生物医用高分子材料及应用
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浅析生物医学材料的应用摘要:生物医学材料是当今社会医疗保健的一种高新技术产业,由于生物医学材料较其他化学材料来说毒副作用比较小,而且生物相容性是非常好的,因此,人们对生物医学材料的使用越来越广泛。
其在医学领域得到广泛应用,主要应用于各种外伤或疾病引起的组织器官破损修复,最为经典的就是假牙假皮移植,骨骼替换和神经修复。
本文将浅析生物医学材料各种分类及其应用。
关键词:医学材料;临床应用;器官修复生物医学材料是一种毒副作用较小,生物相容性比较好的具有特殊性能和特殊功能的一种医用材料,它对人的生命,组织器官是无害的。
它的发展是以提升人类卫生健康水品,疾病治疗,医疗保健为目的一种生物材料。
随着人口老龄化和中青年创伤的增长,人们对生物医学材料及成品的需求逐步增加。
过往陈旧的生物医学材料以及不足以满足人们的治疗需求,新型的生物医学材料如雨后春笋。
例如各类新型的假肢以及可以做到和人类原有的手臂相差无几,包括外形手感及功能。
下文便是对新型医学材料的介绍。
1新型医学材料的概述生物医学材料是与生物系统直接作用,用以诊断、医治或置换生物机体由疾病或外伤引起的组织器官破损以及增强组织细胞功效的材料。
1.1 医学材料的发展背景生物医学材料快速发展的原因主要有四个:人口老龄化加剧、人体组织器官寿命有限、中青年创伤增加、人民生活水平提高及健康意识的增强。
而国家政策有时也推动着产业的发展。
我国是拥有14亿人口的人口大国,人口老龄化及青年创伤高速增加,创伤住院人员已经成为仅次于恶性肿瘤即癌症的第二大住院人员。
生物医学材料存在庞大的潜在市场,特别是在国民经济的发展同时人民生活水平的不断提高,人民对生物医学材料的需求与日俱增。
以生物医学材料包裹药物,可以预测生物医学材料在癌症、白血病和老年痴呆等的治疗拥有着广阔的市场空间。
1.2 国内外发展现状我国与印度由于人口众多具有极大的市场潜力,国内的生物医学材料企业也是拔地而起,如乐普医疗、泰格医药等。
医用高分子材料及制品
医用高分子材料是指用于医疗器械、医疗设备以及医药包装等医疗领域的材料。
医用高分子材料具有优异的生物相容性、生物降解性、耐磨损性、耐腐蚀性和耐高温性能,因此在医疗领域得到了广泛的应用。
首先,医用高分子材料在医疗器械方面具有重要作用。
例如,医用高分子材料
可以用于制造手术器械、注射器、输液管等医疗器械,这些器械需要具有良好的生物相容性和耐腐蚀性,以确保在医疗过程中不会对患者造成伤害。
其次,医用高分子材料在医疗设备方面也发挥着重要作用。
例如,医用高分子
材料可以用于制造医用影像设备的外壳、医用检测设备的传感器等部件,这些设备需要具有良好的耐磨损性和耐高温性能,以确保设备的稳定运行和长期使用。
此外,医用高分子材料在医药包装方面也有着重要的应用。
医用高分子材料可
以用于制造药品包装瓶、输液袋、药品袋等包装材料,这些包装材料需要具有良好的生物相容性和生物降解性,以确保药品的安全使用和环境友好。
总的来说,医用高分子材料及制品在医疗领域具有重要的地位和作用,它们为
医疗器械、医疗设备以及医药包装等提供了优异的材料选择,为人类的健康事业做出了重要的贡献。
随着医疗技术的不断发展和进步,相信医用高分子材料及制品将会有更广阔的应用前景,为医疗领域带来更多的创新和发展。
可生物降解高分子材料的分类及应用生物降解高分子材料是指通过微生物、酶或其他生物作用而能够分解成简单物质并最终转化为无害物质的高分子材料。
它是一种具有环保特性的材料,与传统材料相比,生物降解高分子材料可以更好地保护环境和资源。
根据生物降解高分子材料的结构和用途,可以将其分为以下几类。
一、生物可降解聚合物生物可降解聚合物主要由天然物质如淀粉、纤维素、脂肪酸等通过化学或生物转化制得。
这些材料可以被微生物或酶降解为二氧化碳、水和其他简单有机物,对环境没有污染。
生物可降解聚合物应用广泛,如包装材料、医药、土壤保护和制造复合材料等。
二、合成高分子合成高分子是人工制造的高分子材料,在化学结构和物理性质上与传统塑料类似,但是经过特殊加工和处理可以被生物降解分解。
合成高分子的生物降解性受其化学结构和分子量的影响,通常需要经过改性和添加生物降解助剂等措施才能够实现生物降解。
合成高分子的应用包括餐具、包装材料、医用材料和环保复合材料等。
三、生物基复合材料生物基复合材料由天然纤维如木材、麻、竹等与生物可降解高分子复合而成。
这种复合材料具有较好的生物降解性能,同时保持了天然材料的优良性能,如强度和耐久性。
生物基复合材料可以替代传统材料,用于汽车、航空、建筑、家具等领域。
四、生物基聚氨酯生物基聚氨酯是一种新型的生物可降解高分子材料,由多元醇、异氰酸酯等反应制得。
生物基聚氨酯可以通过微生物降解为天然氨基酸和其他有机物,对环境无污染,同时具有优良的力学性能和耐热性能。
生物基聚氨酯的应用包括医药、包装、造纸等领域。
总的来说,生物降解高分子材料具有广泛的应用前景,但是它们的生产和应用还需要进一步发展和完善,以加快其应用和推广的进程,进一步保护环境和资源。
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。
生物质高分子材料与技术第一篇:生物质高分子材料的定义和种类生物质是指来自生物体的有机物质,如植物、动物、微生物等。
而生物质高分子材料则是指由生物质作为原材料生产的高分子化合物,具有广泛的应用领域。
本文将对生物质高分子材料的种类和应用做一个简要介绍。
一、种类1. 生物质聚合物生物质聚合物是指整个生物体中的单体、单糖、多糖等生物大分子,如淀粉、纤维素、木质素、蛋白质、核酸等。
这些聚合物一般是以天然形式存在,并且具有高分子材料的性质:强度高、耐久性好、可降解性强等。
因此,在生物质高分子材料的开发中,生物质聚合物具有广泛的应用前景。
2. 生物质衍生物生物质衍生物是指由生物质作为原材料,经过各种化学处理、反应转化而形成的高分子材料。
常见的有木质素衍生物、纤维素衍生物、淀粉衍生物、蛋白衍生物等。
这些材料具有良好的可降解性和可再生性,并且生产成本较低,是一种具有开发前景的高分子材料。
3. 生物基复合材料生物基复合材料是指将生物质材料与其他高分子材料或非高分子材料组合而成的复合材料。
例如将天然纤维与聚合物复合制成的生物基复合材料,具有良好的机械强度和化学稳定性,因此在汽车、建筑等领域有着广泛的应用。
二、应用1. 生物质高分子材料在包装领域的应用生物质高分子材料具有良好的可降解性,因此在包装领域有着广泛的应用。
目前,一些食品包装材料、日用品包装材料已经开始采用生物质高分子材料,有利于减少人类对环境的影响。
2. 生物质高分子材料在医疗领域的应用生物质高分子材料具有生物相容性好、可降解性好等特点,因此在医疗领域中有着广泛的应用。
例如生物质高分子材料可以用于制造可降解的赋形支架、骨修复材料等。
3. 生物质高分子材料在汽车领域的应用生物质高分子材料的机械强度和化学稳定性较高,因此在汽车领域有着广泛的应用。
例如,生物质高分子材料可以用于汽车内饰、外部零部件、制动系统等。
总之,随着对环境保护意识的不断增强,生物质高分子材料在各个领域的应用前景必然会越来越广泛,未来的发展前景一片大好。
目录摘要 (1)1 前言 (2)2 医用高分子材料的分类 (2)2.1 来源 (2)2.2 降解性 (3)2.3 应用方向 (4)2.3.1 人工脏器 (4)2.3.2 人工组织 (4)2.3.3 护理和医疗用具相关的医用材料 (4)2.3.4 药用高分子 (5)3 医用高分子的性质 (5)3.1 生物功能性 (5)3.2 生物相容性 (5)4 医用高分子的表面改性方法 (6)4.1 物理方法 (6)4.1.1 表面涂层 (6)4.1.2 物理共混 (7)4.2 化学方法——表面接枝法 (7)4.2.1 表面接枝改性 (7)4.2.2 等离子体表面改性 (8)4.2.3 光化学固定法 (8)4.3 表面仿生化改性 (9)4.3.1 表面肝素化 (9)4.3.2 表面磷脂化 (9)4.3.3 表面内皮化——内皮细胞固定法 (9)5 总结与展望 (10)参考文献 (11)摘要由于其良好的生物相容性,医用高分子材料是现阶段最为安全的一类医用材料。
同时,合成加工的简便,来源的广泛,使得医用高分子材料的功能性越来越多,应用范围也越来越广泛。
但由于结构的限制,医用高分子材料在人体中的相容性还未达非常理想地到人们要求。
因此,也就产生了以表面改性为主的一系列增进其相容性的改性方法。
本文通过对医用高分子材料的定义、分类、性质以及表面改性方法的介绍,体现了医用高分子材料的优越和不足之处,同时也对医用高分子材料的未来进行了展望。
关键词:医用高分子;生物相容性;表面改性1 前言医用高分子材料(medical polymer)是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的高分子材料,是生物医用材料的重要组成之一[1]。
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[2]。
生物医用高分子材料需要满足的基本条件:在化学上是不活泼的,不会因与体液或血液接触而发生变化;对周围组织不会引起炎症反应;不会产生遗传毒性和致癌;不会产生免疫毒性;长期植入体内也应保持所需的拉伸强度和弹性等物理机械性能,具有良好的血液相容性;能经受必要的灭菌过程而不变形;易于加工成所需要的复杂的形态[3]。
生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官,增进或恢复其功能的高分子材料。
生物医用高分子材料的功能医用高分子材料属于一种特殊的功能高分子材料,通常用于对生物体进行诊断、治疗、以及替换或修复、合成或再生损伤组织和器官,具有延长病人生命、提高病人生存质量等作用。
生物医用高分子材料的发展前景我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。
目前约有50多个单位从事这方面的研究,现有医用高分子材料60多种,制品达400余种,用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年达300 t。
然而,我国医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段[5],还没有能够建立在分子设计的基础上。
因此,应该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。
医用高分子材料要应用于生物体必须同时要满足生物功能性、生物相容性、化学稳定性和可加工性等严格的要求。
生物医用材料的研究和发展方向主要包括以下几方面:1 、组织工程材料组织工程是应用生命科学与工程的原理和方法构建一个生物装置,来维护、增进人体细胞和组织的生长,以恢复受损组织或器官的功能。
它的主要任务是实现受损组织和器官的修复或再建,延长寿命和提高健康水平。
其方法是:将特定组织细胞“种植”于一种生物相容性良好、可被人体逐步降解吸收的生物材料上,形成细胞-生物材料复合物;生物材料为细胞的增长繁殖提供三维空间和营养代谢环境;随着材料的降解和细胞的繁殖,形成新的与自身功能和形态相适应的组织或器官。
这种具有生命力的活体组织或器官能对病损组织或器官进行结构、形态和功能的重建,并达到永久替代。
2、生物医用纳米材料———药物控释材料及基因治疗载体材料高分子药物控制释放体系不仅能提高药效,简化给药方式,大大降低药物的毒副作用,而且纳米靶向控制释放体系使药物在预定的部位,按设计的剂量,在需要的时间范围内,以一定的速度在体内缓慢释放,从而达到治疗某种疾病或调节生育的目的。
生物医用材料的种类及应用摘要:生物医用材料是近年来发展迅速的新型高科技材料,如人工骨、高分子材料、无机非金属材料、复合材料等,本文根据其物质属性对常用的医用生物材料进行了分类及各部分最新的应用研究进展,根据分类对常用的医用生物材料在骨科、整形外科、牙科、口腔外科、心血管外科、眼外科、耳鼻喉科及普通外科方面的应用做了详细阐述。
生物医用材料的应用对挽救生命和提高人民健康水平做出了重大贡献,随着现代医学飞速发展不断获得关注,发展前景广阔。
关键词:生物医用材料人工骨生物陶瓷硅橡胶复合材料1生物医用材料1.1生物医用材料的定义生物医用材料(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蓬勃发展和重大突破,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。
先由生物分子构成生物材料,再由生物材料构成生物部件。
1.2生物医用材料的种类生物材料品种很多,有不同的分类方法。
通常是按材料的物质属性分类,据物质属性,生物医用材料大致可以分为以下几种:(1)生物医用金属材料生物医用金属材料(Biomedical Metallic Materials)是作为生物医学材料的金属或合金,具有很高的机械强度和抗疲劳特性,是临床应用最广泛的承力植入材料,主要有钴合金(Co-Cr-Ni)、钛合金(Ti-6a1-4v)和不锈钢的人工关节和人工骨。
(2)生物医用高分子材料生物医用高分子材料(Biomedical Polymer)分为天然医用高分子材料和合成医用高分子材料,近年来合成高分子医用材料迅速发展,硕果累累。
通过分子设计,可以获得很多具有良好物理机械性和生物相容性的生物材料。
医用高分子材料的功能性质和发展前景(2)医用高分子材料的功能性质和发展前景医用高分子材料的应用与发展前景2017-04-07 08:53 | #2楼医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料,已经被应用到医学领域的各个方面,近年来得到了很快的发展。
医用高分子材料属于一种特殊的功能高分子材料,通常用于对生物体进行诊断、治疗、以及替换或修复、合成或再生损伤组织和器官具有延长病人生命、提高病人生存质量等作用。
简单地说,医用高分子材料学,是介于现代医学和高分子科学之间,并且涉及到物理、化学、生物学、医学等的一门交叉学科。
目前,医用高分子材料的发展可谓异军突起,医用高分子材料的应用如雨后春笋遍及整个医学领域,其用量也在持续稳定地增长1。
因此探索发现医用高分子材料应用的新领域具有十分重要的意义,必将为造福人类做出更大贡献。
1医用高分子材料的性质医用高分子材料的发展动力来自医学领域的客观需要。
医用高分子材料应用技术在医学领域中占有十分重要的地位,而医学方面对于高分子材料也有严格要求,因此其必须具有必要的特点满足基本要求。
1.1 医用高分子材料的特点同普通高分子材料相比,医用高分子材料对单体及其聚合物的锌、铅、镉、铜、钡、锡等金属离子的残留量及树脂纯度、分子量分布等都有较高要求。
但是在塑料类医疗器械的制备和产业化过程中,决定医疗器械质量和水平的不仅仅是医用塑料本身的性能。
实际上在塑料类医疗器械的制备中,加工工艺和技术装备条件在塑料类医疗器械的质量和水平中起着决定性的作用。
医用高分子材料的特点如下:(1)优良的'热稳定性、化学稳定性及可杀菌消毒;(2)优良的生物体替代性和生物体相容性,不会引起炎症和过敏,不会致癌,具有抗血栓性;(3)长期埋植在体内,不会丧失拉伸强度和弹性模量等物理力学性能; 1(4)易于加工成所需要的复杂的形状2。
1.2医用高分子材料的基本要求大部分医用高分子材料是要用于人体的,它在植入后将会与人体发生一系列的相互作用,为保证其使用的安全性和有效性,目前国内外对所有进入临床应用的医用高分子材料的要求都是十分严格的。
生物医用形状记忆高分子材料摘要:形状记忆聚合物作为一种智能材料,已经在生物医用领域显示出了巨大的应用前景。
基于形状记忆聚合物材料的原理,组成和结构可以设计兼具生物降解性、生物相容性等多种功能的新型智能材料。
本文综述了三种典型的生物降解性形状记忆聚合物材料(聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯)的发展,从结构上对三种形状记忆聚合物进行了分类讨论,详细分析了不同种类聚合物形状记忆的机理、形状变化的固定率和回复率、回复速率等,并介绍了一些形状记忆聚合物材料在生物医学中的应用。
最后对医用形状记忆聚合物未来发展进行了展望:双程形状记忆聚合物及体温转变形状记忆材料将会受到研究者的重点关注。
关键词:生物医用;形状记忆聚合物;聚乳酸;聚己内酯;聚氨酯形状记忆聚合物(shape memory polymers)是一类具有刺激-响应的新型智能高分子材料,其能感知外界环境变化,并对外界刺激做出响应,从而自发调节自身状态参数恢复到预先设计的状态[1]。
兼具生物相容性和生物降解性的SMPs已经在微创外科手术[2,3]、血管支架[4,5]、骨组织的固定[6,7]、可控药物缓释[8,9]、血栓移除[10]中得到了应用。
本文详细讨论了聚乳酸基、聚己内酯基和聚氨酯基三种最常见的生物降解形状记忆聚合物的研究状况。
1 聚乳酸基形状记忆聚合物聚乳酸类材料是一种典型的生物医用材料,具有良好的生物相容性和生物降解性,小分子降解产物能通过体内代谢排出体外[11]。
按照形状记忆聚乳酸的分子结构可将其分为聚乳酸共聚物,聚乳酸共混物和聚乳酸基复合材料三类。
1.1 聚乳酸共聚物纯的聚乳酸材料脆而硬,亲水性差,强度高但其韧性较差,极大地限制了其在生物医学领域中的应用[12]。
在聚乳酸基体中引入第二单体形成聚乳酸基共聚物,能显著地改善其性能。
通过调节PLA与其他单体的比例,可以得到韧性好、降解速率可调,力学性能优异的共聚形状记忆聚乳酸材料[13,14]。
聚己内酯(PCL)[15-17]和聚乙醇酸(PGA)[18]是聚乳酸基形状记忆聚合物常用共聚单元,此外对二氧环酮[19,20],乙交酯[19]与PLA的共聚物也能表现出形状记忆性能。
可生物降解高分子材料的分类及应用
可生物降解高分子材料是一种在自然条件下能够被微生物分解、降解为水、二氧化碳
和有机物的材料。
这种材料具有优良的生物相容性和环境友好性,可以广泛应用于医疗、
农业、包装等领域。
根据其来源和化学结构,可生物降解高分子材料可以分为天然可生物
降解材料和合成可生物降解材料两大类。
1. 天然可生物降解材料:天然可生物降解材料是指从自然界中提取的、经过简单加
工或未经加工的可生物降解材料。
常见的天然可生物降解材料包括纤维素、淀粉、胶原蛋
白等。
这些材料具有良好的可降解性和生物相容性,不会产生二次污染。
在医疗领域,天
然可生物降解材料被广泛应用于制备生物修复材料、缝合线以及创伤敷料等。
在农业领域,这些材料可以作为土壤改良剂、缓释肥料包膜等。
除了以上两类可生物降解高分子材料,还有一些特殊的可生物降解材料,如生物聚酯、蛋白质复合材料等。