晚，但经过几十年
的发展，其在各个领域上面都取得 了巨大 的成就。 在美国、 加拿大、 日本和欧共体 国家组织工程的研究和产业化得到迅速发 展， 尤其是美国有 50 余家公司从事组织工 程产品的产业化生产，已经形成价值 60 亿 美元的产业，并以每年 25%的速度递增。 初步估计，到 2020 年美国组织工程 产品市 场可达每年 180 亿美元。
生物医学材料简介ppt课件
医用高分子材料研发过程中遇到的一个巨大 难题是材料的抗血栓问题。当由于人体的自然保 护性反应将产生排异现象，其中之一即为在材料 与肌体接触表面产生凝血，即血栓，结果将造成 手术失败，严重的还会引起生命危险。因此对高 分子材料的抗血栓性研制是医用高分子研究中的 关键问题。
整理ppt
20
血液相容性高分子材料的制取
整理ppt
13
3.碳素材料
碳是构成生物体的重要组成元素，由于它具有极好 的抗血栓性，因而碳素材料被认为是最佳的人工心脏瓣 膜材料。活性炭常用于血液净化材料等。
整理ppt
人工心脏瓣膜
14
碳纤维束有利于生物组织 依附生长，经聚乳酸浸制成人 工韧带和肌腱已用于临床研究 。碳纤维与高分子材料制成的 复合材料可用于制作假牙、人 工软骨、人工中耳骨及用于胫 骨骨折固定板、颌面修复等。
整理ppt
26
The End
！
整理ppt
27
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HAP是人牙和骨骼的主要无机成分，具有吸收和聚集体液中 钙离子的作用，参与体内钙代谢，对骨质增生有刺激或诱导作 用，促进缺损组织的修复，显示出生物活性。与高分子材料制 成的混合材料常用做人工中耳骨等。
整理ppt
12
采用增强含微孔羟基磷灰石(HA)陶瓷制成人工听小骨假 体，在语言频率范围，平均提高病人的听力20-30dB，在特定 语言频率范围提高45～60dB。
关节的磨损
本高
修复肌腱、神经和血管的钽
丝
整理ppt
9
二、无机生物医学材料
无机生物医学材料从主要成分来看，包括生物陶瓷、 生物玻璃和碳素材料。1808年就已用陶瓷来镶牙，近20 年来由于无机生物学材料性能的改善及复合材料发展的 需要，这类材料的研制和应用都有了较大的发展。
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血液相容性高分子材料的制取
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13
3.碳素材料
碳是构成生物体的重要组成元素，由于它具有极好 的抗血栓性，因而碳素材料被认为是最佳的人工心脏瓣 膜材料。活性炭常用于血液净化材料等。
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人工心脏瓣膜
14
碳纤维束有利于生物组织 依附生长，经聚乳酸浸制成人 工韧带和肌腱已用于临床研究 。碳纤维与高分子材料制成的 复合材料可用于制作假牙、人 工软骨、人工中耳骨及用于胫 骨骨折固定板、颌面修复等。
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The End
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HAP是人牙和骨骼的主要无机成分，具有吸收和聚集体液中 钙离子的作用，参与体内钙代谢，对骨质增生有刺激或诱导作 用，促进缺损组织的修复，显示出生物活性。与高分子材料制 成的混合材料常用做人工中耳骨等。
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采用增强含微孔羟基磷灰石(HA)陶瓷制成人工听小骨假 体，在语言频率范围，平均提高病人的听力20-30dB，在特定 语言频率范围提高45～60dB。
关节的磨损
本高
修复肌腱、神经和血管的钽
丝
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二、无机生物医学材料
无机生物医学材料从主要成分来看，包括生物陶瓷、 生物玻璃和碳素材料。1808年就已用陶瓷来镶牙，近20 年来由于无机生物学材料性能的改善及复合材料发展的 需要，这类材料的研制和应用都有了较大的发展。
《生物材料学》医用生物材料 ppt课件
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二维有限元法设计 40
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化学周期表中的大部分金属不符合生物材料的 要求，仅有小部分或经处理过的可用于临床。 目前在临床使用的医用金属材料主要有不锈钢、 钴基合金和钛基合金三大类，另外还有TiNi记 忆合金和贵金属等。
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生物相容性要求
毒性反应：
金属的毒性主要作用于细胞、可抑制酶的活动，阻止酶通
过细胞膜的扩散和破坏溶酶体。不锈钢中含有毒性的铁、
5.1.5 其他医用金属材料
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第五章 生物医用材料
5.2 医用陶瓷材料
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5.2 医用陶瓷材料
陶瓷结构与性能的关系
磷酸钙陶瓷
生物活性玻璃与生物微晶玻璃
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4. 具有与天然组织相适应的物理机械特性； 5. 针对不同的使用目的具有特定的功能。（如髋关节在静止状态承受体重的二分之一，水平步行时
承受的重量为静止时的3.3倍，而跑步时则为4倍以上。此外,每步行一公里大约活动1000次，按照一般的生活情况,每年大约 承受1×106 ~ 3×106次重复负荷的作用）。
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ห้องสมุดไป่ตู้
1.2生物材料的分类
生物材料主要有两种分类方法：按应用性质分类和按生物 材料的属性分类。
➢ 按应用性质来分类主要有： • 抗凝血材料（心血管材料）、齿科材料、骨科材料、眼科材料、吸附
解毒材料（血液灌流用）、假体材料、缓释材料、生物粘合材料、透 析及超滤用膜材料、一次性医用材料等等。 ➢ 按生物材料的属性可分为： • 天然高分子生物材料——再生纤维、胶原、透明质酸、甲壳素等。 • 合成高分子生物材料——硅橡胶、聚氨脂及其嵌段共聚物、涤纶、尼 龙、聚丙烯腈、聚烯烃。 • 医用金属材料——不锈钢、钛及钛合金、钛镍记忆合金等。 • 无机生物医学材料——碳素材料、生物活性陶瓷、玻璃材料。 • 杂化生物材料——指来自活体的天然材料与合成材料的杂化，如胶原 与聚乙烯醇的交联杂化等。 • 复合生物材料——用碳纤维增强的塑料，用碳纤维或玻璃纤维增强的 生物陶瓷、玻璃等。
Fe-Mo合金用在牙科和整形外科，这种合金的耐腐蚀 性是一般不锈钢如316的40倍。钴基铬钼合金的生物
相容性超过铁铬镍和钴铬 合金。钴基合金的耐磨性 是所有医用金属材料中最 好的，与不锈钢相比，更 适于制造体内承载苛刻的
长期植入件.
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CoCrMo合金 制股骨帽
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在具有良好的生物相容性这一研究路线指导下，人们采用了多种假体 做成植入体，成功的进行了骨移植手术。
1884年，首次用金属插补术进行髋关节置换； 1936年，有机玻璃迅速被制成假牙及人工骨而应用与临床； 1943年，赛璐璐的问世使得透析膜能够制备成人工肾； 1938年，制备出合金假体； 20世纪60年代，聚乙烯得到了广泛的应用。 近年来研究人员已经应用改性的生物材料研制出人工器官，来替代和
钢
反应等, 不锈钢中添加Mo可克服铬钝化
膜在氧化环境中耐腐蚀性能, 如加Mo的
316、317。降低碳含量，如使用超低碳
的316L可防止晶间腐蚀.
常用来制作各种人工关
节和骨折内固定器、截
骨连接器等，也用于牙
科等各种器件制造。
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骨吸收和骨小梁形成
2、钴基合金 加Mo的钴基合金，已用于生物体中。例如Co-Cr-Ni-
血液）时，应有良好的耐蚀性。唾液、血液、间质液都是以Clˉ、Na+、K+离子为主的电解质溶液， 生物材料在这种溶液中应不发生反应、腐蚀和变质）；
玻璃钢人工颅盖 骨
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高分子与钛合金人造髋骨
3. 与人体组织相容性好，不引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；
Ti表面血小板的形态(差)
Ti-O薄膜表面血小板的形态(好)
➢早在公元前，就有采用青铜或 黄铜作为骨取代物将断裂的骨 连接起来的先例。 ➢两千多年前的罗马人、中国人 和阿兹特克人就会把金应用在 牙齿的修补上。 ➢到 1 9 世 纪 中 期 以 后 ， 随 着 医 学的逐渐的发展，形成了相应 的科学体系。特别是新型高分 子材料的研发，为生物材料的 研究和应用创造了极大的机会。
修复机体受损的组织和器官，发挥各项生理作用，已获得了较好的治 疗效果，但是仍然存在一定的问题，未能完全满足人们的要求。
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随着生物技术发展和重大突破，生物医用材料己成为各国 研究和 开发的热点。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.
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1.3生物材料的使用性能
生物材料是研制人工器官及一些重要医疗技术的物质基础，每一种新 型生物材料的发现都引起了人工器官及医疗技术的飞跃。不同的生物 材料具有不同的使用性能。
一般而言，临床医学对生物医学材料有以下基本的要求： 1. 无毒性，不致癌，不致畸，不引起人体细胞的突变和组织细胞的反应； 2. 化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用（接触人体各种体液（唾液、淋巴液、
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医用金属材料
• 定义：一类用作生物材料的金属或合金，又称外科用金属材料。 • 性质： ✓ 生物惰性材料 ✓ 较高的机械强度和抗疲劳性能 ✓ 良好的生物力学性能及相关的物理性质 ✓ 优良的抗生理腐蚀性、生物相容性、无毒性 • 种类：有钴合金（Co-Cr-Mo）、钛合金（Ti-6A1-4V）和不锈钢的人
近10年来，全球生物医用材料和制品的市场一直保持15%以上的
年增长率，正在成长为本世纪世界经济的一个支柱性产业。近年来， 全球生物医用材料及其制品的产值以每年5~8%的速度增长，2005 年的产值约为2100亿美元，是药品产值的7/10,而且比值还在增大， 将成为本世纪经济的支柱性产业。
我国需求量大，近十年来市场年增长率却高达20%—27%，占国际 市场份额不到3%。二是从潜在需求来看，就医疗器械的人年均消 耗额计，我国仅为7美元左右，美国则高达300美元以上。随着国 民经济的发展、人民生活水平的提高，以及人口老龄化，我国对生 物医用材料及制品的需求越来越大
生物医学材料优秀课件
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1.1生物材料发展背景
生物材料的定义
生物材料的发展
➢一种与生物体组织接触，用 以评估、治疗、置换生物体 任何组织、器官，增进和恢 复其功能的材料。 ➢生物材料主要是应用在医用 领域，它们很少单独的使用， 通常是被制成医疗器械而使 用。 ➢事实上，生物材料通常是一 种经过加工、消毒后被使用 的材料。
工关节和人工骨。 • 镍钛形状记忆合金具有形状记忆的智能特性，能够用于矫形外科、心
血管外科。 • 形状记忆合金具有奇特的形状记忆功能、质轻、磁性微弱、强度较高、
耐疲劳性能、高回弹性和生物相容性好等，在管腔狭窄的治疗、骨科、 口腔科和血管外科具有广泛的应用。
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1、不锈钢
骨不
钉锈
不锈钢成本低，但在体内有腐蚀和组织
承受的重量为静止时的3.3倍，而跑步时则为4倍以上。此外,每步行一公里大约活动1000次，按照一般的生活情况,每年大约 承受1×106 ~ 3×106次重复负荷的作用）。
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ห้องสมุดไป่ตู้
1.2生物材料的分类
生物材料主要有两种分类方法：按应用性质分类和按生物 材料的属性分类。
➢ 按应用性质来分类主要有： • 抗凝血材料（心血管材料）、齿科材料、骨科材料、眼科材料、吸附
解毒材料（血液灌流用）、假体材料、缓释材料、生物粘合材料、透 析及超滤用膜材料、一次性医用材料等等。 ➢ 按生物材料的属性可分为： • 天然高分子生物材料——再生纤维、胶原、透明质酸、甲壳素等。 • 合成高分子生物材料——硅橡胶、聚氨脂及其嵌段共聚物、涤纶、尼 龙、聚丙烯腈、聚烯烃。 • 医用金属材料——不锈钢、钛及钛合金、钛镍记忆合金等。 • 无机生物医学材料——碳素材料、生物活性陶瓷、玻璃材料。 • 杂化生物材料——指来自活体的天然材料与合成材料的杂化，如胶原 与聚乙烯醇的交联杂化等。 • 复合生物材料——用碳纤维增强的塑料，用碳纤维或玻璃纤维增强的 生物陶瓷、玻璃等。
Fe-Mo合金用在牙科和整形外科，这种合金的耐腐蚀 性是一般不锈钢如316的40倍。钴基铬钼合金的生物
相容性超过铁铬镍和钴铬 合金。钴基合金的耐磨性 是所有医用金属材料中最 好的，与不锈钢相比，更 适于制造体内承载苛刻的
长期植入件.
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CoCrMo合金 制股骨帽
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在具有良好的生物相容性这一研究路线指导下，人们采用了多种假体 做成植入体，成功的进行了骨移植手术。
1884年，首次用金属插补术进行髋关节置换； 1936年，有机玻璃迅速被制成假牙及人工骨而应用与临床； 1943年，赛璐璐的问世使得透析膜能够制备成人工肾； 1938年，制备出合金假体； 20世纪60年代，聚乙烯得到了广泛的应用。 近年来研究人员已经应用改性的生物材料研制出人工器官，来替代和
钢
反应等, 不锈钢中添加Mo可克服铬钝化
膜在氧化环境中耐腐蚀性能, 如加Mo的
316、317。降低碳含量，如使用超低碳
的316L可防止晶间腐蚀.
常用来制作各种人工关
节和骨折内固定器、截
骨连接器等，也用于牙
科等各种器件制造。
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骨吸收和骨小梁形成
2、钴基合金 加Mo的钴基合金，已用于生物体中。例如Co-Cr-Ni-
血液）时，应有良好的耐蚀性。唾液、血液、间质液都是以Clˉ、Na+、K+离子为主的电解质溶液， 生物材料在这种溶液中应不发生反应、腐蚀和变质）；
玻璃钢人工颅盖 骨
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高分子与钛合金人造髋骨
3. 与人体组织相容性好，不引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；
Ti表面血小板的形态(差)
Ti-O薄膜表面血小板的形态(好)
➢早在公元前，就有采用青铜或 黄铜作为骨取代物将断裂的骨 连接起来的先例。 ➢两千多年前的罗马人、中国人 和阿兹特克人就会把金应用在 牙齿的修补上。 ➢到 1 9 世 纪 中 期 以 后 ， 随 着 医 学的逐渐的发展，形成了相应 的科学体系。特别是新型高分 子材料的研发，为生物材料的 研究和应用创造了极大的机会。
修复机体受损的组织和器官，发挥各项生理作用，已获得了较好的治 疗效果，但是仍然存在一定的问题，未能完全满足人们的要求。
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随着生物技术发展和重大突破，生物医用材料己成为各国 研究和 开发的热点。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.
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1.3生物材料的使用性能
生物材料是研制人工器官及一些重要医疗技术的物质基础，每一种新 型生物材料的发现都引起了人工器官及医疗技术的飞跃。不同的生物 材料具有不同的使用性能。
一般而言，临床医学对生物医学材料有以下基本的要求： 1. 无毒性，不致癌，不致畸，不引起人体细胞的突变和组织细胞的反应； 2. 化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用（接触人体各种体液（唾液、淋巴液、
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医用金属材料
• 定义：一类用作生物材料的金属或合金，又称外科用金属材料。 • 性质： ✓ 生物惰性材料 ✓ 较高的机械强度和抗疲劳性能 ✓ 良好的生物力学性能及相关的物理性质 ✓ 优良的抗生理腐蚀性、生物相容性、无毒性 • 种类：有钴合金（Co-Cr-Mo）、钛合金（Ti-6A1-4V）和不锈钢的人
近10年来，全球生物医用材料和制品的市场一直保持15%以上的
年增长率，正在成长为本世纪世界经济的一个支柱性产业。近年来， 全球生物医用材料及其制品的产值以每年5~8%的速度增长，2005 年的产值约为2100亿美元，是药品产值的7/10,而且比值还在增大， 将成为本世纪经济的支柱性产业。
我国需求量大，近十年来市场年增长率却高达20%—27%，占国际 市场份额不到3%。二是从潜在需求来看，就医疗器械的人年均消 耗额计，我国仅为7美元左右，美国则高达300美元以上。随着国 民经济的发展、人民生活水平的提高，以及人口老龄化，我国对生 物医用材料及制品的需求越来越大
生物医学材料优秀课件
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1.1生物材料发展背景
生物材料的定义
生物材料的发展
➢一种与生物体组织接触，用 以评估、治疗、置换生物体 任何组织、器官，增进和恢 复其功能的材料。 ➢生物材料主要是应用在医用 领域，它们很少单独的使用， 通常是被制成医疗器械而使 用。 ➢事实上，生物材料通常是一 种经过加工、消毒后被使用 的材料。
工关节和人工骨。 • 镍钛形状记忆合金具有形状记忆的智能特性，能够用于矫形外科、心
血管外科。 • 形状记忆合金具有奇特的形状记忆功能、质轻、磁性微弱、强度较高、
耐疲劳性能、高回弹性和生物相容性好等，在管腔狭窄的治疗、骨科、 口腔科和血管外科具有广泛的应用。
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1、不锈钢
骨不
钉锈
不锈钢成本低，但在体内有腐蚀和组织