无机生物材料学第一章讲解.ppt

再生医学（Regenerative Medicine） 部分或全部缺损的人体组织在位再造的医学 特征：个体化操作，不适宜工程化生产 * 组织工程(Tissue Engineering) 是应用细胞生物学和工程学的原理,在正确认识哺乳动物正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上,研究和开发关于修复、维护和促进人体各种组织器官功能和形态的一门新学科 三要素：材料支架、种子细胞、生长因子 组织工程基本方法： 是将体外培养的高浓度组织细胞,扩增后粘附于一种生物相容性好并可被人体逐步降解吸收的三维多孔人工细胞外基质(支架材料) 上,细胞在该支架上可获取足够的营养物质,进行新陈代谢,并按预制形态的三维支架生长、增殖和组织分化; 然后将这种组织工程化细胞和生物材料的结构物(组织工程构件) 植入到机体缺损或病变部位。 种植的细胞在支架逐渐被降解吸收过程中, 继续增殖并进一步分化,最终组装成新的具有或部分具有原来特殊功能和形态的组织和器官,从而达到创伤修复和功能重建的目的。 1.4 生物材料的发展机遇与挑战 1. 克隆技术 复制人体器官，克隆人/克隆动物（猴子1%、猪2%） 2. 干细胞技术 自我更新、高度增值、多向分化 如：心肌坏死（骨髓基质干细跑） 膝关节软骨面缺失（美国GENZYME） * 克隆人伦理 * 课程重点 无机生物材料 （1）固体材料的物理化学基础 （2）生物材料的表征方法基础 （3）无机生物材料的制备、结构、性能及其医学应用 * 无机生物材料学 孙钦星课本 无机生物材料学 作者：汤顺清 出版：华南理工大学出版社 * 第一章 生物医学工程与生物材料 1. 1 生物医学工程概念 (biomedical engineering，BME), 运用自然科学与现代工程 多层面研究（人体结构、功能、疾病、生命健康）相关的人工材料、制品、仪器。 理、工、医相结合的边缘学科 如：B超、假肢、义眼、心脏起搏器 * ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 　　2001年8月21日，世界上第一个接受全植入式人工心脏移植手术的病人罗伯特·图尔斯通过电视向记者们讲述自己的喜悦心情。 全植入式人工心脏”形如柚子，重约1公斤，其主体是一个以钛和塑料为材料的泵，具有电子控制系统，能够根据身体需要调节泵的速度。 以尖端科技制成的机械手臂由20个微型马达驱动，空前精确地模拟出活生生肢体的动作，使用者通过神经冲动来控制它。手臂中甚至装入了记录触觉的传感器 阿曼达·基茨的残肢经外科手术重新接驳神经后，肌肉仍可产生运动，并被传感器阵列记录下来。下一代的义肢能听命于转接的肌肉信号，行动越来越接近天生的血肉肢体。 生物材料（Biomaterials）: 是指生物体材料和各种医用、特别是对机体的细胞、组织和器官进行诊断、治疗、替代、修复、诱导再生或增进其功能的特殊功能材料。 如隐形眼镜√，人造血管√，支撑材料√ * 生物材料包括： （1）生物体材料（Biological materials） 具体组成某种组织细胞的成分，如纤维蛋白、胶原蛋白、磷脂和糖蛋白等。 （2）生物医用材料(Biomedical materials) 是与医学诊断、治疗有关的一类功能性材料，其研究的最终目的主要是制成人工器官或医疗器械代替和修复人体受损的组织、器官，以实现其生理功能。 生物材料的定义是根据它们的用途，而非它们的化学成份。 实例：眼内透镜 组成：聚甲基丙烯酸甲酯（简写 PMMA） 1949年，英国的一位医生率先将一枚PMMA人工晶体植入患者眼内. 人工晶体或称假晶体，也叫作眼内眼镜。多用在白内障手术后，代替摘除的自身混浊晶体 高折射率 易加工处理 环境稳定性好 机械性能优良 由于同样的原因，该材料过去曾用作汽车尾灯的罩盖 * 2. 生物材料的发展史 生物材料的研究有着悠久的历史： 古代 公元前3500年，古埃及人用棉花纤维、马鬃缝合伤口；用木片修补受伤的颅骨。 公元前2500年的中国、埃及墓葬中发现有假牙、假耳、假鼻等； * 近 代： 最先应用于临床实践的金属材料是金、银、铂等贵重金属。（良好的化学稳定性和易加工性） 1829年，通过多