生物醫(yī)用藥用材料ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-04 05:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 30～177MPa之間 ， 人體致密骨的彎曲強度在 170MPa左右 。 （ C）一般報道的整體 HAP的斷裂韌性在 m1/2左右，人體骨的斷裂韌性在 210 MPa m1/2之間。 HAP系生物 材料的研究現(xiàn)狀 （ 1） HAP的粉體制備工藝 （ 2）羥基磷灰石的成型與燒結(jié)工藝 （ 3） HAP系復合材料目前已達到的性能 （ 4） HAP系復合材料的應用 HAP基復合材料主要應用在頜面骨 、 牙槽脊 、聽小骨等非承重材料以及一些骨缺損的修復等方面 ， 而在承重材料方面尚沒有應用 。 具體應用在以下幾個方面： （ 1） 人工聽小骨 （ 2） HA生物陶瓷中耳通氣引流管 （ 3） HA微晶粉對癌細胞的抑制作用 （ 4） 填充用 HA顆粒 （ 5） HA頜骨 、 鼻梁 、 假眼球及其他人工骨 生物醫(yī)用藥用功能材料的特征與評價 ? 生物醫(yī)用藥用功能材料的基本性能要求 化學性能穩(wěn)定，對人體的血液體液等無影響，不形成血栓等不良現(xiàn)象。 材料與人體組織的相容性好，不會引起炎癥或其他排異反應。 無致癌性，耐生物老化，長期放置體內(nèi)的材料其物理機械性能不發(fā)生明顯變化。 不因高溫蒸煮、干燥滅菌、藥液等消毒措施而發(fā)生質(zhì)變。 其他要求 醫(yī)用材料的生物相容性 ?生物活體本身不發(fā)生過敏、致癌、致畸形以及局部組織反應、全身毒性反應和適應性反應等。 ?材料反應通常包括生理腐蝕、吸收、降解與失效等。 生物降解吸收材料 ?外科手術(shù)縫合線 ?骨頂骨板（骨固定材料） ?人造皮膚 ?藥物釋放體系 醫(yī)用功能材料的分類與應用 ?醫(yī)用金屬材料 ?醫(yī)用陶瓷 ?醫(yī)用復合材料 ?醫(yī)用高分子材料 醫(yī)用金屬材料 ?對醫(yī)用金屬材料性能的要求 （ 1）力學性能 （ 2）腐蝕性能：腐蝕速率低于 /年 常用材料： （ 1）不銹鋼 （ 2）鈷鉻鉬合金 （ 3）鈦及合金 磁性材料 醫(yī)用陶瓷 ?惰性陶瓷 ?活性陶瓷 ?可被吸收的陶瓷 如磷酸三鈣 醫(yī)用陶瓷的應用 ?能承受負載的矯形材料，用于骨科、牙科的有：氧化鋁陶瓷，穩(wěn)定氧化鋯陶瓷，具有生物活性表面涂層（生物活性玻璃、生物微晶玻璃）的響應材料。 ?人工心臟瓣膜：熱解碳涂層（抗凝血，摩擦系數(shù)?。? ?骨的填充材料：磷酸鈣 ?種植齒：氧化鋁陶瓷， HAP陶瓷，生物活性玻璃，活性涂層材料 ?耳鼻喉科：氧化鋁陶瓷， HAP陶瓷，生物活性玻璃及生物活性微晶玻璃，磷酸鹽陶瓷。 ?可供組織長入的圖層：多孔氧化鋁陶瓷 ?眼科：生物玻璃，多孔羥基磷灰石 ?脊椎外科：生物活性玻璃， HAP陶瓷 惰性陶瓷 ?氧化鋁陶瓷 ?碳材 活性陶瓷 ?羥基磷灰石（ HAP） 可吸收陶瓷 ?石膏 ?β三磷酸鈣 可治療癌癥的陶瓷 ? LiFe3O αFe2O3與 Al2O3SiO2P2O5玻璃體復合物 ?醫(yī)用復合材料 ?醫(yī)用高分子材料 現(xiàn) 狀 — 問題和挑戰(zhàn) 問題 免疫性 ：硅凝膠乳房假體。 硅酮 壽命 ：人工關(guān)節(jié)：中青年組： 35年； 老年組： ≈ 12年。 異體反應 ：感染，植入失效。 生物功能 ：不能誘導組織重建或再生， 恢復和增進生理功能。 現(xiàn) 狀 — 問題和挑戰(zhàn) 問題核心 ： 材料和植入體以異物存在于 體內(nèi)。 ? 自身理化性能（抗疲勞性等）不能滿足長壽命要求 ? 表面 /界面非特異性蛋白吸附 — 感染 — 包囊形成 — 異體反應 ? 不具生物功能。 現(xiàn) 狀 — 問題和挑戰(zhàn) ? 當代醫(yī)學對組織和器官的修復 形態(tài)和力學功能的恢復 重建或再生有生命的組織或器官； 大范圍的創(chuàng)傷 微創(chuàng)治療； 群體性通用材料和器械 個性化治療； 傳統(tǒng)的生物醫(yī)學材料時代正在過去。 ? 干細胞、克隆技術(shù)的發(fā)展 生物醫(yī)學材料？？？ 挑戰(zhàn) 發(fā)展趨勢 — 科學與工程 方向和前沿 —— 常規(guī)材料技術(shù)更新和產(chǎn)品發(fā)展的方向 誘導組織或器官再生 恢復和增進生理功能 損壞組織或器官永久康復 ? 生物結(jié)構(gòu) :可容納細胞、細胞產(chǎn)物、細胞外基質(zhì)的生物或仿生結(jié)構(gòu) ? 生物功能 :誘導組織或器官再生；自我修復或完善；相應的生物 力學性能等；調(diào)節(jié)免疫內(nèi)分泌等系統(tǒng)及 基因等功能。 ? 基礎 :在分子水平上對材料和宿主間相互作用認識的深化 ,按預期 的目標精確地控制材料和宿主間的生物學反應。 生物材料科學與工程已面臨實現(xiàn)重大突破的邊緣 — 設計和制造有生命的人體“部件” 整個人體器官。 賦予材料生物結(jié)構(gòu)和生物功能 充分利用人體自我重復能力 ?研究途徑 —— 材料科學與生物學緊密結(jié)合 ? 生物分子材料 : 肽、蛋白、生長因子等生物分子的基因、 酶工程及化學模擬合成 ? 生物結(jié)構(gòu)的仿生裝配 : 自裝配；快速成型等； ? 生物技術(shù)的應用 : 組織工程；干細胞技術(shù)等。 ?重點領域 ? 組織工程 —— 人體結(jié)構(gòu) “ 部件 ” 的重建和再生 ? 藥物、生物活性物質(zhì)的靶向控釋 —— 難治愈疾病的治 療；組織重建或再生。 關(guān)鍵：細胞，藥物、生物活性物質(zhì)靶向傳送和控釋載體的設計和制備，包括裝載特定生物信號的載體。 研究熱點 ：表面 /界面及表面改性 ? 植入材料的生物學反應 常規(guī)材料（大多數(shù)） —— 非特異性吸附 影響蛋白吸附的主要因素 ：表面化學（結(jié)構(gòu)構(gòu)型、生 物力學性質(zhì)等） 。 對蛋白和細胞的分子識別和選擇性 吸附 /粘附功能 表面蛋白質(zhì)吸附 特異性吸附 非特異性吸附 原位和褪變蛋白 特異性蛋白 特異性細胞吸附 各種細胞吸附 單核、白細胞、血小板 特異性細胞素釋放及 特定組織的細胞分化 細胞素釋放 感染、巨噬細胞 特定組 織形成 纖維包 裹形成 并發(fā)癥 特異性蛋白研究熱點 表面 /界面及表面改性 ? 材料表面組成構(gòu)型、結(jié)構(gòu)（納米級微機構(gòu)）、生物力學性質(zhì)等與蛋白、生物分子和細胞相互作用、分子識別、選擇性吸附 /粘附的關(guān)系和規(guī)律。 ? 表面改性 — 生物穩(wěn)定、不吸附 /粘附蛋白和細胞的表面設計。
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