材料化学第三版课件 8章+生物医用材料.pptx

Chapter 8biomedical materials ;本章内容;8.1 生物医用材料简述;4;人工骨;8.1.2 生物医用材料的分类;8.1.3生物医用材料的基本要求;化学稳定性 耐体液侵蚀，不产生有害降解产物； 不产生吸水膨润、软化变质； 自身不变化。 力学性能 足够的静态强度，如抗弯、抗压、拉伸、剪切等； 具有适当的弹性模量和硬度； 耐疲劳、摩擦、磨损、有润滑性能。 ;8.2生物医用材料表面改性;8.2.2 生物医用材料的表面修饰;（2）白蛋白钝化 白蛋白钝化就是在材料表面覆盖一层白蛋白来对材料进行修饰 材料与血液接触时，其表面将从血液吸附血浆蛋白，会导致凝血并形成血栓。 材料表面吸附白蛋白则可以阻止凝血的发生。 钝化方法 物理吸附法：获得的白蛋白涂层结合力较差，与血液接触时容易与其他蛋白质发生交换作用而导致抗凝血性能消退。 化学接枝：可使白蛋白层与基体材料之间牢固结合。;（3）接枝聚合物链 接枝聚合物链可以改善材料表面的亲水性、引入特定的结构单元，从而改善材料的生物相容性。 表面的亲水性越好，蛋白质吸附量越小，抗凝血性越好。 材料表面接枝方法 等离子体、高能射线辐照、紫外光辐照等 接枝的亲水性单体 甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），N-乙烯基-2-吡咯烷酮（NVP），甲基丙烯酸（MAA），丙烯酰胺（AAm)等。;其它接枝材料 聚氧乙烯（PEO）分子链 亲水性的PEO长链能影响血液与材料界面微观的动力学环境，使血浆蛋白与材料间的相互作用降低，阻碍血浆蛋白的吸附以及构象变化，从而具有良好的血液相容性。 当PEO链末端与肝素通过化学键结合时，其分子链的柔顺性为肝素提供良好的可移动性，使其充分发挥其作用。 具有类磷脂结构的单体 如2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱MPc 形成的磷脂层使蛋白质与材料表面的相互作用变弱，蛋白质与血细胞不被吸附和激活，阻碍了抗凝血过程的发生，使材料的血液相容性大幅度提高。;8.2.3等离子体表面处理;8.2.4 离子注入（ion implantation）表面改性;8.2.5 自组装单分子层（self-assembled monolayer）;8.3 生物医用金属材料;18;8.3.1 生物医用材料的性能要求;8.3.2 常用生物医用金属材料;8.3.2.2 钴基合金;8.3.2.3 钛及其合金;;8.3.2.4 形状记忆合金 （Shape Memory Alloy，SMA）;25;三种形状记忆效应;形状记忆合金再生物医学材料的应用;28;29;8.3.2.5 其它生物医用金属材料;8.4 生物陶瓷（bioceramic）;8.4.1生物陶瓷的种类特点;生物技术陶瓷（biotechnological ceramics） 应用领域 用于分离细菌和病毒，用作固定化酶载体，以及作为生物化学反应的催化剂，使用时不直接与生物体接触。 多孔玻璃 不易被细菌侵入，环境溶液中溶媒的种类、pH值和温度不易引起孔径变化，材质坚硬、强度高； 多用作固定化酶载体。 多孔陶瓷 耐碱性能好，价格低； 主要用作固定化酶载体，使固定化酶能长时间发挥高效催化作用； 控制多孔陶瓷的孔径，可用于细菌、病毒、各种核酸、氨基酸等的分离和提纯。;（1）可吸收性生物陶瓷 (completely absorbable bioceramics);（2）近惰性生物陶瓷 (nearly inert bioceramics);（3）表面活性生物陶瓷 (surface-active bioceramics);羟基磷灰石陶瓷 结构特性 组成和天然磷灰石矿物相近，是脊椎动物骨和齿的主要无机成分； 机械强度大于10MPa; 对生物无毒，无刺激，生物相容性好，不被吸收，能诱发新有的生长。;8.4.2生物陶瓷的制备;氧化铝单晶生物陶瓷的制备;羟基磷灰石生物陶瓷的制备;碳素陶瓷的制备（简）;8.5 生物医用高分子材料;8.5.1生物医用高分子材料的种类;按材料与活体组织的相互作用关系分类;按材料的生物医学特性用途分类;血液相容性高分子材料 必须不引起凝血溶血等生理反应,与活性组织有良好的互相适应性。 如体外循环系统、介入治疗系统、人工血管和人工心瓣等人工脏器。 药用高分子材料 ;按材料的生物医学特性用途分类;8.5.2 生物医用高分子材料的要求;功能要求;性能要求;8.5.3生物可降解高分子材料及其应用;8.5.3.1 生物可降解高分子材料的制备;化学改性;8.5.3.2生物可降解高分子材料在生物医学中的应用;（2）组织修复;（3）药物控制释放;（4）外科手术缝合线;（5）其它应用;8.5.4医药高分子;8.5.4.1 高分子药物;肝素和仿肝素;（2）低分子药物高分子化（高分子载体药物）;小分子药物高分子化条件 高分子骨架的可代谢性和代谢产物的无毒性 药物活性