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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。
常用的生物医学材料生物医学材料是指能够在生物体内发挥一定功能的材料，用于医学领域的诊断、治疗、修复等方面。
它们可以被分为生物组织工程材料、生物传感材料、生物医学传导材料和生物医学涂层材料等几类。
下面将介绍一些常用的生物医学材料。
1.生物组织工程材料生物组织工程材料是指能够用于修复和替代组织和器官的材料。
常用的生物组织工程材料包括生物陶瓷、生物金属、生物降解材料和生物高分子材料等。
生物陶瓷主要用于骨修复和牙齿修复，如氧化锆陶瓷和羟基磷灰石陶瓷等。
生物金属主要用于骨修复，如钛合金和不锈钢等。
生物降解材料能够在体内逐渐降解，如可降解植入物和可降解缝线等。
生物高分子材料如胶原蛋白和明胶等主要用于组织修复和再生。
2.生物传感材料生物传感材料用于检测、监测和测量生物体内的生理参数和生物活性分子。
常用的生物传感材料包括生物传感纳米材料、生物传感膜材料和生物传感纤维材料等。
生物传感纳米材料如量子点和金纳米颗粒等，具有高灵敏度和选择性，可用于生物分子的检测和成像。
生物传感膜材料如生物生物膜、聚合物膜和多层膜等，用于传感信号的转换和传递。
生物传感纤维材料如碳纳米纤维和纳米纤维素纤维等，可用于制备传感器和生物相容性的织物。
3.生物医学传导材料生物医学传导材料用于调控生物体内的电信号和磁信号，广泛应用于心脑血管疾病的诊断和治疗。
常用的生物医学传导材料包括生物活性玻尿酸、生物医用硅胶和生物医用磁性材料等。
生物活性玻尿酸作为一种生物多聚物，具有良好的生物相容性和生物活性，用于心脑血管介入治疗和修复。
生物医用硅胶和生物医用磁性材料则用于制备生物医学传感器和生物医学成像剂。
4.生物医学涂层材料生物医学涂层材料用于在医疗器械表面形成一层保护层，提高器械表面的性能和生物相容性。
常用的生物医学涂层材料包括微纳米结构涂层材料、生物活性涂层材料和防生物污垢涂层材料等。
微纳米结构涂层材料如纳米钛合金涂层和纳米金属涂层等，可以提高器械表面的生物相容性和抗菌性。
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。
生物医用材料大作业姓名：学号：学院：完成日期年月日第一部分：提高金属表面生物相容性方法及相关研究进展1.生物相容性简介生物相容性是指生物材料在医疗过程中可以发挥其效用,而不会让使用者产生任何不期望的局部或系统性反应,但是在其特定的环境下,可以让细胞和组织产生最有效的反应,并且最优化该治疗的临床表现[1]。
生物材料的生物相容性按照材料与人体接触部位的不同可以分为血液相容性和组织相容性，这两种相容性必须建立在力学相容的基础上因此还有力学相容性。
若材料用于心血管系统与血液直接接触，主要考虑与血液的相互作用，称为血液相容性；若与心血管系统外的组织和器官接触，主要考察与组织的相互作用，称为组织相容性或一般相容性[2]。
2.金属生物材料简介金属在生物材料方面的应用已有比较长的你是，从最初的不锈钢材料、钴铬合金、工业纯钛到钛合金、镍钛记忆合金等一些列的金属材料被应用到生物医用材料领域[2]。
众所周知，生物金属材料中使用的比较广泛的主要是牙科和骨科用的金属材料。
牙科主要是应用金、银、铂等金属合金以及不锈钢、钴基和钛基合金等；骨科主要是应用镍铬不锈钢、钴铬钼合金和钛及其合金，有时也应用价格昂贵的钽、铌、金、银、钯、铂等。
3.一些金属材料表面改性举例a)钛合金表面改性钛合金在20世纪40年代被引入生物医学领域；60年代后期，钛在外壳植入方面应用得到较快发展；70年代初开始在临床使用至今。
但是，钛合金的耐磨性差、生物活性较低，合金中含有V、Al等对人体有害元素，进一步提高其耐蚀性能也是此类合金使用中需要解决的重要问题[3]。
目前，在钛合金方面的研究主要是集中在利用表面改性技术提高金属表面的稳定性和耐磨性，通过表面生物医学设计，赋予其生物活性，使新骨快速生成，实现骨性结合的研究是当前研究的热点。
钛合金表面改性的方法主要有表面机械方法改性、表面生物化学改性、表面物理改性、表面化学改性等[6]。
表面机械方法改性主要针对的是改变表面粗糙度的表面三维形貌的改性，使表面呈现出多孔、格子、纵列、突起、凹点等形貌。
这种粗糙的表面形态可以通过各种工艺来获得，例如：离子束蚀刻、化学腐蚀、等离子蚀刻、电子束蚀刻、光照蚀刻、表面涂层、冷冻刻蚀、烧结、紫外线照射、机械表面粗糙化等。
表面化学改性主要是将大分子蛋白质或者酶等以化学键的形式连接到基体表面上，植入人体后可诱导有利的组织反应，促进细胞的增殖分化，提高生物相容性。
表面物理改性主要分为等离子喷涂、激光熔覆等。
等离子喷涂是目前应用比较成熟的一种改性方法，主要是利用直流电驱动等离子电弧作为热源，电离电极间的气体，继而形成高温热等离子体，将陶瓷、合金、金属等的粉末通过等离子焰加热熔融，并高速喷向金属基体上快速凝固形成附着牢固的涂层。
将粉料按照比例进行配比涂覆在钛合金表面，然后利用激光对粉末及基体进行熔覆处理，粉末与基体能够形成冶金结合，合成及熔覆活性涂层一步完成，即为激光熔覆的基本过程。
表面化学改性主要包括溶胶凝胶、碱热处理法、双氧水处理法、仿生矿化发、电泳沉积法、电结晶沉积法以及阳极氧化法等。
由于钛及其合金具有良好的化学稳定性、抗腐烛性和生物相容性,主要是由于其表面存在一层致密的钝化膜。
如图1所示。
图1 纯钛表面形成的自然氧化层示意图b)镁合金表面改性由于镁是极活泼金属，标准电极位为-2.37V，耐腐蚀性极差，将其用于生物材料领域，首要解决的是改善材料腐蚀行为、生物活性等问题[8]。
已发展的镁合金表面处理方法较多，大致可分为物理法和化学法[2]。
物理法包括等离子体喷涂、磁控溅射、离子束溅射、脉冲激光法、电泳法、浸涂法、喷涂法等；化学法包括碱热处理、阳极/微弧氧化、离子注入、溶胶凝胶法、化学转化法、单分子层自组装、电化学沉积、仿生矿化法等。
简单介绍几种常见方法，稀土转化膜表面改性一般是将金属置于含稀土离子的溶液中，浸泡一段时间(化学浸泡法)或将金属作为阴极通电极化(阴极极化法)，可在其表面形成稀土转化膜；阳极氧化技术是利用电解作用，对镁及其合金进行阳极氧化处理，可获得具有双层结构的氧化膜：内层为致密层，外层为多孔层。
微弧氧化又称微等离子体氧化或阳极火花沉积，突破传统阳极氧化技术工作电压的限制，将工作区域引到高压放电区，利用微弧区瞬间高温烧结作用直接在金属基体表面原位生长陶瓷膜。
金属镀层是在镁合金上进行金属涂层处理，可以获得高的耐蚀性。
金属涂层可使用电镀、化学镀或热喷涂方法获得。
强束流改性技术是利用高能量束流直接作用于靶材表面，利用产生的热效应，使材料表面和次表面层瞬间经受急热和急冷，从而达到材料表面改性的目的。
举例最优化条件下制备的三组样品：MgO、MgO/HA和MgO/HA/PLA对比结果观察如图2所示，a1是阳极氧化过后MgO修饰层，a2是a1的放大图。
100倍下可以观察到镁合金表面较为平整光滑；5000放大倍数下，可以观察到有许多凸起和气坑，白色球状小颗粒尺寸在1～2μm之间。
分析原因可能是电压导致氧气和熔融态物质生成，熔融物通过放电气孔不断涌出，遇到电解液后迅速冷却并在孔周围凝固形成凹凸不平表面。
图2 MgO修饰层表面的SEM图[8]如图3所示，b1是在MgO修饰层的基础上电泳得到的羟基磷灰石（HA）修饰层，b2是b1的放大图。
100倍下可观察到修饰层均匀致密，没有起伏，无裂纹产生，有较多的大尺寸HA颗粒从修饰层表面均匀凸出来；5000放大倍数下，可观察到颗粒团聚在一起，大小不均，底层是小颗粒，凸起的部分是大颗粒，整个修饰层没有明显的裂缝。
图3 MgO/HA修饰层表面的SEM图[8]如图4所示，c1是在HA修饰层的基础上浸涂得到的蜂窝状聚乳酸（PLA）修饰层，c2是c1的放大图。
100倍下可以观察到表面有凸起颗粒，这是羟基磷灰石大颗粒的不平整性造成的；5000放大倍数下，发现薄膜呈有序多孔结构排列，孔洞阵列分布均匀，并不是球形排布，而是六方密排阵列，孔径大约2.5μm。
这是一种以水为模板的新型自组装图案化技术，称为水滴模版法(breath figures method)[9]。
图4 MgO/HA/PLA修饰层表面的SEM图[8]如图5所示，由四组镁合金试样在SBF中释放氢气量与时间的对应关系说明HA在一定程度上起到了抗腐蚀作。
MgO/HA/PLA修饰层有效填充了HA 颗粒之间的缝隙，阻挡了腐蚀介质Cl向基底镁合金的侵蚀作用，减少了由于阳极氧化膜和HA修饰层的不完整性造成的与腐蚀介质过多的接触面积，通过阻止腐蚀离子向基底的扩散作用有效提高了抗腐蚀性。
图5镁合金及含修饰层镁合金氢气释放量测试[8]c)钽涂层生物相容性自从1997年起，多孔钽材料在临床矫形外科领域得到广泛应用，包括关节置换、肿瘤切除后的组织重建、股骨头缺血坏死的治疗以及椎体融合。
随着多孔钽材料作为小梁金属在临床矫形外科的广泛应用，各种钽制生物材料的优势也逐渐展现出来[11,12]。
钽具有良好的生物相容性、独特的物理及机械学特性[13-16]。
图6是钽在矫形外壳方面的应用。
对于钽材料表面改性一般使用等离子喷涂等，这里不再一一介绍。
图6 在矫形外科临床应用的多孔钽小梁金属[10]a.各种多孔钽假体b.电镜下多孔钽三维孔隙c.背散射电镜下骨长入情况4.小结随着人口老龄化等问题的出现，以及生活水平的提高，人们越来越关注自己的生活质量，社会对生物医用材料的需求量越来越大。
对于生物医用材料发展服役时间更长并且具有优良生物相容性的金属医用材料是非常必要的。
对金属材料进行表面改性也势在必行，相信这也会成为生物医用材料发展的一大契机。
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