组织相容性（一）.pptxVIP

第三章生物相容性 华南理工大学 材料学院 吴刚 课程大纲 2 课程 1. 生物相容性基本概念 1 课程 2. 组织相容性 2 课程 3. 血液相容性 3 课程 4. 免疫相容性 4 课程 5. 生物医用材料生物学评价方法及相关标准 5 2022-8-27 3 组织反应-组织微环境的扰动与恢复 微环境的扰动：手术过程及医用材料的植入干预了组织微环境的稳定性，进而影响人体系统和器官。诱发手术部位及材料周围组织的短期或长期的局部反应，如炎症、纤维性包囊、免疫、诱变甚至癌病等；以及材料因素导致的全身性的毒性反应。 组织微环境：组织微环境的稳定是保持细胞增殖、分化、代谢和功能活动的重要条件，微环境成分的异常变动也可使细胞发生病理变化。为恢复组织微环境，机体调动多种细胞协调恢复组织微环境的过程。 植入体与组织的反应主要类型 毒性材料 急性毒性，周围组织死亡 慢性毒性，持续炎症反应、肿瘤 无毒材料 生物惰性，纤维囊化 生物活性，界面键合 降解性，组织替换 组织相容性：材料与活体组织之间相互容纳的程度，即材料的植入或接触对组织的形态结构和功能的影响程度，是生物材料必备的最基本条件之一。 组织相容性内涵 宿主组织由于材料的存在而产生的生物学反应：炎症、细胞粘附、细胞异常增殖、纤维包裹、免疫、诱变甚至癌病等，组织的坏死，产生肉芽肿或肿瘤。 材料在组织生理条件下的老化：材料与组织器官接触时，不能被组织所侵蚀，材料与组织之间应有一种亲和能力。 组织反应的根源仍然是细胞的变形和细胞微环境的变化。 6 医用材料评价及监管-材料学院-吴刚 生物相容性反应-组织反应过程 7 医用材料评价及监管-材料学院-吴刚 植入物的局部反应过程及转化 急性炎症 正常修复 肉芽组织生成 异体反应 纤维化包裹 慢性炎症 肿瘤发生 组织相容性-炎症 9 医用材料评价及监管-材料学院-吴刚 具有血管系统的活体组织对损伤因子所发生的防御反应为炎症。炎症，是机体对于刺激的一种防御反应，表现为红、肿、热、痛和功能障碍。分为感染性炎症和无菌性炎症两大类。 生物材料引起炎症反应的危害 机体对植入生物材料的必然异体反应 会限制或损害植入装置的与机体的整合或其功能的发挥或丧失。 表面形成纤维包囊，影响材料与组织的结合以及功能的发挥（如葡萄糖传感器） 活化的炎症细胞会分泌代谢性分子，降解所植入的生物材料，导致其性能劣化。 生物材料引发炎症 体内异物反应主要分为两个阶段： 1）急性炎症阶段，抑制病原体并移除损坏的组织； 2）炎症阶段，涉及中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、成纤维细胞，内皮细胞和血小板的系列复杂的生物学事件，损伤的修复和重建阶段。 /10.3389/fbioe.2021.622524 生物材料对炎症反应的调控 生物材料相容性取决于材料表面与生物体环境的相互作用。 通过各种技术手段改善材料表面性质，可大幅度改善生物材料与生物体的相容性。 /10.1002/adfm.202007226 组织相容性-钙化 13 医用材料评价及监管-材料学院-吴刚 植入生物材料引发的钙化 钙化常使材料丧失功能，使植入失败。 生物体内产生的病理钙化有两种： 营养不良钙化：由营养供应受阻而产生。 成骨性钙化：由组织中钙含量增加而产生。 按钙化的形成因素可将钙化分为两种： 内源性钙化：材料本身的因素所引起的钙化； 外源性钙化：材料以外的因素所引起的钙化。 /10.1016/j.msec.2013.11.015 15 医用材料评价及监管-材料学院-吴刚 人工心脏瓣膜材料的表面钙化机制 营养不良途径 TGF-β1 介导平滑肌肌动蛋白和钙粘蛋白-11上调，增强细胞收缩力及细胞相互连接， 在病理应变下，增强的不均匀的张力撕裂细胞，导致细胞凋亡诱发钙化。 成骨途径 静息瓣膜间质细胞分化为成骨细胞瓣间质细胞，诱导形成矿化沉积物。 /10.1016/j.carpath.2014.08.003 影响钙化的因素 材料的机械运动，应力存在处先发生钙化； 材料表面的缺陷：由于缺陷能加速细胞沉积； 剪切应力，局部过热，而导致细胞死亡； 凝血加速钙化，血小板吸附； 体液的钙、磷含量，成骨素、脂质和脂蛋白，也是加速钙化的原因。 阻止或延缓钙化的措施包括 抗血小板聚集的药物可防止血小板在材料表面的聚积，因而可防钙化； 表面活性剂的处理：表面活性剂可防止细胞在材料表面的粘附； 减少生物体固定时的压力，因而减小材料表面的缺陷； 在局部使用钙通道阻滞剂可防止内源性钙化； 材料交联时选择环氧而不用戊二醛，因后者可使组织变硬。