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生物材料的发展前景与科学问题
生物材料的前景与科学问题 全球医疗器械市场 高档介入与植入器械的中国市场 低档生物材料制品的市场应用 生物材料的基本科学问题 生物体与材料表面的相互作用 通过材料性质的设计与改进控制生物体的反应行为 由无生命向有生命过程调控 材料—生物分子—细胞—组织—器官 基础: 在分子水平上,深化对材料生物相容性的认识 研究组织形成和创伤康复的生物化学信号(受体蛋白,生长因子等)及其与细胞、组织、宿主、材料相互作用 研究生物力学因素(孔隙、形态、液流、表面微结构等)及其与生物化学信号的相互作用,对细胞粘附、分化、增殖和组织形成的影响 细菌在表面改性及未改性的涤纶材料表面的对比 人工心脏瓣膜动物心脏置入实验结果 7个月狗股动脉置入实验 Surface modified cardiovascular devices 4. 结论 生物材料是一门具有重大理论与应用前景的交叉学科。是存在巨大潜力、挑战、机会的的新领域。 致谢 本研究获得 国家重点基础研究规划项目G1999064706支持 谢谢! * 挽救了成千万危重病人的生命 提高了人类的生命质量 一.领 域 现 状 心脏和血管系统:起搏器、心瓣膜、人造血管、血管内导管 矫形外科:人工关节、骨片、骨内固定器械、软骨、肌腱 软组织修复:人工尿道、膀胱、肠、人工气管、疝修补、粘合 牙种植:牙种植体、牙槽骨增高、充填剂 感觉神经系统:人工晶体、接触镜、神经导管、视力、听力重 建 药物控释系统:药物、特种蛋白、基因控释 形成一个高技术产业 定义:生物医学材料是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织、器官或增进其功能的一类高技术材料 合成材料:医用高分子、医用金属和合金、 生物陶瓷、复合材料、医用复合材料 天然材料:天然高分子、经处理过的生物组织等 两者结合 生物医学材料≠药物 药理、免疫、代谢 现 状 近5年生物材料和制品产值占医疗器械产值的比值由45%增加到约70% 产品结构: 医用植入体和人工器官 200—300种 美国几种医用植入体的市场估计* * Frank.K.Ko, Engineering of Tendous and Ligaments, Croucher Advanced Study Institute, Hongkong, April 14-18, 2000 重点发展领域建议 ——背景及依据 2332 注:2005年预期达到500亿人民币,2010年达到1000亿人民币 生物医学材料: 常规产业 + 新技术产业 药物市场(10-15年) 药物市场:1998年:US$3020亿 2005年前增长率≈8% 发展成为本世纪世界经济的一个支柱性产业 产 业 高 速 增 长 10% 10万 100万 肾透析器 100万 10% 2万 30万 100万 人工血管 150 5% 2-3万 4万 100万 血管支架 2000 40% 0.08-0.15万 40万 400万 人工晶体 2000 30% 2.5万 3万 300万 人工关节 1500 30% 0.1-0.2万 20万 200万 骨修复材料 300 5% 2-3万 2万 40万 起搏器 600 10% 1.5-2万 2.5万 25万 人工心脏瓣膜 250 国产率 进口价 实用量 (年) 需求量 (年) 病例数(万例) 一次性产品 60亿 80% 敷料 50亿 60% 缝合线(
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