為什麼生物材料的性能好

Ⅰ 為人類造福的生物醫學材料有哪些作用

當一個人發生骨折時，醫生要用石膏為他固定患處；而患了齟齒時，則要用光固性高分子修補材料補上齟洞；而進行X光透視時所服用的鋇餐，對很多人而言也不陌生。這些材料都是生物醫學材料，又稱生物材料，是用以和生物系統結合，以診斷、治療或替換機體中的組織、器官或增進其功能。

生物醫學材料有很多種類，它可以是天然產物，也可以是合成材料，或者是它們的結合，還可用有生命力的活體細胞或天然組織與無生命的材料結合而成混雜材料。生物醫學材料不同於葯物，其主要治療目的不必要通過體內的化學反應或新陳代謝來實現，但是可以起到葯理作用，甚至起葯理活性物質的作用。與生物物質直接結合是生物醫學材料最基本的特性，如直接進入人體的植入材料，人工心肺、肝、腎等體外輔助裝置中與血液直接接觸的材料等。除應滿足一定的物理化學性質要求外，生物醫學材料還必須滿足生物學性能要求，即生物相容性要求，這是區別於其他功能材料的最重要特徵。

生物醫學材料按照組成和性質分為醫用金屬和合金、醫用高分子材料、生物陶瓷以及它們結合而成的生物醫學復合材料。經過處理的天然組織，由於其來源特殊，另成一類生物衍生材料。根據在生物環境中發生的生物化學反應水平，可分為近於惰性的、生物活性的以及可生物降解和吸收的材料。還可根據臨床用途，分為骨、關節、肌腱等骨骼——肌肉系統修復和替換材料；皮膚、乳房、食道、呼吸道、膀胱等軟組織材料；人工心瓣膜、血管、心血管內插管等醫用膜材料；組織粘合劑和縫線材料；葯物釋放載體材料；臨床診斷及生物感測器材料及齒科材料等。生物醫學材料事關人們健康，生產和使用都必須遵守國際標准化組織或中國國家標准，嚴格地進行安全性、可靠性評價並認可之後，才能投入使用。

Ⅱ 生物材料應該具備哪些基本性能

生物材料主要用在人身上，對其要求十分嚴格，必須具有四個特性： （1） 生物功能性。因各種生物材料的用途而異，如：作為緩釋葯物時，葯物的緩釋性能就是其生物功能性。 （2） 生物相容性。可概括為材料和活體之間的相互關系，主要包括血液相容性和組織相容性（無毒性、無致癌性、無熱原反應、無免疫排斥反應等）。 （3） 化學穩定性。耐生物老化性（特別穩定）或可生物降解性（可控降解）。 （4） 可加工性。能夠成型、消毒（紫外滅菌、高壓煮沸、環氧乙烷氣體消毒、酒精消毒等）。

Ⅲ 怎樣理解生物材料在生物醫學工程領域的基礎地位

生物材料用於人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料，即用於取代、修復活組織的天然或人造材料，其作用葯物不可替代。生物材料能執行、增進或替換因疾病、損傷等失去的某種功能，而不能恢復缺陷部位。
指生物材料具備或完成某種生物功能時應該具有的一系列性能。 根據用途主要分為: *承受或傳遞負載功能。如人造骨骼、關節和牙等，佔主導地位 *控制血液或體液流動功能。如人工瓣膜、血管等 *電、光、聲傳導功能。如心臟起博器、人工晶狀體、耳蝸等 *填充功能。如整容手術用填充體等
生物材料應用廣泛，品種很多，其分類方法也很多。生物材料包括金屬材料（如鹼金屬及其合金等）、無機材料（生物活性陶瓷，羥基磷灰石等）和有機材料三大類。有機材料中主要是高分子集合物材料，高分子材料通常按材料屬性分為合成高分子材料（聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他醫用合成塑料和橡膠等）、天然高分子材料（如膠原、絲蛋白、纖維素、殼聚糖等）；根據材料的用途，這些材料又可以分為生物惰性（bioinert）、生物活性(bioactive)或生物降解（biodegradable） 材料，高分子聚合物中，根據降解產物能否被機體代謝和吸收，降解型高分子又可分為生物可吸收性和生物不可吸收性。根據材料與血液接觸後對血液成分、性能的影響狀態則分為血液相容性聚合物和血液不相容性。根據材料對機體細胞的親和性和反映情況，可分為生物相容性和生物不相容性按材料功能劃分： *1、血液相容性材料 如人工瓣膜、人工氣管、人工心臟、血漿分離膜、血液灌流用吸附劑、細胞培養基材等； *2、軟組織相容性材料 如隱形眼睛片的高分子材料，人工晶狀體、聚硅氧烷、聚氨基酸等，用於人工皮膚、人工氣管、人工食道、人工輸尿管、軟組織修補等領域； *3、硬組織相容性材料 如醫用金屬、聚乙烯、生物陶瓷等，關節、牙齒、其它骨骼等； *4、生物降解材料 如甲殼素、聚乳酸等，用於縫合線、葯物載體、粘合劑等； *5、高分子葯物多肽、胰島素、人工合成疫苗等，用於糖尿病、心血管、癌症以及炎症等。 按材料來源分類： *1、自體材料 *2、同種異體器官及組織； *3、異體器官及組織； *4、人工合成材料； *5、天然材料 根據組成和性質分為： * 1、生物醫用金屬材料 * 2、醫用高分子材料 * 3、醫用無機非金屬材料 生物醫用金屬材料 較優秀的生物醫用金屬材料有，醫用不銹鋼、鈷基合金、鈦及鈦合金、鎳鈦形狀記憶合金、金銀等貴重金屬、銀汞合金、鉭、鈮等金屬和合金。 (1) 醫用不銹鋼 具有一定的耐腐蝕性和良好的綜合力學性能，且加工工藝簡便，是生物醫用金屬材料中應用最多，最廣的材料。 常用鋼種有US304、316、316 L、317、317L等。 醫用不銹鋼植入活體後，可能發生點蝕，偶爾也產生應力腐蝕和腐蝕疲勞。醫用不銹鋼臨床前消毒、電解拋光和鈍化處理，可提高耐蝕性。 醫用不銹鋼在骨外科和齒科中應用較多。 (2) 鈷基合金 鈷基合金人體內一般保持鈍化狀態，與不銹鋼比較，鈷基合金鈍化膜更穩定，耐蝕性更好。在所有醫用金屬材料中，其耐磨性最好，適合於製造體內承載苛刻的長期植入件。 在整形外科中，用於製造人工髖關節、膝關節以及接骨板、骨釘、關節扣釘和骨針等。在心臟外科中，用於製造人工心臟瓣膜等。 (3) 醫用鈦和鈦合金 不僅具有良好的力學性能，而且在生理環境下具有良好的生物相容性。由於其比重小，彈性模量較其他金屬更接近天然骨，故廣泛應用於製造各種能、膝、肘、肩等人造關節。此外，鈦合金還用於心血管系統。鈦合金耐磨性能不理想，且存在咬合現象，限制了其使用范圍。 生物醫用高分子 按應用對象和材料物理性能分為軟組織材料、硬組織材料和生物降解材料。其可滿足人體組織器官的部分要求，因而在醫學上受到廣泛重視。目前已有數十種高分子材料適用於人體的植入材料。 * 軟組織材料：故主要用作為軟組織材料，特別 是人工臟器的膜和管材。聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、硅橡膠膜和管，可用於製造人工肺、腎、心臟、喉頭、氣管、膽管、角膜。聚酯纖維可用於製造血管、腹膜等。 * 硬組織材料：丙烯酸高分子(即骨水泥)、聚碳酸醋、超高分子量聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）、尼龍、硅橡膠等可用於製造人工骨和人工關節。 * 降解材料：脂肪族聚醋具有生物降解特性，已用於可接收性手術縫線。 生物醫用無機非金屬材料 生物無機材料主要包括生物陶瓷、生物玻璃和醫用碳素材料。 按植入生物活體內引起的組織與材料反應，生物陶瓷分為: (1)近於惰性的生物陶瓷，如氧化鋁生物陶瓷、氧化鋯生物陶瓷、硼硅酸玻璃； (2)表面活性生物陶瓷，如磷酸鈣基生物陶瓷、生物活性玻璃陶瓷； (3)可吸收性生物陶瓷，如偏磷酸三鈣生物陶瓷、硫酸鈣生物陶瓷。 生物活性玻璃陶瓷植入活體後，能夠與體液發生化學反應，並在組織表面生成羚基磷灰石層，故可用於人工種植牙根、牙冠、骨充填料和塗層材料。 與自然骨比較，生物活性玻璃陶瓷雖然具有較高的強度，但韌性較差，彈性模量過高，易脆斷，在生理環境中抗疲勞性能較差，目前還不能直接用於承力較大的人工骨。 醫用碳素材料：具有接近於自然骨的彈性模量。 醫用碳素材料疲勞性能最優，強度不隨循環載荷作用而下降。無序堆垛的碳材料耐磨性理想。 醫用碳素材料在生理環境中較穩定，近於惰性，具有較好的生物相容性，不會引起凝血和溶血反應，特別適合於在生理環境中使用。 醫用碳材料已大量用於心血管系統的修復，如人工心臟瓣膜、人工血管。還可作為金屬和聚合物的塗層材料。 生物醫用復合材料 生物醫用復合材料是由二種或二種以上不同材料復合而成的。 按基材分為：高分子基、陶瓷基、金屬基等生物醫用復合材料。 按增強體形態和性質分為纖維增強、顆粒增強、生物活性物質充填生物醫用復合材料。 按材料植入體內後引起的組織與材料反應分為：生物惰性、生物活性和可吸收性生物醫用復合材料。聚合物等。

Ⅳ 與無機生物材料和金屬生物材料相比，生物功能高分子材料具有哪些優勢和不足

與無機生物材料和金屬生物材料相比，生物功能高分子材料具有哪些優勢和不足
⑴生物相容性
生物相容性主要包括血液相容性、組織相容性。材料在人體內要求無不良反應，不引起凝血、溶血現象，活體組織不發生炎症、排拒、致癌等。
⑵力學性能
材料要有合適的強度、硬度、韌性、塑性等力學性能以滿足耐磨、耐壓、抗沖擊、抗疲勞、彎曲等醫用要求。
⑶耐生物老化性能
材料在活體內要有較好的化學穩定性，能夠長期使用，即在發揮其醫療功能的同時要耐生物腐蝕、耐生物老化。
⑷成形加工性能
容易成形和加工，價格適中。 按材料功能劃分：
*1、血液相容性材料 如人工瓣膜、人工氣管、人工心臟、血漿分離膜、血液灌流用吸附劑、細胞培養基材等；
*2、軟組織相容性材料 如隱形眼睛片的高分子材料，人工晶狀體、聚硅氧烷、聚氨基酸等，用於人工皮膚、人工氣管、人工食道、人工輸尿管、軟組織修補等領域；
*3、硬組織相容性材料 如醫用金屬、聚乙烯、生物陶瓷等，關節、牙齒、其它骨骼等；
*4、生物降解材料 如甲殼素、聚乳酸等，用於縫合線、葯物載體、粘合劑等；
*5、高分子葯物多肽、胰島素、人工合成疫苗等，用於糖尿病、心血管、癌症以及炎症等。

Ⅳ 生物醫學材料的基本要求是什麼

生物醫學材料基本的要求:無毒性，不致癌，不致畸，不引起人體細胞的突發和組織細胞的反應；與人體組織相容性好，不引起中毒、溶血凝血、發熱和過敏等現象；

化學性質穩定，抗體液、血液及酶的作用；具有與天然組織相適應的物理機械特性；針對不同的使用目的具有特定的功能。

生物醫用材料是一類用於診斷、治療、修復和替換人體組織、器官或增進其功能的新型高技術材料，涉及學科較為廣泛，學科交叉較深；

(5)為什麼生物材料的性能好擴展閱讀：

生物材料的發展綜合體現了材料學、生物學、醫學等多個領域科學與工程技術的水平。同時，生物再生材料產業作為材料科學、生物技術、臨床醫學的前沿和重點發展領域，以及整個生物醫學工程的基礎，已發展為整個經濟體系中最具活力的產業之一。

其不僅是構成現代醫學基礎的生物醫學工程和生物技術的重要基礎，且對材料科學和生命科學等相關學科的發展有重要的促進作用。

Ⅵ 生物醫用材料特點

生物醫用材料(Biomedical Materials)是用來對生物體進行診斷、治療、修復或替換其病損組織、器官或增進其功能的材料。它是研究人工器官和醫療器械的基礎，已成為當代材料學科的重要分支，尤其是隨著生物技術的蓬勃發展和重大突破，生物醫用材料已成為各國科學家競相進行研究和開發的熱點。
人類利用生物醫用材料的歷史與人類歷史一樣漫長。自從有了人類，人們就不斷地與各種疾病作斗爭，生物醫用材料是人類同疾病作斗爭的有效工具之一。追溯生物醫用材料的歷史，公元前約3500年古埃及人就利用棉花纖維、馬鬃作縫合線縫合傷口。而這些棉花纖維、馬鬃則可稱之為原始的生物醫用材料。墨西哥的印第安人（阿茲台克人）使用木片修補手上的顱骨。公元前2500年前中國、埃及的墓葬中就發現有假牙、假鼻、假耳。人類很早就用黃金來修復缺損的牙齒。文獻記載，1588年人們就用黃金板修復顎骨。1775年，就有金屬固定體內骨折的記載，1800年有大量有關應用金屬板固定骨折的報道。1809年有人用黃金製成種植牙齒。1851年有人使用硫化天然橡膠製成的人工牙托和顎骨。20世紀初開發的高分子新材料促成了人工器官的系統研究的開始，人工器官的臨床應用則始於1940年。由於人工器官的臨床應用，拯救了成千上萬患者的生命，減輕了病魔給患者及其家屬帶來的痛苦與折磨，引起了醫學界的廣泛重視，加快了人工器官研究步伐。目前可以說，從天靈蓋到腳趾骨，從人體的內臟到皮膚，從血液到五官，除了腦以及大多數內分泌器官外，大豆有了代用的人工器官。依據生物材料的發展歷史及材料本身的特點，可以將已有的材料分為三代，它們鴿子都有自己明顯的特點和發展時期，代表了生物醫用材料發展的不同水平。20世紀初第一次世界大戰以前所使用的醫用材料可歸於第一代生物醫用材料，代表材料有石膏、各種金屬、橡膠以及棉花等物品，這一代的材料大都被現代醫學所淘汰。第二代生物醫用材料的發展是建立在醫學、材料科學（尤其是高分子材料學）、生物化學、物理學及大型物理測試技術發簪的基礎之上的。研究工作者也多由材料雪茄或主要由材料學家與醫生合作來承擔。代表材料有羥基磷灰石、磷酸三鈣、據羥基乙酸、聚甲基丙烯酸羥乙基酯、膠原、多肽、纖維蛋白等。這類材料與第一代生物醫用材料一樣，研究的思路仍然是努力改善材料本身的力學、生化性能，以使其能夠在生理環境下有長期的替代、模擬生物組織的功能。第三代生物醫用材料是一類具有促進人體自修復和再生作用的生物醫學復合材料，它以對生物體內各種細胞組織、生長因子、生長抑素及生長基質等結構和性能的了解為基礎來簡歷生物醫用材料的概念。它們一般是由具有生理「活性」的組元及控制載體的「非活性」組元所構成，具有比較理想的修復再生效果。其基本思想是通過材料之間的復合，材料與活細胞的融合，活體材料和人工材料的雜交等手段，賦予材料具有特異的靶向修復、治療和促進作用，從而達到病變 組織主要甚至全部由健康的再生組織所取代。骨形態發生蛋白（BMP）材料是第三代生物醫用材料中的代表材料。
在不同的歷史時期，生物醫用材料被賦予了不同的意義。其定義是隨著生命科學和材料科學的不斷發展而演變的。但是，他們都有一些共同的特徵。即生物醫用材料是一類人工或天然的材料，可以單獨或與葯物一起製成部件、器械用於組織或器官的治療、增強或替代，並在有效試用期內不會對宿主引起急性或慢性危害。但由於生命現象是極其復雜的，是在幾百萬年的進化過程中適應生存需要的結果，生命具有一定得生長、再生和修復精確調控能力，這是目前所有人工器官和生物醫用材料所無法比擬的。因此，目前的生物醫用材料與人們的真正期望和要求相差甚遠。

Ⅶ 生物材料的性能評價

醫用金屬作為受力期間，在人體內服役，其受力狀態及其復雜，如人工關節，每年要承受約3.6×106次、且數倍於人體重量的載荷沖擊和磨損。
人體骨的力學性能因年齡、部位而異，評價骨和材料的機械性能最重要的指標有：抗拉抗壓強度、屈服強度、彈性模量。疲勞極限和斷裂韌性等；
對於摩擦部位的材料，一般用硬度反映其耐磨性能。
彈性模量是生物材料的重要性質之一，過高過低都不行。模量相對與骨過高，在應力作用下，承受應力的金屬和骨將產生不同的應變，在金屬與骨的接觸面會出現相對位移，從而造成界面處松動；長時間下，還會造成應力屏蔽，引起骨組織的功能退化和吸收。過低，變形較大，起不到固定和支撐作用。 生物材料的生物學評價一般按用途、接觸方式、接觸人體部位和接觸時間等劃分，但標准還未完全實現統一，且隨著新一般生物相容材料向智能生物材料（如組織工程材料）轉變，標准還在完善。
各國在已基本統一的國際標准化組織提出的生物標准上，保留了各自的特點。
已有的標准有：
⒈ISO10993.1－1992至ISO10993.12－1992；
⒉美國ASTM（F748－82）標准；
⒊中國在美國和日本的基礎上，1997年由衛生部頒布了我們自己的標准。

Ⅷ 生物材料在人體中要有什麼特性，相容性

靜電紡絲納米材料的特點：

1.表面與界面效應
2.小尺寸效應
3.量子尺寸效應
4.宏觀量子隧道效應
5.電紡原料具有很好的生物相容性及可降解性，可作為載體進入人體，並容易被吸收；加之靜電紡納米纖維還有大的比表面積、孔隙率等優良特性
6.靜電紡纖維除直徑小之外，還具有孔徑小、孔隙率高、纖維均一性好等優點
7.具有納米結構的催化劑顆粒容易團聚，從而影響其分散性和利用率
8.靜電紡納米纖維具有較高的比表面積和孔隙率，可增大感測材料與被檢測物的作用區域，有望大幅度提高感測器性能。有其他關於靜電紡絲問題可以網上咨詢一下永康樂業。