生物材料课件1.ppt

材料在体内的应用 与材料在工程上的应用不同的是，发生在生物材料中失败的因素主要是： 1.人体免疫系统对植入体的攻击 2. 植入体对机体的有害作用 材料在人体中的应用可以从不同角度来认识 从生物材料解决问题的范围 应用方面及结果 体内用生物材料及医疗器械 坏死或创伤组织替代 人工髋骨关节，肾透析仪 辅助组织愈合 手术线，接骨板，接骨螺钉 改进器官或组织功能 心脏起搏器，隐形眼镜 异位矫正 Harrington骨椎骨杆 协助诊断 探针，导管，内窥镜 协助治疗 导液管，排尿管 脉冲发生器 器官 应用器械 心脏 起搏器、人工瓣膜 肺 制氧机 眼睛 隐形眼镜 耳 外耳重建、人工耳 骨骼 接骨板 肾 肾透析仪 膀胱 导排器 从器官层次 肌体系统 生物材料 骨骼 内固定板，人工关节替换 肌肉组织 手术线（缝合） 消化管 手术线（缝合） 循环系统 人工血管和人工瓣膜 呼吸系统 制氧机 外皮（表面组织） 手术线，烧伤覆盖物，人工皮肤 泌尿系统 导管，透析议 神经系统 起搏器 内分泌系统 人工胰岛素胶囊 再生生殖系统 整形，矫形，替代，乳房再植和整形 从系统层次 目前应用最成功的生物材料是骨科和整形外科 皮肤、肌肉以及骨骼等创伤、疾病、先天性或后天性组织或器官的缺陷与畸形 生物材料应用规范 材料因素考虑：强度，密度，透气性，设计，形状，结构，硬度，制造技术 生物相容性考虑：意味着能否被环境组织和整体系统所包容—重要因素 （1）血液相容：溶血、血栓、补体系统 酶变化 （2）细胞毒性：体外评价，琼脂培养 （3）急性毒性评价 （4）刺激性，过敏性 （5）植入实验：皮下、肌肉、骨骼植入 （6）热导试验：动物体温变化 另外还有生物降解试验、致癌性试验、Ames试验（污染物致突变性检测）、生殖试验、动物试验、遗传毒性试验 最难避免的是人的个体差异，导致了不同的应用效果，甚至失败 每项必须完成，不能由医生说了算；科学依据——医患纠纷 手术可靠性 手术可靠性；Ｒ Ｒ＝１－f 植入失败性； f 多个条件：R=R1?R2…….Rn =(1-f1) (1-f2) ……(1-fn) 人工关节替换术中各种失败因素与植入时间的关系 例如： 膝关节植入：一年后，感染失败５％，磨损３％，松劲２％，手术失败１％，断裂失败４％，10％手术后过度疼痛，求成功率． R =（１－0.05）（１－0.03）（１－0.02）（１－0.01） （１－0.01）（１－0.1） ×100% = 0.86×(1-0.1)× 100% = 0.77×100% = 77% 重点 基本概念 生物材料学，生物材料，生物惰性材料， 生物活性材料，生物降解材料，复合材料 金属材料、陶瓷材料和高分子材料作为生物医用材料时，各自的优缺点，应用的范围 手术可靠性的决定因素和分析计算 * 生物材料学 Biomaterials Science 目 录 1：绪论 2：金属植入材料 3：陶瓷植入材料 4：医用高分子植入材料 5：人体组织对植入材料的反应 6：软组织替代与植入 7：硬组织替代与修复 本课程目的： 为从事生物工程、临床医学、基础研究的人们，建立起材料科学与工程的基础理论、基本概念、材料过程基本方法、材料性能与结构、以及应用的基础知识。 第一章、绪论 生物材料学： 研究用于修复人体缺陷的各类材料的基本结构、基本特征和人体组织及器官对材料的反应，从基本原理上探索生物材料与细胞间的相互作用，研究材料过程 - 材料结构 - 材料性能之间的关系。 生物材料： 植入人体体内，且与体内组织直接接触并起到某一特定作用的材料，是一种无药理学和无生命性质的物质 没有真正意义上的药物作用，但可以是载体。如现在的纳米药物载体材料。 根据纳米颗粒表面和药物表面之间电位差异或化学位差异，使两者之间产生电学性质的结合或共价键性质的结合，将药物包裹在载体之间或吸附在表面，同时也在颗粒表面偶联特异性的靶向分子。通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，使颗粒进入细胞内，实现安全有效的靶向性药物治疗。 （应用不同功效） 体外部分： 助听器、框架眼镜、假肢（指为皮肤隔开） 取代身体某一部分：眼角膜 长期进入身体部分：骨钉 短期进入身体部分：注射器、导管 体内部分 与体内组织直接接触 传统意义生物材料功能非常有限： 有肝的生化功能 如不可能 有神经网络的电化学功能 简单的机械、结构、视觉和化学的作用 组织工程 ： 定义：应