材料科學(xué)與工程分方向介紹生物材料課件

1、一、生物材料及其應(yīng)用 對生物體進行診斷、治療和置換損壞組織、器官或增進其功能的材料。第1頁/共47頁生物醫(yī)用材料診斷現(xiàn)代診斷系統(tǒng)治療修復(fù)、置換、增進組織器官功能先進控制釋放系統(tǒng)通用生物醫(yī)用材料組織工程生物醫(yī)用材料第2頁/共47頁熒光探針研究用于疾病檢測診斷-現(xiàn)代診斷系統(tǒng)第3頁/共47頁生物醫(yī)用材料診斷現(xiàn)代診斷系統(tǒng)治療修復(fù)、置換、增進組織器官功能先進控制釋放系統(tǒng)通用生物醫(yī)用材料組織工程生物醫(yī)用材料第4頁/共47頁治療-先進控制釋放載體材料控釋目的：使藥物在一定時間和時間間隔內(nèi)將所需劑量釋放至特定部位，防止藥物失活，降低藥物毒性。第5頁/共47頁控釋藥物的劑型與技術(shù)口服注射制劑植入制劑噴霧劑經(jīng)皮給

2、藥粘膜貼劑緩釋技術(shù)靶向技術(shù)納米技術(shù)智能控制釋放第6頁/共47頁口服緩釋片劑、膠囊第7頁/共47頁植入型藥物緩釋棒第8頁/共47頁靶向納米微球細(xì)胞表面受體靶向,脂質(zhì)體抑制腫痛在體內(nèi)生長 (C.A. Nartchow et al. Targesome Inc., USA)第9頁/共47頁第10頁/共47頁pH敏感型控釋制劑第11頁/共47頁生物醫(yī)用材料診斷現(xiàn)代診斷系統(tǒng)治療修復(fù)、置換、增進組織器官功能先進控制釋放系統(tǒng)通用生物醫(yī)用材料組織工程生物醫(yī)用材料第12頁/共47頁通用生物醫(yī)用材料第13頁/共47頁14氧化鋁：18002000元。 氧化鋯：300012000元。 鎳鉻合金：400600元鈦合金：

3、600800元 純鈦：10001200元 貴金屬：14002000元 牙科：第14頁/共47頁第15頁/共47頁16固體硅橡膠液體硅橡膠外科：注射膠原蛋白第16頁/共47頁醫(yī)用膠體敷料產(chǎn)品展示第17頁/共47頁 胃癌手術(shù)后涂抹成膜 胃癌術(shù)后三天 術(shù)后涂抹成膜 術(shù)后三天、無滲出、一級愈合病人術(shù)后第六天出院，實際愈合時間為五天，較平時提早兩天出院。第18頁/共47頁人工關(guān)節(jié)例如：德國產(chǎn)品 UHMWPE材料ISO5834-2ASTM F648可用為人工關(guān)節(jié)、人工骨骼植入人體極低的能耗第19頁/共47頁珊瑚骨修復(fù)材料第20頁/共47頁脊柱修復(fù)支架Interpore Cross Internationa

4、l Inc.SynergyTM IQ Low Back System第21頁/共47頁人造血管第22頁/共47頁心臟起搏器第23頁/共47頁人工心臟瓣膜第24頁/共47頁生物醫(yī)用材料診斷現(xiàn)代診斷系統(tǒng)治療修復(fù)、置換、增進組織器官功能先進控制釋放系統(tǒng)通用生物醫(yī)用材料組織工程生物醫(yī)用材料第25頁/共47頁Source: Integra LifeSciences Corporation第26頁/共47頁雙層人工皮膚Apligraf第27頁/共47頁組織工程人工骨缺損修復(fù)示意圖第28頁/共47頁第29頁/共47頁世界第一例3D打印技術(shù)用于臨床俄亥俄州的小男孩Kaiba Gionfriddo，極端罕見的先

5、天性氣管支氣管軟化癥，無法自主呼吸，每日面臨死亡威脅。密西根大學(xué)醫(yī)學(xué)院根據(jù)CT影像利用3D打印機打印了一個氣管支架植入體內(nèi)，7天后撤離呼吸機自主呼吸。2013年5月23日發(fā)表在新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志。第30頁/共47頁2013年11月7日，來自美國一家生物技術(shù)公司Organovo用3D打印機打印出功能正常的肝臟組織并存活了長達(dá)40天之久，再次打破該公司于5月份創(chuàng)造的存活5天的記錄。第31頁/共47頁三、生物醫(yī)用材料市場發(fā)展概況第32頁/共47頁全球生物醫(yī)用材料細(xì)分市場發(fā)展增長率26%增長率45%市場將達(dá)800億美元高速增長高速增長第33頁/共47頁我國生物醫(yī)學(xué)材料的生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)的市場增長率高達(dá)

6、28(全球市場增長率20%),居全球之首。 我國人工關(guān)節(jié) 替換年增長率高達(dá)30，遠(yuǎn)高于美國的4。 -國家科技部資料中國生物醫(yī)用材料市場第34頁/共47頁美國在“先進材料加工計劃”中，將生物醫(yī)學(xué)材料列為第一位發(fā)展的材料；日本將生物醫(yī)學(xué)材料列入高技術(shù)新材料發(fā)展的前沿；我國國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(20062020年)也將“先進醫(yī)療設(shè)備與生物醫(yī)用材料”列為優(yōu)先主題。第35頁/共47頁為了適應(yīng)社會需求和交叉學(xué)科的快速發(fā)展，以及為我國生物材料研發(fā)和應(yīng)用注入更多后備力量，我院特別設(shè)置了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和材料學(xué)交叉的生物材料專業(yè)。第36頁/共47頁四、學(xué)習(xí)課程及內(nèi)容本專業(yè)方向大學(xué)一、二年級的課程與材料與

7、工程專業(yè)其他方向一致。大三年級增設(shè)生物化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)和生物材料概論等學(xué)科方向課程。增加選修課程，如組織工程學(xué)、控制釋放理論與應(yīng)用、生物可降解高分子等。第37頁/共47頁五、培養(yǎng)目標(biāo)具備高分子材料基生物材料科學(xué)與工程的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，具有材料學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)多學(xué)科綜合知識和創(chuàng)新能力的，具有國際視野和醫(yī)學(xué)倫理觀念，能在生物材料的制備、改性、加工成型及應(yīng)用等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計、生產(chǎn)及經(jīng)營管理的、素質(zhì)優(yōu)良、有創(chuàng)新精神的綜合型高級專門人才。第38頁/共47頁六、就業(yè)方向由于生物功能材料是一門正在高速發(fā)展的交叉學(xué)科，因此隨著相關(guān)研究和技術(shù)的進步，本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)、繼續(xù)升學(xué)和出國

8、深造的前景廣闊。第39頁/共47頁教師介紹研究領(lǐng)域：主要從事生物高分子材料、智能高分子分離膜、高分子凝膠等智能高分子材料，以及智能材料及其在生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境等各個領(lǐng)域的應(yīng)用研究。第40頁/共47頁研究領(lǐng)域：高性能復(fù)合膜及其分離過程研究;化學(xué)纖維成形原理與工藝；特種纖維成形加工技術(shù)。人工肺微孔中空纖維的研制第41頁/共47頁主要研究方向： 膜材料與中空纖維膜制備技術(shù)高生物相容性聚醚砜中空纖維血液透析膜研究第42頁/共47頁1.有機/無機納米復(fù)合材料、 2.功能吸附性材料、 3.仿生材料、 4.生物醫(yī)用高分子材料、 5.微生物多孔材料、 6.藥物釋放微凝膠和宏觀凝膠 第43頁/共47頁1.蛋白質(zhì)分子印跡膜材料及表面分子印跡技術(shù)； 2.海藻酸鹽雜化復(fù)合材料的制備及其在吸附分離、控制釋放、催化降解中的應(yīng)用； 3. 自支撐或接枝水凝膠過濾膜的制備及在水處理中的應(yīng)用； 4. 海藻酸鹽納米纖維，多孔膜材料的制備及其在吸附分離、膜