生物医用材料的发展.doc

生物医用材料的发展 应化0707 田锐 200761202 摘要：随着现代社会的发展及医疗水平的提升，生物医用材料得到了快速的发展，本文将从生物医用材料的基本知识入手，具体介绍其分类、作用及一些重要的应用，并对相关研究成果进行举例分析。同时，结合我国的发展情况作出讨论。 关键词：生物相容性、医用高分子材料、医用金属材料、医用无机材料、医用复合材料 一、生物医用材料概述： 1、发展状况： 随着社会文明进步、经济发展和生活水平日益提高，人类对自身的医疗康复事业格外重视。与此同时，社会人口剧增，交通工具大量涌现，生活节奏加快，疾病、自然灾害、交通事故、运动创伤和工伤等的频繁发生等，造成人们意外伤害剧增。因此，发展用于人体组织和器官再生与修复的生物医用材料具有重大社会效益 生物医用材料是一种新型材料，具有广泛的应用前景，仅高分子材料，全世界在医学上应用的就有90多个品种、1800种制品，西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10％～20％的速度增长。随着现代科学技术的发展尤其是生物技术的重大突破，生物材料的应用将更加广泛。 由于生物医用材料是新发展起来的领域，并没有严格的定义。生物医学材料指的是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。 ①、按材料组成和性质： 医用高分子材料（聚乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅橡胶、聚乳酸、聚羟基乙酸）； 医用金属材料（不锈钢、钴基合金、钛和钛合金以及贵金属）； 医用陶瓷材料（羟基磷灰石材料 医用复合材料（金属基-陶瓷涂层体系等）。 ②、按材料在生理环境中的生物化学反应水平： 惰性的生物医用材料、生物活性材料、可生物降解和吸收的生物材料 ③、按用途： 骨骼-肌肉系统修复材料和替换材料（骨、牙、关节、肌腱） 软组织材料（皮肤、乳房、食道、呼吸道膀胱） 心血管系统材料（人工心瓣膜、血管、心血管内插管） 医用膜材料（血液净化膜和分离膜、气体选择性透过膜、角膜接触镜） 药物释放材料等。 4、基本要求： （1）无急性毒性、致敏、致炎、致癌和其他不良反应； （2好的加工性能 （3）体内使用的医用材料，还必须具有良好的组织相容性、血液适应性和适宜的耐生物降解性 1、常见医用金属材料及其特点： ①、不锈钢：廉价、加工工艺简便，但容易缝隙腐蚀、摩擦腐蚀以及疲劳腐蚀破裂； ②、钴合金：耐腐蚀和力学性能综合衡量，它是最优良的材料之一； ③、贵金属：生物相容性好、化学稳定性好，抗腐蚀、价格昂贵 ④、形状记忆合金：较硬富有弹性，可起到矫形和支撑作用，优良的生物相容性，耐腐蚀、耐磨、无毒 ⑤、钛合金：无毒、质轻、强度好、生物相容性好。 钛合金： 钛合金具有很多其他金属无法比拟的优点。①质轻：20℃时密度为4.5g/cm3，仅为不锈钢的56%，植入人体内大幅度减轻了人体的负荷量，作为医疗器械也减轻了医务人员操作符合；②弹性模量为108500MPa，仅为不锈钢的53%，植入人体内与人体自然骨更接近，能够减少骨头对植入物的应力屏蔽效应；③钛及钛合金是无磁性金属，不受电磁场和雷雨天气的影响，这有利于使用后的人体安全；④无毒性，作为植入物对人体无毒副作用；⑤在人体血液的浸泡环境中具有优异的耐腐蚀性，保证了与人体血液及细胞组织的相容性，作为植入物不产生人体污染，不会发生过敏反应；⑥长期留置于人体内，会受到人体的弯曲、扭转、挤压、肌肉收缩力等作用，要求植入物具有高的强度和韧性，钛合金完全满足这一点。 鉴于钛合金的诸多优势，其有广泛的用途，主要用于：修补颅骨，制成钛网或钛箔用于修复脑膜和腹膜、人工骨、关节、牙和矫形物、人工心脏瓣膜支架、人工心脏部件和脑止血夹、口腔颌面矫形颌修补、手术器械、医疗仪器颌人工假肢等多个方面。 然而，作为一种金属材料，钛合金仍然存在一些不足之处。它虽然具有足够的强度和韧性，但是它属于生物惰性材料与骨头的结合是一种机械锁和。利用表面改性技术可提高金属表面的稳定性和耐磨性，同时可赋予其生物活性。下面介绍一种在金属材料表面涂覆HA层的技术。与HA陶瓷一样，HA涂层植入体内后与生物环境作用，表面层会溶解，然后在涂层表面重新沉积一层类骨磷灰石，其成分和结构都与天然骨组织十分类似。新骨不但生长在周围骨组织表面，也在HA涂层表面生长，即形成双向成长。这种生长方式加快了新骨生长，并促使植入体与骨组织间形成直接的化学键性结合，有利于植入体早期稳定，缩短手术后的愈合期。当它与骨组织接触时，新骨可沿涂层表面生长，即具有骨传导性。HA涂层还有良好的桥接作用，当它与骨组织的间隙宽2mm时，仍能激发骨的生长，充满这一间隙。HA涂层还可以提高植入体-骨界面的结合强度，在HA涂层表面粗糙度与钛表面相等或略小的情况下，界面结合强度要大得多。 三、医用材料在我国的发展： 我国是一个拥有近13亿人口和600