生物材料在骨科临床应用课件.ppt

生物医用材料在骨科临床应用 生物材料的概念 生物材料(Biomaterials) 即生物医学材料(Biomedical Materials) 生物医用材料的用途 替代损害的器官或组织 如：人造心脏瓣膜、假牙、人工血管等 改善或恢复器官功能的材料 如：隐型眼镜、心脏起搏器等 用于治疗过程 如：介入性治疗血管内支架、用于血液透析的 薄膜、药物载体与控释材料等 生物材料发展概况 — 古代 公元前5000年 黄金修复缺损牙齿 并沿用至今 公元前3500年 古埃及人用棉花纤维 马鬃缝合伤口 印第安人用木片修补颅骨 公元前2500年 中国和埃及的墓葬中发现假牙 假鼻和假耳 隋末唐初 银膏补牙 — 成分是银、锡、汞 与现代牙齿填充材料类似 生物材料发展概况 — 近代 1588年 黄金板修复颚骨 1775年 金属固定体内骨折 1829年 多种金属的动物实验发现 金属铂对机体组织刺激最小 1851年 发明了天然橡胶的硫化方法 开始用天然高分子硬橡木制作人工牙托 和颚骨进行临床治疗 1892年 用硫酸钙填充骨缺损 陶瓷材料植入人体的最早实例 生物材料发展概况 — 现代 生物材料的分类 按材料性质分类 按材料功能分类 按材料来源分类 按使用部位分类 通常按材料性质分类 金属材料 不锈钢 钴基合金 钛基合金等 广泛应用于人工假体 人工关节 医疗器械 非金属材料 无机材料 有机材料 无机材料 主要是生物陶瓷 分为惰性生物陶瓷 如氧化铝生物陶瓷 表面生物活性陶瓷 如磷酸钙基生物陶瓷 可降解生物陶瓷 如β-磷酸三钙陶瓷等 有机材料 PMMA 聚乙交酯 聚丙交酯 生物胶 聚乳酸 通常按材料性质分类 高分子材料 根据来源分天然和合成 天然 如多糖类、蛋白类 合成 如硅橡胶、聚乙烯、聚乳酸、 聚四氟乙烯等 用于人体器官 组织 关节 药物载体等 生物复合材料 不同种材料混合或结合 克服单一 材料缺点 可获性能更优的材料 按材料功能分类 硬组织相容性材料 用于关节 牙齿及其他骨组织 软组织相容性材料 用于人工皮肤 人工气管 人工食道等 血液相容性材料 用于人工血管 人工心脏 血浆分离膜 血液灌流用吸附剂 细胞培养基材等 生物降解材料 用于吸收型缝合线 药物载体 愈合材料 粘合剂及组织缺损用修复材料 按材料来源分类 自体组织 如人体髂骨 血管等 同种异体器官及组织 异种器官及组织 天然生物材料 动物骨胶原 甲壳素 珊瑚等 人工合成材料 人工合成的新型材料 按使用部位分类 硬组织材料 骨、牙齿用材料 软组织材料 软骨、脏器用材料 心血管材料 心血管以及导管材料 血液代用材料 人工红血球 血浆等 分离、过滤、透析膜材料 血液净化 肾透析及人工肺气体透过材料等 对生物医用材料的基本要求 良好的生物相容性 良好的化学稳定性 满足生物力学要求 可灭菌 可成型 易加工 生物相容性 无毒 无刺激 无致畸 致敏 致突变或致癌 在体内不被排斥 无炎症 无慢性感染 不引起周围组织局部或全身性反应 最好能与骨形成化学结合 具有生物活性 无溶血 凝血反应等 化学稳定性 耐体液侵蚀 不产生有害降解产物 不产生吸水膨润 软化变质 自身不变化 生物力学要求 足够的静态强度 如抗弯 抗压 拉伸 剪切等 有适当的弹性模量和硬度 耐疲劳 摩擦 磨损 其 它 要 求 良好的空隙度 体液及组织易长入 易加工成形 使用操作方便 消毒灭菌不变质等性能 不锈钢为铁基合金 成本低 在体内有腐蚀和组织反应等 添加Mo可克服铬钝化膜在氧化 环境中耐腐蚀性能 如加Mo的316、317 降低碳含量 如使用超低碳的 316L可防止晶间腐蚀.可用来