㈠ 生物材料這個專業前景怎麼樣
迄今為止 ,被詳細研究過的生物材料已有一千多種,醫學臨床上廣泛使用的也有幾十種,涉及到材料學的各個領域。生物醫用材料得以迅猛發展的主要動力來自人口老齡化、中青年創傷的增多、疑難疾病患者的增加和高新技術的發展。人口老齡化進程的加速和人類對健康與長壽的追求,激發了對生物醫用材料的需求。目前生物醫用材料研究的重點是在保證安全性的前提下尋找組織相容性更好、可降解、耐腐蝕、持久、多用途的生物醫用材料。
㈡ 生物材料的人體影響
生物材料植入人體內後,會對局部組織和全身產生作用和影響。主要包括局部的組織反應和全身的免疫反應。
⑴局部組織反應
①排異反應:生物材料植人體內後,可在植人物周圍發生不同程度的炎症反應。這是機體對異物進行酶解和消化的結果。但大多數醫學生物材料比較穩定,不會被很快代謝掉。這時膠原纖維會包圍在植入物周圍形成被膜,或稱為包囊,將正常組織與植入物隔離開。纖維包囊形成後可發生以下變化:纖維囊增厚,從而影響局部血液供應,並為機體代謝產物和材料變性產物提供蓄積場所;纖維囊鈣化或變硬,引起機械性能不相配而產生疼痛;局部持續性感染,由於纖維囊血運較差,缺乏足夠的免疫細胞,壞死細胞清除較慢,使感染持續存在或加重。
②鈣化:生物材料表面形成鈣化經常導致材料喪失功能。引起鈣化有材料本身的原因,也有機體的原因,如材料的表面性質、死亡細胞的沉積、局部營養不良、體內鈣磷含量、機械運動等因素,都是產生或加速鈣化的原因。對於軟組織和心血管植入材料,應盡可能避免或減少鈣化的發生。而植入物刺激的鈣化對骨性組織的修復是有利的,如陶瓷以及復合材料制備的表面活性植入物,通過鈣化與組織結合,可防止界面活動。
③感染:感染是植入材料最常見的並發症。植入材料常常增加臨床手術的感染發生率。其原因一方面是材料的污染,另一方面,植入材料本身具有很強的加重組織感染的易感性,植入材料通過限制巨噬細胞的遷移,阻斷抗感染的生理過程;某些植入物的表機或其釋放出的可溶性成分,可干擾巨噬細胞的殺菌機制等。因此,生物醫學材料應在不影響其性能的情況下,採用適當方法嚴格滅菌。其植入手術應加強無菌操作。避免因感染導致的植入失敗。
④血液反應:主要是血栓形成,見於植入循環系統與血液密切接觸的生物醫學材料。因此,與血液接觸的植入材料都必須有優良的抗凝血性能。
⑤腫瘤:生物材料的致癌性是一個引人注目的問題。盡管在臨床極少見,但在動物實驗中卻屢見不鮮。可能與以下因素相關:植入材料在生物老化過程中釋放致癌物質;植入材料被致癌物質污染l纖維包膜增厚,導致局部組織代謝障礙,代謝產物長期積蓄,細胞發生突變的可能性增加;植入物的表面形狀、粉末狀或海綿狀的材料幾乎不會發生惡性腫瘤,纖維狀的材料也很少發生,只有表面光滑的材料才容易發生。因此在材料的選擇和應用上,避免使用可能產生刺激性、乃至有毒可溶物質的材料,盡可能使用表面粗糙的材料,植入時盡量減少材料與組織的間隙等。
⑵免疫反應:有些生物材料植入後可導致全身性的免疫反應,包括體液免疫和細胞免疫反應。臨床研究發現這種免疫反應的發生與補體的激活密切相關。例如高分子材料可通過補體系統經典途徑的激活,滌綸人工血管材料植入後可通過經典途徑和旁路途徑激活補體。植人材料引起的免疫反應常見於應用接觸血液的生物醫學材料,如人工透析使用的透析膜等。在臨床上可表現為過敏反應,容易感染,惡性腫瘤發生率高,軟組織鈣化或纖維化,特別是肺纖維化、鈣化及動脈硬化等。
㈢ 生物醫用材料前景怎麼樣
生物醫用材料的應用前景很好。例如金屬鈮,由於其具有優異的生物相容性,不僅在醫用領域具有廣闊的運用,還在許多其他方面如手鏈飾品製作中也具有很大的運用前景。
㈣ 華南理工大學材料學院生物材料怎麼樣
華工材料實力很強的,像高分子啊啥的都不錯,全國前幾的實力,而且就業也好,很多校領導都是搞材料的,綜合來說,比清華那些學校低個檔次後就輪到華工了!
㈤ 什麼叫生物材料
生物材料通常有兩個定義:狹義的生物材料是指天然生物材料,也就是由生物過程形成的材料。廣義的生物材料是指用於替代、修復組織器官的天然或人造材料。
詳見http://ke..com/view/998119.htm?fr=ala0_1_1
㈥ 生物醫用材料的應用與發展前景
迄今為止 ,被詳細研究過的生物材料已有一千多種,醫學臨床上廣泛使用的也有幾十種,涉及到材料學的各個領域。生物醫用材料得以迅猛發展的主要動力來自人口老齡化、中青年創傷的增多、疑難疾病患者的增加和高新技術的發展。人口老齡化進程的加速和人類對健康與長壽的追求,激發了對生物醫用材料的需求。目前生物醫用材料研究的重點是在保證安全性的前提下尋找組織相容性更好、可降解、耐腐蝕、持久、多用途的生物醫用材料。
當代生物材料的發展不僅強調材料自身理化性能和生物安全性、可靠性的改善,而且更強調賦予其生物結構和生物功能,以使其在體內調動並發揮機體自我修復和完善的能力,重建或康復受損的人體組織或器官。結合南開大學俞耀庭教授的觀點和2004年中國新材料發展報告,可以將目前國際上生物醫用材料學科的最新進展和發展趨勢概括如下: 組織工程是指應用生命科學與工程的原理和方法,構建一個生物裝置,來維護、增進人體細胞和組織的生長,以恢復受損組織或器官的功能。它的主要任務是實現受損組織或器官的修復和再建,延長壽命和提高健康水乎。其方法是,將特定組織細胞種植於一種生物相容性良好、可被人體逐步降解吸收的生物醫用材料(組織工程材料)上,形成細胞-生物醫用材料復合物;生物醫用材料為細胞的增長繁殖提供三維空間和營養代謝環境;隨著材料的降解和細胞的繁殖,形成新的具有與自身功能和形態相應的組織或器官;這種具有生命力的活體組織或器官能對病損組織或器宮進行結構、形態和功能的重建,並達到永久替代。近10 年來,組織工程學發展成為集生物工程、細胞生物學、分子生物學、生物醫用材料、生物技術、生物化學、生物力學以及臨床醫學於一體的一門交叉學科。
生物醫用材料在組織工程中占據非常重要的地位,同時組織工程也為生物醫用材料提出問題和指明發展方向。由於傳統的人工器官(如人工腎、肝)不具備生物功能(代謝、合成),只能作為輔助治療裝置使用,研究具有生物功能的組織工程人工器官已在全世界引起廣泛重視。構建組織工程人工器官需要三個要素,即種子細胞、支架材料、細胞生長因子。最近,由於幹細胞具有分化能力強的特點,將其用作種子細胞進行構建人工器官成為熱點。組織工程學已經在人工皮膚、人工軟骨、人工神經、人工肝等方面取得了一些突破性成果,展現出美好的應用前景。
當前軟組織工程材料的研究和發展主要集中在研究新型可降解生物醫用材料,用物理、化學和生物方法以及基因工程手段改造和修飾原有材料,材料與細胞之間的反應和信號傳導機制以及促進細胞再生的規律和原理,細胞機制的作用和原理等,以及研製具有選擇通透性和表面改性的膜材,發展對細胞和組織具有誘導作用的智能高分子材料等方面。
當前硬組織工程材料的研究和應用發展主要集中在碳纖維/高分子材料、無機材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的復合研究。 納米生物材料,在醫學上主要用作葯物控釋材料和葯物載體。從物質性質上可以將納米生物材料分為金屬納米顆粒、無機非金屬納米顆粒和生物降解性高分子納米顆粒;從形態上可以將納米生物材料分為納米脂質體、固體脂質納米粒、納米囊(納米球)和聚合物膠束。
納米技術在90 年代獲得了突破性進展,在生物醫學領域的應用研究也不斷得到擴展。目前的研究熱點主要是葯物控釋材料及基因治療載體材料。葯物控釋是指葯物通過生物材料以恆定速度、靶向定位或智能釋放的過程。具有上述性能的生物材料是實現葯物控釋的關鍵,可以提高葯物的治療效果和減少其用量和毒副作用。由於人類基因組計劃的完成及基因診斷與治療不斷取得進展,科學家對使用基因療法治療腫瘤充滿信心。基因治療是導人正常基因於特定的細胞(癌細胞)中,對缺損的或致病的基因進行修復;或者導人能夠表達出具有治療癌症功能的蛋白質基因,或導人能阻止體內致病基因合成蛋白質的基因片斷來阻止致病基因發生作用,從而達到治療的目的。這是治療學的一個巨大進步。基因療法的關鍵是導人基因的載體,只有藉助於載體,正常基因才能進人細胞核內。目前,高分子納米材料和脂質體是基因治療的理想載體,它具有承載容量大,安全性高的特點。近來新合成的一種樹枝狀高分子材料作為基因導人的載體值得關注。
此外,生物醫用納米材料在分析與檢測技術、納米復合醫用材料、與生物大分子進行組裝、用於輸送抗原或疫苗等方面也有良好的應用前景。納米碳材料可顯著提高人工器官及組織的強度、韌度等多方面性能;納米高分子材料粒子可以用於某些疑難病的介入診斷和治療;人工合成的納米級類骨磷灰石晶體已成為制備納米類骨生物復合活性材料的基礎。該領域未來的發展趨勢是,納米生物醫用材料「部件」與納米醫用無機材料及晶體結構「部件」的結合發展,如由納米微電子控制的納米機器人、葯物的器官靶向化;通過納米技術使介入性診斷和治療向微型、微量、微創或無創、快速、功能性和智能性的方向發展;模擬人體組織成分、結構與力學性能的納米生物活性仿生醫用復合材料等。 組織反應是指局部組織對生物醫用材料所發生的反應。組織反應是機體對異物入侵產生的防禦性反應,可以減輕異物對組織的損傷,促進組織的修復和再生。然而,組織反應本身也可能對機體造成危害。根據病理變化不同,可以分成以下兩種反應:
1、以滲出為主的組織反應
多見於植入初期和植入材料的性質穩定等情況。以中性粒細胞、漿液、纖維蛋白原滲出為主。如植入物周圍組織出現中性粒細胞聚集;長期植入的、穩定的材料周圍,可由於纖維蛋白原的滲出而出現纖維囊。
2、以增生為主的組織反應
多見於植入物長期存在並損傷機體的情況。以巨噬細胞為主,也可見淋巴細胞、漿細胞和嗜酸性粒細胞,並伴有明顯的組織增生,可逐漸發展為肉芽腫或腫瘤。
在使用生物醫用材料的過程中,由組織反應引起的兩種嚴重的並發症是炎症和腫瘤。炎症包括感染性炎症和無菌性炎症。感染性炎症可能是由於材料植入的過程中損傷組織,使病原體趁虛而入;也可能是由於植入物本身未經嚴格的消毒滅菌處理,成為了病原體的載體。無菌性炎症不是由於病原體侵入引起,而是由於影響機體內的炎症和抗炎系統的調節而引發的炎症反應。生物材料植入引起腫瘤是一個緩慢的過程,可能是由於材料本身釋放毒性物質,也可能是由於材料的外形和表面性能所致。因此,在應用長期植入物之前,進行植入物的慢性毒性、致突變和致癌的生物學試驗是十分必要的。 生物醫用材料血液相容性包含不引起血液凝聚和不破壞血液成分兩個方面。在一定限度內即使在材料表面張力的剪切作用下,對血液中的紅細胞等有一定的破壞(即發生溶血),由於血液具有很強的再生能力,隨時間的推移其不利影響並不顯著;而如果在材料表面有血栓形成,由於有累計效應,隨著時間的推移,凝血程度越來越高,對人體造成嚴重的影響。因此,材料在血液中最受關注的是其抗凝血性能。材料與血液接觸導致凝血及血栓形成的途徑如圖1所示。正常人體心血管系統內的血液保持液體狀態,環流不息,並不發生凝固。當醫用材料與血液接觸時會引起血液一系列變化。首先是血漿蛋白在材料表面的吸附,依材料表面結構性能不同,在1分鍾甚至幾秒鍾,在材料表面就會產生白蛋白和球蛋白以及各種蛋白質的競爭吸附,在生物材料表面形成復雜的蛋白質吸附層。當材料表面吸附球蛋白、纖維蛋白原時易於使血小板粘附表面,進而導致血小板變形聚集,引發凝血。蛋白表面也可引起紅細胞的粘附。雖然紅細胞在凝血中的作用仍然不十分清楚,但是如若紅細胞發生細胞膜破裂,即出現溶血,紅細胞釋放的血紅蛋白和二磷酸腺苷簡稱ADP(促血小板聚集物質)。它們可以引起血小板的粘附、變形和聚集,進而導致凝血。
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圖1 凝血機制
抗凝系統包括抗凝和纖溶作用。抗凝作用主要是通過一些抗凝因子(如抗凝血酶Ⅲ、肝素)來實現。纖溶過程包括纖溶酶原轉化為纖溶酶,纖溶酶降解纖維蛋白。血栓形成是常見的生物醫用材料植入引發的局部血液循環障礙。內皮細胞的損傷、血流動力學的改變和血液的高凝狀態,其中任何一個因素都可以導致血栓形成。完整的內皮細胞可以通過表達肝素樣分子與抗凝血酶Ⅲ結合使IIa、Xa、IXa 失活,合成 PGI2、NO 、ADP 酶抑制血小板聚集及合成tPA 使纖維蛋白降解等作用抑制血栓形成。血流動力學的改變可以誘發血栓形成。正常血流是分層流動的,當血流減慢或層流被破壞時,血小板與內膜接觸並激活,凝血因子也可以在局部聚集。當處於創傷、手術等情況時,血液的凝血系統亢進和(或)抗凝系統減弱也可導致血栓形成。 免疫系統是人體的「軍隊」和「警察」,它可以識別自己和非己。免疫系統的主要功能包括針對病原微異原分子免疫防禦功能、針對自體衰老和病變細胞的免疫自穩功能和針對腫瘤細胞的免疫監視功能。免疫系統由天然免疫系統和獲得性免疫系統組成。天然免疫系統包括肥大細胞、巨噬細胞、自然殺傷細胞、中性粒細胞和補體等。天然免疫系統可以早期識別、清除病原體,然而它對於病原體的識別不具有特異性。在受到病原體刺激後,再次接觸病原體時能夠針對性地做出反應的免疫系統成為獲得性的免疫系統。獲得性免疫系統又可分為由B 細胞介導的體液免疫和由T 細胞介導的細胞免疫。由於生物醫用材料造成免疫系統的功能(包括免疫識別和反應程度)紊亂,可以發生以下免疫反應:
1、免疫抑制
由於有些生物醫用材料造成免疫防禦功能不足,使得機體抵抗病原微生物的能力降
低。
2、變態反應
由於有些生物醫用材料造成免疫防禦功能亢進,免疫反應過於強烈損傷人體。如殘留乳膠、雙酚A、丙烯酸添加劑等低分子量有機分子或單體。
3、自身免疫
由於有些生物醫用材料造成免疫自穩功能亢進,免疫系統不能和識別自己和非己,對自體正常組織產生免疫反應。如聚四氟乙烯、聚酯等。 界面是一個有一定厚度(通常小於0.1μm)的區域,物質的能量可以通過這個區域從一個相連續地變化到另一個相。根據植入材料的不同,與生物體組織作用的界面可分為:惰性材料與生物體組織作用的界面和活性材料與生物體組織作用的界面。
1、惰性生物醫用材料與生物體組織作用的界面惰性生物醫用材料的特點是在生物體內保持穩定,幾乎不參加生物體的化學反應。長期植入惰性材料,植入物與機體發生滲出性組織反應,其中以纖維蛋白原滲出為主,形成纖維包囊。如果材料無毒性物質滲出,包囊將逐漸變薄,淋巴細胞消失,鈣鹽沉積。這一類的材料有氧化鋁、碳纖維、鈦合金等。如果材料持續釋放金屬離子或有機單體等毒性離子,會促使局部組織反應遷延不愈,轉變為慢性炎症。纖維薄膜逐漸變厚,淋巴細胞增多,鈣鹽沉積,可發展為肉芽腫,甚至腫瘤。
2、活性生物醫用材料與生物體組織作用的界面活性生物醫用材料可以與機體發生化學反應,與組織之間形成化學鍵。這里我們主要介紹表面活性生物醫用材料與生物體組織作用的界面、可降解生物陶瓷與生物體組織作用的界面和雜化生物醫用材料與生物體組織作用的界面。
(1)表面活性生物醫用材料與生物體組織作用的界面:表面活性生物醫用材料其表面成分與組織成分相近,能與組織結合形成穩定的結合界面。這種材料與組織親和性好。如表面含羥基磷灰石的生物材料。
(2)可降解生物陶瓷與生物體組織作用的界面:陶瓷可在組織內釋放組織所需的成分,加速組織的生長,並逐漸為新生的組織所取代。如β-磷酸三鈣陶瓷可在體液中釋放Ca2+、PO4
3+離子,促進骨組織的生長,並逐漸為之取代。
(3)雜化生物醫用材料與生物體組織作用的界面:雜化材料由活體組織和非活體組
織復合而成。由於活體組織的存在是使材料的免疫反應減輕,使材料具有很好的相容性。
這類材料有各種人工材料與生物高分子的復合物,合成材料與細胞的復合物等。
3、界面理論及其研究方法
(1)界面潤濕理論;主要研究液體對固體表面的親和狀況。材料植入首先是與由血漿、組織液組成的液體環境接觸,所以材料與機體組織親和性與液體與材料表面的潤濕作用密切相關。一般通過研究固體表面潤濕臨界張力和液體在固體上的潤濕角測定界面能。
(2)界面吸附理論;通過研究界面對水分子、各種細胞、氨基酸、蛋白質和各種離子的吸附作用,為材料界面改性提供參考。可以運用生物流變學的原理和方法,了解材料的形態表面對細胞吸附作用的影響。
(3)界面化學鍵合理論;理論上講,植入物與人體組織同處於人體的內環境中,存在形成各種化學鍵的可能性。主要採用電子探針、電子能譜、質譜、核磁共振、拉曼光譜等分析界面元素及化合態。
(4)界面分子結合理論 植入材料由於的表面極性、表面電荷及活性基團不同,對人體組織的作用也存在差異。通過測量生物壓電材料所產生的微電流,評價其對於細胞界面形成的影響。
(5)界面酸鹼理論;由於界面細胞的生長與界面局部的酸鹼度直接相關,所以可以通過研究界面酸鹼度,了解並改善生物醫用材料與組織的親和性。在離體實驗中,通常採取常規的pH 值測定法和納米級超微電極測定界面pH 值。
(6)界面物理結合理論;植入體與人體組織的結合首先是物理結合,組織細胞通過微孔長入植入體以增加其結合強度。微孔的大小關系著組織細胞能否長入植入體,微孔的比率決定著植入體的強度。主要採用各種感測技術及光彈應力分析法、有限元計算分析法等測定界面結合強度與應力。
另外,界面研究方法還包括界面的形態學研究。主要通過透射電鏡、掃描電鏡及各種立體成像技術觀察界面處的形態。 一般來講,生物醫用材料在體內首先與體液接觸,通過水解作用,某些材料可能由高分子物質轉變為水溶性的小分子物質。這些小分子物質經由血液循環,運輸到呼吸系統、消化、泌尿系統,經呼吸、糞、尿的方式排出體外。在代謝的過程中,可能有酶參與其中。生物醫用材料經過一系列的反應,可能完全降解由體內排出,也可能會有部分材料或其降解產物長期存在於人體內。生物醫用材料在體內代謝的中間產物和終產物可能對人體有利也可能有害,因此對於材料在生物體內的代謝產物和途徑的研究具有十分重要的意義。材料在體內的代謝受很多方面因素的影響,如材料本身的因素、植入環境的因素等。目前,材料在體內代謝的研究方法主要分為體外試驗和體內試驗。體外降解試驗主要是在體外模擬體內的環境條件,從外形、力學性能、質量等方面進行評價。這種試驗主要用於研究固體生物醫用材料。體內試驗主要是在動物體內進行。體內試驗是將生物醫用材料植入動物體內觀察材料的改變。具體可以通過解剖、X 線、放射性標記示蹤等方法。這種試驗方法的優點是可以獲得更接近人體的試驗結果。
㈦ 生物材料的前景怎麼樣就業呢
生物材料附加值高,但是投入高風險也高,屬於技術層次很高一類產品,你要是能搞出來並且質量沒問題 那行。
遺憾的是目前的中國很少有人會熱衷於這種高投入 高風險 長期回報的行業,大家目光都比較短淺 想的都是短平快的項目,所以。。。諸如房地產之類的項目才比較火
所以如果想從事於這個行業的話,先出國吧,在國內短時間內是搞不出什麼好東西的,大環境就是如此,等你在國外呆了一段時間之後,技術貯存產不多的時候 可以回國創業,這個相對靠譜一點。。。
㈧ 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。
㈨ 哪一類生物材料目前發展速度最快
磷酸鈣材料。磷酸鈣生物活性材料主要包括磷酸鈣骨水泥和磷酸鈣陶瓷纖維兩類,前者是一種廣泛用於骨修補和固定關節的新型材料,後者具有一定的機械強度和生物活性,可用於無機骨水泥的補強及制備有機與無機復合型植人材料。磷酸鈣纖維或晶須具有良好的生物活性和生物相容性,對人體無毒副作用,是生物陶瓷材料和有機高分子材料的理想增強材料。