生物醫(yī)用材料知識(shí)教學(xué)提綱

生物醫(yī)用材料知識(shí)目錄頁3生物醫(yī)用材料的發(fā)展、機(jī)遇與挑戰(zhàn)2生物材料的分類及應(yīng)用1生物醫(yī)用材料概念及特點(diǎn)生物醫(yī)學(xué)材料（biomedicalmaterials）概念1——是用于與生命系統(tǒng)接觸和發(fā)生相互作用，并能對(duì)其細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行診斷治療、替換修復(fù)或誘導(dǎo)再生的一類天然或人工合成的特殊功能材料，亦稱生物材料特點(diǎn)：生物功能性、生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性、可加工性1）生物相容性生物相容性主要包括血液相容性、組織相容性。材料在人體內(nèi)要求無不良反應(yīng)，不引起凝血、溶血現(xiàn)象，活體組織不發(fā)生炎癥、排斥、致癌等。（2）力學(xué)性能材料要有合適的強(qiáng)度、硬度、韌性、塑性等力學(xué)性能以滿足耐磨、耐壓、抗沖擊、抗疲勞、彎曲等醫(yī)用要求。3）耐生物老化性能材料在活體內(nèi)要有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠長期使用，即在發(fā)揮其醫(yī)療功能的同時(shí)要耐生物腐蝕、耐生物老化。（4）成形加工性能容易成形和加工，價(jià)格適中。特點(diǎn)目錄頁3生物醫(yī)用材料的發(fā)展、機(jī)遇與挑戰(zhàn)1生物醫(yī)用材料定義及發(fā)展概況2生物材料的分類及應(yīng)用醫(yī)用金屬材料醫(yī)用無機(jī)材料醫(yī)用高分子材料醫(yī)用復(fù)合材料屬性使用部位硬組織材料軟組織材料心血管材料血液代用材料分離、過濾、透析膜材料來源功能自體組織同種異體器官及組織異種器官及組織天然生物材料人工合成材料硬組織相容性材料軟組織相容性材料血液相容性材料生物降解材料生物醫(yī)學(xué)材料分類分類2全球生物醫(yī)用材料市場市場2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全球生物醫(yī)用材料細(xì)分市場發(fā)展2市場發(fā)展人造器官應(yīng)用人工器官是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中一門新的學(xué)科。它主要研究模擬人體器官的結(jié)構(gòu)和功能，用人工材料和電子技術(shù)制成部分或全部替代人體自然器官功能的機(jī)械裝置和電子裝置。當(dāng)人體器官病損而用常規(guī)方法不能醫(yī)治時(shí)，有可能給病人使用一個(gè)人工制造的器官來取代或部分取代病損的自然器官，補(bǔ)償或修復(fù)或輔助其功能。CompanyLOGO3500年前2500年前1851年20世紀(jì)那時(shí)的古埃及人就開始利用棉纖維、馬鬃作縫合線縫合傷口；中國和埃及的墓葬中就發(fā)現(xiàn)有假牙、假鼻和假耳。人類很早就用黃金來修復(fù)缺損的牙齒，并沿用至今。1851年發(fā)明了天然橡膠的硫化方法后，有人采用硬膠木制作了人工牙托的顎骨20年代出現(xiàn)用高分子材料制造人造器官，70年代，人工晶體、角膜、骨、人工腎臟、心臟等相繼成功誕生人造器官發(fā)展史1.耐生物老化性。對(duì)于長期植入的醫(yī)用高分子材料，生物穩(wěn)定性要好，但對(duì)于暫時(shí)植入的醫(yī)用高分子材料，則要求能夠在確定時(shí)間內(nèi)降解為無毒的單體或片斷，通過吸收、代謝過程排出體外。2.物理和力學(xué)穩(wěn)定性。針對(duì)不同的用途，在使用期內(nèi)醫(yī)用高分子材料的強(qiáng)度、彈性、尺寸穩(wěn)定性、耐曲撓疲勞性、耐磨性應(yīng)適當(dāng)。對(duì)于某些用途，還要求具有界面穩(wěn)定性。3.易于加工成型。4.材料易得，價(jià)格適當(dāng)。5.便于消毒滅菌。材料要求1對(duì)醫(yī)用高分子材料本身性能的要求2、對(duì)醫(yī)用高分子材料的人體效應(yīng)的要求材料要求主要是生物相容性生物相容性是描述生物醫(yī)用材料與生物體相互作用情況的概念。如果說某種材料的生物相容性好，是指這種材料能夠與肌體相互適應(yīng)，即材料對(duì)肌體沒有顯著或嚴(yán)重的不良反應(yīng)，肌體也不引起材料性能的改變。生物相容性包括血液相容性、組織相容性和生物降解吸收性。生物降解吸收性指材料在活體環(huán)境中可發(fā)生速度能控制的降解，并能被活體在一定時(shí)間內(nèi)自行吸收代謝或排泄。按照在生物體內(nèi)降解方式可分為水解型和酶解型兩種。材料要求3、生物降解吸收性具有顯示其醫(yī)用效果的功能，即生物功能性。

1.可檢查、診斷疾病

2．可輔助治療疾病如注射器、縫合線和手套等手術(shù)用品材料

3.可分別滿足各臟器對(duì)維持或延長生命功能的性能要求

4.具備支持活體、保護(hù)軟組織、腦和內(nèi)臟的功能等。

5.具備可改變藥物吸收途徑，控制藥物釋放速度、部位，并滿足疾病治療要求的功能。材料要求4、具備效果顯示功能要防止在醫(yī)用高分子材料生產(chǎn)、加工工程中引入對(duì)人體有害的物質(zhì)。1.嚴(yán)格控制用于合成醫(yī)用高分子材料的原料的純度，不能代入有害雜質(zhì)，重金屬含量不能超標(biāo)。2.醫(yī)用高分子材料的加工助劑必須是符合醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)。3.對(duì)于體內(nèi)應(yīng)用的醫(yī)用高分子材料，生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)當(dāng)具有適宜的潔凈級(jí)別。材料要求1對(duì)醫(yī)用高分子材料生產(chǎn)與加工的要求目錄頁1生物醫(yī)用材料定義及發(fā)展概況2生物材料的分類及應(yīng)用3生物醫(yī)用材料的發(fā)展、機(jī)遇與挑戰(zhàn)人工器官市場需求狀況我國是一個(gè)擁有13億多人口和6000萬殘疾人的大國。據(jù)民政部門報(bào)告，我國現(xiàn)有的肢體不自由患者已超過1500萬，其中殘肢者約800萬，由類風(fēng)濕引發(fā)的大骨節(jié)病患者有數(shù)百萬;冠心病患者已超過1000萬，白內(nèi)障盲人約500萬，牙缺損和牙缺失患者高達(dá)3億-4億人，約占全國人口的1/4-1/3。此外，我國正步入老齡化社會(huì)，2011年60歲以上的老年人口已達(dá)1.85億人，約占全國人口的13.7%。年老體邁不斷引發(fā)機(jī)體組織和器官病變，需要及時(shí)治療，為此需要提供大量優(yōu)質(zhì)的生物材料制品。中國人工器官的供求狀況發(fā)展概況

國內(nèi)體內(nèi)植入生物醫(yī)用材料制品的市場需求國內(nèi)常用生物醫(yī)用材料制品的市場需求根據(jù)2007年統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，國際生物醫(yī)用材料及其醫(yī)用植入器械等制品占醫(yī)療器械產(chǎn)品市場的份額大于40％，而在我國只占市場比例約17％，其中技術(shù)含量高的產(chǎn)品90％以上依靠進(jìn)口。2012年2月，工信部發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，生物醫(yī)用材料專項(xiàng)工程成為其中被重點(diǎn)支持發(fā)展的新材料產(chǎn)業(yè)之一。規(guī)劃預(yù)計(jì)到2015年，我國將需要人工關(guān)節(jié)50萬套/年、血管支架120萬個(gè)/年，眼內(nèi)人工晶體100萬個(gè)/年，醫(yī)用高分子材料、生物陶瓷、醫(yī)用金屬等材料需求將大幅增加。國家的政策扶植國家科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域1、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展（973)計(jì)劃、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863）、科技攻關(guān)計(jì)劃、星火計(jì)劃、火炬計(jì)劃、科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金、國家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃；國家自然科學(xué)基金面上、重點(diǎn)與重大項(xiàng)目；國家計(jì)委高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化新材料專項(xiàng)，國家工程中心；國家教育部科技基礎(chǔ)項(xiàng)目。2、國家中長期規(guī)劃的第8（人口與健康），13（戰(zhàn)略高技術(shù)與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化），14（基礎(chǔ)科學(xué)）三個(gè)專題中均有生物醫(yī)用材料領(lǐng)域相關(guān)內(nèi)容。市場：社會(huì)老齡化對(duì)生物醫(yī)用材料的要求心血管、腦血管、癌癥、艾滋病等的治療常見病和傳染性疾病的預(yù)防與治療競爭：市場競爭、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與高新技術(shù)及產(chǎn)品性價(jià)比技術(shù)：安全功能組織相容性機(jī)遇與挑戰(zhàn)機(jī)遇與挑戰(zhàn)學(xué)科交叉融合角度構(gòu)思生物醫(yī)用材料，形成學(xué)科交叉平臺(tái)；增加開放度，加強(qiáng)國內(nèi)外的合作；