生物医用药用功能材料.ppt

第七章 生物医用药用功能材料 近年来，这类生物医用药用功能材料的人工器官发展更为迅速，目前国外有数以百计的人靠人工器官维持着生命，仅在美国，每年约有： 100万人接受人工器官的植入手术，其中人工心脏瓣膜3.5万人； 人工血管18万人； 人工髋骨12.5万人； 人工膝盖605万人； 人工肾5万人； 人工乳房12.5万人等。 1926年，不锈钢材料用于骨科治疗， 20世纪50年代用纯钛制作的骨丁、骨板已用于临床， 70年代后期以Ti-Ni系为代表的形状记忆合金成为骨科、口腔科医用金属材料的重要组成部分。高分子生物材料的发展略晚于金属材料， 20世纪60年代初，聚甲基丙烯酸甲酯开始用于髋关节的修复，促进了医用高分子材料的发展。 进入体内的材料虽然是一小部分，但它决定了最近数十年来医学上的许多成就。它们中的绝大多数属功能高分子范畴。 有的具有人体组织或器官的某些功能； 有的利用其物理化学性能阻止或疏通某些功能障碍，使之恢复其正常功能； 有的只作为医疗器械使用，由于它与人体表面或体内或长或短时间的接触，对其生物学性能仍有一定的要求。 第一节 生物医用药用功能材料的特征与评价 1.2 生物相容性 1.3生物降解吸收材料 生物降解医用高分子的研究目前主要集中在： 第二节 医用功能材料的分类与应用 2.1医用金属材料 2.1.1 对医用金属材料的性能要求 （2）腐蚀性能 2.1.2 常用医用金属材料 （1）不锈钢 （3）钛及其合金 2.2 医用陶瓷 各种医用陶瓷在临床上有如下应用： 2.2.1 惰性陶瓷 2.2.2 活性陶瓷 在种植体上形成的HCA，在化学组成和微观结构上与骨的无机组成相同，在与骨的界面结合中发挥作用。在生理环境下，与骨组织形成紧密的化学键结合层，这种键结合层能阻止种植体材料被腐蚀，具有极好的抗应力性能，从而增强了材料的耐久力和抗疲劳性能。  2.2.3 可吸收陶瓷 从1920年开始应用以来，发展较快。β－TCP的降解过程与材料的溶解和生物体内细胞的新陈代谢过程相联系，一般来说取决于以下几方面：（1）材料的晶界被浸蚀，使其变成粒子被吸收。（2）材料的天然溶解，形成新的表面相。（3）新陈代谢的因素，如吞噬细胞的作用，导致材料降解。 2.2.4 可治疗癌症的陶瓷 例如，由LiFe3O5和α-Fe2O3与Al2O3-SiO2-P2O5玻璃体复合物，制得致密的玻璃，具有热磁性。将上述玻璃微珠注射在肿瘤周围，并置于频率为10kHz，磁场强度达500Oe的交变磁场中，通过磁滞损失，使肿瘤部位加热到43℃以上，达到有效治疗癌症，并且骨组织的功能和形状均得到恢复。  2.3医用复合材料 人工骨中，其头部经常是陶瓷的，其杆部为钴合金，结合的臼窝则为高密度聚乙烯。复合材料由基体材料（高分子基、陶瓷基、金属基等）和增强剂或填料（纤维增强、颗粒增强、相变增韧、生物活性物质填充等）复合而成。 2.3.1 HAP与天然生物材料的复合 2.3.2 HAP与非天然生物材料的复合 2.3.3 HAP与多种生物材料的复合 2.4 医用高分子材料 第三类是功能比较单一，部分替代人体功能的人工脏器，如人造肝脏，这些材料的功能尚有待进一步多样化。 第四类是体外使用的较大型的人工脏器，可以在手术过程中部分替代人体脏器的功能。另外还有一些性能极为复杂的脏器的研究，这些研究一旦成功将引起现代医学的重大飞跃。 2.4.1 高分子人造器官 微相分离的高分子材料其微相分离程度、微区大小、分散性的形态与聚合物化学组成、软硬段的长度、相对含量、聚合方法和成膜条件等关系密切。这些材料中聚醚为软缎形成连续相，而由聚氨酯、聚脲组成的硬段聚集成分散相微区，因此材料具有良好的弹性。 2.4.2 高分子治疗材料 口腔内的唾液使得粘结时难以使牙齿表面完全干燥，即使有微量水分存在，也会使粘结界面夹有水膜，粘结后粘结剂始终处于100％浸润状态；牙齿表面常常被齿垢等有机膜所覆盖，呈疏水性，不易获得良好的粘结效果；此外口腔温度的变化以及机械应力的变化，都易使得粘结表面发生破坏。因此牙科的粘合和修补存在许多困难。 2.5 医用材料的发展方向 第三节 药用功能材料的分类及基本性能要求 第四节 聚合型药理活性高分子药物及以高分子为载体的药物 4.2 高分子为载体的药物 2)用高分子胶体包裹药物，胶体可以用亲水性聚合物制备，由于高分子胶体的存在，减缓了药物的溶出速度。 通常采用的亲水性胶体有甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等等。 3)将药物制成溶解度小的盐或酯，如青霉素G和普鲁卡因成盐后，作用时间延长。 第五节 微胶囊技术及高分子药物送达体系 5.2 高分子药物送达体系 许多矫形