生物醫(yī)用高分子材料

生物醫(yī)用高分子材料第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三目錄生物醫(yī)用材料及其分類12

34生物醫(yī)用材料的市場需求5生物醫(yī)用高分子材料的應用生物醫(yī)用高分子材料及其分類生物醫(yī)用材料的應用第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三一、生物醫(yī)用材料生物材料：

用于與生命系統(tǒng)接觸和發(fā)生相互作用的，并能對其細胞、組織和器官進行診斷治療、替換修復或誘導再生的一類天然或人工合成的特殊功能材料，又稱生物醫(yī)用材料。第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用材料生物材料的基本要求⑴對于人體組織無刺激性，無毒副作用，無致癌性。⑵具有必要的強度、耐磨性和耐疲勞性能。如髖關節(jié)在靜止狀態(tài)承受體重的二分之一，水平步行時承受的重量為靜止時的3.3倍，而跑步時則為4倍以上。此外,每步行一公里大約活動1000次，按照一般的生活情況,每年大約承受1×106~3×106次重復負荷的作用。第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用材料⑶與生物體組織、與血液有相容性。不會引起凝血，與軟硬組織有良好的粘接性，不會產(chǎn)生吸收物和沉淀物。⑷接觸人體各種體液（唾液、淋巴液、血液）時，應有良好的耐蝕性。唾液、血液、間質(zhì)液都是以Clˉ、Na+、K+離子為主的電解質(zhì)溶液，生物材料在這種溶液中應不發(fā)生反應、腐蝕和變質(zhì)。

第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用材料的基本要求第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用材料的分類

按材料與活體組織的相互作用關系分

1）

2）

3）

生物惰性材料

在體內(nèi)不降解、不變性的材料，適合長期植入體內(nèi)。作為醫(yī)用高分子要求降解產(chǎn)物（單體、低聚體或碎片）無毒，并且對人體無副作用。生物活性材料指植入生物體內(nèi)能與周圍組織發(fā)生相互作用，促進肌體組織、細胞等生長的材料。生物吸收材料

又稱生物降解材料。這類材料在體內(nèi)逐漸降解，其降解產(chǎn)物能被肌體吸收代謝，獲通過排泄系統(tǒng)排出體外，對人體健康沒有影響。如用聚乳酸制成的體內(nèi)手術縫合線、體內(nèi)粘合劑等。第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用材料的分類

1）

2）

無機材料金屬材料和合金分為惰性生物陶瓷、生物玻璃、碳素材料。有惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷（羥基磷灰石陶瓷、可吸收磷酸三鈣陶瓷等）。

分為惰性生物陶瓷、生物玻璃、碳素材料。有惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷（羥基磷灰石陶瓷、可吸收磷酸三鈣陶瓷等）。主要用于承力的骨、關節(jié)和牙等硬組織的修復和替換。不銹鋼、鈷基合金、鈦及鈦合金是目前醫(yī)用合金的三大支柱。醫(yī)用合金還有鉭、鈮和貴金屬等。廣泛應用于人工假體、人工關節(jié)、醫(yī)療器械等。按材料來源分第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用材料的分類

雜化材料有機高分子材料高分子化合物是構成人體絕大部分組織和器官的物質(zhì)，醫(yī)用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡膠）和天然高分子（如：膠原、甲殼素）。近來，生物降解高分子材料得到重視。3）4）

雜化材料有機高分子材料雜化材料高分子化合物是構成人體絕大部分組織和器官的物質(zhì)，醫(yī)用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡膠）和天然高分子（如：膠原、甲殼素）。近來，生物降解高分子材料得到重視。有機高分子材料雜化材料高分子化合物是構成人體絕大部分組織和器官的物質(zhì)，醫(yī)用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡膠）和天然高分子（如：膠原、甲殼素）。近來，生物降解高分子材料得到重視。有機高分子材料高分子化合物是構成人體絕大部分組織和器官的物質(zhì)，醫(yī)用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡膠）和天然高分子（如：膠原、甲殼素）。近來，生物降解高分子材料得到重視。有機高分子材料高分子化合物是構成人體絕大部分組織和器官的物質(zhì)，醫(yī)用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡膠）和天然高分子（如：膠原、甲殼素）。近來，生物降解高分子材料得到重視。雜化材料有機高分子材料高分子化合物是構成人體絕大部分組織和器官的物質(zhì)，醫(yī)用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡膠）和天然高分子（如：膠原、甲殼素）。近來，生物降解高分子材料得到重視。雜化材料有機高分子材料克服單一材料的缺點，可獲得性能更優(yōu)的材料。如羥基磷灰石涂復鈦合金，炭纖維或生物活性玻璃纖維增強聚乳酸等高分子材料。高分子化合物是構成人體絕大部分組織和器官的物質(zhì)，醫(yī)用高分子生物材料包括合成（如：聚酯、硅橡膠）和天然高分子（如：膠原、甲殼素）。近來，生物降解高分子材料得到重視。有機高分子材料雜化材料克服單一材料的缺點，可獲得性能更優(yōu)的材料。如羥基磷灰石涂復鈦合金，炭纖維或生物活性玻璃纖維增強聚乳酸等高分子材料。雜化材料克服單一材料的缺點，可獲得性能更優(yōu)的材料。如羥基磷灰石涂復鈦合金，炭纖維或生物活性玻璃纖維增強聚乳酸等高分子材料。雜化材料雜化材料克服單一材料的缺點，可獲得性能更優(yōu)的材料。如羥基磷灰石涂復鈦合金，炭纖維或生物活性玻璃纖維增強聚乳酸等高分子材料。雜化材料雜化材料克服單一材料的缺點，可獲得性能更優(yōu)的材料。如羥基磷灰石涂復鈦合金，炭纖維或生物活性玻璃纖維增強聚乳酸等高分子材料。雜化材料雜化材料克服單一材料的缺點，可獲得性能更優(yōu)的材料。如羥基磷灰石涂復鈦合金，炭纖維或生物活性玻璃纖維增強聚乳酸等高分子材料。雜化材料克服單一材料的缺點，可獲得性能更優(yōu)的材料。如羥基磷灰石涂復鈦合金，炭纖維或生物活性玻璃纖維增強聚乳酸等高分子材料。雜化材料第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三二、生物醫(yī)用材料的應用生物材料正在挽救和維持世界上成千上萬血管患者的生命；正廣泛用于傷殘人肢體形態(tài)和功能的恢復；正在計劃生育、控制人口、提高人們健康水平方面發(fā)揮巨大作用。

注：生物材料不是藥物，其治療途徑是以生物機體直接結(jié)合和相互作用為基本特征的。第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三三、生物醫(yī)用高分子材料生物醫(yī)用高分子材料生物醫(yī)用高分子材料是一類可對有機體組織進行修復、替代與再生的具有特殊功能的合成高分子材料,可以通過聚合等方法進行制備,是生物醫(yī)用材料的重要組成之一第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用高分子材料的分類

（1）手術治療用高分子材料縫合線，黏膠劑，止血劑，各種導管，引流管，一次性輸血輸液器材（2）藥用及藥物傳遞用高分子材料靶向性高分子載體（肝靶向性，腫瘤靶向性），高分子藥物（干擾素，降膽敏），高分子控制釋放載體（膠囊，水凝膠，脂質(zhì)體）（3）人造器官或組織人造皮膚，血管，骨，關節(jié)，腸道，心臟，腎等第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用高分子材料的制備化學家來做第一步化學家合成原始材料并檢測各項理化指標生物學家檢測材料生物毒性及生物相容性醫(yī)學家做臨床動物試驗-人體試驗化學工程師制造生物醫(yī)用高分子材料臨床應用第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三四、生物醫(yī)用高分子材料的應用長期和短期治療應用目的：1.受損組織的修復和替代2.輔助或暫時替代受損器官的生理功能3.一次性醫(yī)療用品應用實例：人工血管、人工皮膚、人工軟骨、美容填充、人工心肺系統(tǒng)、人工心臟、人造血、人工腎、人工胰腺、注射器、輸液管、導管、縫合線、醫(yī)用粘合劑等第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用高分子材料的應用

人工臟器高分子材料心臟嵌段聚醚氨酯彈性體、硅橡膠腎臟銅氨法再生纖維素，醋酸纖維素，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈，聚砜玻璃體硅油，聚甲基丙烯酸-β-羥乙酯肺硅橡膠，聚丙烯中空纖維，聚烷砜關節(jié)、骨超高分子量聚乙烯，高密度聚乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，尼龍，聚酯血管聚酯纖維，聚四氟乙烯，嵌段聚醚氨酯人工紅血球全氟烴人工血漿羥乙基淀粉，聚乙烯基吡咯烷酮第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用高分子材料的應用

皮膚硝基纖維素，聚硅酮-尼龍復合物，聚酯，甲殼素角膜聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸-β-羥乙酯，硅橡膠玻璃體硅油，聚甲基丙烯酸-β-羥乙酯鼻、耳硅橡膠，聚乙烯血管聚酯纖維，聚四氟乙烯，嵌段聚醚氨酯人工紅血球全氟烴人工血漿羥乙基淀粉，聚乙烯基吡咯烷酮膽管硅橡膠第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三人工心臟無線人工心臟植入病人體內(nèi)的完整人工心臟人工心臟是由微機電動機帶動的機械泵。人工心臟的泵體材料的選擇是關鍵，硅橡膠容易老化，其他如聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚烯烴等高分子材料易造成凝血現(xiàn)象。第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三全植入式人工心臟人工心臟世界首個完整人工心臟移植手術成功這具人工心臟是由鈦金屬和塑膠制造。是首個不需要通過管線與外部電源連接的人工心臟。人工心臟可以將病人的生命延長60天至5年。這種新的人工心臟同以往在80年代研發(fā)的人工心臟比較，優(yōu)點是它降低了感染的危險性。不過，目前這種人工心臟只批準在“末期”的心臟病病人身上使用，這些病人一般上只剩下30天的壽命。第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三全植入式人工心臟2003.8.30.，美國肯塔基州路易斯維爾的猶太醫(yī)院公布了一張世界上第一個接受全植入式人工心臟移植手術的病人羅伯特·圖爾斯的照片。?第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三人工肺人工肺工作過程仿真肺的核心為纖維束，使用多孔介質(zhì)材料來模擬，外部覆蓋一層結(jié)構材料。通過外部結(jié)構運動使氣體流入、流出人工肺。第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三血流透析液腎的主要功能是過濾和排泄血液中的代謝產(chǎn)物和有毒物質(zhì)，調(diào)節(jié)體內(nèi)水分和電解質(zhì)的平衡。所謂人工腎主要就是通過體外滲析的方法治療。滲析是一種用濃度差為動力進行分離的膜過程。血液滲析要求，只能讓血液中分子量為500-50000之間的尿毒素透過，但不會讓分子量更大的血液成分流失。血液滲析膜的高分子材料主要有銅氨纖維素（87%）、醋酸纖維素、聚砜和聚丙烯腈等。銅氨纖維素用量最大，性能也最好。人工腎的中空纖維滲析膜間的空隙較小，表面積大，在進行血液體外流轉(zhuǎn)時，血球損傷較嚴重。兩次治療必須間隔至少一周。人工腎臟（血液滲析器）

第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三人工關節(jié)理想的人工關節(jié)材料有聚乙烯,因其耐磨性優(yōu)于不銹鋼,用骨水泥作成骨用黏合劑,很受醫(yī)學的重視。骨水泥是用甲基丙烯酸甲酯為單體,甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯共聚物為聚合物加入有機過氧化物引發(fā)劑,少量對二苯酚,聚合反應后制成。人工軟骨第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三高分子粘合劑人類2000多年來，對外傷傷口一直采用傳統(tǒng)的針線縫合法，而傳統(tǒng)的手術縫合，不僅存在操作費時，需替代材料修復，增加手術和組織修補的困難，而且傷口處理不好會出現(xiàn)炎癥反應、感染、增生、破裂，甚至出現(xiàn)組織器官的化膿、壞死和不愈合等缺點。而醫(yī)用膠與之比較具有以下優(yōu)點：

1、方法簡單、不需麻醉。只需將醫(yī)用膠往傷口上一抹，6----14秒時間即可粘合，尤其是小傷口，不用敷料包扎，在清創(chuàng)徹底的情況下可不服用抗生素，減輕了病人醫(yī)療費用。

2、醫(yī)用膠固化時在傷口上形成網(wǎng)膜狀保護層，可有效防止細菌侵

醫(yī)用高分子粘合劑第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三高分子粘合劑入，有良好的抗菌作用。

3、醫(yī)用膠在形成保護膜的同時，減少局部炎癥反應，可促進皮膚細胞和傷口肉芽迅速生長，加速傷口愈合。

4、因傷口不用縫線和包扎，免去了病人暴露和敏感部位的傷口，因包扎而造成短時間內(nèi)的尷尬局面。（尤其適于面部和隱私部位）

5、患者使用醫(yī)用膠，可使常規(guī)的麻醉，屢次換藥、拆線的外傷就醫(yī)三步曲簡化為一步，傷口愈合從常規(guī)的7天縮短為5天，而且痊愈后傷口不留針眼痕跡，為外科醫(yī)生手術成功提供了有利的保證。

醫(yī)用高分子粘合劑第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三五、生物醫(yī)用材料的市場需求第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用材料的市場需求我國生物醫(yī)學材料的生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)的市場增長率高達28％(全球市場增長率20%),居全球之首。我國人工關節(jié)替換年增長率高達30％，遠高于美國的4％。

----------------國家科技部資料第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三生物醫(yī)用材料的市場需求775萬肢殘患者和每年新增的