材料科學(xué)與人類文明生物醫(yī)用材料

1、材料科學(xué)與人類文明生物醫(yī)用材料韓國“美女”都是人造的？ 該雜志拿出冬季戀歌的女主人公崔智友1998年的照片和樸松美2002年的照片，與現(xiàn)在對比后表示：“完全不一樣。”針對裴勇俊主演的丑聞，該雜志還拿出李美淑1978年的照片和全度妍2001年的照片，并對2人也提出了質(zhì)疑。此外，該雜志還拿出目前在日本很紅的尹孫河1995年的照片進(jìn)行比較，并主張：“可以看出她為變漂亮而所做出的努力?！?女性SEVEN分析說：“韓國人非?？粗型獗恚灰獗砻利?，誰都可以在互聯(lián)網(wǎng)上有擁護(hù)者俱樂部。因此，為了保持美女的地位，即使頂級美女也不能滿足現(xiàn)狀?！比毡镜难菟嚱缛耸勘硎?，最近，部分媒體試圖要打垮裴勇俊。這次女性SEV

2、EN的矛頭也是指向裴勇俊主演的冬季戀歌和丑聞的，因此，今后有可能出現(xiàn)爭議 據(jù)韓國體育朝鮮報報道 日本著名女性周刊雜志女性SEVEN表示：“最近在日本引起轟動的韓國女明星大部分都做過整容手術(shù)”，并拿出著名演員的過去的照片與現(xiàn)在對比，提出了進(jìn)行整容手術(shù)的疑惑。女性SEVEN把矛頭指向了目前在日本人氣極旺的冬季戀歌，表示：“兩名女主人公都做過整容手術(shù)?！盜SO定義，生物材料(Biomaterials)即生物醫(yī)學(xué)材料(Biomedical Materials)，指“以醫(yī)療為目的，用于與組織接觸以形成功能的無生命的材料”另有定義：具有天然器官組織功能或天然器官部分功能的材料特征：用于與生命系統(tǒng)接觸和發(fā)生

3、相互作用的，并能對其細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行診斷治療、替換修復(fù)或誘導(dǎo)再生的一類特殊的功能材料 生物材料是材料科學(xué)領(lǐng)域中正在發(fā)展的多種學(xué)科相互交叉滲透的領(lǐng)域，其研究內(nèi)容涉及材料科學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、解剖學(xué)、病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥物學(xué)等學(xué)科，同時還涉及工程技術(shù)和管理學(xué)科的范疇生物醫(yī)用材料的定義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(fù) ；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 生物材料不是藥物，其治療途徑是以生物機(jī)體直接結(jié)合和相互作用為基本特征的生物醫(yī)用材料發(fā)展簡史古代（利用天然物質(zhì)和材料治?。〣C5000 黃金修復(fù)失牙BC3500

4、 古埃及，棉花纖維、馬鬃等縫合傷口 印第安人使用木片修補(bǔ)受傷的顱骨BC2500 中國、埃及，假牙、假手、假鼻、假耳等人工假體隋末唐初，銀膏補(bǔ)牙-成分是銀、錫、汞、銅、鋅，類似于現(xiàn)代牙齒填充材料汞齊合金近 代最先應(yīng)用于臨床實踐的金屬材料是金、銀、鉑等貴重金屬（良好的化學(xué)穩(wěn)定性和易加工性）1588 用黃金板修復(fù)顎骨1755 用金屬固定體內(nèi)骨折載1829 通過多種金屬的系統(tǒng)動物實驗， 發(fā)現(xiàn)金屬鉑對機(jī)體組織刺激性最小1851 發(fā)明天然橡膠的硫化方法后，開始利用天然高分子硬橡木制作人工牙托 和顎骨進(jìn)行臨床治療1892 用硫酸鈣填充骨缺損，這是陶瓷材料植入人體的最早實例現(xiàn) 代 生物醫(yī)學(xué)材料取得實質(zhì)性進(jìn)展開

5、始于20世紀(jì)20年代不銹鋼1926 含18%鉻和8%鎳，首先應(yīng)用于骨科治療，隨后應(yīng)用于口腔科1934 研制出高鉻低鎳單相組織的AISI302和304，在體內(nèi)生理環(huán)境下的耐腐蝕性顯著提高1952 開發(fā)出耐蝕性更好的AISI316不銹鋼，逐漸取代AISI30220世紀(jì)60年代 為解決不銹鋼晶間腐蝕問題，研制出超低碳不銹鋼AISI316L和317L鈷鎳合金鑄造鈷鎳合金首先在口腔中得到應(yīng)用20世紀(jì)30年代末 應(yīng)用于制作接骨板、骨釘?shù)葍?nèi)固定器械 50年代 成功制成人工髖關(guān)節(jié) 60年代 研制出鍛造鈷鉻鎢鎳合金和鍛造鈷鉻鉬合金，提高力學(xué)性 能，并應(yīng)用于臨床 70年代 研制出鍛造鈷鉻鉬鎢鐵合金和具有多相組織的

6、MP35N鈷鉻 鉬鎳合金，改善鈷基合金抗疲勞性能，應(yīng)用于臨床生物醫(yī)用材料發(fā)展簡史現(xiàn) 代 生物醫(yī)學(xué)材料取得實質(zhì)性進(jìn)展開始于20世紀(jì)20年代鈦 金屬鈦，優(yōu)異的耐蝕性、生物相容性、密度低；20世紀(jì)40年代 制作外科植入體 50年代 用純鈦制作接骨板和骨釘 70年代 Ti6A14V合金（強(qiáng)度比純鈦高，耐蝕性和密度與之相似）、TiSAl2.5Sn合金和鈦鉬鋅錫等合金獲得應(yīng)用從而使鈦和鈦合金成為繼不銹鋼和鈷基合金之后的又一類重要醫(yī)用金屬材料 70年代后 NiTi系為代表的形狀記憶合金逐漸在骨科和口腔科得到應(yīng)用，并成為醫(yī)用金屬材料的重要組成部分生物醫(yī)用材料發(fā)展簡史現(xiàn) 代 生物醫(yī)學(xué)材料取得實質(zhì)性進(jìn)展開始于20

7、世紀(jì)20年代生物陶瓷 從20世紀(jì)60年代初開始應(yīng)用于生物材料 多晶氧化鋁陶瓷 低溫各向同性碳 生物玻璃 羥基磷灰石（生物活性陶瓷） 生物陶瓷復(fù)合材料 引入活體細(xì)胞或生長因子的生物陶瓷構(gòu)架生物醫(yī)用材料發(fā)展簡史現(xiàn) 代 生物醫(yī)學(xué)材料取得實質(zhì)性進(jìn)展開始于20世紀(jì)20年代生物醫(yī)用高分子 始于20世紀(jì)50年代有機(jī)硅聚物的發(fā)展 有機(jī)硅聚合物 聚甲基丙烯酸甲脂（骨水泥）生物醫(yī)用高分子材料大發(fā)展，制作了人工心瓣膜、人工血管、人工骨、手術(shù)縫合線等20世紀(jì)90年代后，借助于生物技術(shù)和基因工程的發(fā)展，由無生物存活性材料擴(kuò)展到具有生物學(xué)功能的材料領(lǐng)域，其基本特征是具有促進(jìn)細(xì)胞分化、增殖、誘導(dǎo)組織再生、參與生命活動等功能

8、生物醫(yī)用材料發(fā)展簡史生物醫(yī)用材料發(fā)展簡史生物醫(yī)用材料是研制人工器官及一些重要醫(yī)療技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)綜觀人工器官及醫(yī)療裝置的發(fā)展史，每一種新型生物材料的發(fā)現(xiàn)都引起了人工器官及醫(yī)療技術(shù)的飛躍 生物惰性醫(yī)用硅橡膠 人工耳、人工鼻、人工頜骨等,血液相容性較好的各向同性碳被復(fù)材料 碟片式機(jī)械心臟瓣膜,血液親和性及物理機(jī)械性能較好的聚氨酯嵌段共聚物 促使人工心臟向臨床應(yīng)用跨越,可形成假生物內(nèi)膜的編織滌綸管 人工血管向?qū)嵱没w躍生物醫(yī)用材料分類按材料屬性生物醫(yī)用金屬材料 包括不銹鋼、鈷基合金，鈦及合金等廣泛應(yīng)用于人工假體、人工關(guān)節(jié)、醫(yī)療器械等 生物醫(yī)用無機(jī)材料 主要是生物陶瓷分為惰性生物陶瓷，如氧化鋁生物陶瓷

9、表面生物活性陶瓷，如磷酸鈣基生物陶瓷 可降解生物陶瓷，如-磷酸三鈣陶瓷等生物醫(yī)用高分子材料天然的如多糖類、蛋白類合成的聚氨酯、聚乙烯、聚乳酸、聚四氟乙烯等，用于人體器官、組織、關(guān)節(jié)、藥物載體等 生物醫(yī)用復(fù)合材料 不同種材料的混合或結(jié)合，克服單一材料的缺點，獲得性能更優(yōu)的材料生物醫(yī)用材料分類目前被詳細(xì)研究過的生物醫(yī)用材料已超過1000種，被廣泛應(yīng)用的有90多種材料，1800多種制品西方國家每年耗用生物醫(yī)用材料量以1015%速度增長我國生物醫(yī)用材料研究起步晚(20世紀(jì)50年代)，發(fā)展快生物醫(yī)用材料分類硬組織相容性材料 主要用于生物機(jī)體的關(guān)節(jié)、牙齒及其他骨組織軟組織相容性材料 主要用于人工皮膚、人工

10、氣管、人工食道等 血液相容性材料 主要用于人工血管、人工心臟、血漿分離膜、血液灌流用吸附劑、細(xì)胞培養(yǎng)基材等 生物降解材料 主要用于吸收型縫合線、藥物載體、愈合材料、粘合劑以及組織缺損用修復(fù)材料按材料功能生物醫(yī)用材料分類按材料來源自體組織 如人體聽骨、血管等替代組織同種異體器官及組織 如不同人體之間的器官移植異種器官及組織 如動物骨、腎替換人體器官天然生物材料 如動物骨膠原、甲殼素、珊瑚等人工合成材料 如各種人工合成的新型材料生物醫(yī)用材料分類按材料使用部位硬組織材料 骨、牙齒用材料 軟組織材料 軟骨、臟器用材料心血管材料 心血管及導(dǎo)管材料血液代用材料 人工紅血球、血漿等分離、過濾、透析膜材料 血

11、液凈化、腎透析以及人工肺氣體透過材料等除了應(yīng)具有必要的理化性能外，生物醫(yī)用材料還需要滿足在生理環(huán)境下的生物學(xué)要求，具有良好的生物相容性這是生物材料區(qū)別于其它材料的基本特征生物醫(yī)用材料的特征與評價生物醫(yī)學(xué)材料的安全性評價指采用生物學(xué)方法來檢測材料對受體的毒副作用，從而預(yù)測該材料在醫(yī)學(xué)實際應(yīng)用中的安全性；包括對局部組織、血液與整體反應(yīng)及對受體的遺傳效應(yīng)生物醫(yī)用材料的特征與評價對生物醫(yī)用材料的基本要求,對于人體組織無刺激性、無毒副作用、無致癌性,唾液、血液、間質(zhì)液均含Cl-、Na+、K+離子。接觸人體各種體液(唾液、淋巴液、血液)時，應(yīng)有良好的耐蝕性,不產(chǎn)生吸水膨潤、軟化變質(zhì),自身不變化對生物醫(yī)用材

12、料的基本要求,具有必要的強(qiáng)度、耐磨性、耐疲勞、潤滑性能如髖關(guān)節(jié)在靜止?fàn)顟B(tài)承受體重的1/2，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1km約活動1000次，每年約承受(1 3)106次重復(fù)負(fù)荷的作用生物醫(yī)用材料的特征與評價對生物醫(yī)用材料的基本要求, 生物體組織、與血液有相容性 不引起溶血、凝血，與軟、硬組織有良好的粘接性，不產(chǎn)生吸收物和沉淀物 不產(chǎn)生局部或全身性反應(yīng)，最好能與骨形成化學(xué)結(jié)合，具有生物活性生物醫(yī)用材料的特征與評價對生物醫(yī)用材料的基本要求, 其他要求 良好的空隙度，體液及軟硬組織易于長入 易加工成形，使用操作方便 熱穩(wěn)定好，高溫消毒不變質(zhì)等性能生物醫(yī)

13、用材料的特征與評價全球生物醫(yī)用材料細(xì)分市場發(fā)展全球釋藥市場份額10%14%全球釋藥系統(tǒng)市場（單位：億美元）中國釋藥市場2002年藥品市場達(dá)140億美元，按10%比例估算，其中釋藥市場為14億美元隨著人民購買力提高，保健意識增強(qiáng)，今后國內(nèi)藥品市場每年將以5000萬美元幅度增加全球生物醫(yī)用材料細(xì)分市場發(fā)展我國生物材料和制品所占世界市場份額不足我國生物材料和制品所占世界市場份額不足1.5產(chǎn)品技術(shù)水平處于初級階段，且產(chǎn)品單一產(chǎn)品技術(shù)水平處于初級階段，且產(chǎn)品單一同類產(chǎn)品與國外產(chǎn)品比，基本上屬于仿制，自主知識產(chǎn)權(quán)較少同類產(chǎn)品與國外產(chǎn)品比，基本上屬于仿制，自主知識產(chǎn)權(quán)較少生物醫(yī)用材料與制品生物醫(yī)用材料與制品

14、70-80%要依靠進(jìn)口要依靠進(jìn)口產(chǎn)業(yè)處于起步階段產(chǎn)業(yè)處于起步階段我國生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀常用硬組織替代材料常用硬組織替代材料人工關(guān)節(jié) 1890 Gluck首先應(yīng)用象牙制造下頜關(guān)節(jié) 1938 Wiles用不銹鋼作髖臼與股骨頭 而后 Moor開展了人工股骨節(jié)置換術(shù) 1940 Wder兄弟用合成樹脂制造人工關(guān)節(jié) 1951 開始全髖人工關(guān)節(jié)置換術(shù) 1952 Habowsh用固定牙的丙烯酸脂固定人工髓關(guān)節(jié)，合成樹脂開始用于人工關(guān)節(jié)與骨的結(jié)合 1958 Charnhey根據(jù)重體環(huán)境滑潤理論，用聚四氟乙烯髖臼 和金屬股骨頭制成低磨擦的人工關(guān)節(jié) 1962 Charnley把高密度聚乙烯髖臼和直徑為22毫米的金

15、屬股骨頭組成全髖人工關(guān)節(jié)，并用骨水泥（甲基丙烯酸脂）固定，獲得較滿意的效果 自此，人工關(guān)節(jié)置換術(shù)進(jìn)入實際應(yīng)用的新階段。常用硬組織替代材料人工關(guān)節(jié) 現(xiàn)已研制出膝、髖、肘、肩、指、趾關(guān)節(jié)假體用于臨床 歐美等國家每年全髖置換超過80萬例 我國人工關(guān)節(jié)置換術(shù)達(dá)25萬例髖關(guān)節(jié)人工髖關(guān)節(jié)常用硬組織替代材料人工關(guān)節(jié)磨損病因無菌松動是人工關(guān)節(jié)置換后最常見的并發(fā)癥和最終失效的主要因素 磨損產(chǎn)物磨屑是導(dǎo)致無菌松動的原因人工關(guān)節(jié)長期使用后，一方面磨損后影響置換關(guān)節(jié)的裝配性能；更重要的是產(chǎn)生大量磨屑，其中較小的磨屑被組織細(xì)胞吞噬，較大的磨屑被組織細(xì)胞包繞。從而使組織細(xì)胞激活，并分泌大量溶滑性因子，引起骨溶解，導(dǎo)致人工

16、關(guān)節(jié)松動。而松動的人工關(guān)節(jié)又加重了磨損，產(chǎn)生更多的磨屑，形成惡性循環(huán)，最終使置換關(guān)節(jié)失效常用硬組織替代材料生物醫(yī)用金屬材料是臨床應(yīng)用最廣泛的承力植入材料是一類生物惰性材料，除具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和抗疲勞性能，具有良好的生物力學(xué)性能外，還必須具有優(yōu)良的抗生理腐蝕性、生物相容性、無毒性和簡易可行及確切的手術(shù)操作技術(shù)金屬材料種類很多，但能在人體生理環(huán)境條件下長期安全服役的卻不多經(jīng)過長期研究和臨床篩選而得到廣泛應(yīng)用的金屬材料主要有不銹鋼鈷基合金鈦及其合金形狀記憶合金貴金屬鉭、鈮、鋯磁性合金外科用金屬材料常用硬組織替代材料不銹鋼成本低，但在體內(nèi)有腐蝕和組織反應(yīng)等 不銹鋼中添加Mo可克服鉻鈍化膜在氧化環(huán)境中

17、耐腐蝕性能, 降低碳含量，可防止晶間腐蝕常用來制作各種人工關(guān)節(jié)和骨折內(nèi)固定器、截骨連接器等，也用于牙科等各種器件(針、釘、髓內(nèi)針、齒冠、三棱釘)制造 生物醫(yī)用金屬材料常用硬組織替代材料含Mo鈷基合金，已用于生物體中Co-Cr-Ni-Fe-Mo合金耐腐蝕性是一般不銹鋼如316的40倍，已用于牙科、整形外科鈷基鉻鉬合金的生物相容性超過鐵鉻鎳和鈷鉻合金與不銹鋼相比，鈷基合金的鈍化膜更穩(wěn)定，耐蝕性更好，植入體內(nèi)不會產(chǎn)生明顯的組織反應(yīng)鈷基合金的耐磨性是所有醫(yī)用金屬材料中最好的，與不銹鋼相比，更適于制造體內(nèi)承載苛刻的長期植入件 生物醫(yī)用金屬材料常用硬組織替代材料含Mo鈷基合金鑄造鈷鉻鉬合金最先在口腔科得到

18、應(yīng)用 20世紀(jì)30年代末 接骨板、骨釘?shù)裙潭ㄆ餍?20世紀(jì)50年代 人工髖關(guān)節(jié)20世紀(jì)60年代，為提高力學(xué)性能，研制出鍛造鈷鉻鎢鎳合金和鍛造鈷鉻鉬合金20世紀(jì)70年代，為改善疲勞性能，研制出鍛造鈷鉻鉬鎢鐵合金和具有多相組織的MP35N鈷鉻鉬鎳合金生物醫(yī)用金屬材料人工關(guān)節(jié)（特別是受載荷最大的髖關(guān)節(jié)）人工骨及骨科內(nèi)處固定器件齒科修復(fù)中的義齒，各種鑄造冠、嵌體及固定橋心血管外科及整形科等由于其價格較高，加工困難，應(yīng)用尚不普及應(yīng)用于常用硬組織替代材料含Mo鈷基合金生物醫(yī)用金屬材料人造髖關(guān)節(jié)的頭桿部分。從股骨上端插進(jìn)金屬桿，桿頭有一個金屬頭，嵌在粘于髖骨窩中的一個塑料臼中常用硬組織替代材料鈦合金強(qiáng)度不如

19、鈷合金，但耐腐蝕性好，與人體組織反應(yīng)很弱，鈦合金密度小，彈性模量低，接近于天然骨耐疲勞、耐蝕性均優(yōu)于不銹鋼和鈷基合金，且生物相容性和表面活性好，是較為理想的一種植入材料Ti易形成致密穩(wěn)定的氧化膜，有很好的鈍化作用。Ti合金具有很強(qiáng)的耐蝕性缺點：Ti合金的磨損與應(yīng)力腐蝕較明顯生物醫(yī)用金屬材料廣泛用于修補(bǔ)顱骨，制成鈦網(wǎng)或鈦箔用于修復(fù)腦膜和腹膜、人工心臟瓣膜支架、口腔頜面矯形頜修補(bǔ)，制作各種人工關(guān)節(jié)、接骨板、骨螺釘與骨折固定針等，也用于制作牙根種植體等常用硬組織替代材料生物醫(yī)用金屬材料自1951年首次報道Au-Cd合金具有形狀記憶效應(yīng)以來，目前已發(fā)現(xiàn)20多種形狀記憶合金其中以鎳鈦合金在臨床上應(yīng)用最大

20、鎳鈦合金在不同的溫度下表現(xiàn)為不同的金屬結(jié)構(gòu)相。如低溫時為單斜結(jié)構(gòu)相，柔軟可隨意變形；高溫時為立方體結(jié)構(gòu)相，剛硬，可恢復(fù)原來的形狀，并在形狀恢復(fù)過程中產(chǎn)生較大的恢復(fù)力特點：奇特的形狀記憶功能、質(zhì)輕、磁性微弱、強(qiáng)度較高、耐疲勞性能、高回彈性和生物相容性好等。用于管腔狹窄的治療。支架安入管腔狹窄的部位后，能將狹窄管腔撐開，并與管壁相貼緊，固定好；其生物相容性好，長期安放對黏膜無明顯損傷；其高回彈性能順應(yīng)管道的彎曲，對人體刺激小常用硬組織替代材料形狀記憶合金用于制作脊椎側(cè)彎癥矯形器械、牙科器件、血栓過濾器、血管擴(kuò)張支架、血管栓塞器等 生物醫(yī)用金屬材料常用硬組織替代材料貴金屬指金、銀、鉑及其合金，耐腐蝕

21、、抗蠕變，對機(jī)體組織無毒，刺激性小，導(dǎo)電性好金合金主要用于口腔科生物醫(yī)用金屬材料多孔結(jié)構(gòu)常用硬組織替代材料鉭、鈮、鋯的耐蝕性、生物相容性好，無毒性可加工成板、帶、絲等用于骨科、心血管方面的治療生物醫(yī)用金屬材料鉭、鈮、鋯用于制作牙根種植體、義齒、牙床、托環(huán)、牙橋、牙冠等從材料學(xué)角度來說，骨是由無機(jī)礦物與生物大分子規(guī)則排列所組成的復(fù)合材料。骨的有機(jī)成分主要是型膠原纖維，約占總重量的24%，是由三股螺旋結(jié)構(gòu)的多肽鏈相互纏繞而形成，無機(jī)成分主要是磷酸鈣鹽，約占總重量的65%；其余為水。骨中的礦物質(zhì)呈片狀，尺寸約為5nm20nm40nm，位于原膠原分子的間隙孔之內(nèi)，晶體的C軸平行與膠原纖維，這樣就構(gòu)成骨

22、的基本結(jié)構(gòu)。所以生物陶瓷 常用硬組織替代材料根據(jù)生理環(huán)境下的化學(xué)活性和性質(zhì)可分為四類近似于惰性：Al2O3、氧化鋯等氧化物生物陶瓷，Si3N4、鈦酸鋇等非氧化物生物陶瓷、醫(yī)用碳素等，生理環(huán)境下能長期保持穩(wěn)定 表面活性：羥基磷灰石生物活性陶瓷和生物活性玻璃陶瓷，在生理環(huán)境中可通過其表面發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)與組織形成化學(xué)鍵性結(jié)合，起到了適合新生骨沉積的生理支架作用，也就是所謂的“骨引導(dǎo)”和“骨傳導(dǎo)”作用可吸收型：如石膏、磷酸三鈣陶瓷，在生理環(huán)境中可逐漸被降解吸收，誘導(dǎo)骨質(zhì)生長，并隨之被新組織所替代，達(dá)到修復(fù)或替換病損組織的目的復(fù)合型：生物陶瓷與生物陶瓷或與其他無機(jī)材料、有機(jī)材料復(fù)合而成的復(fù)合型材料生

23、物醫(yī)用陶瓷材料常用硬組織替代材料在臨床上，生物醫(yī)用陶瓷主要用于肌肉-骨骼系統(tǒng)的修復(fù)和替換，也可用于心血管系統(tǒng)的修復(fù)、制作藥物釋放和傳遞的載體復(fù)合型生物陶瓷還可用于制造人工腱、韌帶生物醫(yī)用陶瓷材料能承受負(fù)載的矯形材料，用在骨科、牙科及頜面上：Al2O3陶瓷、穩(wěn)定ZrO2陶瓷、生物活性玻璃、生物微晶玻璃等種植齒、牙齒增高：Al2O3陶瓷、氟聚合物/金屬基復(fù)合材料、生物活性玻璃、自固化磷酸鹽水泥和玻璃水泥、活性涂層材料等耳鼻喉代用材料： Al2O3陶瓷、生物活性玻璃、生物活性微晶玻璃、磷酸鹽陶瓷人工肌鍵和韌帶：PLA-碳纖維復(fù)合材料人工心臟瓣膜：熱解碳涂層可供組織長入的涂層（心血管、矯形、牙、額面修

24、復(fù)）：多用Al2O3陶瓷骨充填料：磷酸鈣及磷酸鈣鹽粉末或顆粒脊椎外科：生物活性玻璃或生物活性玻璃陶瓷眼：生物玻璃、羥基磷灰石常用硬組織替代材料生物陶瓷材料在生物體內(nèi)極為穩(wěn)定，與生物組織有良好的親和性，特別適于作人體硬組織如骨和齒的替換修補(bǔ)材料，能與人體骨生長在一起，形成化學(xué)結(jié)合 生物醫(yī)用陶瓷材料常用硬組織替代材料磷酸鈣陶瓷具有生物降解性，并能被人體吸收羥基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2是骨組織與牙組織的無機(jī)組成部分，其單位晶胞與人體骨組織相同，具有非常好的生物活性，但性脆、強(qiáng)度不高，不能直接用于承受載荷大的種植體，可用于低載荷多孔種植體，當(dāng)人骨組織長入羥基磷灰石孔洞中后可起加強(qiáng)作用羥基磷

25、灰石與聚合物復(fù)合用于人造骨，效果更好，已有羥基磷灰石/聚乙烯復(fù)合材料羥基磷灰石作為金屬種植體表面涂層，能大大提高人體骨長入孔洞的速度羥基磷灰石覆蓋鈦合金假牙生物醫(yī)用陶瓷材料采用增強(qiáng)含微孔羥基磷灰石(HA)陶瓷制成人工聽小骨假體，在語言頻率范圍，平均提高病人的聽力2030dB，在特定語言頻率范圍提高4560dBHA中耳通氣引流管界面潤濕角小、毛細(xì)管力大、引流效果好，適用于分泌性中耳炎患者置管后患者鼓膜多自行愈合，且能明顯改善聽力，是一種較為理想的通氣引流管常用硬組織替代材料生物醫(yī)用陶瓷材料常用硬組織替代材料非活性生物玻璃及生物玻璃陶瓷將某些玻璃在適當(dāng)高溫進(jìn)行晶化處理，玻璃中可析出大量微小晶體，這

26、樣的玻璃稱為微晶玻璃、結(jié)晶化玻璃或玻璃陶瓷人工骨用生物醫(yī)學(xué)玻璃，具有良好的耐酸堿腐蝕特性、生物相容性和耐磨性能治療用生物醫(yī)學(xué)玻璃，可埋入腫瘤部位，通過在磁場下發(fā)熱的特性或其內(nèi)部的同位素放出的射線殺死癌細(xì)胞，也有良好的生物相容性人工齒冠用生物醫(yī)學(xué)玻璃陶瓷，具有制作容易、審美性高、強(qiáng)度高、適應(yīng)性好、生物相容性好、類似天然齒等優(yōu)點生物醫(yī)用陶瓷材料斷在BGC側(cè)斷在骨頭側(cè)替換猴子部分骨骼的45S5玻璃陶瓷(BGC)受沖擊扭轉(zhuǎn)載荷斷口常用硬組織替代材料生物活性玻璃通常要求SiO2含量40萬，是含有硅原子的特種合成橡膠的總稱具有優(yōu)異的生理特性：無毒無味、生物相容性好、耐生物老化、較好的抗凝血性、長期植入體內(nèi)

27、物理性能下降甚微、耐高溫嚴(yán)寒（ -90250C）良好的電絕緣性、耐氧老化性、耐光老化性以及防霉性、化學(xué)穩(wěn)定性等在醫(yī)學(xué)上主要用于粘合劑、導(dǎo)管、整形和修復(fù)外科（人工關(guān)節(jié)、皮膚擴(kuò)張、燒傷的皮膚創(chuàng)面保護(hù)、人工鼻梁、人工耳廓和人工眼環(huán)）、緩釋和控釋等 防噪音耳塞：佩戴舒適，阻隔噪音，保護(hù)耳膜人造血管：具有特殊的生理機(jī)能，與人體“親密無間”，無排異反應(yīng)鼓膜修補(bǔ)片：柔軟，光潔度和韌性良好，是修補(bǔ)耳膜的理想材料人造氣管、人造肺、人造骨、十二指腸管等常用軟組織替代材料合成高分子生物醫(yī)用材料聚氨酯是聚醚、聚酯和二異氰酸酯的總稱具有良好的延伸性和抗撓曲性，強(qiáng)度高、耐磨損，血液相容性、抗血栓性能好，且不損傷血液成分，

28、使其在醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用主要用于人工心臟搏動膜、心血管醫(yī)學(xué)元件、人工心臟、輔助循環(huán)、人工血管、體外循環(huán)血液路、藥物釋放體系、縫合線與軟組織粘合劑繃帶、敷料、吸血材料、人工軟骨、血液凈化器具的密封劑等。 常用軟組織替代材料合成高分子生物醫(yī)用材料聚氯乙烯是由單體氯乙烯聚合而成的合成樹脂，是用量最大的醫(yī)用高分子材料原料豐富、聚合容易、抗凝血性能良好，耐熱性不高(70C),通過增塑可賦予可屈撓性在醫(yī)學(xué)中用量最大的是制作塑料輸血輸液袋，可提高紅細(xì)胞和血小板的生存率；還可用于醫(yī)用導(dǎo)管、人工輸尿管、膽管和心臟瓣膜、血泵隔膜、增補(bǔ)面部組織、青光眼引流管和中耳孔等軟質(zhì)PVC的毒性問題仍有爭議，目前只能用于制造

29、與人體短期接觸的制品常用軟組織替代材料合成高分子生物醫(yī)用材料聚四氟乙烯，又名泰氟隆(Teflon)，是耐高溫最好的熱塑性塑料，結(jié)晶熔點高達(dá)327，幾乎完全是化學(xué)惰性的，具有自潤滑性或非粘性，不易被組織液浸潤主要用于人工輸尿管、膽管、氣管、喉、韌帶和肌腱人工血液、人工心臟瓣膜、下頜骨、髖關(guān)節(jié)和皮膚、增強(qiáng)皮膚、修復(fù)眼眶骨、組織引導(dǎo)再生材料、人工血管、滌綸縫線和涂層、外科用引流管及插管、鞏膜的系扣和在耳鼻手術(shù)上作為插入的薄膜以防止粘連；食管擴(kuò)張器、心臟瓣膜的縫合環(huán)、血液相容性絲絨、修補(bǔ)肺動脈和室間隔的缺損、血管閉塞物、縫線及動脈修補(bǔ)、包裹動脈癌及內(nèi)淋巴液分流器等 常用軟組織替代材料合成高分子生物醫(yī)用

30、材料聚甲基丙烯酸甲酯，又稱有機(jī)玻璃，是目前塑料中透明度最好的一種。具有良好的生物相容性、耐老化性，機(jī)械強(qiáng)度較高用于隱形眼鏡、可植入透鏡、人工角膜和假牙、人工喉、食管和腕骨、閉塞器、喉支持膜、牙科夾板、氣管切開導(dǎo)管和吻合鈕、鼻竇的植入性引管增補(bǔ)面部軟硬組織，特別是修補(bǔ)眼窩的爆裂骨折顱骨缺損時的替代骨片充填乳突切除后的遺留腔隙聽小骨部分的替代物和脊椎鼓節(jié)段的固定，顱內(nèi)動脈瘤的加固和充填靜脈瘤囊以使之穩(wěn)定，牙科某些直接充填樹脂的基礎(chǔ)等 用 途材 料用 途材 料肝臟賽璐珞、PHEMA心臟嵌段聚醚氨酯彈性體、硅橡膠肺硅橡膠、聚丙烯空心纖維人工紅血球全氟烴胰臟丙烯酸酯共聚物膽管硅橡膠腎臟鈾氨法等再生纖維素、醋酸纖維素、聚丙烯腈等關(guān)節(jié)、骨超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、尼龍、硅橡膠腸胃片段硅氧烷類皮膚火棉膠、涂有聚硅酮的尼龍織物、聚酯人工血漿羥乙基淀粉、聚乙烯吡咯酮血管聚酯纖維、聚四氟乙烯、SPEU角膜PMMA、PHEMA、硅橡膠耳及耳膜等硅橡膠、丙烯酸基有機(jī)玻璃、聚乙烯玻璃體硅油（PVC、聚亞胺酯）喉頭聚四氟乙烯、