生物復合材料課件

生物復合材料生物復合材料1概念及分類定義：生物復合材料又稱為生物醫(yī)用復合材料，它是由兩種或兩種以上不同材料復合而成的生物醫(yī)學材料。制備此類材料的目的就是進一步提高或改善某一種生物材料的性能。此類材料主要用于修復及替換人體組織、器官或增進其功能。分類：1、按材料組成和性質：醫(yī)用高分子材料（聚乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅橡膠、聚乳酸、聚羥基乙酸）；

醫(yī)用金屬材料（不銹鋼、鈷基合金、鈦和鈦合金以及貴金屬）；

醫(yī)用陶瓷材料（羥基磷灰石材料）；

醫(yī)用復合材料（金屬基-陶瓷涂層體系等）概念及分類定義：生物復合材料又稱為生物醫(yī)用復合材料，它是由兩22、按材料在生理環(huán)境中的生物化學反應水平：惰性的生物醫(yī)用材料。生物活性材料?？缮锝到夂臀盏纳锊牧?。3、按用途：骨骼-肌肉系統(tǒng)修復材料和替換材料（骨、牙、關節(jié)、肌腱）

軟組織材料（皮膚、乳房、食道、呼吸道膀胱）

心血管系統(tǒng)材料（人工心瓣膜、血管、心血管內插管）

醫(yī)用膜材料（血液凈化膜和分離膜、氣體選擇性透過膜、角膜接觸鏡）

藥物釋放材料等。2、按材料在生理環(huán)境中的生物化學反應水平：3生物材料基本生物要求植入體內的材料在人體復雜的生理環(huán)境中，長期受物理、化學、生物電等因素的影響，同時各組織以及器官間普遍存在著許多動態(tài)的相互作用，因此，生物醫(yī)用組分材料必須滿足下面幾項要求：(1)具有良好的生物相容性和物理相容性，保證材料復合后不出現(xiàn)有損生物學性能的現(xiàn)象。(2)具有良好的生物穩(wěn)定性，材料的結構不因體液作用而有變化，同時材料組成不引起生物體的生物反應。(3)具有足夠的強度和韌性，能夠承受人體的機械作用力，所用材料與組織的彈性模量、硬度、耐磨性能相適應，增強體材料還必須具有高的剛度、彈性模量和抗沖擊性能。(4)具有良好的滅菌性能，保證生物材料在臨床上的順利應用。此外，生物材料要有良好的成型、加工性能，不因成型加工困難而使其應用受到限制。

生物材料基本生物要求植入體內的材料在人體復雜的生理環(huán)境中，長4研究及應用根據(jù)基體材料的不同，可將生物醫(yī)用復合材料大致分為金屬基、陶瓷基和高分子基復合材料三類。通過相應的工藝成型方法將各類材料制作成不同醫(yī)學應用領域的生物復合材料。一、生物醫(yī)用陶瓷材料生物醫(yī)用陶瓷材料又稱生物醫(yī)用無機非金屬材料，包括陶瓷、玻璃、碳素等無機非金屬材料。此類材料化學性能穩(wěn)定，具有良好的生物相容性。一般來說，生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三類。模擬性生物陶瓷材料和帶有治療功能的生物陶瓷復合材料?，F(xiàn)在，功能活性生物陶瓷的研究還處于探索階段，很少有I臨床應用報道，但其應用前景是很光明的。不同種類的生物陶瓷的物理、化學和生物性能差別很大，在醫(yī)學領域中的用途也不同。臨床應用中，生物陶瓷存在的主要問題是拉伸研究及應用根據(jù)基體材料的不同，可將生物醫(yī)用復合材料大致分為金5強度、扭轉強度和韌性較差。氧化鋁、氧化鋯等生物惰性陶瓷耐壓、耐磨和化學穩(wěn)定性比金屬、有機材料都好，但其脆性的問題沒有得到解決。生物活性陶瓷的強度則很難滿足人體較大承力部位的需要。強度、扭轉強度和韌性較差。氧化鋁、氧化鋯等生物惰性陶瓷耐壓、6二、膠原基生物材料的應用心臟瓣膜

：目前已發(fā)展的有2類:一類是機械瓣膜,一類是生物瓣膜。用膠原基材料制作成的生物瓣膜的缺點是植入人體后會產生鈣化,一般在前10a使用期內性能良好?，F(xiàn)在,材料科學家正竭力合成新的醫(yī)用瓣膜材料,目的是大幅度延長材料的使用壽命,減少二次手術,減輕患者痛苦。血管修復：由于心血管疾病日益增加,對替換血管裝置的要求越來越多。應用生物組織基心血管裝置的主要優(yōu)勢,是直徑小于5mm的心血管置換器。與合成材料相比,生物材料的多樣性為改善置換器的性能提供了有利條件,并且膠原基裝置還具有感染性低、宿主組織能向裝置中滲入生長,而不需要高密度孔結構,以及可與天然血管在物理性質上較好的匹配等優(yōu)點。二、膠原基生物材料的應用7未來發(fā)展趨勢近幾年來人工器官的研究和應用迅速發(fā)展，用人工材料制成能部分或全部替代人體自然器官功能的裝置，幾乎對人體各個器官（除大腦外）都在進行人工模擬研制。不遠的將來，科學家有可能借助于生物材料設計和制造整個人體器官，生物醫(yī)用材料和制品產業(yè)將發(fā)展成為本世紀世界經濟的一個支柱產業(yè)。1、組織工程材料面臨重大突破：

由于傳統(tǒng)的人工器官（如人工腎、肝）不具備生物功能（代謝、合成），只能作為輔助治療裝置使用，研究具有生物功能的組織工程人工器官已在全世界引起廣泛重視。最近，由于干細胞具有分化能力強的特點，將其用作"種子"細胞進行構建人工器官成為熱點。組織工程學已經在人工皮膚、人工軟骨、人工神經、人工肝等方面取得了一些突破性成果，展現(xiàn)出美好的應用前景。2、生物醫(yī)用納米材料初見端倪未來發(fā)展趨勢近幾年來人工器官的研究和應用迅速發(fā)展，用人工材料8納米技術在90年代獲得了突破性進展，在生物醫(yī)學領域的應用研究也不斷得到擴展。目前的研究熱點主要是藥物控釋材料及基因治療載體材料。3、血液凈化材料重在應用采用濾過沉淀或吸附的原理，將體內內源性或外源性毒物（致病物質）專一性或高選擇性地去除，從而達到治病的目的，是治療各種疑難病癥的有效療法。尿毒癥、各種藥物中毒、免疫性疾?。ㄏ到y(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關節(jié)炎）、高脂血癥等，都可采用血液凈化療法治療，其核心是濾膜、吸附劑等生物材料。4、復合生物材料仍是開發(fā)重點作為硬組織修復材料的主體，復合生物材料受到廣泛重視。它具有強度高、韌性好的特點，目前已廣泛應用于臨床。通過具有不同性能材料的復合，可以達到"取長補短"的效果，有效解決材料的強度、韌性及生物相容性問題。納米技術在90年代獲得了突破性進展，在生物醫(yī)學領域的應用研究95、材料表面改性是永久性課題

生物相容性包括血液相容性和組織相容性，是生物材料應用的基本要求。