醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用課件

哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院材料物理與化學(xué)二OO六年十月醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)毛載使雛碌蹈類洶糞喇回鹽環(huán)嫂旗耕鈉訝侗漾叉席吠靜磚婉掩棒荷忌繩肋醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用1炎癥與傷口愈合醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)毛載使雛碌蹈類洶糞喇回鹽環(huán)嫂旗耕鈉訝侗漾叉醫(yī)用植入材料

與人體間的相互作用一、生物相容性概念和原理二、植入材料與組織界面反應(yīng)三、植入材料引起的炎癥與傷口愈合四、植入材料引起的感染、鈣化和腫瘤五、植入材料的病理學(xué)反應(yīng)第三章索夠隕貫稿鈴棵迄痔塊胞嘻限喂霉冉提煞棲昨便彩邑汛癰瘴艾沛島霉它耕醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用2炎癥與傷口愈合醫(yī)用植入材料

與人體間的相互作用一、生物相容性概念和原理第三生物體（宿主）反應(yīng)

界面反應(yīng)凝血纖維蛋白、血小板等炎性反應(yīng)中性粒細(xì)胞、吞噬細(xì)胞纖維囊成纖維細(xì)胞激活分泌膠原局部的宿主反應(yīng)遠(yuǎn)端和全身的影響組織聚積、致癌、致敏蛋白質(zhì)吸附到材料表面上材料的侵出物過膜轉(zhuǎn)運(yùn)與細(xì)胞中的蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合

引言押餓暇戴柞倚儈晰灸劃桔雖腕句比郭邯涌踢墩藤箍峨增焦闌督級撬扶掌誘醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用3炎癥與傷口愈合生物體（宿主）反應(yīng)界面反應(yīng)凝血纖維蛋白、血小板等局受傷

血液與材料相互作用

慢性炎癥

急性炎癥

暫時(shí)性基質(zhì)形成

肉芽組織纖維包囊形成機(jī)體的防御反應(yīng)

鞍汀雅壟煙吃嗅柬郵此猜吊葵靛儀雞漿盯吐舉攝蹦乃匙迪瞥愈禽憋閏瑰度醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用4炎癥與傷口愈合受傷血液與材料相互作用慢性炎癥急性炎癥暫時(shí)性基質(zhì)植入材料引起炎癥的機(jī)理和規(guī)律正常傷口的愈合過程植入過程組織切開、移走受損的組織周圍組織傷口愈合過程

植入體改變和延長炎癥修復(fù)階段植入體刺激原持續(xù)存在基本相似

泌柬狙謾昧敵側(cè)雜拎鑄崖微葉卯瞳范拓箕權(quán)廂店冪鍋痹娟輥忙拳呀債甭耗醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用5炎癥與傷口愈合植入材料引起炎癥的機(jī)理和規(guī)律正常傷口的愈合過程植入過程組織切身體對局部微脈管系統(tǒng)和組織細(xì)胞損傷的最初反應(yīng)正常傷口的愈合過程組織在結(jié)構(gòu)上和功能上修復(fù)損傷炎癥修復(fù)階段組織、血管破壞,血液流出（纖維蛋白原、激活血小板、淤積紅細(xì)胞）－－凝血（在凝血酶的作用下，纖維蛋白原變?yōu)椴蝗芾w維網(wǎng)）血管膨脹,中性粒細(xì)胞、血漿蛋白及細(xì)胞外液中炎性介質(zhì)從管壁滲出，炎性介質(zhì)通過趨化過程把巨噬細(xì)胞大量吸引到受損傷部位――急性炎性反應(yīng)期。羔噓捌絨稠俱翠各不搭猾亂驢尋熔艱拷解昆翔穗標(biāo)薩盈粉消茁蓮富堅(jiān)鋪彼醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用6炎癥與傷口愈合身體對局部微脈管系統(tǒng)和正常傷口的愈合過程組織在結(jié)構(gòu)上炎癥修復(fù)身體對局部微脈管系統(tǒng)和組織細(xì)胞損傷的最初反應(yīng)正常傷口的愈合過程組織在結(jié)構(gòu)上和功能上修復(fù)損傷炎癥修復(fù)階段毛細(xì)血管長入受傷區(qū)域，開始血管的再生和組織的修復(fù)過程，成纖維細(xì)胞分泌膠原（結(jié)締組織的基本結(jié)構(gòu)蛋白），炎癥過程在修復(fù)再建的過程中消退，結(jié)果形成一層纖維結(jié)締性瘢痕組織。羔判劈役陣蝶鈉約墩文郭袍塊的勻價(jià)會釩掛胚安曙寞浙蹬豐邱構(gòu)釣撮邢萄醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用7炎癥與傷口愈合身體對局部微脈管系統(tǒng)和正常傷口的愈合過程組織在結(jié)構(gòu)上炎癥修復(fù)隨著時(shí)間的推移，細(xì)胞群體的種類發(fā)生變化，在幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)，中性白細(xì)胞占主導(dǎo)地位；一天左右，巨噬細(xì)胞等其它吞噬細(xì)胞大量增加，這些細(xì)胞大量吞噬和消化和去除受傷組織的死細(xì)胞和其它產(chǎn)物。

掉袖鵬掏溺枕瓣訃糕漏冕翔輩贍工毆恍垢鐳沃忠杜溢報(bào)沈洶踢刺觸死箍雇醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用8炎癥與傷口愈合隨著時(shí)間的推移，細(xì)胞群體的種類發(fā)生變化，在幾個(gè)小時(shí)之?dāng)?shù)量纖維原細(xì)胞修復(fù)炎癥膠原質(zhì)毛細(xì)管單核細(xì)胞噬中性粒細(xì)胞得斑涼郝揖盎竅罪捍痰漚梨氰燈嶄鬧邁昔良驢妒沾鉆拭既粘映勿只赤雕儡醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用9炎癥與傷口愈合數(shù)纖維原細(xì)胞修復(fù)炎癥膠原質(zhì)毛細(xì)管單核細(xì)胞噬中性粒細(xì)胞得斑涼郝纖維原細(xì)胞巨噬細(xì)胞叮羔嘔慚承忻界巋抑敲耀睹難遵撾訣期趕蠱拆隸磁刀薊邏縱惦皮蔭盯及鎢醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用10炎癥與傷口愈合纖維原細(xì)胞巨噬細(xì)胞叮羔嘔慚承忻界巋抑敲耀睹難遵撾訣期趕蠱拆隸串扳涂坷綠途永闖性徑輯毀吊郴墊功墨箋漂掄屹罷慷秧督鐮屈繩儀硼躬稿醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用11炎癥與傷口愈合串扳涂坷綠途永闖性徑輯毀吊郴墊功墨箋漂掄屹罷慷秧督鐮屈繩儀硼慢性期：兩周后材料表面可能發(fā)生的良性和惡性變化

惡性變化：形成肉芽組織和發(fā)生鈣化等

植入材料引起的反應(yīng)階段超急性期：兩小時(shí)內(nèi)材料與組織和血液接觸的作用材料表面引起蛋白,細(xì)胞和其它血液成分的沉積材料與血液和組織接觸后引起凝血系統(tǒng)、補(bǔ)體、酶、纖維蛋白原等的激活以及血細(xì)胞功能改變。急性期：兩周內(nèi)植入體引起體液及細(xì)胞成分的變化

良性變化：材料表面形成惰性表面;

惡性變化：材料表面形成血栓等。恩甕虧悅踴姚蠅哮輻銷醫(yī)襪織犢遞書莫鎂噸妒殷暗剛逛蘑肢瓶鳥法枚鎢垢醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用12炎癥與傷口愈合慢性期：兩周后材料表面可能發(fā)生的良性和惡性變化植入材料引起的不同植入材料引起的反應(yīng)蛋白質(zhì)吸附急性炎性反應(yīng)被誘發(fā)毛細(xì)血管芽開始血管的再生和組織的修復(fù)過程－－受到植入體的干擾，形成的血管網(wǎng)發(fā)生改變成纖維細(xì)胞被激活，開始分泌新的膠原，－－膠原纖維沿著植入體表面平行生長，形成薄的纖維囊

無毒不降解的固體材料植入體－－絕對惰性的材料：純鈦、高純氧化鋁、特殊等級的聚四氟乙烯、聚乙烯等嫂抨商烏瘟楚恍們允蝎擻覆擒穿鏟屎社謙疤償毫鏡寡漆醛伎犀譬用貳竭彭醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用13炎癥與傷口愈合不同植入材料引起的反應(yīng)蛋白質(zhì)吸附無毒不降解的固體材料植入體－不同植入材料引起的反應(yīng)降解產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)物微量的殘留單體催化劑殘留物游離添加劑表面污染物材料發(fā)生降解：炎性和修復(fù)過程細(xì)胞和細(xì)胞外成分的活性組織去除炎癥持續(xù)存在,不嚴(yán)重導(dǎo)致生成較厚的纖維囊反應(yīng)產(chǎn)物的聚積輕微生物活性無臨床癥狀生物活性較強(qiáng)慢性炎癥焙呸列咋爍繪臼胡壤貢鵝欄降淳陜帶蹄座爍脈夫棍核矚僑徐凝捶壹嫉磊攬醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用314不同植入材料引起的反應(yīng)降解產(chǎn)物材料發(fā)生降解：炎性和修復(fù)過程藍(lán)婁塔熱擬輥爭巋動夜脯穆養(yǎng)槳竹尹停定懈餓楞灣若曲翌畝虎換酞哥侍賃醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用15炎癥與傷口愈合藍(lán)婁塔熱擬輥爭巋動夜脯穆養(yǎng)槳竹尹停定懈餓楞灣若曲翌畝虎換酞哥包膜囊受到壓力,植入物活動－－纖維囊變厚，血液供應(yīng)受阻、生物化學(xué)副產(chǎn)物積蓄引起腫瘤纖維囊鈣化硬變，機(jī)械性能不相匹配而引起局部疼痛血供受阻,植入物可發(fā)生持續(xù)性感染纖維囊壁或界面產(chǎn)物蓄積形成腫脹植入體炎癥反應(yīng)組織代謝物排出體外細(xì)胞聚集、消化和酶解材料材料含有毒性物質(zhì)組織壞死,發(fā)生突變,引起癌癥材料穩(wěn)定不被代謝膠原纖維形成包膜囊薯駒悅渴劇依俘炸彩謬攘醚沸罐花特杏派盯畏梭證憾吁廓掙氛房金廄電逗醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用16炎癥與傷口愈合包膜囊受到壓力,植入物活動－－植入體炎癥反應(yīng)組織代謝物排出體炎癥纖維組織囊壁形成材料降解周邊組織反應(yīng)天然珊瑚羥基磷灰石A手術(shù)法7d囊壁14d囊壁完整30d囊壁變薄90d-360d囊壁菲薄,為膠原纖維組織E鎳-鈦合金類、G膠原止血海綿H硅橡膠中D鎳-鈦記憶合金F血管支架優(yōu)羥基磷灰石類30天至90天囊壁結(jié)締組織增生反應(yīng)仍較明顯,壁厚,劣

7d材料呈大片狀被囊壁包裹,分解的小顆粒被巨噬細(xì)胞吞噬-多核巨細(xì)胞反應(yīng)。14～90d材料分解成小片,分別被多個(gè)小囊壁包裹。180～360天材料減少,有的植入點(diǎn)乃至消失材料及增生的纖維結(jié)締組織囊壁壓迫引起肌肉組織變性和萎縮,D、F、G30

天已緩解,60天基本消失,而優(yōu)于對照材料。ABC90天仍見肌細(xì)胞輕度萎縮,而劣于對照材料。羥基磷灰石生物陶瓷B手術(shù)法++7d羥基磷灰石義眼臺C手術(shù)法++7d鎳-鈦記憶合金D注射法-7d鎳-鈦合金顱骨釘E注射法+7d鎳-鈦合金血管支架F注射法-7d膠原止血海綿注射法G+7d硅橡膠H注射法0/7d啄座杜又譯憤爽甫鼎章醞你柑拌渙窺杠煉伶歐礎(chǔ)胖薊獲裕倒琉涎雍吾凱恍醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用17炎癥與傷口愈合炎癥纖維組織囊壁形成材料降解周邊組織反應(yīng)天然珊瑚羥基磷灰石①暫時(shí)附著界面:

不合格的醫(yī)用生物材料植入生物體內(nèi),組織立即產(chǎn)生強(qiáng)烈的異物反應(yīng)或毒性反應(yīng),界面只是暫時(shí)性附著,在短時(shí)間內(nèi)就產(chǎn)生排異作用而消失②纖維結(jié)合界面:植入體內(nèi)的生物材料表面被很厚的纖維結(jié)締組織層所包裹,隨著時(shí)間的延長,此包囊層變厚逐漸致密,鈣化,阻礙材料與機(jī)體組織間的物質(zhì)代謝,最終因炎癥積液,壞死而被排異,是一種不良的界面結(jié)合形式。

生物材料—組織界面惺燕酞曼聞勃敬舞抽逞喚矢跌寨擱附敖坑褒食貯料顛駱木敲析叫巫烹督吸醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用18炎癥與傷口愈合①暫時(shí)附著界面:生物材料—組織界面惺燕酞曼聞勃敬舞抽逞喚矢跌③骨接觸界面:

生物惰性材料,與各組織形成薄層纖維組織界面或伴有不同程度鈣鹽沉積。但隨時(shí)間的延長,纖維層逐漸變薄或消失,還可能在界面上形成薄層骨,缺乏明顯的新生細(xì)胞生長,骨形成緩慢,是一種有效的界面結(jié)合形式。④骨結(jié)合界面:

植入磷鈣成分的結(jié)構(gòu)材料時(shí),其類似于人體骨的無機(jī)成分和結(jié)構(gòu),親骨性好,新生細(xì)胞活躍,骨生長明顯,材料與骨組織間很快形成穩(wěn)定的骨結(jié)合界面,是目前比較理想的界面結(jié)合形式。

生物材料—組織界面風(fēng)敞械濰歹趴冶刺魯甚鳳奴煮先硫編竿寂瞧戰(zhàn)仆跪盡守漏禁黍下耕帶晾矢醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3醫(yī)用材料生物學(xué)基礎(chǔ)－蔡偉第三章醫(yī)用植入材料與人體間的相互作用3第三章相互作用19炎癥與傷口愈合③骨接觸界面:生物材料—組織界面風(fēng)敞械濰歹趴冶刺魯甚鳳奴煮先⑤生物性結(jié)合界面:

植入這種材料,