生物医用复合材料研究现状及发展趋势.docx

隍着生物技术、医药技术、信息技术、制造技术、纳米技术和材料科学技术的迅猛发展与交互融合， 新型和新概念生物医用材料层出不穷。药物控制释放材料、组织工程材料、纳米生物材料、生惰活性材料、介入诊断和治疗材料、可降解和吸收生物材料、新型人造器官、人造血液等代表了新的发展趋势和方向。 生物医用复合材料 研究现状及发展趋势 令王俊 中国科学院文献情报中心情报研究部 生物医用复合材料(biomedic al 广泛的科研合作，使制造具有完全生 可分为：合成高分子材料（聚氨醋、聚 composite materials)是由两种或两种 物功能的人工器官展示出美好的前 醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共 以上的不同材料复合而成的生物医用 景。人体组织和器官的修复，将从简单 聚物及其他医用合成塑料和橡胶等）、 材料，又称为生物材料(bi omedical 的利用器械固定发展到再生和重建有 天然高分子材料（如胶原、丝蛋白、纤 materials), 即以医疗为目的，用于诊 生命的人体组织和器宫；从短寿命的 维素壳聚糖等）、金属与合金材料（如 断、治疗、修复或替换人体组织器官或 组织和器官的修复发展至永久性的修 钦金属及其合金等）、无机材料（生物 增进其功能的材料叽 复和替换。这一医学革命（特别是外科 活性陶瓷，轻基磷灰石等）、复合材料 生物住用材料是研究人工器官 学），对生命科学和材料科学等相关学 （碳纤维／聚合物、玻璃纤维／聚合物 和医疗器械的基础，目前已成为材料 科的发展提出了诸多需求，对生物医 等）。金属、陶瓷、高分子及其复合材 科学的重要分支，尤其是随若生物技 学材料的发展产生了重要的促进作 料是应用最广的生物医用材料。 术的莲勃发展和重大突破，生物材料 用。 按应用生物医用材料又可分为可 已成为各国科学家进行研究和开发 的热点。 生物医用复合材料的分类 降解与吸收材料、组织工程材料与人 工器官、控制释放材料、仿生智能材料 当今，随着材料科学、生命科学 生物医用材料由高分子、金属、 等。 和临床医学的不断发展，其研究内容 陶瓷、天然材料、复合材料等材料组 根据材料的用途，这些材料又可 涉及材料医学、生物学、力学、工程学 成，具有不同的分类方法[ 2 ] 。 以分为生物惰性(bioin ert )、生物活性 等诸多学科。不同学科的科学家通过 生物医用材料按材料组成和性质 (bi o a c t i v e ) 或生物 降解 踊财旯历限妒 .3 200 7 50 三．.qf.． ．．7.L亏／． 三 ． .q f.． ．． 7. L亏 ／．一， ｀ f ，俨 ． 目前临床上应用的生物医用材料主要有：生物医用金属材料、生物医用高分了材料、生物医用无机非金属材料、生物医用复合材料和生物衍生材料等。 发展阶段 生物医用材料的研究和临床应用主要经历了三个发展阶段。 第一代生物医用材料：生物相容和生物惰性材料，其特点是它们在人体内相对稳定，不易分解或生物降解， 同时材料本身具有良好的生物相容性和理想的免疫反应性，而且其力学强度和物理性能适宜，能与人体环境很好地相匹配，保证植入材料与生物组织的形变相协调叽 第二代生物医用材料：具有生物活性的硬组织植入或生物降解性医用材料，它们分别在牙齿修补和整形外科、手术外科和骨科等方面具有大量临床应用。特别是生物降解性医用材料在可作为目前常用的各种可吸收性  医用缝合线，包括Vicryl( 乙交酷和丙交酷的共聚物）M、axon( 乙交酣和三业甲基碳酸酪的共聚物）和PDS(聚二氧杂环己烧酮）等，均能很好地溯足不同外科手术的临床需要。 第三代生物医用材料：同时具有生物活性和生物降解性的新一代生物医用材料。作为细胞外基质，它们可在分子水平上激活基因刺激细胞增殖、诱导其组织分化进而构筑成新的组织和器官(4, 5 ) 。目前，第三代生物医用材料已成为国际上材料前沿领域一个十 分活跃的研究方向，在组织工程中已开始有广泛的临床应用(6, 7 ) 。 研究动态 生理活化研究 材料生理活化研究是生物医用复合材料发展的一个重要方向，它利用现代生物工程技术，将生物活性组元引入生物材料，加速材料与机体组织的结合，并参与正常的生命活动，最终成为机体的一部分队通过使用天然高分子材料与材料表面固定有生理功能的物质，如多肤、酶和细胞生长因子等，这些物质充当邻近细胞、基质的配 基或受体，使材料表面形成一个能与生物活体相适应的过渡层。 新型降解材料 在组织工程领域研究中，通常应用生物相容性的可降解聚合物去诱导周围组织的生长或作为植人细胞的粘附、生长、分化的临时支架。其中组织工程材料除了具备一定的机械性能 外，还需具有生物相容性和可降解性。新型人工器官和组织材料 利用细胞学和分子生物学方法将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肤等固定在现有材料的表面，