生物医用材料
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生物医用材料分类如下:
1.金属材料:包括不锈钢、钛合金、镍钛合金等,用于制作植入
器械、人工关节等。
2.生物陶瓷材料:包括氧化铝、氧化锆等,用于制作人工关节、
牙科材料等。
3.聚合物材料:包括聚乳酸、聚酯、聚酰胺等,用于制作缝合线、
人工心脏瓣膜、人工血管等。
4.生物可降解材料:包括聚乳酸、聚羟基乙酸等,可以在人体内
逐渐降解,用于制作缝合线、骨修复材料等。
5.生物活性材料:包括蛋白质、多肽、DNA等,可以用于制作生物
传感器、药物递送系统等。
6.天然材料:包括动物组织、植物组织等,可以用于制作皮肤移
植、角膜移植等。
以上是一些常见的生物医用材料分类,不同种类的材料具有不同的特性和应用,可以根据实际需要选择合适的材料。
生物医用材料有哪些
生物医用材料是指用于医学治疗、修复和替代组织或器官的材料。
它们在医学领域发挥着重要作用,可以用于骨科、牙科、软组织修复、药物输送系统等方面。
下面我们就来了解一下生物医用材料的种类和应用。
首先,生物医用材料可以分为金属材料、聚合物材料和陶瓷材料三大类。
金属材料包括钛合金、不锈钢等,它们具有良好的力学性能和生物相容性,常被用于骨科植入物的制造。
聚合物材料包括聚乳酸、聚酰胺等,具有较好的可塑性和生物相容性,常被用于软组织修复和药物输送系统。
陶瓷材料具有优异的耐磨性和生物相容性,常被用于牙科修复和人工关节制造。
其次,生物医用材料在临床上有着广泛的应用。
比如,钛合金植入物可以用于骨折固定、人工关节等领域,聚乳酸材料可以用于可降解的缝合线和修复软组织,陶瓷材料可以用于牙科修复和人工关节制造。
此外,生物医用材料还可以用于药物输送系统,通过控制释药速率,提高药物的疗效和减少副作用。
另外,随着生物医用材料领域的不断发展,生物可降解材料、生物仿生材料等新型材料也逐渐应用于临床。
生物可降解材料可以在组织修复完成后逐渐降解,避免二次手术取出植入物的痛苦。
生物仿生材料则是通过模仿自然界的结构和功能设计材料,以达到更好的生物相容性和功能性。
总的来说,生物医用材料在医学领域有着重要的地位,不断涌现出新的材料和应用。
随着科学技术的不断进步,相信生物医用材料会在未来发展出更多种类和更广泛的应用,为人类健康事业做出更大的贡献。
生物医用高分子材料课程总结一、生物医用材料定义生物医用材料:对生物系统的疾病进行诊断、治疗、外科修复、理疗康复、替换生物体组织或器官(人工器官),增进或恢复其功能,而对人体组织不会产生不良影响的材料。
生物医用材料本身并不必须是药物,而是通过与生物机体直接结合和相互作用来进行治疗;生物医用材料是一种植入躯体活系统内或与活系统相接触而设计的人工材料。
研究内容包括:各种器官的作用;生物医用材料的性能;组织器官与材料之间的相互作用分类方法:按材料的传统分类法分为:(1)合成高分子材料(如聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、)(2)天然高分子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖)(3)金属与合金材料(4)无机材料(5)复合材料按材料的医用功能分为:(1)血液相容性材料(2)软组织相容性材料(3)硬组织相容性材料(4)生物降解材料(5)高分子药物二、生物相容性与安全性生物相容性,是生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物理、化学反应的一种概念。
生物医用材料必须对人体无毒、无致敏、无刺激、无遗传毒性、无致癌性,对人体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应。
主要包括:1.组织相容性:指材料用与心血管系统外的组织和器官接触。
要求医用材料植入体内后与组织、细胞接触无任何不良反应。
典型的例子表现在材料与炎症,材料与肿瘤方面。
影响组织相容性的因素:1)材料的化学成分;2)表面的化学成分;3)形状和表面的粗糙度:2.血液相容性:材料用于心血管系统与血液直接接触,主要考察与血液的相互作用材料,影响因素:材料的表面光洁度;表面亲水性;表面带电性,具体作用机理表现在:血小板激活、聚集、血栓形成;凝血系统和纤溶系统激活、凝血机能增强、凝血系统加快、凝血时间缩短;红细胞膜破坏、产生溶血;白细胞减少及功能变化;补体系统的激活或抑制;对血浆蛋白和细胞因子的影响。
主要发生在凝血过程,生物材料与血小板,生物材料与补体系统的作用过程。
生物医用材料
生物医用材料是指用于医疗治疗和修复组织的材料,包括生物材料和医用材料
两大类。
生物医用材料具有良好的生物相容性和生物活性,能够与人体组织相互作用,并且在医疗治疗和组织修复中发挥重要作用。
生物医用材料的种类繁多,常见的包括生物陶瓷、生物金属、生物高分子材料等。
这些材料在医疗治疗和组织修复中扮演着重要角色,例如生物陶瓷可用于骨修复和关节置换,生物金属可用于植入体内支撑和修复骨折,生物高分子材料可用于软组织修复和再生。
生物医用材料的研究和应用对于医疗领域具有重要意义。
通过不断创新和研发,可以开发出更加安全、有效的生物医用材料,为医疗治疗和组织修复提供更好的支持和帮助。
同时,生物医用材料的研究也为医学科研提供了新的方向和机遇,推动了医学科学的发展和进步。
在生物医用材料的研究和应用过程中,需要充分考虑材料的生物相容性、力学
性能、耐久性等因素。
只有在充分了解材料的特性和作用机制的基础上,才能更好地应用于医疗治疗和组织修复中,确保治疗效果和患者安全。
总的来说,生物医用材料是医疗治疗和组织修复中不可或缺的重要组成部分,
其研究和应用对于医学领域具有重要意义。
随着科学技术的不断进步和创新,相信生物医用材料将会在医疗领域发挥越来越重要的作用,为人类健康事业做出更大的贡献。
生物医用材料综述按照我的理解,生物医用材料是与我们生命个体有关,在医学方面对我们有生物意义的特殊材料。
生物医用材料,对我们非医学专业的人来说,是一个专业性较强的词汇。
从专业角度来说,生物医用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。
生物医用材料应用广泛,品种很多,有不同的分类方法。
根据材料本身的性质分为医用金属材料、医用高分子材料、生物陶瓷材料、医用复合材料和新起步的生物衍生材料五大类。
1) 医用金属材料主要适用于人体硬组织的修复和置换,有钴基合金、不锈钢、钛及钛合金、贵金属系、形状记忆合金、金属磁性材料等七大类。
医用金属材料的显著特点是具有较高的强度和韧性,加工性能好,工艺成熟稳定可靠,广泛用于齿科充填、人工关节、人工心脏、磁疗、放射疗法、药物载体、生殖控制等。
2) 生物陶瓷材料是近年来得到较快发展的一类生物材料,应用范围与医用金属材料类似。
生物陶瓷材料的优点是生物相容性好,同时又具有一定的强度和耐腐蚀性.但脆性和加工成型困难,仍是制约生物陶瓷广泛应用的两个最大难题.医用高分子材料是生物材料中的最大家族。
3) 医用高分子材料,包括合成和天然高分子,品种达100多种,已被广泛应用于各种韧带、肌腱、皮肤、血管、角膜、骨和牙以及各种人工器官脏器的修复和制造。
根据材料的性质分为生物降解和非生物降解材料两大类。
事实上,正是由于高分子科学的发展才确立了生物医学材料的学科地位。
4) 生物复合材料是上述三种材料任意两种以上复合而成的。
生物医学材料的研究仍属于仿生学范畴。
目前已实用的生物复合材料主要有表面涂层复合生物材料(如烤瓷假牙等)、纤维增强医用复合材料(如弹性骨折内固定板、可降解骨折内固定板等)。
当然,也可根据材料行为分为近于生物惰性的、生物活性的和可生物降解的三种基本类型。
5) 生物衍生材料的主要成分是活性生物组织, 用于人工心脏瓣膜、皮肤掩膜、骨修复体、血管化学修复体等。
生物医用材料的定义
生物医用材料是指用于医疗和生物学应用的材料,包括人工器官、医用植入物、医用纤维、医用涂层、医用粘合剂、医用纳米材料等。
这些材料在医学领域中发挥着重要的作用,可以用于治疗疾病、修复组织和器官、替代功能缺失的组织和器官等。
生物医用材料的种类繁多,其中最常见的是人工器官和医用植入物。
人工器官是指用于替代或辅助人体器官功能的人工装置,如人工心脏、人工肝脏、人工肾脏等。
医用植入物是指用于修复或替代人体组织的材料,如人工关节、人工骨头、人工血管等。
这些材料的研发和应用,可以帮助患者恢复健康,提高生活质量。
除了人工器官和医用植入物,生物医用材料还包括医用纤维、医用涂层、医用粘合剂、医用纳米材料等。
医用纤维可以用于制作医用敷料、缝合线等,具有良好的生物相容性和生物降解性。
医用涂层可以用于改善医疗器械的表面性能,如降低摩擦系数、增加耐腐蚀性等。
医用粘合剂可以用于组织黏合和修复,具有快速、有效、无创伤等优点。
医用纳米材料则可以用于制备高效的药物载体、生物传感器等,具有高灵敏度、高选择性等优点。
生物医用材料的研发和应用,需要考虑其生物相容性、生物降解性、机械性能、化学稳定性等多个方面的因素。
同时,还需要进行严格的生物安全评价和临床试验,确保其安全有效。
随着科技的不断进步和人们对健康的需求不断增加,生物医用材料的研究和应用将会
越来越广泛,为人类健康事业做出更大的贡献。
生物医用材料导论一、生物医用材料定义生物材料:广义的说,一是指用于生物体内的材料,达到治疗康复的目的,例如隐形眼镜、人工髋关节;二是指来源于生物体,可能用于或不再用于生物体,例如动物皮革用于服装。
生物医用材料:对生物系统的疾病进行诊断、治疗、外科修复、理疗康复、替换生物体组织或器官(人工器官),增进或恢复其功能,而对人体组织不会产生不良影响的材料。
生物医用材料本身不是药物,而是通过与生物机体直接结合和相互作用来进行治疗。
另一种说法是:生物医用材料是一种植入躯体活系统内或与活系统相接触而设计的人工材料。
生物医用材料又叫做生物材料,分别来自于Biomedical Materials 和Biomaterials的译名。
目前国际上两本最主要的学术期刊是英国的《Biomaterials》和美国的《Journal of Biomedical Materials Research》,两个期刊所涉及的内容是相同的,由此可见Biomedical Materials 和Biomaterials两词是指相同的材料。
举例说明:(FDA分类:美国食品与药物管路局对医用材料的分类)名称是否生物材料相接触的组织FDA分类眼镜架no隐形眼镜yes 与角膜接触III假肢no人工髋关节yes 与骨组织接触并要求牢固结合III假牙yes 与口腔粘膜接触II牙根植入体yes 与牙床骨接触并希望牢固结合III人工心肺系统yes 与血液接触III生物医用材料学科的研究内容1.各种器官的作用;2.生物医用材料的性能;3.它们之间的相互作用,在体内生物医用材料如何影响活组织(称之为宿主反应);活组织又如何影响生物材料的性能变化(称之为材料反应)。
相互作用重点研究化学和力学两方面。
(例如植入髋关节,磨损碎屑,炎症反应,以及金属离子的溶出)二、生物医用材料的分类:生物材料应用广泛,品种很多,有不同的分类方法。
按材料的传统分类法分为:(1)合成高分子材料(如聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物、其他医用合成塑料和橡胶)、(2)天然高分子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖)、(3)金属与合金材料(如钦金属及其合金)、(4)无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石)、(5)复合材料(碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物)。
生物医药材料
生物医药材料是指用于医疗和医学研究的各种生物材料,包括生物医用材料、生物医学材料和生物医药材料。
这些材料在医疗器械、医用耗材、药物制剂等领域发挥着重要作用,对于促进医学技术的发展和提高人类健康水平起着至关重要的作用。
生物医药材料的种类繁多,包括生物陶瓷、生物玻璃、生物金属、生物高分子材料等。
这些材料具有生物相容性好、机械性能优良、生物活性高等特点,能够与生物体组织良好地相容,不会引起排异反应,具有良好的生物相容性和生物活性。
生物医药材料在医疗器械领域应用广泛,如人工关节、骨科植入物、心脏起搏器、人工心脏瓣膜等,这些器械都需要具备良好的生物相容性和机械性能,以确保在人体内能够正常使用并且不会对人体造成损害。
在医用耗材领域,生物医药材料也发挥着重要作用,如医用敷料、医用胶带、医用缝合线等,这些耗材需要具备良好的生物相容性和生物活性,以确保在医疗过程中不会对患者造成不良反应。
此外,生物医药材料还广泛应用于药物制剂领域,如缓释药物载体、靶向药物传递系统等,这些材料能够提高药物的生物利用度,减少药物的副作用,提高药物的疗效。
总的来说,生物医药材料在医疗和医学研究领域发挥着重要作用,对于提高医学技术水平,改善人类生活质量起着至关重要的作用。
随着生物技术的不断发展和进步,相信生物医药材料将会有更广阔的应用前景,为人类健康事业做出更大的贡献。
一,生物材料(biomaterials):定义:它是对生物体进行诊断、治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料。
二、生物医用材料分类;1按材料组成和性质:医用高分子材料生物陶瓷材料医用金属材料生物医学复合材料2按用途:骨骼-肌肉系统修复和替换材料:骨、牙、关节、肌腱等软组织材料:皮肤、乳房、食道、呼吸道、膀胱等心血管系统材料:人工心瓣膜、血管、心血管内插管等医用膜材料:血液净化膜、分离膜、角膜接触镜等组织粘合剂和缝线材料临床诊断及生物传感器材料齿科材料药物释放载体材料3按生物化学反应性:可生物降解和吸收材料(如:聚乳酸),惰性生物医学材料(如:聚四氟乙烯),生物活性材料(如:羟基磷灰石)三、挑战1市场:社会老龄化对生物医用材料的要求心血管、脑血管、癌症、艾滋病等的治疗常见病和传染性疾病的预防与治疗2竞争:市场竞争、产业发展与高新技术及产品性价比3技术:安全功能组织相容性四、机遇i.国家的政策扶植ii.国家科学、技术、产业发展的一个重点领域iii.国家重点基础研究发展(973)计划、国家高技术研究发展计划(863)、科技攻关计划、星火计划、火炬计划、科技型中小企业技术创新基金、国家重点新产品计划;国家自然科学基金面上、重点与重大项目;国家计委高技术产业化新材料专项,国家工程中心;国家教育部科技基础项目。
iv.国家中长期规划的第8(人口与健康),13(战略高技术与高新技术产业化),14(基础科学)三个专题中均有生物医用材料领域相关内容。
五、策略i.学科交叉融合角度构思生物医用材料,形成学科交叉平台;ii.增加开放度,加强国内外的合作;iii.严格遵照SFDA生物医用材料的法规与标准;iv.分阶段实施产品商品化,以缓减投入风险;v.传统中药与具有生物活性的生物医用材料结合,形成富有特色且具有自主知识产权的生物材料产业;vi.加强产-学-研合作。
vii.。
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。
生物医用材料的种类及应用
一、生物医用材料的种类
1、金属材料
金属材料具有良好的机械特性,其中常用的金属材料包括钛材料、钢
材料、不锈钢材料、铝合金等。
它们通常用于制造医疗器械(例如刀具、
针管、器官移植支架)以及一些器械设备,如内窥镜、微创手术的器具等。
2、陶瓷材料
陶瓷材料是一种熔体结晶性材料,具有良好的刚性、热导率和耐热性
特征,常用的陶瓷材料包括氧化铝陶瓷、三氧化硅系陶瓷、氧化铝自熔质
陶瓷等。
它们在医疗领域的应用非常广泛,如制造血液净化膜、体外血液
流变仪等。
3、高分子材料
高分子材料是以热塑性聚合物为主的多种物质的总称,具有良好的柔
韧性和可加工性,常用的高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚甲
醛等。
它们的应用主要是用于制造生物相容性的医疗器械。
例如人工植入物、组织修复材料、心脏假体等。
4、纳米材料
纳米材料是指重量在一吨以下,体积在10-9m3以下的微型材料。
纳
米材料具有极好的生物相容性,可以用于制造人工器官和生物体内的结构
材料,例如纳米纤维、纳米胶囊等。
二、生物医用材料的应用
1、生物活性器件
生物活性器件是将器件与生物体(例如人体)结合制成的新型器件。
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,生物材料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。
它们可以做生物部件的人工代替物,也可以在非医学领域中使用。
前者如人工瓣膜、人工关节等;后者则有模拟生物黏合剂、模拟酶、模拟生物膜等2生物医用材料的分类生物材料应用广泛,品种很多,有不同的分类方法。
通常是按材料属性分为:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等)、天然高分子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等)、金属与合金材料(如钦金属及其合金等)、无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石等)、复合材料(碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物等)。
根据材料的用途,这些材料又可以分为生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料。
这些材料通过长期植入、短期植入、表面修复分别用于硬组织和软组织修复与替换。
生物医用材料由于直接用于人体或与人体健康密切相关,对其使用有严格要求。
首先,生物医用材料应具有良好的血液相容性和组织相容性。
其次,要求耐生物老化。
即对长期植入的材料,其生物稳定性要好;对于暂时植入的材料,耍求在确定时间内降解为可被人体吸收或代谢的无毒单体或片断。
还要求物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当。
便于消毒灭茵、无毒无热源、不致癌不致畸也是必须考虑的。
对于不同用途的材料,其要求各有侧重。
3生物医用新型材料(1)陶瓷基生物医用复合材料陶瓷基复合材料是以陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷基体,通过不同方式引入颗粒、晶片、晶须或纤维等形状的增强体材料而获得的一类复合材料。
目前生物陶瓷基复合材料虽没有多少品种达到临床应用阶段,但它已成为生物陶瓷研究中最为活跃的领域,其研究主要集中于生物材料的活性和骨结合性能研究以及材料增强研究等。
(2)高分子基生物医用复合材料研究表明几乎所有的生物体组织都是由两种或两种以上的材料所构成的,如人体骨骼和牙齿就是由天然有机高分子构成的连续相和弥散于其基质中的羟基磷灰石晶粒复合而成的。
生物有机高分子基复合材料,尤其生物无机与高分子复合材料的出现和发展,为人工器官和人工修复材料、骨填充材料开发与应用奠定了坚实的基础。
(3)金属基生物医用复合材料作为生物医用材料,金属材料占有极其重要的地位,它具有较好的综合力学性能和优良的加工性能,是国内外较早将其作为人体硬组织修复和植入的一类材料,但金属材料与机体的亲和性、生物相容性较差,在体液中存在材料腐蚀等问题。
因此,除进一步优化材料的整体性能外,必须通过表面涂层、离子注入等技术进行表面处理。
自国外1931年发表生物氧化物涂层的文献以来,涂层的技术和种类已得到不断的丰富和发展,但材料与骨组织之间的结合性能以及涂层与基体之间的界面结合性能仍是目前金属基复合材料的研究重点。
近年来,随着涂层技术的不断发展,电化学沉积法、浸渍-热解法、水热处理法不断出现,它已成为金属基生物复合材料研究的一个重要方向,涂层材料的研究已从生物惰性涂层发展到生物活性材料以及非氧化物涂层材料4生物医用材料发展趋势。
(1)组织工程材料面临重大突破生物材料在组织工程中占据非常重要的地位,同时组织工程也为生物材料提出问题和指明发展方向。
由于传统的人工器官(如人工肾、肝)不具备生物功能(代谢、合成),只能作为辅助治疗装置使用,研究具有生物功能的组织工程人工器官已在全世界引起广泛重视。
构建组织工程人工器官需要三个要素,即"种子"细胞、支架材料、细胞生长因子。
最近,由于干细胞具有分化能力强的特点,将其用作"种子"细胞进行构建人工器官成为热点。
组织工程学已经在人工皮肤、人工软骨、人工神经、人工肝等方面取得了一些突破性成果,展现出美好的应用前景。
(2)生物医用纳米材料初见端倪由于人类基因组计划的完成及基因诊断与治疗不断取得进展,科学家对使用基因疗法治疗肿瘤充满信心。
基因治疗是导人正常基因于特定的细胞(癌细胞)中,对缺损的或致病的基因进行修复;或者导人能够表达出具有治疗癌症功能的蛋白质基因,或导人能阻止体内致病基因合成蛋白质的基因片断来阻止致病基因发生作用,从而达到治疗的目的。
这是治疗学的一个巨大进步。
基因疗法的关键是导人基因的载体[5],只有借助于载体,正常基因才能进人细胞核内。
目前,高分子纳米材料和脂质体是基因治疗的理想载体,它具有承载容量大,安全性高的特点。
近来新合成的一种树枝状高分子材料作为基因导人的载体值得关注[6,7]。
(3)血液净化材料重在应用采用滤过沉淀或吸附的原理,将体内内源性或外源性毒物(致病物质)专一性或高选择性地去除,从而达到治病的目的,是治疗各种疑难病症的有效疗法[9]。
尿毒症、各种药物中毒、免疫性疾病(系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎)、高脂血症等,都可采用血液净化疗法治疗,其核心是滤膜、吸附剂等生物材料。
(4)复合生物材料仍是开发重点作为硬组织修复材料的主体,复合生物材料受到广泛重视。
它具有强度高、韧性好的特点,目前己广泛应用于临床。
通过具有不同性能材料的复合,可以达到"取长补短"的效果。
可以有效解决材料的强度、韧性及生物相容性问题。
是生物材料新品种开发的有效手段。
提高复合材料界面之间结合程度(相容性)是复合生物材料研究的主要课题[10]。
根据使用方式的不同研究较多的是:合金、碳纤维/高分子材料、无机材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)/高分子材料的复合研究。
(5)材料表面改性是永久性课题生物相容性包括血液相容性和组织相容性,是生物材料应用的基本要求。
除了设计、制各性能优异的新材料外,通过对传统材料进行表面化学处理(表面接枝大分子或基团)、表面物理改性(等离子体、离子注人或离子束)和生物改性是有效途径。
材料表面改性的新方法和新技术是生物材料研究的永久四分析讨论与感想生物医用材料和人工器官的研究实际上是个古老的命题。
若追溯至远古,公元前约3500年古埃及人就利用棉花纤维、马鬃作缝合线缝合伤口。
墨西哥的印第安人(阿兹蒂克人)使用木片修补受伤的颅骨。
目前,除了大脑以外,几乎所有人体器官都有替代材料。
人工器官的深入研究与近代材料科学发展密切相关。
20世纪初开发的高分子新材料则促成了人工器官系统研究的开始。
初期的研究内容,主要是解决医疗和保健之急需。
由于各种交通和工伤事故,重大的自然灾害、战争、衰老和病变,都急需维持、修复和替代人体的有关器官,因而作为人工器官替代物的生物材料应运而生。
生物医用材料是用于修复或替换人体组织的材料。
目前实际使用的生物医用材料包括聚合物、陶瓷、金属等人造材料和天然生物材料。
许多金属材料,陶瓷材料,高分子材料,复合材料等有关材料已广泛地在临床中进行了试用。
我国自八十年代起,北京大学的冯新德院士、南开大学的何炳林院士等就开始进行了有关医用高分子材料以及生物陶瓷等方面的基础研究工作。
同时清华大学的李恒德院士和北京大学的王夔院士等亦率先在国内开展了有关天然生物材料的微观结构以及生物矿化和病理矿化等方面的研究工作。
与国际前沿相比,我国现代生物材料的应用尚处于初级阶段,但在基础研究已取得了一系列进展。
在当今处于知识老化和更新同步的时代中,生物医用材料将更新医用材料的概念,创立新的基础理论,建立新的研究领域,研制新一代产品,开辟新的治疗途径。
不难看出,生物医用材料的研究具有非常诱人的前景。
五总结现代医学正向再生和重建被损坏的人体组织和器官,恢复和增进人体生理功能,个性化和微创治疗等方向发展。
传统的无生命的医用金属、高分子、生物陶瓷等常规材料已不能满足医学发展的要求,生物医学材料科学与工程面临着新的挑战。
由于材料科学与技术、细胞生物学和分子生物学的进展,深化了材料及植入体与机体相互作用的认识,加之医学进展和需求的驱动,当代生物医学材料的发展已进入一个崭新的阶段,并处于实现意义重大突破的边沿。
预计20年内医用生物医用材料的市场占有率将赶上药物。
因此,加强医用生物医用材料的临床应用研究和推广应用,重点发展我国医用生物医用材料的研究、开发、生产、营销紧密结合的一体化体系是当务之急。
虽说目前无法开发出具有与人体材料完全类似的替换材料,但随着智能材料、纳米材料的出现,相信在不久的将来,医用生物材料的发展将给材料科学和生命工程学带来一次新的革命。
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