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第七章生物医用药用功能材料

随着化学工业的发展和医学科学的进步，生物医用药用功能材料的应用愈来愈广泛，

从高分子医疗器械到具有人体功能的人工器官，从整形材料到现代医疗仪器设备，几乎涉及

到医学的各个领域，都有使用医用高分子材料的例子。所用的材料种类已由最初的几种，发

展到现在的几十种，其制品种类已有上千种。生物医用药用功能材料即医药用仿生材料，又

称为生物医药材料，这类材料是用于与生命系统接触并发生相互作用，能够对细胞、组织和

器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的天然或人工合成的特殊功能材料。

生物医用药用功能材料作为一类新兴材料发展很快，每年以20～30％的速度递增。1980

年世界销售额达200亿美元，1990年将增加到500亿美元。其中，医用高分子材料大量用于

医疗器具和器械，而且用作人体器官或肌体组织的代用品，短期或长期植入人体内，起到人

体某种功能的作用。近年来，这类生物医用药用功能材料的人工器官发展更为迅速，目前国

外有数以百计的人靠人工器官维持着生命，仅在美国，每年约有100万人接受人工器官的植

入手术，其中人工心脏瓣膜3.5万人；人工血管18万人；人工髋骨12.5万人；人工膝盖605

万人；人工肾5万人；人工乳房12.5万人等。

人类利用天然材料治病的历史已有数千年，公元前2500年在中国及埃及人的墓穴中已

发现有假手、假耳等人工假体，我国隋唐时代就有了补牙用的银膏。金银铂等贵重金属最先

用于临床实践，它们都有良好的化学稳定性和易加工性能。1926年，不锈钢材料用于骨科治

疗，20世纪50年代用纯钛制作的骨丁、骨板已用于临床，70年代后期以Ti-Ni系为代表的

形状记忆合金成为骨科、口腔科医用金属材料的重要组成部分。高分子生物材料的发展略晚

于金属材料，20世纪60年代初，聚甲基丙烯酸甲酯开始用于髋关节的修复，促进了医用高

分子材料的发展。生物陶瓷的开发研究开始于60年代初，首先是用于骨校正和牙种植的多

晶氧化铝陶瓷，1967年，低温各向同性碳用于临床，1971年羟基磷灰石陶瓷获得临床应用，

从此，生物陶瓷复合材料成为一个重要的研究领域。在生物陶瓷的骨架结构中引入生长因子，

使陶瓷具有生物学功能是目前较为活跃的研究领域之一。

目前,生物医用药用功能材料应用很广泛,几乎涉及到医学的各个领域。按其应用大体

可分为不直接与人体接触的、与人体组织接触的和进入人体内的三大类。与人体接触的和进

入体内的材料虽然是一小部分，但它决定了最近数十年来医学上的许多成就。它们中的绝大

多数属功能高分子范畴，有的具有人体组织或器官的某些功能；有的利用其物理化学性能阻

止或疏通某些功能障碍，使之恢复其正常功能；有的只作为医疗器械使用，由于它与人体表

面或体内或长或短时间的接触，对其生物学性能仍有一定的要求。

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生物医用药用功能材料从原料、助剂、材料合成到制品结构设计加工，从生物学性能

的检验到临床验证，涉及的专业和学科很多。生物医用药用功能材料作为一门边缘学科，结

合了化学、物理、生物化学、合成材料工艺学、病理学、药理学、解剖学以及临床医学等等

多方面的知识，涉及许多工程学的问题。这些学科相互渗透、相互交融，促使生物医用药用

功能材料的品种日益丰富，性能逐渐完善，功能日益齐全。

二十一世纪生物医用药用功能材料将进入一个新的时代，目前国内已有十几个省市的

单位从事生物医用药用功能材料的研究和生产，涉及到六十多种材料，其制品品种已达200

多种，如人工皮、人工骨、人工脏器、人造血液、各种整形材料和医疗器械等。自上海橡胶

制品研究所与有关医院协作研制的硅橡胶心脏瓣膜，1965年已成功地植入人体以来，医用高

分子的发展为保障人民身体健康，战胜各种疾病，探索生命奥秘，起到了及其重大的作用，

发展多种新型的生物医用药用功能材料，已成为医学、药学以及材料学、化学工作者所共同

关心的问题。

第一节生物医用药用功能材料的特征与评价

1.1生物医用药用功能材料的基本性能要求

生物医用药用功能材料在使用的过程中常常与生物肌体、体液、血液等等相接触，有

些还长期在体内放置，因此要求其性能较为出色，生物医用药用功能