生物材料学知识重难点.docVIP

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组织相容性

定义:材料与组织接触时,表现出的亲和能力。

组织相容性的优劣,主要取决于材料结构的化学稳定性。

一般来说,相对分子质量大,分布窄或有交联结构的材料,组织相容性较好。其顺序由好到差依次为硅橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚酰胺、酚醛树脂、环氧树脂等。

什么是生物材料？

曾经的定义：由生物过程形成的材料。

结构蛋白（胶原蛋白、蚕丝蛋白等）；结构多糖及生物软组织（纤维素、透明质酸等）；

生物复合材料（腱、角、木材等）；生物矿物（骨、牙、贝壳）。————天然生物材料

生物材料定义：又称生物医用材料，是指与生物系统相作用，用以诊断、治疗、修复或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。

生物材料是材料科学领域中正在发展的多种学科相互交叉渗透的领域，其研究内容涉及材料科学、生命科学、化学、生物学、解剖学等学科，同时还涉及工程技术和人文学科的范畴。

生物材料学的主要研究内容

生物体生理环境/组织/器官生理功能及其替代方法。

其特有的生理功能的生物医学材料的合成/改性/加工成型及材料的特种生理功能构建。

材料与生物体的细胞/组织/血液/体液/免疫/内分泌等生理系统的相互作用以及降低材料毒副作用的对策。

材料灭菌/消毒，医用安全性评价方法和标准，医用材料与制品的生产管理和法规。

生物医学材料的主要用途：

替代损伤的器官或组织（例如：人造心脏瓣膜/假牙/人工血管等）

改善或恢复器官功能（如：隐形眼镜/心脏起搏器等）

用于诊断或治疗过程（如：介入性治疗血管内支架/用于血液透析的薄膜等）

生物材料正在挽救和维持世界上数亿患者的生命；正广泛应用于损伤组织/器官的形态和功能的恢复；正在提高人们健康水平方面发挥巨大作用。

发展阶段：

第一代（1950s)第二代（1980s)第三代（1990s)

特点：生物惰性特点：生物活性或生物可吸收性特点：生物活性或生物可吸收性

第一代生物材料：惰性生物材料

不锈钢、钛及其合金、以及钴基合金等金属材料

碳素、氧化铝、氧化锆等生物惰性陶瓷材料

硅橡胶、高分子量聚乙烯等有机高分子材料

缺点：材料本身不能促进或加速伤口的愈合；往往要进行二次手术；植入体与生物主体之间存在界面问题。

第二代生物材料：生物活性或生物可吸收的生物材料

生物活性材料：生物活性玻璃、陶瓷和玻璃陶瓷等具有生物活性的硬组织植入材料

生物可吸收的生物材料：生物可降解性医用材料，包括可生物降解吸收的骨水泥、陶瓷及生物可降解高分子。

第三代生物材料：生物活性和生物可吸收的生物材料

第三代生物医用材料在生物体内能被降解，最终为机体所吸收，同时材料本身又具有生物活性，刺激相关细胞产生响应，从而诱导组织和器官的形成，是细胞和基因的活性化材料。

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。

按材料属性分类：

医用金属材料：包括不锈钢、钴基合金，钛及合金等，广泛应用于人工假体、人工关节、医疗仪器、工具等。

医用无机材料：主要是生物陶瓷。分为惰性生物陶瓷，如氧化铝生物陶瓷；生物活性陶瓷，如磷酸钙基生物陶瓷；可降解生物陶瓷，如β-磷酸三钙陶瓷等。

医用高分子材料：根据来源分为天然的和合成的。天然的如多糖类、蛋白类；合成的聚氨酯、聚乙烯、聚乳酸、聚四氟乙烯等。用于人体器官、组织、关节、药物载体等。

医用复合材料：不同种材料的混合或结合，克服单一材料的缺点，可获得性能更优的材料。

按材料来源分类：

自体组织：如人体听骨、血管等替代组织

同种异体器官及组织：如不同人体之间的器官移植

异种器官及组织：如动物骨、肾替换人体器官

天然生物材料：如动物骨胶原、甲壳素、珊瑚等

人工合成材料：如各种人工合成的新型材料

按使用部位分类：

硬组织材料：骨、牙齿用材料

软组织材料：软骨、脏器用材料

心血管材料：心血管以及导管材料

血液代用材料：人工红血球、血浆等

分离、过滤、透析膜材料：血液净化、肾透析以及人工肺气体透过材料

传统细胞增殖分化理论的两个基本点！

细胞增殖分化一旦启动，便是一个由生到死的不可逆转的过程；

三个胚层组织的细胞分化方向一旦确定，是不能跨胚层转化的，甚至同胚层之间也不能相互转化。

组织工程→积极地利用细胞进行组织、器官的修复和再生→组织、器官功能（障碍、不全、缺失）

组织工程三要素:

种子细胞

支架材料

生长因子

组织工程的实现方式:

（1）支架材料（+细胞+生长因子）——移植（体内培养）

（2）自体（或同种异体，或异种）细胞+生物材料+生长因子——体外培养——移植

现在已临床应用的几乎都是第(1)种方式,所利用的细胞主要有纤维细胞、成骨细胞、软骨细胞等，但当组织缺损程度大时,需从