大學(xué)材料科學(xué)與工程經(jīng)典課件第九章——生物醫(yī)用高分子材料(已修改)
2025-01-25 19:34 本頁面
【正文】 第九章 醫(yī)用高分子材料 一、生物醫(yī)用材料的定義 （ Biomedical materials） 對生物體進(jìn)行診斷、治療和置換損壞組織、器官或增進(jìn)其功能的材料。 2022/2/10 材料 概述 按材料來源分 ? （ 1） 醫(yī)用金屬和合金 。主要用于承力的骨、關(guān)節(jié)和牙等硬組織的修復(fù)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。 ? （ 2） 醫(yī)用高分子生物材料 。高分子化合物是構(gòu)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） 醫(yī)用生物陶瓷 。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） ? （ 4） 醫(yī)用生物復(fù)合材料 。如羥基磷灰石涂復(fù)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。 ? （ 5） 生物衍生材料 。這類材料是將活性的生物體組織，包括自體和異體組織，經(jīng)處理改性而獲得的無活性的生物材料。 2022/2/10 材料 二、生物醫(yī)用材料的分類 生物衍生材料 ① 取自患者自體的組織 例如：采用自身隱靜脈作為冠狀動脈搭橋術(shù)的血管替代物 ② 取自其他人的同種組織 例如：利用他人角膜治療患者的角膜疾病 ③ 來自其它動物的異種組織 例如：采用豬的心臟瓣膜代替人的心臟瓣膜，治療心臟病等。 2022/2/10 材料 2022/2/10 材料 聚四氟乙烯 人工關(guān)節(jié) 2022/2/10 材料 例如： 德國產(chǎn)品 UHMWPE材料 ?ISO58342 ?ASTM F648 ?可用為人工關(guān)節(jié)、人工骨骼植入人體 ?極低的能耗 ?…… 人工心臟瓣膜 2022/2/10 材料 組織工程人工骨缺損修復(fù)示意圖 2022/2/10 材料 2022/2/10 材料 三、生物醫(yī)用高分子材料 ? 分類 ? 用途 ? 制備 2022/2/10 材料 按用途分類 ? 手術(shù)治療用高分子材料 縫合線，黏膠劑，止血劑，各種導(dǎo)管，引流管，一次性輸血輸液器材 ? 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） ? 人造器官或組織 ? 人造皮膚，血管，骨，關(guān)節(jié)，腸道，心臟，腎等 2022/2/10 材料 1. 分類 2022/2/10 材料 制備 生物醫(yī)用高分子材料？ ? 化學(xué)家合成原始材料并檢測各項理化指標(biāo) ? 生物學(xué)家檢測材料生物毒性及生物相容性 ? 醫(yī)學(xué)家做臨床動物試驗 人體試驗 ? 化學(xué)工程師制造生物醫(yī)用高分子材料 ? 臨床應(yīng)用 2022/2/10 材料 化學(xué)家來做第一步 2. 生物醫(yī)用材料市場發(fā)展概況 2022/2/10 材料 全球生物醫(yī)用材料市場 2022/2/10 材料 0500100015002022250030003500年20222022202232752300165020%12%單位: 億美元 世界醫(yī) 療 器 械市場 生物 材 料 和 制品中國生物醫(yī)用材料市場 ? 我國生物醫(yī)學(xué)材料的生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)的市場增長率高達(dá) 28％ (全球市場增長率 20%),居全球之首。 ? 我國人工關(guān)節(jié) 替換年增長率高達(dá) 30％ ，遠(yuǎn)高于美國的 4％ 。 國家科技部資料 2022/2/10 材料 ? 775萬肢殘患者和每年新增的 300萬骨損傷患者 需要大量骨修復(fù)材料 ? 2022萬心血管病患者 每年需要 24萬套人工心瓣膜 ? 腎衰患者 每年需要 12萬個腎透析器 ? …… 2022/2/10 材料 2022/2/10 材料 3. History of polymeric biomaterials 1943年 賽璐珞薄膜開始用于血液透析 1949年 美國首先發(fā)表了醫(yī)用高分子的展望性論文。在文章 中，第一次介紹了 利用 PMMA作為人的頭蓋骨、關(guān) 節(jié)和股骨 ， 利用聚酰胺纖維作為手術(shù)縫合線 的臨床 應(yīng)用情況。 50年代，有機硅聚合物被用于醫(yī)學(xué)領(lǐng) 域 ，使人工器官的應(yīng)用范圍大大擴大，包括器官替 代和整容等許多方面。 Drug controlled release Tissue engineering Gene the
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