四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)課件

生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)

四川大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)及特種功能材料研究所生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)

四川大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

四川大學(xué)生ElementsofBiomedicalEngineering(BME)ElementsofBiomedicalEngineeContacttome四川大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

尹光福Contacttome課程主要內(nèi)容

1、緒論(尹光福教授)

2、生物醫(yī)學(xué)材料(尹光福教授)3、生物力學(xué)(蔣文濤教授)4、人工器官(蘇葆輝副教授)5、生物醫(yī)學(xué)儀器(鄒遠(yuǎn)文副教授)6、生物醫(yī)學(xué)圖像(林江莉副教授)課程主要內(nèi)容1.1、生物醫(yī)學(xué)工程的定義1.2、生物醫(yī)學(xué)工程研究?jī)?nèi)容和基本任務(wù)1.3、生物醫(yī)學(xué)工程的特點(diǎn)1.4、生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展第一章緒論－－教學(xué)內(nèi)容1.1、生物醫(yī)學(xué)工程的定義第一章緒論－－教學(xué)內(nèi)容2.1、生物醫(yī)學(xué)材料概論2.2、生物材料表面與血液及組織成分的相互作用2.3、金屬材料的毒理學(xué)2.4、陶瓷材料的毒理學(xué)2.5、材料在體內(nèi)的生物降解2.6、生物醫(yī)學(xué)材料的免疫學(xué)2.7、無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料2.8、金屬生物醫(yī)學(xué)材料2.9、醫(yī)用高分子材料2.10組織工程材料第二章生物醫(yī)學(xué)材料－－教學(xué)內(nèi)容2.1、生物醫(yī)學(xué)材料概論第二章生物醫(yī)學(xué)材料－－教學(xué)內(nèi)容第一章緒論第一章緒論主要參考書(shū)鄭昌瓊、裴覺(jué)民主編，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)，四川大學(xué)內(nèi)部講義，200011

俞夢(mèng)孫、蔣大宗主編，中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程的今天與明天，天津科技翻譯出版社，199812陳百萬(wàn)主編，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)，科學(xué)出版社，1997年主要參考書(shū)1.1生物醫(yī)學(xué)工程的定義1.1生物醫(yī)學(xué)工程的定義？WhatisBiomedicalEngineering(BME)？WhatisBiomedical邊緣交叉科學(xué)

(Interdisciplinary)綜合：

生物學(xué)醫(yī)學(xué)工程學(xué)

理論和方法近幾十年內(nèi)建立與發(fā)展邊緣交叉科學(xué)什么是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)

還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而改變隨生物醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域而拓展若干個(gè)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的奠基人和著名權(quán)威曾有過(guò)幾個(gè)定義什么是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程三個(gè)有代表性的定義表述對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程工程應(yīng)用學(xué)說(shuō)三合一學(xué)說(shuō)

生物醫(yī)學(xué)工程結(jié)合學(xué)說(shuō)工程應(yīng)用學(xué)說(shuō)三合一學(xué)說(shuō)生物醫(yī)學(xué)工程結(jié)合學(xué)說(shuō)“三合一學(xué)說(shuō)”生物學(xué)＋醫(yī)學(xué)＋工程學(xué)＝生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)“三合一學(xué)說(shuō)”“工程應(yīng)用學(xué)說(shuō)”

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是工程學(xué)在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用“工程應(yīng)用學(xué)說(shuō)”“結(jié)合學(xué)說(shuō)”

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和其它非生物學(xué)科的結(jié)合“結(jié)合學(xué)說(shuō)”SomeExamples現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的主要任務(wù)：診斷－－治療－－康復(fù)－－預(yù)防SomeExamples(1)、疾病預(yù)防中的生物醫(yī)學(xué)工程病毒與細(xì)菌的隔離病毒與細(xì)菌的殺滅有毒、有害物質(zhì)的清除(1)、疾病預(yù)防中的生物醫(yī)學(xué)工程病毒與細(xì)菌的隔離四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)課件含納米二氧化鈦、納米銀的抗菌涂料含納米二氧化鈦、納米銀的抗菌涂料醫(yī)學(xué)圖像

超聲圖像、CT、X-光片………生物信號(hào)

心電、腦電……….醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)

核磁共振、內(nèi)窺檢驗(yàn)………..(2)、醫(yī)學(xué)診斷中的生物醫(yī)學(xué)工程醫(yī)學(xué)圖像(2)、醫(yī)學(xué)診斷中的生物醫(yī)學(xué)工程X－CT放射性核素成像彩色多普勒超聲圖像心電監(jiān)視儀彩色B型超聲儀X－CT放射性核素成像彩色多普勒超聲圖像心電監(jiān)視儀彩色B型超激光手術(shù)、γ-刀超聲碎石癌癥的放射治療與化學(xué)治療靶向藥物與生物導(dǎo)彈器官修復(fù)中的組織工程人工胰－－血糖測(cè)定與胰島素注射(3)、醫(yī)學(xué)治療中的生物醫(yī)學(xué)工程激光手術(shù)、γ-刀(3)、醫(yī)學(xué)治療中的生物醫(yī)學(xué)工程人工生物瓣全人工心臟膜式人工肺組織工程骨修復(fù)胰島素藥泵介入治療導(dǎo)管人工生物瓣全人工心臟膜式人工肺組織工程骨修復(fù)胰島素藥泵介入治畸形矯正人工義肢可視義眼人工耳膜(4)、醫(yī)學(xué)康復(fù)中的生物醫(yī)學(xué)工程畸形矯正(4)、醫(yī)學(xué)康復(fù)中的生物醫(yī)學(xué)工程四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)課件

總體概念

都是說(shuō)的生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)相互融合、依存的關(guān)系。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來(lái)的邊緣學(xué)科總體概念一般定義

“應(yīng)用物理學(xué)和工程學(xué)的技術(shù)來(lái)解決生命系統(tǒng)中的問(wèn)題，突出強(qiáng)調(diào)人類疾病的診斷、治療和預(yù)防”

-----------生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)一般定義生物醫(yī)學(xué)工程工程學(xué)生物學(xué)醫(yī)學(xué)生物工程學(xué)生物學(xué)醫(yī)學(xué)

更詳細(xì)說(shuō)明：

綜合運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理、方法，從工程學(xué)的角度，在多種層次上研究生物體，特別是人體的結(jié)構(gòu)、功能和其它生命現(xiàn)象，揭示和論證生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，深化對(duì)生命系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，提供防病、治病、衛(wèi)生保健、康復(fù)、安全防護(hù)的新理論和新方法，設(shè)計(jì)和研制用于防病、治病等的新材料、人工器官、裝置與系統(tǒng)的新興交叉學(xué)科更詳細(xì)說(shuō)明：生物醫(yī)學(xué)工程的目標(biāo)

幾乎所有工程學(xué)和物理學(xué)都可與生物醫(yī)學(xué)相互結(jié)合

探索人類正常生理學(xué)

表征組織與器官的病變機(jī)理給出研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)的最佳手段

提供治療與預(yù)防的有效方法生物醫(yī)學(xué)工程的目標(biāo)1.2BME的研究?jī)?nèi)容和基本任務(wù)1.2BME的研究?jī)?nèi)容和基本任務(wù)基本任務(wù)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的基本任務(wù)是運(yùn)用工程技術(shù)手段，研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問(wèn)題基本任務(wù)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的基本任務(wù)是運(yùn)用研究方法生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)以應(yīng)用基礎(chǔ)性研究為主，研究的對(duì)象是人體(一個(gè)多層次的龐大系統(tǒng))，所涉及的領(lǐng)域十分廣泛，并在不斷的擴(kuò)展之中研究方法生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)以應(yīng)用基礎(chǔ)性研從微觀層次、組織器官層次和整體層次：

(1)、研究探索人類正常生理學(xué)(2)、表征組織與器官的病變機(jī)理(3)、給出研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)的最佳手段(4)、提供治療與預(yù)防的有效方法研究?jī)?nèi)容從微觀層次、組織器官層次和整體層次：研究?jī)?nèi)容目前涉及較多的學(xué)科

醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)、制造學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等……目前涉及較多的學(xué)科醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理主要研究領(lǐng)域①生物力學(xué)②生物材料學(xué)③人工器官④生物系統(tǒng)建模與仿真⑤生物醫(yī)學(xué)信號(hào)與傳感器⑥生物醫(yī)學(xué)信息處理⑦醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)⑧物理因子在治療中應(yīng)用及生物學(xué)效應(yīng)主要研究領(lǐng)域①生物力學(xué)

各研究領(lǐng)域既相互獨(dú)立，又相互交叉，相互支撐各研究領(lǐng)域既相互獨(dú)立，又相互交叉，相1.3生物醫(yī)學(xué)工程的特點(diǎn)1.3生物醫(yī)學(xué)工程的特點(diǎn)新興、綜合、交叉與邊緣科學(xué)新興、綜合、交叉與邊緣科學(xué)A、迅速發(fā)展的新興學(xué)科

生物醫(yī)學(xué)工程是在近幾十年才從醫(yī)學(xué)中分離而形成一門(mén)獨(dú)立學(xué)科。當(dāng)代高新科技的飛速發(fā)展，為它提供基礎(chǔ)A、迅速發(fā)展的新興學(xué)科生物醫(yī)學(xué)工程是在近幾十B、大跨度、多學(xué)科的綜合性應(yīng)用學(xué)科

醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)、制造學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的有機(jī)結(jié)合，甚至涉及社會(huì)、倫理、道德、法律等

非生命科學(xué)到生命科學(xué)

自然科學(xué)到人文科學(xué)B、大跨度、多學(xué)科的綜合性應(yīng)用學(xué)科醫(yī)C、生物醫(yī)學(xué)工程是醫(yī)學(xué)和生物學(xué)發(fā)展的重要?jiǎng)恿σ环矫嫔镝t(yī)學(xué)工程為醫(yī)學(xué)、生物學(xué)提供技術(shù)與裝備另一方面又為醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的發(fā)展開(kāi)辟新路

－－帶來(lái)生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的變革C、生物醫(yī)學(xué)工程是醫(yī)學(xué)和生物學(xué)發(fā)展的重要?jiǎng)恿σ环矫嫔镝t(yī)學(xué)工D、生物醫(yī)學(xué)工程是社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的綜合醫(yī)學(xué)重于社會(huì)效益，工程重于經(jīng)濟(jì)效益，生物醫(yī)學(xué)工程是醫(yī)學(xué)與工程學(xué)的結(jié)合，則是社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益必然的結(jié)合D、生物醫(yī)學(xué)工程是社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的綜合堅(jiān)持“以人為本”的宗旨反對(duì)“利益至上”的傾向

必須在保證功能性的同時(shí)，保證不對(duì)宿主造成任何顯著的危害(無(wú)論是長(zhǎng)期的還是短期的)堅(jiān)持“以人為本”的宗旨1.4生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展1.4生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展1.4.1生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展歷史1.4.1生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展歷史科學(xué)技術(shù)手段應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已有很長(zhǎng)的歷史

但是生物醫(yī)學(xué)工程形成一門(mén)獨(dú)立學(xué)科卻是近幾十年的事科學(xué)技術(shù)手段應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已有很長(zhǎng)二十世紀(jì)五十年代隨著材料學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)的飛速發(fā)展，這些科技愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中來(lái)同時(shí)，迅速發(fā)展的生物醫(yī)學(xué)也向工程技術(shù)提出了愈來(lái)愈多、愈來(lái)愈高的要求二十世紀(jì)五十年代形成獨(dú)立學(xué)科逐漸的，生物醫(yī)學(xué)工程的內(nèi)容變得不再是生物醫(yī)學(xué)的附屬品生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)又是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和生物學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和重要條件形成獨(dú)立學(xué)科1.4.2生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展現(xiàn)狀1.4.2生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)已發(fā)展到一個(gè)相當(dāng)高的水平，在醫(yī)學(xué)的幾乎所有領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮、將會(huì)發(fā)揮巨大的作用當(dāng)前，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)已發(fā)展到一個(gè)相當(dāng)

生物力學(xué)在人體生理系統(tǒng)建模與仿真中的巨大作用

細(xì)胞力學(xué)、運(yùn)動(dòng)力學(xué)、血流動(dòng)力學(xué)、呼吸力學(xué)……生物力學(xué)在人體生理系統(tǒng)建模與仿真中的巨

生物醫(yī)學(xué)材料在人體組織與器官修復(fù)(替代)中的巨大作用

硬組織修復(fù)與替代、軟組織修復(fù)與替代、血管替代、人造皮膚、各類人工器官……生物醫(yī)學(xué)材料在人體組織與器官修復(fù)(替代人工器官在人體生理功能恢復(fù)中的巨大作用

人工心臟、人工心臟瓣膜、人工肺、人工腎、人工胰……人工器官在人體生理功能恢復(fù)中的巨大作用

生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)在生物醫(yī)學(xué)工程中的巨大作用

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)、處理與識(shí)別是是醫(yī)學(xué)圖象處理的基礎(chǔ)，與生物材料、生物力學(xué)、人工器官、生物醫(yī)學(xué)儀器等關(guān)系密切……生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)在生物醫(yī)學(xué)工程中的巨大作生物醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)在臨床診斷中的巨大作用

X光片、CT圖像、B型超聲波圖像、核磁共振……生物醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)在臨床診斷中的巨大作用生物醫(yī)學(xué)儀器對(duì)提高醫(yī)學(xué)整體水平的巨大作用

生理功能分析、放射治療、超聲碎石、γ刀、細(xì)胞刀、康復(fù)輔助系統(tǒng)……生物醫(yī)學(xué)儀器對(duì)提高醫(yī)學(xué)整體水平的巨大作

1.4.3.生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展1.4.3.生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展近20年，生物醫(yī)學(xué)工程制品飛速發(fā)展并形成規(guī)模性產(chǎn)業(yè)，將成為21世紀(jì)國(guó)際經(jīng)濟(jì)的主要支柱產(chǎn)業(yè)之一近20年，生物醫(yī)學(xué)工程制品飛速發(fā)展并

社會(huì)需求量大，產(chǎn)品技術(shù)含量和產(chǎn)品附加值高

美國(guó)目前已有1100萬(wàn)人體內(nèi)植入有一個(gè)人工器官，200萬(wàn)人體內(nèi)有2個(gè)或2個(gè)以上人工器官社會(huì)需求量大，產(chǎn)品技術(shù)含量和產(chǎn)品附加值

1995年世界生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約1200億美元，目前超過(guò)3000億美元，年增長(zhǎng)率持續(xù)保持在15－20％1995年世界生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約美國(guó)、日本、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家都把生物醫(yī)學(xué)工程列入高技術(shù)發(fā)展的前沿美國(guó)、日本、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家都把生物醫(yī)學(xué)

我國(guó)有13億人口，醫(yī)療保健基數(shù)大，生物醫(yī)學(xué)材料和人工器官的需求量大

▲肢體不自由患者約1500萬(wàn)

▲每年骨缺損和骨損傷約300萬(wàn)▲牙缺損(缺失)患者占總?cè)丝?/3

▲大量血液病患者需人工腎▲大量糖尿病患者需人工胰我國(guó)有13億人口，醫(yī)療保健基

我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，絕大部分依靠進(jìn)口，目前巨大的社會(huì)需求與薄弱的研究開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)形成尖銳的矛盾我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，絕大部

1999年，國(guó)家制訂“中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要”1999年，國(guó)家制訂“中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱

“培育生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)，使之保持15％－20％的增長(zhǎng)率，到2005年工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到400－500億元，2010年達(dá)1000億元的發(fā)展目標(biāo)”“培育生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)，使之保持15％機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存OpportunityandChallenge!生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域大有可為機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存第二章生物醫(yī)學(xué)材料BiomedicalMaterials第二章生物醫(yī)學(xué)材料BiomedicalMaterial1鄭昌瓊、裴覺(jué)民主編，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)，四川大學(xué)內(nèi)部講義，20002吳增樹(shù)、李國(guó)光、王定國(guó)，生物材料毒理學(xué)及應(yīng)用，成都科技大學(xué)出版社，19883李玉寶主編，生物醫(yī)學(xué)材料，化學(xué)工業(yè)出版社，20034李玉寶主編，納米生物醫(yī)藥材料，化學(xué)工業(yè)出版社，20045BuddyD.Ratner,AllanS.Hoffman,FrederickJ.Schoen,JackE.Lemons,BiomaterialsScience,AcademicPress,1996主要參考書(shū)籍1鄭昌瓊、裴覺(jué)民主編，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)，四川大學(xué)內(nèi)部講義，22.1、生物醫(yī)學(xué)材料概論2.2、生物材料表面與血液及組織成分的相互作用2.3、金屬材料的毒理學(xué)2.4、陶瓷材料的毒理學(xué)2.5、材料在體內(nèi)的生物降解2.6、生物醫(yī)學(xué)材料的免疫學(xué)2.7、無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料2.8、金屬生物醫(yī)學(xué)材料2.9、醫(yī)用高分子材料2.10組織工程材料第二章教學(xué)內(nèi)容2.1、生物醫(yī)學(xué)材料概論第二章教學(xué)內(nèi)容2.1生物醫(yī)學(xué)材料概論2.1生物醫(yī)學(xué)材料概論2.1生物醫(yī)學(xué)材料概論生物醫(yī)學(xué)材料(BiomedicalMaterials)

★生物醫(yī)學(xué)工程的重要分支★生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)的交叉學(xué)科★生物醫(yī)學(xué)工程的物質(zhì)基礎(chǔ)2.1生物醫(yī)學(xué)材料概論生物醫(yī)學(xué)材料(Biomedical2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義生物材料(Biomaterial)生物醫(yī)學(xué)材料(BiomedicalMaterial)－－其定義隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而演變2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義生物材料(Biom臨床中常用的生物醫(yī)學(xué)材料臨床中常用的生物醫(yī)學(xué)材料磷酸鈣生物陶瓷制品磷酸鈣生物陶瓷制品生物材料(Biomaterials)

“植入活體內(nèi)或與活體結(jié)合而設(shè)計(jì)的與活體系統(tǒng)不起藥物反應(yīng)的惰性物質(zhì)”

－－1960‘s，ClemsonUniv.,USA特征：人造、非生命、醫(yī)用、生物相容2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義生物材料(Biomaterials)2.1.1生物材料無(wú)藥物反應(yīng)－－－生物材料與藥物的區(qū)別惰性－－－化學(xué)穩(wěn)定、生物穩(wěn)定

隨著生物材料的發(fā)展，該定義已明顯不適應(yīng)生物材料的功能與范疇的飛速發(fā)展

－－－載藥生物材料、生物活性材料2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義無(wú)藥物反應(yīng)－－－生物材料與藥物的區(qū)別2.1.1生物材料和生

載藥生物材料(藥物緩釋材料)

在材料(最常見(jiàn)的是修復(fù)材料)中復(fù)合治療藥物，植入人體后緩慢釋放，進(jìn)行輔助治療2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義載藥生物材料(藥物緩釋材料)2.1.1生物材料和生物生物活性材料(Bio-activeMaterial)

植入后，按照預(yù)先設(shè)計(jì)進(jìn)行生物降解或與生物系統(tǒng)發(fā)生一定作用，促使生理功能的恢復(fù)

如：BMP/TCP骨修復(fù)材料(特征：可降解、可誘導(dǎo)成骨)2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義生物活性材料(Bio-activeMaterial)2.

“生物醫(yī)學(xué)材料是用于取代、修復(fù)活體組織的人造或天然的材料”－－－1980‘s

不限制：人造/天然，體內(nèi)/體外，活性/惰性，長(zhǎng)期/短期

范圍：醫(yī)用、生物相容2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義“生物醫(yī)學(xué)材料是用于取代、修復(fù)活體組織除醫(yī)學(xué)中使用的生物材料外，還有大量應(yīng)用于生物學(xué)領(lǐng)域的材料，如細(xì)胞培養(yǎng)、蛋白質(zhì)處理等，目前也將其劃入生物材料的范疇2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義除醫(yī)學(xué)中使用的生物材料外，還有大量應(yīng)2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義BiomaterialsBiologicalMaterialsBiomedicalMaterials

特指醫(yī)用材料其它生物學(xué)應(yīng)用材料2.1.1生物材料和生物醫(yī)學(xué)材料的定義Biomateria2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)展2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)展2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用特征：

生物醫(yī)學(xué)材料很少單獨(dú)使用，通常是結(jié)合在醫(yī)學(xué)裝置中替代發(fā)生病變或失去功能的生命體器官2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)展生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用特征：2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)最早的應(yīng)用可追溯到公元前3500年

棉花纖維、馬鬃縫合傷口－－－古埃及，BC.3500

木片修補(bǔ)顱骨缺損－－－墨西哥印地安人2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)展最早的應(yīng)用可追溯到公元前3500年2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)展

木質(zhì)及石質(zhì)的假牙、假鼻、假耳－－－中國(guó)、埃及，BC.2500

黃金修補(bǔ)牙缺損－－－中國(guó)、埃及、羅馬，BC.20002.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)據(jù)文獻(xiàn)記載

1588年，黃金板修復(fù)顎骨

1775年，金屬內(nèi)固定骨折1809年，黃金種植牙

1851年，天然硫化橡膠制作人工牙托及顎骨2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)展據(jù)文獻(xiàn)記載2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)展

進(jìn)入20世紀(jì)，高分子材料的應(yīng)用帶來(lái)了生物醫(yī)學(xué)材料的巨大發(fā)展

－1937年，PMMA用于牙科－1940‘s，維尼龍用于血管修復(fù)－1958年，滌綸用于動(dòng)脈修復(fù)－1960’s，PMMA、UHMPE全髖關(guān)節(jié)2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)

自20世紀(jì)50年代，各種復(fù)雜人工器官的出現(xiàn)，標(biāo)志著生物醫(yī)學(xué)材料及人工關(guān)節(jié)的發(fā)展進(jìn)入了新的階段

－－生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)科與其它相關(guān)技術(shù)的交叉與滲透更趨深入

人工心臟瓣膜、人工肺、人工腎、人工心臟、人工胰……2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

A、生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的發(fā)展自20世紀(jì)50年代，各種復(fù)雜人工器官B、生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

B、生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

近20年，生物醫(yī)學(xué)材料及其制品飛速發(fā)展并形成規(guī)模性產(chǎn)業(yè)，將成為21世紀(jì)國(guó)際經(jīng)濟(jì)的主要支柱產(chǎn)業(yè)之一2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

B、生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展近20年，生物醫(yī)學(xué)材料及其制品飛速發(fā)

目前，生物醫(yī)學(xué)材料和人工器官所占世界醫(yī)療器械市場(chǎng)份額已接近60％，1995年產(chǎn)值超過(guò)700億美元，年增長(zhǎng)率持續(xù)保持在15－20％2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

B、生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目前，生物醫(yī)學(xué)材料和人工器官所占世界

美國(guó)在“先進(jìn)材料加工計(jì)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2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

B、生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展美國(guó)在“先進(jìn)材料加工計(jì)劃”中，將生物醫(yī)

我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，絕大部分依靠進(jìn)口，目前巨大的社會(huì)需求與薄弱的研究開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)形成尖銳的矛盾2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

B、生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，絕大

機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

1999年，國(guó)家制訂“中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要”2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

B、生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

其中重點(diǎn)任務(wù)的第一條為：

生物醫(yī)學(xué)材料及其應(yīng)用的研究開(kāi)發(fā)，開(kāi)展對(duì)人工器官、體內(nèi)植入物和相應(yīng)裝置的研制2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展

B、生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展其中重點(diǎn)任務(wù)的第一條為：2.1.2生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求A、生物功能性－－－(Biofunctionability)B、生物相容性－－－(Biocompatibility)C、生物安全性－－－(BiologicalSafety)2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

生物相容性

生物功能性

基本性能要求生物安全性A、生物功能性－－－(BiofunctionabiliA、生物醫(yī)學(xué)材料的生物功能性2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

A、生物醫(yī)學(xué)材料的生物功能性2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性

生物醫(yī)學(xué)材料的生物功能性是指生物醫(yī)學(xué)材料在植入后行使功能的能力，或?yàn)閳?zhí)行功能，其自身和植入位置應(yīng)當(dāng)滿足的適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)要求2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

A、生物醫(yī)學(xué)材料的生物功能性生物醫(yī)學(xué)材料的生物功能性是指生物醫(yī)生物醫(yī)學(xué)材料能否有效行使功能，除與其自身物理化學(xué)性質(zhì)相關(guān)外，還和其所處的生物環(huán)境相關(guān)2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

A、生物醫(yī)學(xué)材料的生物功能性生物醫(yī)學(xué)材料能否有效行使功能，除與其物理、化學(xué)性能要求★人工心臟瓣膜－－耐磨、耐蝕★顱骨修復(fù)材料－－強(qiáng)度、導(dǎo)熱性★齒科修復(fù)材料－－硬度、耐磨、導(dǎo)熱性★血管修復(fù)材料－－柔性、化學(xué)穩(wěn)定性★骨修復(fù)材料－－硬度、強(qiáng)度、彈性模量

…………2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

A、生物醫(yī)學(xué)材料的生物功能性物理、化學(xué)性能要求2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生物醫(yī)學(xué)材料的生物相容性2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生物醫(yī)學(xué)材料的生物相容性2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性生物相容性是指生命體組織與非生命材料產(chǎn)生合乎要求的反應(yīng)(生物學(xué)行為)的一種性能，決定于材料與活體間的相互作用2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生物醫(yī)學(xué)材料的生物相容性生物相容性是指生命體組織與非生命材料2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生物醫(yī)學(xué)材料的生物相容性材料與活體間相互作用宿主反應(yīng)材料反應(yīng)2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生物醫(yī)學(xué)材料宿主反應(yīng)：

包括局部和全身反應(yīng)，其結(jié)果導(dǎo)致對(duì)機(jī)體的毒副作用和機(jī)體對(duì)材料的排斥

炎癥、細(xì)胞毒性、凝血、溶血、刺激性、致敏、致癌、致誘變、致畸、免疫反應(yīng)等2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生物醫(yī)學(xué)材料的生物相容性宿主反應(yīng)：2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生材料反應(yīng)：

主要來(lái)自生物環(huán)境對(duì)材料的腐蝕和降解，可能使材料性質(zhì)腐蝕變化，甚至破壞2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生物醫(yī)學(xué)材料的生物相容性材料反應(yīng)：2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生生物醫(yī)學(xué)材料植入人體后，其宿主反應(yīng)和材料反應(yīng)必須保持在可接受的水平2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生物醫(yī)學(xué)材料的生物相容性生物醫(yī)學(xué)材料植入人體后，其宿主反應(yīng)和

材料的生物相容性與其使用的環(huán)境和條件密切相關(guān)

與血液直接接觸的材料主要考察其與血液的相互作用，稱為血液相容性

與肌肉、骨骼、皮膚等長(zhǎng)期接觸材料的生物相容性，稱為組織相容性2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

B、生物醫(yī)學(xué)材料的生物相容性材料的生物相容性與其使用的環(huán)境和條件密C、生物醫(yī)學(xué)材料的生物安全性2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

C、生物醫(yī)學(xué)材料的生物安全性2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性采用生物學(xué)方法檢測(cè)材料對(duì)受體的毒副作用，從而預(yù)測(cè)該材料在醫(yī)學(xué)實(shí)際應(yīng)用中的安全性

包括：材料對(duì)受體局部組織、血液和整體的反應(yīng)，對(duì)受體的遺傳效應(yīng)等2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

C、生物醫(yī)學(xué)材料的生物安全性采用生物學(xué)方法檢測(cè)材料對(duì)受體的毒副作

1992年，ISO制定頒布了醫(yī)用裝置的生物學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)－－－ISO10993－1992

1997年，中國(guó)醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)GB/T16886采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)2.1.3生物醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求

C、生物醫(yī)學(xué)材料的生物安全性1992年，ISO制定頒布了醫(yī)用裝置的2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類A、按材料化學(xué)組份劃分B、按材料來(lái)源劃分C、按使用要求劃分D、按應(yīng)用部位及功能劃分2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類A、按材料化學(xué)組份劃分2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類(1)、無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料(2)、金屬及合金生物醫(yī)學(xué)材料(3)、高分子生物醫(yī)學(xué)材料(4)、復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料(5)、生物功能材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分(1)、無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料(InorganicBiomedicalMaterials)又稱為生物陶瓷(Bioceramics)

如生物玻璃、生物玻璃陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、碳素材料、羥基磷灰石、磷酸鈣陶瓷等2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料(Inorga金屬及合金生物醫(yī)學(xué)材料(MetallicBiomedicalMaterials)

主要為不銹鋼、鈷基合金、鈦及鈦合金等2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分金屬及合金生物醫(yī)學(xué)材料(Metal

高分子生物醫(yī)學(xué)材料(PolymericBiomedicalMaterials)亦稱為醫(yī)用高分子材料(PolymersforMedicalUses)

如聚硅氧烷、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯晴、聚碳酸酯、聚乳酸……2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分高分子生物醫(yī)學(xué)材料(Polymeric

復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料(BiomedicalComposite)

多種不同類型材料復(fù)合而成的生物相容性材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料(Biomedi根據(jù)應(yīng)用目的和性能要求的不同，復(fù)合組份及構(gòu)成方式多種多樣2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分根據(jù)應(yīng)用目的和性能要求的不同，復(fù)合組份復(fù)合體系：

有機(jī)/有機(jī)復(fù)合

有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合無(wú)機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合

金屬/無(wú)機(jī)復(fù)合2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分復(fù)合體系：2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)復(fù)合方式：

表面復(fù)合整體復(fù)合多層復(fù)合2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分復(fù)合方式：2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)復(fù)合目的：

增強(qiáng)改性功能化2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分復(fù)合目的：2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)

典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例

1、聚砜、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯用碳纖維、陶瓷粉末等增強(qiáng)后用于制備人工關(guān)節(jié)、人工齒根、骨水泥等2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例

2、碳纖維增強(qiáng)無(wú)定形碳制作人工心臟瓣膜2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例

3、鈦合金基涂層類金剛石碳制作人工心臟瓣膜2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例

4、聚乳酸/磷酸三鈣復(fù)合可生物降解人骨修復(fù)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例

5、鈦合金表面噴涂羥基磷灰石制作人工骨、人工關(guān)節(jié)2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料舉例2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類鈦合金基/類金剛石涂層人工心瓣

上：雙葉冀型瓣下：鉤碟瓣鈦合金基/類金剛石涂層人工心瓣

生物功能材料(BiologicallyFunctionalMaterials)

采用物理或化學(xué)的方法將生物活性分子如酶、抗體、抗原、多糖類、酯類、藥物及細(xì)胞等固定在材料表面或內(nèi)部，構(gòu)成具有生理功能的生物醫(yī)學(xué)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分生物功能材料(Biologically該類材料是活體材料與非活體材料雜化組成的新型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料，也稱為雜化生物醫(yī)學(xué)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分該類材料是活體材料與非活體材料雜化組成肝素化處理的各類高分子材料抗凝血導(dǎo)管、插管、分流管，在臨床上已廣泛采用2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分肝素化處理的各類高分子材料抗凝血導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞種植TCP/PLLA可生物降解、可骨誘導(dǎo)生長(zhǎng)骨修復(fù)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分骨髓基質(zhì)干細(xì)胞種植TCP/PLLA可生

骨形態(tài)發(fā)生蛋白BMP復(fù)合TCP/PLLA可生物降解、可誘導(dǎo)成骨的骨修復(fù)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

A、按材料化學(xué)組份劃分骨形態(tài)發(fā)生蛋白BMP復(fù)合TCP/PL(1)、天然生物醫(yī)學(xué)材料(2)、合成生物醫(yī)學(xué)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分(1)、天然生物醫(yī)學(xué)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

(1)、天然生物醫(yī)學(xué)材料

天然生物醫(yī)學(xué)材料包括天然生物材料及以此為基礎(chǔ)的生物衍生材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分(1)、天然生物醫(yī)學(xué)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

天然生物材料(NaturalBiologicalMaterials)是來(lái)自人體自身組織、同種(如人尸體)或異種(如動(dòng)物)同類器官與組織的材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分天然生物材料(Natural構(gòu)成機(jī)體的基本物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖和核酸核糖以及由此而構(gòu)成的人類和動(dòng)物機(jī)體的皮膚、肌肉和器官都是高分子化合物，因此天然生物材料主要為天然高分子材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分構(gòu)成機(jī)體的基本物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖和核天然高分子材料由于其多功能性，生物相容性和可生物降解性，是人類最早使用的醫(yī)用材料之一2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分天然高分子材料由于其多功能性，生物相容

直接使用天然生物材料可能引起免疫反應(yīng)，采用物理和化學(xué)方法進(jìn)行處理(改性)所形成的生物醫(yī)用材料稱為生物衍生材料(BiologicalDerivedMaterials)或生物再生材料

(Bio-regenerationMaterials)2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分直接使用天然生物材料可能引起免疫反應(yīng)，

對(duì)生物組織進(jìn)行處理的方式之一：

維持組織原有構(gòu)型而進(jìn)行的固定、滅菌和消除抗原性的輕微處理

如經(jīng)戊二醛處理固定的豬心瓣膜、牛心包、牛頸動(dòng)脈等2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分對(duì)生物組織進(jìn)行處理的方式之一：2.1.4生物醫(yī)學(xué)材2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分

對(duì)生物組織進(jìn)行處理的方式之二：

拆散原有構(gòu)型，重建新的物理形態(tài)的強(qiáng)烈處理

如再生膠原、彈性蛋白、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸等2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分生物衍生材料是無(wú)生命的材料，但其具有類似于自然組織的構(gòu)型和功能，或其組成類似于自然組織，在維持人體動(dòng)態(tài)過(guò)程的修復(fù)和替換中具有重要作用2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分生物衍生材料是無(wú)生命的材料，但其具有(2)、合成生物醫(yī)學(xué)材料

人工制取的生物醫(yī)學(xué)材料，如硅橡膠、聚氨酯、中空纖維、生物陶瓷、醫(yī)用合金等2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

B、按材料來(lái)源劃分(2)、合成生物醫(yī)學(xué)材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

按照使用要求，可將生物醫(yī)學(xué)材料分為：

植入與非植入材料

血液接觸材料一次性使用材料與重復(fù)使用材料

生物活性與生物惰性材料生物降解材料與非生物降解材料等2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

C、按材料使用要求劃分按照使用要求，可將生物醫(yī)學(xué)材料分為：2.1.4生物醫(yī)

硬組織材料

軟組織材料心血管材料

血液代用材料齒科材料

分離、過(guò)濾材料膜透析材料

…………2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

D、按材料應(yīng)用部位及功能劃分硬組織材料2.1.4生物醫(yī)學(xué)材料的分類

2.1、生物醫(yī)學(xué)材料概論2.2、生物材料表面與血液及組織成分的相互作用2.3、金屬材料的毒理學(xué)2.4、陶瓷材料的毒理學(xué)2.5、材料在體內(nèi)的生物降解2.6、生物醫(yī)學(xué)材料的免疫學(xué)2.7、無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料2.8、金屬生物醫(yī)學(xué)材料2.9、醫(yī)用高分子材料2.10組織工程材料第二章教學(xué)內(nèi)容2.1、生物醫(yī)學(xué)材料概論第二章教學(xué)內(nèi)容2.2生物材料表面與血液及

組織成分的相互作用2.2生物材料表面與血液及

組織成分的相互作用

從材料的生物相容性來(lái)講，取決于材料與人體組織及血液的相互作用以及由此而引起的后果

2.2生物材料表面與血液及人體組織的相互作用從材料的生物相容性來(lái)講，取決于材而生物材料植入人體后，其生物相容性主要由人體組織及血液等與材料表面的相互作用來(lái)決定2.2生物材料表面與血液及人體組織的相互作用而生物材料植入人體后，其生物相容性主

材料的表面性能與其內(nèi)部性能存在著一定差異。除一些特殊使用場(chǎng)合外，與血液、組織相接觸的僅是材料的表面部分2.2生物材料表面與血液及人體組織的相互作用材料的表面性能與其內(nèi)部性能存在著一定

由此可見(jiàn)，生物材料的表面界面性能對(duì)于其生物相容性起著至關(guān)重要的作用2.2生物材料表面與血液及人體組織的相互作用由此可見(jiàn)，生物材料的表面界面性能對(duì)于其生物相容性2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附2.2生物材料表面與血液及人體組織的相互作用2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)2.2生物材料表面與血液及人體2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

蛋白質(zhì)在生物材料科學(xué)中的重要意義在于其固有的對(duì)材料表面的強(qiáng)烈吸附趨勢(shì)以及吸附作用對(duì)細(xì)胞與材料表面相互作用的巨大影響

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

一般認(rèn)為，材料表面特性與蛋白質(zhì)性質(zhì)決定了吸附蛋白質(zhì)層的組織結(jié)構(gòu)，而吸附蛋白質(zhì)層的性質(zhì)又決定了細(xì)胞與表面的作用情況

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

一般認(rèn)為，材料表面特性與蛋白質(zhì)性質(zhì)決定

由于生物材料的生物相容性取決于細(xì)胞與表面的作用情況，因此生物材料科學(xué)中對(duì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)及在界面上的行為給予了極大的關(guān)注

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

由于生物材料的生物相容性取決于細(xì)胞與

2.2.1.1與吸附有關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.1與吸附有關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2.2.1蛋

在生物學(xué)流體(如血漿、腹膜分泌液等)中存在的可溶性蛋白質(zhì)屬于能在植入材料表面吸附的蛋白質(zhì)

不溶性蛋白質(zhì)(如膠原質(zhì)collagen)一般不能擴(kuò)散到植入物表面而參與吸附，雖然這些蛋白質(zhì)有時(shí)能以纖維的形式通過(guò)細(xì)胞作用而包裹在異物表面2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.1與吸附有關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在生物學(xué)流體(如血漿、腹膜分泌液等)

可溶性蛋白質(zhì)與不可溶性蛋白質(zhì)在很多方面有所不同，其在氨基酸組成和空間結(jié)構(gòu)上規(guī)律性較差

各種蛋白質(zhì)均有其獨(dú)特的排列結(jié)構(gòu)方式，彼此差異較大，如纖維蛋白原(fibrinogen)分子要比白蛋白(albumin)分子長(zhǎng)得多

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.1與吸附有關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可溶性蛋白質(zhì)與不可溶性蛋白質(zhì)在很多方面◆有的氨基酸具有不帶電荷但有強(qiáng)極性的側(cè)鏈◆而另一些氨基酸的側(cè)鏈卻不帶極性◆從其基團(tuán)來(lái)講，有的是親水性的，有的是憎水性的

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.1與吸附有關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)◆有的氨基酸具有不帶電荷但有強(qiáng)極性的側(cè)鏈2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)

由于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，對(duì)外來(lái)材料表面的親和性質(zhì)亦會(huì)有較大差異，由此造成不同的蛋白質(zhì)在不同的外來(lái)材料表面上的吸附能力與吸附程度各不相同，進(jìn)而產(chǎn)生不同的作用后果

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.1與吸附有關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)由于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，對(duì)外來(lái)材2.2.1.2固液界面上蛋白質(zhì)的吸附行為2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.2固液界面上蛋白質(zhì)的吸附行為2.2.1蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)在固體表面的吸附一般是分階段進(jìn)行

蛋白質(zhì)在表面的吸附結(jié)果，表面相的濃度可達(dá)液相主體濃度的1000倍，表面蛋白質(zhì)的大量聚集，在材料表面形成一層蛋白質(zhì)膜

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.2固液界面上蛋白質(zhì)的吸附行為蛋白質(zhì)在固體表面的吸附一般是分階段進(jìn)行2.2.1蛋

蛋白質(zhì)在材料表面吸附的另一特征是吸附相的選擇性，從而導(dǎo)致某些蛋白質(zhì)相對(duì)其它蛋白質(zhì)的富集

蛋白質(zhì)在固體表面的吸附是一個(gè)不可逆過(guò)程，并導(dǎo)致蛋白質(zhì)單體被固定在表面相中

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.2固液界面上蛋白質(zhì)的吸附行為蛋白質(zhì)在材料表面吸附的另一特征是吸附相

此外，吸附相中蛋白質(zhì)的方向性也是必須考慮的問(wèn)題。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)并非各相相同的對(duì)稱分布

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.2固液界面上蛋白質(zhì)的吸附行為此外，吸附相中蛋白質(zhì)的方向性也是必須2.2.1.3蛋白質(zhì)吸附對(duì)生物材料生物相容性的重要意義2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白質(zhì)吸附對(duì)生物材料2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、

蛋白質(zhì)的吸附對(duì)生物材料的生物相容性影響巨大。在此以蛋白質(zhì)吸附對(duì)生物材料血液相容性的影響為例進(jìn)行分析

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白質(zhì)吸附對(duì)生物材料生物相容性的重要意義蛋白質(zhì)的吸附對(duì)生物材料的生物相容性影A、各種蛋白質(zhì)在生物材料表面的吸附

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白質(zhì)吸附對(duì)生物材料生物相容性的重要意義A、各種蛋白質(zhì)在生物材料表面的吸附2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、(1)、血液與材料表面接觸，首先發(fā)生的是血漿蛋白在表面上的吸附

由于血液中蛋白濃度大于血小板，其擴(kuò)散也快于血小板，所以最先在材料表面沉積一層蛋白。表面吸附的蛋白包括白蛋白、γ球蛋白和纖維蛋白原A、各種蛋白質(zhì)在生物材料表面的吸附

(1)、血液與材料表面接觸，首先發(fā)生

(2)、材料表面對(duì)蛋白的吸附速度與蛋白的種類、材料表面性質(zhì)、吸附條件等有關(guān)，其吸附曲線都屬于Langmuir型

A、各種蛋白質(zhì)在生物材料表面的吸附

(2)、材料表面對(duì)蛋白的吸附速度與蛋白

(3)、這三種蛋白在材料表面的吸附對(duì)其血液相容性的影響非常大

白蛋白的吸附使表面變得更相容，而γ球蛋白和纖維蛋白原的吸附則加速了凝血

A、各種蛋白質(zhì)在生物材料表面的吸附

(3)、這三種蛋白在材料表面的吸附對(duì)其

(4)、材料表面性質(zhì)對(duì)蛋白的吸附量有明顯影響，親水性表面比疏水性表面吸附蛋白量少A、各種蛋白質(zhì)在生物材料表面的吸附

(4)、材料表面性質(zhì)對(duì)蛋白的吸附量有B、血液凝固機(jī)理

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白質(zhì)吸附對(duì)生物材料生物相容性的重要意義B、血液凝固機(jī)理2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的(1)血液凝固存在兩種不同的方式

內(nèi)源性途徑和外源性途徑

當(dāng)機(jī)體組織受損而釋放組織因子時(shí)血液凝固按照外源性途徑進(jìn)行

當(dāng)血管內(nèi)膜受損或血液接觸異物時(shí)血液凝固按照內(nèi)源性途徑進(jìn)行

B、血液凝固機(jī)理

(1)血液凝固存在兩種不同的方式B、血液凝固機(jī)理

因此，生物材料植入后引起的凝血按內(nèi)源性途徑進(jìn)行，其凝血反應(yīng)的基本過(guò)程如下：

B、血液凝固機(jī)理

因此，生物材料植入后引起的凝血按內(nèi)源

a.接觸活化

內(nèi)源性凝血的觸發(fā)，是從因子X(jué)II激活開(kāi)始的。因子X(jué)IIa可以將激肽釋放酶原激活為激肽釋放酶，其反過(guò)來(lái)也可以激活因子X(jué)II，從而產(chǎn)生大量的因子X(jué)IIa，因子X(jué)IIa可以將因子X(jué)I激活為因子X(jué)Ia并對(duì)其進(jìn)行肽鍵裂解

B、血液凝固機(jī)理

a.接觸活化B、血液凝固機(jī)理

b.磷脂膠粒反應(yīng)

在因子X(jué)Ia生成以后，在聚集的血小板磷脂膠粒表面上發(fā)生了一系列反應(yīng)，直至凝血酶的生成。其間大量的因子IX、VIII、X、V集中于磷脂膠粒表面，大大加快了反應(yīng)速度．此階段的反應(yīng)可分為三步：

i．因子IX的激活ii．因子X(jué)的激活iii．凝血酶原的激活

B、血液凝固機(jī)理

b.磷脂膠粒反應(yīng)B、血液凝固機(jī)理

c.凝膠生成

生成的凝血酶脫離磷脂膠粒，由許多不溶性血纖維蛋白多聚體所形成的血纖維蛋白細(xì)絲交織成網(wǎng)，包羅紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和血漿等血液有形成份，便形成了血栓

B、血液凝固機(jī)理

c.凝膠生成B、血液凝固機(jī)理C、血液與材料作用的模型

2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白質(zhì)吸附對(duì)生物材料生物相容性的重要意義C、血液與材料作用的模型2.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及對(duì)材

在因子X(jué)II激活后，必然有不同程度的血凝發(fā)生；血小板磷脂膠粒表面是凝血因子活化反應(yīng)的場(chǎng)所，因此血小板的聚集程度對(duì)凝血反應(yīng)具有重要的影響；凝血產(chǎn)物中包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等成份，這些成份的聚集程度也影響凝血反應(yīng)的進(jìn)行

C、血液與材料作用的模型

在因子X(jué)II激活后，必然有不同程度的

伴隨凝血過(guò)程的重要現(xiàn)象是血漿蛋白、血小板等成分的集聚，在凝血反應(yīng)中必然有這種集聚產(chǎn)生

但是血漿蛋白和血小板等的集聚卻并非必然激活凝血因子產(chǎn)生凝血，也不能肯定蛋白吸附是材料激活凝血因子的必然中介

C、血液與材料作用的模型

伴隨凝血過(guò)程的重要現(xiàn)象是血漿蛋白、血

許多人的研究結(jié)果也認(rèn)為諸多因素均可激活XII因子：

膠原纖維、材料表面負(fù)電荷、因子X(jué)Ia、激肽釋放酶、高分子量激肽原、二磷酸腺苷(血小板損傷可以釋放)、血纖維蛋白溶酶、胰酶等等C、血液與材料作用的模型

許多人的研究結(jié)果也認(rèn)為諸多因素均可激活可以認(rèn)為，生物材料表面可能直接激活XII因子，材料引起的血漿蛋白、血小板的集聚也可能激活XII因子，而血漿蛋白、血小板的集聚反應(yīng)與XII因子的激活也可以互相促發(fā)C、血液與材料作用的模型

可以認(rèn)為，生物材料表面可能直接激活XI

凝血的形成是多途徑的，包含了諸多因素的交互影響和作用

但是，所有這些都是在生物材料表面的作用下所產(chǎn)生，材料表面界面性能在其中起著決定性的作用，這一點(diǎn)是不容置疑的

C、血液與材料作用的模型

凝血的形成是多途徑的，包含了諸多因素2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2生物材料表面與血液及人體組織的相互作用2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用2.2生物材料表面

2.2.2.1細(xì)胞膜

2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.1細(xì)胞膜2.2.2細(xì)胞表面及與

哺乳動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)高度組織系統(tǒng)，它由幾個(gè)部分組成：

2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.1細(xì)胞膜

哺乳動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)高度組織系統(tǒng)，它由

a細(xì)胞核nucleus：帶有遺傳信息(脫氧核糖核酸DNA，染色質(zhì)chromatin)

b線粒體mitochondria：細(xì)胞的動(dòng)力工廠c高爾基體Golgiapparatus：醣蛋白glycoproteins與脂蛋白lipoproteins的組裝區(qū)2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.1細(xì)胞膜

a細(xì)胞核nucleus：帶有遺傳信息(脫氧核2.2.

d內(nèi)質(zhì)網(wǎng)狀組織endoplasmicreticulum：與蛋白質(zhì)合成與細(xì)胞傳輸有關(guān)

e溶菌體lysosomes：包含蛋白水解作用的酶enzymesf細(xì)胞質(zhì)cytoplasm(cytosol)：與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有關(guān)的細(xì)胞骨架g細(xì)胞膜cellmembrane2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.1細(xì)胞膜

d內(nèi)質(zhì)網(wǎng)狀組織endoplasmicreticul

細(xì)胞膜包裹在各細(xì)胞組成細(xì)胞質(zhì)之外，不同的細(xì)胞膜區(qū)域?qū)?yīng)于不同的功能，如吸附、分泌、流體輸送、與細(xì)胞外組織的溝通等

2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.1細(xì)胞膜

細(xì)胞膜包裹在各細(xì)胞組成細(xì)胞質(zhì)之外，不

細(xì)胞膜是由雙層磷脂構(gòu)成的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，其中分布著蛋白質(zhì)、醣蛋白、脂蛋白和碳水化合物等

根據(jù)在細(xì)胞膜中位置的不同，內(nèi)部蛋白質(zhì)與外部蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)有所區(qū)別

2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.1細(xì)胞膜

細(xì)胞膜是由雙層磷脂構(gòu)成的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，其中分布著蛋白質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)中微細(xì)纖維由肌動(dòng)蛋白actin、肌球蛋白myosin、輔肌動(dòng)蛋白actinin、和原肌球蛋白tropomyosin構(gòu)成

這些微細(xì)纖維網(wǎng)在細(xì)胞的粘附與運(yùn)動(dòng)中起重要作用，稱為細(xì)胞骨架

其中吸附性的蛋白能與固態(tài)基體、細(xì)胞外基質(zhì)及其它細(xì)胞相聯(lián)接，而形成吸附點(diǎn)

2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.1細(xì)胞膜

細(xì)胞質(zhì)中微細(xì)纖維由肌動(dòng)蛋白actin、2.2.2.2細(xì)胞的吸附2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.2細(xì)胞的吸附2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相正常情況下細(xì)胞與細(xì)胞間和細(xì)胞與外部基質(zhì)間有四種吸附點(diǎn)：2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.2細(xì)胞的吸附

正常情況下細(xì)胞與細(xì)胞間和細(xì)胞與外部基質(zhì)

a間隙交匯區(qū)gapjunction(nexus):4nm，在鄰近的細(xì)胞間起聯(lián)接作用

b細(xì)胞橋粒desmosome(maculaadherens):30-50nmc半橋粒hemidesmosome:與細(xì)胞橋粒結(jié)構(gòu)類似，于細(xì)胞與外部基質(zhì)材料間

d致密交匯區(qū)tightjunction(zonulaoccludens):<5nm，在鄰近細(xì)胞間吸附時(shí)形成，對(duì)擴(kuò)散起阻礙作用2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.2細(xì)胞的吸附

a間隙交匯區(qū)gapjunction(nexus):細(xì)胞與固態(tài)基體間的吸附作用可描述如下：

aFocaladhesion:10-20nm，常常在細(xì)胞邊界能觀察到此吸附作用，作用較強(qiáng)，與粘連蛋白有關(guān)

b

Closecontact:30-50nm，通常發(fā)生在focaladhesion周?chē)鷆Extracellularmatrixcontact:>100nm，在細(xì)胞壁與外部基質(zhì)間聯(lián)接

2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.2細(xì)胞的吸附

細(xì)胞與固態(tài)基體間的吸附作用可描述如下：2.2.2細(xì)胞表面及2.2.2.3細(xì)胞吸附與細(xì)胞鋪展的熱力學(xué)2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.3細(xì)胞吸附與細(xì)胞鋪展的熱力學(xué)2.2.從熱力學(xué)的角度來(lái)看，細(xì)胞從懸浮液中到在固態(tài)基體表面的懸浮和鋪展過(guò)程可以用下式描述：

2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.3細(xì)胞吸附與細(xì)胞鋪展的熱力學(xué)從熱力學(xué)的角度來(lái)看，細(xì)胞從懸浮液中到其中：

ΔFabh為吸附表面自由能(粘附功)γCS為細(xì)胞－固體界面自由能γCL為細(xì)胞－液體界面自由能γSL為固－液界面自由能

2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.3細(xì)胞吸附與細(xì)胞鋪展的熱力學(xué)其中：2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2

當(dāng)時(shí)，細(xì)胞在固體表面的吸附與鋪展能強(qiáng)烈地進(jìn)行

而當(dāng)時(shí)，細(xì)胞在固體表面的吸附與鋪展不能進(jìn)行

2.2.2細(xì)胞表面及與材料的相互作用

2.2.2.3細(xì)胞吸附與細(xì)胞鋪展的熱力學(xué)當(dāng)時(shí)，2.2.3材料的生物相容性2.2生物材料表面與血液及人體組織的相互作用2.2.3材料的生物相容性2.2生物材料表面與血液及人體材料的生物相容性定義為不引起急性或慢性炎癥，對(duì)周?chē)M織不呈現(xiàn)異物感的特性

2.2.3材料的生物相容性

材料的生物相容性定義為不引起急性或慢性炎癥，對(duì)周

“Abiocompatibilitymaterialhasbeendefinedasamaterialthatdoesnotinduceanacuteorchronicinflammatoryresponseanddoesnotpresentaproperdifferentiationofimplant-surroundingtissues.”

2.2.3材料的生物相容性

“Abiocompatibilitym

一般認(rèn)為，由于植入時(shí)的手術(shù)損傷在植入體周?chē)潘缘慕M織是不可避免的。生物相容性的定義實(shí)際上取決于植入的目的

2.2.3材料的生物相容性

一般認(rèn)為，由于植入時(shí)的手術(shù)損傷在植入例：Teflonvascularprosthesis

內(nèi)表面要求呈現(xiàn)血液相容性，即不引起凝血因子的吸附和激活；外表面則要求與纖維性組織強(qiáng)烈聯(lián)接而不引起纖維組織的過(guò)分增生，兩個(gè)目標(biāo)集于一種裝置上

2.3材料的生物相容性

例：Teflonvascularprosthesi2.1、生物醫(yī)學(xué)材料概論2.2、生物材料表面與血液及組織成分的相互作用2.3、金屬材料的毒理學(xué)2.4、陶瓷材料的毒理學(xué)2.5、材料在體內(nèi)的生物降解2.6、生物醫(yī)學(xué)材料的免疫學(xué)2.7、無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料2.8、金屬生物醫(yī)學(xué)材料2.9、醫(yī)用高分子材料2.10組織工程材料第二章教學(xué)內(nèi)容2.1、生物醫(yī)學(xué)材料概論第二章教學(xué)內(nèi)容2.3金屬材料的毒理學(xué)Toxicology2.3金屬材料的毒理學(xué)Toxicology

一般認(rèn)為，任何金屬材料植入人體后，由于腐蝕作用和摩擦磨損作用的存在，金屬離子或金屬顆粒將會(huì)被釋放進(jìn)入組織，從而在機(jī)體組織中聚積2.3金屬材料的毒理學(xué)

一般認(rèn)為，任何金屬材料植入人體后，由

金屬材料的生物相容性取決于植入物與組織細(xì)胞的相互作用

組織細(xì)胞的反應(yīng)依賴于釋放物質(zhì)的質(zhì)與量2.3金屬材料的毒理學(xué)

金屬材料的生物相容性取決于植入物與組

金屬材料的生物相容性取決于金屬離子的釋放速率與金屬材料的毒性

金屬材料的毒性不僅限于植入體周?chē)M織，而且會(huì)引起全身性的反應(yīng)2.3金屬材料的毒理學(xué)

金屬材料的生物相容性取決于金屬離子的？金屬材料植入人體后所關(guān)注的問(wèn)題：

1、金屬材料在人體內(nèi)的腐蝕與摩擦磨損2、釋放金屬在組織中的正常水平3、釋放金屬對(duì)機(jī)體平衡的影響4、釋放金屬的局部及全身毒性2.3金屬材料的毒理學(xué)

？金屬材料植入人體后所關(guān)注的問(wèn)題：2.3金屬材料的毒理學(xué)2.3金屬材料的毒理學(xué)

2.3.1金屬元素及其毒性分布規(guī)律

2.3金屬材料的毒理學(xué)2.3.1金屬元素及其毒性分布規(guī)

純金屬的毒性與其在元素周期表中的位置有關(guān)：

II族金屬毒性強(qiáng)III族、IV族(除Pb外)無(wú)毒性I、V和VIII族中，同族中原子量小的有毒，而原子量大的無(wú)毒2.3金屬材料的毒理學(xué)

2.3.1金屬元素及其毒性分布規(guī)律

純金屬的毒性與其在元素周期表中的位置

有毒的純金屬中加入某些金屬形成合金后，可以減小甚至消除毒性

不銹鋼中的Fe、Co、Ni有毒，加入有毒的Bi(2%)后毒性減小，加入Cr(2%)后毒性消失2.3金屬材料的毒理學(xué)

2.3.1金屬元素及其毒性分布規(guī)律

有毒的純金屬中加入某些金屬形成合金后，2.3金屬材料的毒理學(xué)

2.3.2人體中金屬的分布、代謝和作用2.3金屬材料的毒理學(xué)2.3.2人體中金屬的分布、代謝

2.3.2.1人體中金屬的含量2.3金屬材料的毒理學(xué)

2.3.2人體中金屬的分布、代謝和作用

2.3.2.1人體中金屬的含量2.

自然界中金屬?gòu)V泛而大量存在；在人體組織中也存在各種金屬