第九章生物医用高分子材料.pptVIP

一、生物医用材料的定义（Biomedical materials） 对生物体进行诊断、治疗和置换损坏组织、器官或增进其功能的材料。 按材料来源分 （1） 医用金属和合金。主要用于承力的骨、关节和牙等硬组织的修复和替换。不锈钢、钴基合金、钛及钛合金是目前医用合金的三大支柱。医用合金还有钽、铌和贵金属等。 （2） 医用高分子生物材料。高分子化合物是构成人体绝大部分组织和器官的物质，医用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡胶）和天然高分子（如：胶原、甲壳素）。近来，生物降解高分子材料得到重视。 （3） 医用生物陶瓷。有惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷（羟基磷灰石陶瓷、可吸收磷酸三钙陶瓷等） （4） 医用生物复合材料。如羟基磷灰石涂复钛合金，炭纤维或生物活性玻璃纤维增强聚乳酸等高分子材料。 （5） 生物衍生材料。这类材料是将活性的生物体组织，包括自体和异体组织，经处理改性而获得的无活性的生物材料。 生物衍生材料 ①取自患者自体的组织 例如：采用自身隐静脉作为冠状动脉搭桥术的血管替代物 ②取自其他人的同种组织 例如：利用他人角膜治疗患者的角膜疾病 ③来自其它动物的异种组织 例如：采用猪的心脏瓣膜代替人的心脏瓣膜，治疗心脏病等。 人工关节 人工心脏瓣膜 组织工程人工骨缺损修复示意图 三、生物医用高分子材料 分类 用途 制备 按用途分类 手术治疗用高分子材料 缝合线，黏胶剂，止血剂，各种导管，引流管，一次性输血输液器材 药用及药物传递用高分子材料 靶向性高分子载体（肝靶向性，肿瘤靶向性），高分子药物（干扰素，降胆敏），高分子控制释放载体（胶囊，水凝胶，脂质体） 人造器官或组织 人造皮肤，血管，骨，关节，肠道，心脏，肾等 制备生物医用高分子材料？ 化学家合成原始材料并检测各项理化指标 生物学家检测材料生物毒性及生物相容性 医学家做临床动物试验-人体试验 化学工程师制造生物医用高分子材料 临床应用 2. 生物医用材料市场发展概况 全球生物医用材料市场 中国生物医用材料市场 我国生物医学材料的生物医学工程产业的市场增长率高达 28％(全球市场增长率20%),居全球之首。 我国人工关节 替换年增长率高达30％，远高于美国的4％。 ----------------国家科技部资料 775万肢残患者和每年新增的300万骨损伤患者 --------需要大量骨修复材料 2000万心血管病患者 --------每年需要24万套人工心瓣膜 肾衰患者 --------每年需要12万个肾透析器 …… 此后，一大批人工器官在50年代试用于临床。 如人工尿道（1950年）、人工血管（1951年）、 人工食道（1951年）、人工心脏瓣膜（1952）、 人工心肺（1953年）、人工关节（1954年）、人 工肝（1958年）等。进入60年代，医用高分子材 料开始进入一个崭新的发展时期。 1960s 可生物降解聚合物，如：Polylactide(PLA) 1970-80s 隐形眼镜（Contact lens），药物控制释放(drug controlled release) 1990s- 聚合物在生物医用材料中的占有率超过一半 高分子材料虽然不是万能的，不可能指望它解 决一切医学问题，但通过分子设计的途径，合成出 具有生物医学功能的理想医用高分子材料的前景是 十分广阔的。有人预计，在21世纪，医用高分子将 进入一个全新的时代。除了大脑之外，人体的所有 部位和脏器都可用高分子材料来取代。仿生人也将 比想象中更快地来到世上。 4. 医用高分子材料的要求 （Requirements for biomedical polymers） Basic requirements 安全性Biocompatibility/Biostability / Biodegradability 灭菌性Sterilizability ②具有良好的血液相容性 当高分子材料用于人工脏器植入人体后，必然要长时间与体内的血液接触。因此，应用高分子对血液的相容性是所有性能中最重要的。 通常，当人体的表皮受到损伤时，流出的血液会自动凝固，称为血栓。 血液相容性指材料在体内与血液接触后不发生凝血、溶血现象，不形成血栓。 实际上，血液在受到下列因素影响时，都可能发生血栓：① 血管壁特性与状态发生变化；② 血液的性质