㈠ 生物材料都有那些
按材料功能划分:
*1、血液相容性材料 如人工瓣膜、人工气管、人工心脏、血浆分离膜、血液灌流用吸附剂、细胞培养基材等;
*2、软组织相容性材料 如隐形眼睛片的高分子材料,人工晶状体、聚硅氧烷、聚氨基酸等,用于人工皮肤、人工气管、人工食道、人工输尿管、软组织修补等领域;
*3、硬组织相容性材料 如医用金属、聚乙烯、生物陶瓷等,关节、牙齿、其它骨骼等;
*4、生物降解材料 如甲壳素、聚乳酸等,用于缝合线、药物载体、粘合剂等;
*5、高分子药物多肽、胰岛素、人工合成疫苗等,用于糖尿病、心血管、癌症以及炎症等.
按材料来源分类:
*1、自体材料
*2、同种异体器官及组织;
*3、异体器官及组织;
*4、人工合成材料;
*5、天然材料
根据组成和性质分为:
* 1、生物医用金属材料
* 2、医用高分子材料
* 3、医用无机非金属材料
生物医用金属材料
较优秀的生物医用金属材料有,医用不锈钢、钴基合金、钛及钛合金、镍钛形状记忆合金、金银等贵重金属、银汞合金、钽、铌等金属和合金.
⑴医用不锈钢
具有一定的耐腐蚀性和良好的综合力学性能,且加工工艺简便,是生物医用金属材料中应用最多,最广的材料.
常用钢种有US304、316、316 L、317、317L等.
医用不锈钢植入活体后,可能发生点蚀,偶尔也产生应力腐蚀和腐蚀疲劳.医用不锈钢临床前消毒、电解抛光和钝化处理,可提高耐蚀性.
医用不锈钢在骨外科和齿科中应用较多.
⑵钴基合金
钴基合金人体内一般保持钝化状态,与不锈钢比较,钴基合金钝化膜更稳定,耐蚀性更好.在所有医用金属材料中,其耐磨性最好,适合于制造体内承载苛刻的长期植入件.
在整形外科中,用于制造人工髋关节、膝关节以及接骨板、骨钉、关节扣钉和骨针等.在心脏外科中,用于制造人工心脏瓣膜等.
⑶医用钛和钛合金
不仅具有良好的力学性能,而且在生理环境下具有良好的生物相容性.由于其比重小,弹性模量较其他金属更接近天然骨,故广泛应用于制造各种能、膝、肘、肩等人造关节.此外,钛合金还用于心血管系统.钛合金耐磨性能不理想,且存在咬合现象,限制了其使用范围.
生物医用高分子
按应用对象和材料物理性能分为软组织材料、硬组织材料和生物降解材料.其可满足人体组织器官的部分要求,因而在医学上受到广泛重视.目前已有数十种高分子材料适用于人体的植入材料.
* 软组织材料:故主要用作为软组织材料,特别 是人工脏器的膜和管材.聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、硅橡胶膜和管,可用于制造人工肺、肾、心脏、喉头、气管、胆管、角膜.聚酯纤维可用于制造血管、腹膜等.
* 硬组织材料: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)、尼龙、硅橡胶等可用于制造人工骨和人工关节.
* 降解材料:脂肪族聚醋具有生物降解特性,已用于可接收性手术缝线.
生物医用无机非金属材料
生物无机材料主要包括生物陶瓷、生物玻璃和医用碳素材料.
按植入生物活体内引起的组织与材料反应,生物陶瓷分为:
⑴近于惰性的生物陶瓷,如氧化铝生物陶瓷、氧化锆生物陶瓷、硼硅酸玻璃;
⑵表面活性生物陶瓷,如磷酸钙基生物陶瓷、生物活性玻璃陶瓷;
⑶可吸收性生物陶瓷,如偏磷酸三钙生物陶瓷、硫酸钙生物陶瓷.
生物活性玻璃陶瓷植入活体后,能够与体液发生化学反应,并在组织表面生成羚基磷灰石层,故可用于人工种植牙根、牙冠、骨充填料和涂层材料.
与自然骨比较,生物活性玻璃陶瓷虽然具有较高的强度,但韧性较差,弹性模量过高,易脆断,在生理环境中抗疲劳性能较差,目前还不能直接用于承力较大的人工骨.
医用碳素材料:具有接近于自然骨的弹性模量.
医用碳素材料疲劳性能最优,强度不随循环载荷作用而下降.无序堆垛的碳材料耐磨性理想.
医用碳素材料在生理环境中较稳定,近于惰性,具有较好的生物相容性,不会引起凝血和溶血反应,特别适合于在生理环境中使用.
医用碳材料已大量用于心血管系统的修复,如人工心脏瓣膜、人工血管.还可作为金属和聚合物的涂层材料.
生物医用复合材料
生物医用复合材料是由二种或二种以上不同材料复合而成的.
按基材分为:高分子基、陶瓷基、金属基等生物医用复合材料.
按增强体形态和性质分为纤维增强、颗粒增强、生物活性物质充填生物医用复合材料.
按材料植入体内后引起的组织与材料反应分为:生物惰性、生物活性和可吸收性生物医用复合材料.[1]
㈡ 生物医用材料大致可分为哪三类
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。
㈢ 生物医学高分子材料的分类和应用是什么
生物医学高分子简称医用高分子,是一类令人瞩目的功能高分子材料。它已渗入到医学和生命科学的各个领域并应用于临床的诊断与治疗。特别是直接与体液接触的或可植入体内的所谓“生物材料”,它们必须无毒,有良好的生物相容性和稳定性,有足够的机械强度,而且易于加工、消毒。
生物医学高分子材料作为生物医学材料的高分子及其复合材料,又称医用高分子材料。可来自人工合成,也可来自天然产物,除应满足一般物理、化学性能要求外,还必须满足生物相容性要求。医用高分子按性质可分为非降解型和可生物降解型。非降解型高分子包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等,要求其在生物环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的物理机械性能,虽然不存在绝对稳定的聚合物,但是要求其本身和降解产物不对机体产生明显的有毒副作用,同时材料不致灾难性破坏。生物降解型高分子包括胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己内酯等,可在生态环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或被排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非永久性植入装置。
医用高分子材料制品种类繁多。从天灵盖到脚趾骨,从内脏到皮肤,从血液到五官都已有人工的高分子代用品。与此同时,高分子药物及固定化酶、人工细胞、标记细胞、免疫吸附剂等也在迅速发展。目前全世界每年生产的医用高分子材料包括医疗用品在内多达800万吨,价值30亿美元。
人工心脏
生物材料是指与体液接触的异体材料,除少数金属、陶瓷和碳素外,绝大部分是橡胶、纤维、模制塑料等合成高分子材料。以它们为原材料制出的人工脏器,即具有部分或全部代替人体某一器官功能的器件,有的只需在体内短期使用,如插入器件(导液管等),有的则需在体内停留较长时间,甚至整个生命期。因此对这类材料有严格的要求:①必须无毒,而且是化学惰性的。②与人体组织和血液相容性要好,不引起刺激、炎症、致癌和过敏等反应。③有所需的物理性能(尺寸、强度、弹性、渗透性等),并能在使用期间保持其不变。④容易制备、纯化、加工和消毒。
医用硅橡胶导管
生物高分子材料可以粗略地分为3大类:软性即橡胶状聚合物、半结晶聚合物和其他有关聚合物(见下表)。医用硅橡胶是最早也是最成功的商品化医用高分子材料之一。
主要的软性生物高分子材料
主要的半结晶生物高分子材料
其他有关聚合物
上面三个表中列举的是有关主要材料的主干结构类别,事实上往往任何单一的聚合物都难以满足对生物材料的所有要求,因而又不得不采用共聚、接枝、交联以及表面化学修饰等多种手段(统称为改性),以制成各种复合材料,使其性能尽可能满足使用的特殊需要。
㈣ 生物材料都有那些
生物材料用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料,即用于取代、修复活组织的天然或人造材料。包括金属材料(如碱金属及其合金等)、无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石等)和有机材料三大类。有机材料中主要是高分子聚合物材料,高分子材料通常按材料属性分为合成高分子材料(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);
㈤ 生物医用材料的生物医用材料的分类
生物医用材料按用途可分为骨、牙、关节、肌腱等骨骼-肌肉系统修复材料,皮肤、乳房、食道、呼吸道、膀胱等软组织材料,人工心瓣膜、血管、心血管内插管等心血管系统材料,血液净化膜和分离膜、气体选择性透过膜、角膜接触镜等医用膜材料,组织粘合剂和缝线材料,药物释放载体材料,临床诊断及生物传感器材料,齿科材料等。
生物医用材料按按材料在生理环境中的生物化学反应水平分为惰性生物医用材料、活性生物医用材料、可降解和吸收的生物医用材料。
生物医用材料按材料的组成和性质可以分类如下: 生物衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医用材料。也称为生物再生材料。生物组织可取自同种或异种动物体的组织.特殊处理包括维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消除抗原性的轻微处理,以及拆散原有构型、重建新的物理形态的强烈处理。由于经过处理的生物组织已失去生命力,生物衍生材料是无生命力的材料。但是,由于生物衍生材料或是具有类似于自然组织的构型和功能,或是其组成类似于自然组织,在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用。主要用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆增强剂和血液透析膜等。
㈥ 生物医学材料的基本要求是什么
生物医学材料基本的要求:无毒性,不致癌,不致畸,不引起人体细胞的突发和组织细胞的反应;与人体组织相容性好,不引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象;
化学性质稳定,抗体液、血液及酶的作用;具有与天然组织相适应的物理机械特性;针对不同的使用目的具有特定的功能。
生物医用材料是一类用于诊断、治疗、修复和替换人体组织、器官或增进其功能的新型高技术材料,涉及学科较为广泛,学科交叉较深;
(6)生物医学材料包括哪些内容扩展阅读:
生物材料的发展综合体现了材料学、生物学、医学等多个领域科学与工程技术的水平。同时,生物再生材料产业作为材料科学、生物技术、临床医学的前沿和重点发展领域,以及整个生物医学工程的基础,已发展为整个经济体系中最具活力的产业之一。
其不仅是构成现代医学基础的生物医学工程和生物技术的重要基础,且对材料科学和生命科学等相关学科的发展有重要的促进作用。
㈦ 什么是生物医学材料
生物医学材料(又称生物材料),是指用以和生物系统结合,以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。这是一项典型的跨学科的工作,它将由医学家提出建议与要求,材料学家进行材料设计与研制,整个研究过程必须由两方面的科学家紧密合作才能奏效。[1]
生物材料是用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料,即用于取代、修复活组织的天然或人造材料,其作用药物不可替代。生物材料能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能,而不能恢复缺陷部位。这是一项典型的跨学科的工作,它将由医学家提出建议与要求,材料学家进行材料设计与研制,整个研究过程必须由两方面的科学家紧密合作才能奏效。
㈧ 生物医用材料大致可分为哪三类
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.
㈨ 为人类造福的生物医学材料有哪些
当一个人发生骨折时,医生要用石膏为他固定患处;而患了龃齿时,则要用光固性高分子修补材料补上龃洞;而进行X光透视时所服用的钡餐,对很多人而言也不陌生。这些材料都是生物医学材料,又称生物材料,是用以和生物系统结合,以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能。
生物医学材料有很多种类,它可以是天然产物,也可以是合成材料,或者是它们的结合,还可用有生命力的活体细胞或天然组织与无生命的材料结合而成混杂材料。生物医学材料不同于药物,其主要治疗目的不必要通过体内的化学反应或新陈代谢来实现,但是可以起到药理作用,甚至起药理活性物质的作用。与生物物质直接结合是生物医学材料最基本的特性,如直接进入人体的植入材料,人工心肺、肝、肾等体外辅助装置中与血液直接接触的材料等。除应满足一定的物理化学性质要求外,生物医学材料还必须满足生物学性能要求,即生物相容性要求,这是区别于其他功能材料的最重要特征。
生物医学材料按照组成和性质分为医用金属和合金、医用高分子材料、生物陶瓷以及它们结合而成的生物医学复合材料。经过处理的天然组织,由于其来源特殊,另成一类生物衍生材料。根据在生物环境中发生的生物化学反应水平,可分为近于惰性的、生物活性的以及可生物降解和吸收的材料。还可根据临床用途,分为骨、关节、肌腱等骨骼——肌肉系统修复和替换材料;皮肤、乳房、食道、呼吸道、膀胱等软组织材料;人工心瓣膜、血管、心血管内插管等医用膜材料;组织粘合剂和缝线材料;药物释放载体材料;临床诊断及生物传感器材料及齿科材料等。生物医学材料事关人们健康,生产和使用都必须遵守国际标准化组织或中国国家标准,严格地进行安全性、可靠性评价并认可之后,才能投入使用。