常用的生物医学材料.ppt

* 常用的生物医学材料 本节介绍几种常用的生物医学金属材料、无机生物医学材料、高分子生物医学材料，以及最近受到人们普遍关注的、有望制造出具有高生理功能的人工器官的杂化生物医学材料。 本节介绍几种常用的生物医学金属材料、无机生物医学材料、高分子生物医学材料，以及最近受到人们普遍关注的、有望制造出具有高生理功能的人工器官的杂化生物医学材料。 一、生物医学金属材料 金属材料是生物医学材料中应用最早的。由金属具有较高的强度和韧性，适用于修复或换人体的硬组织，早在一百多年前人们就已用贵金属镶牙。随着抗腐蚀性强的不锈钢、弹性模量程骨组织接近铜铁合金，以及记忆合金材料、复合材料等新型生物医学金属材料的不断出现，其应用范围也在扩大。 生物医学金属材料的特殊要求和考虑 除了要具备前面介绍的一般性要求，生物医学金属材料还有一些特殊要求及需要注意和考虑的问题。 （1）抗腐蚀性 （2）毒性低或无毒性 （3）高机械性能 名称 优点 缺点 应用领域 贵金属 贵金属及其合金的耐腐蚀和机械性能优良 生物相容性差 牙科修复材料，制作植入体内的器件的电极和导线材料，磁性铂用于眼脸功能的修复。 不锈钢 易加工，价格低 不锈钢耐腐蚀性和机械性能不如钴基合金 体内植入的阴性对照材料，接骨板、骨螺钉、齿冠、齿科矫正器具等。 钴基合金 可锻可铸，机械性能好硬度有硬，中，软之分 价格高，加工难、应用不够普及 常用来制作人工关节的金属间华东联接。 钛和钛合金 质轻强度高，生物相容性好及记忆效应，抗疲劳性及耐腐蚀性好 价格高昂 用于齿科、骨科。人工齿龈，人工下颚骨、颅骨修复网支撑、心脏瓣膜支架等众多领域 多孔材料和复合材料 性能固定牢靠，减少关节的磨损 制备困难，成本高 用于人工假肢、估损修复，修复肌腱、神经和血管的钽丝 常见生物医学金属材料 二、无机生物医学材料 无机生物医学材料从主要成分来看，包括生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料。1808年就已用陶瓷来镶牙，近20年来由于无机生物学材料性能的改善及复合材料发展的需要，这类材料的研制和应用都有了较大的发展 1、生物陶瓷 生物陶瓷由多种氧化物等烧结而成。一般可把生物陶瓷分为普通生物陶瓷、生物活性陶瓷及特殊加工生物陶瓷3类。 （1）普通生物陶瓷 多用于假牙制作，硬度及耐磨性优于树脂制品。材料的化学性质差，生物相容性好 （2）生物活性陶瓷 主要成分为磷酸钙，植入人体后可以降解吸收，由于被怀疑会引起淋巴结增生，现已停止对其研究 （3）特殊加工生物陶瓷 掺入荧光物质的陶瓷贴片可以贴在牙齿外表增加美观 生物陶瓷制作的听小骨 2、生物医学玻璃和玻璃陶瓷 （1） 非活性生物玻璃 （2）活性生物玻璃 （3）羟磷灰石（HAP）材料 多用于制作人工股骨、人工齿冠、齿桥，还用于强磁性的玻璃陶瓷埋入肿瘤附近，通过材料在交变磁场作用下磁场下磁滞损耗发热而杀死癌细胞，或用经中子照射产生 射线源的生物陶瓷的埋入治疗癌症等。 这种材料生物相容性好，和骨组织结合好，成骨过程快、有利于植入物早期固定，种植成功率高。国内外也生产了可进行切削加工的生物玻璃陶瓷，国外也有制成柔顺性强的生物玻璃纤维的研究工作报告。 HAP是人牙和骨骼的主要无机成分，1976年开始AI合成HAP材料。HAP材料具有吸收和聚集体液中钙离子的作用，参与体内钙代谢，能起到适合于新生骨沉积的生理搭桥作用，即起着股传送作用，常制作复合人工骨，与高分子材料制成的混合材料常用做人工中耳骨等。 3.碳素材料 碳是构成生物体的重要组成元素，由于它具有极好的抗血栓性，因而碳素材料被认为是最佳的人工心脏瓣膜材料。碳纤维束有利于生物组织依附生长，经聚乳酸浸制成人工韧带和肌腱已用于临床。碳纤维与高分子材料制成的复合材料用于制作假牙、人工软骨、人工中耳骨及用于胫骨骨折固定板、颌面修复等。活性炭常用于血液净化材料等。 碳素材料制作的高尔夫球棍 三、生物医学高分子材料 生物医学高分子材料种类庞大，已获得应用的材料品种近百种，制品近2000种。为了学习和掌握方便，我们首先介绍高分子材料医学应用中的3个重要问题：高分子材料的血液相容性、高分子材料的药用范围和天然高分子的应用：稍微详细的介绍聚有机硅氧烷、聚氨酯、聚丙烯酸类等材料，最后简要的按字母顺序介绍十多种常见的材料。 1.高分子材料的血液相容性 血液相容性就是指血液对与它接触的非存活材料和器件产生合乎要求的反应的一种性能；具体来说应具备以下性质：不凝血、不溶血、不破坏血细胞、不致使血浆蛋白变性及酶系统破坏，不扰乱电解质平衡。其中，不凝血是血液相容性最重要，也是最不易做到的要求。 （凝血是指血浆由流动状态转变为胶冻