材料概論第章 生物材料

韓國(guó)“美女”都是人造的？

據(jù)韓國(guó)《體育朝鮮》報(bào)報(bào)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(dòng)的韓國(guó)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(duì)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)?！?/p>

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(duì)比后表示：“完全不一樣?！贬槍?duì)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(duì)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(guó)人非?？粗型獗?，只要外表美麗，誰(shuí)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(jí)美女也不能滿足現(xiàn)狀?！?/p>

該雜志還援引最近出版關(guān)于韓國(guó)的書籍的自由撰稿人的話說：“韓國(guó)女性對(duì)美貌的執(zhí)著達(dá)到非常驚人的程度，有的父母還給女兒做整容手術(shù)，當(dāng)作考上大學(xué)的禮物?！?/p>

演藝界人士分析說，雖然這種氣氛看起來是在諷刺韓國(guó)，但實(shí)際是為了牽制越來越多的進(jìn)入日本的韓國(guó)明星。

日本的演藝界人士表示，最近，部分媒體試圖要打垮裴勇俊。這次《女性SEVEN》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(zhēng)議。問題平時(shí)接觸到哪些生物材料？生物材料有哪些要求？常見的生物材料分類有哪些？常見的生物材料優(yōu)缺點(diǎn)？第9章生物材料

9.1概述9.2硬組織相容性材料9.3軟組織相容性材料9.4血液相容性材料9.5生物降解材料

生物材料(biomaterials)：

用于與生命系統(tǒng)接觸和發(fā)生相互作用的，并能對(duì)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)再生的一類天然或人工合成的特殊功能材料，又稱生物醫(yī)用材料。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?jī)?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(shí)還涉及工程技術(shù)和管理學(xué)科的范疇。9.1概述

生物材料正在挽救和維持世界上成千上萬(wàn)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(jì)劃生育、控制人口、提高人們健康水平方面發(fā)揮巨大作用。如圖9－1。

注：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。生物材料發(fā)展簡(jiǎn)史

（歷史上、近代、現(xiàn)代）生物材料分類

（屬性、功能、來源、使用）

生物材料的使用要求

（宿主反應(yīng)、材料反應(yīng)、生物相容性）

本小節(jié)主要內(nèi)容一、生物醫(yī)學(xué)材料發(fā)展簡(jiǎn)史古代（利用天然物質(zhì)和材料治?。?/p>

公元前5000年，黃金修復(fù)失牙；

公元前3500年，古埃及，棉花纖維、馬鬃等縫合傷口； 公元前2500年，中國(guó)、埃及，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，與現(xiàn)代牙齒填充材料汞合金類似。

近代：

最先應(yīng)用于臨床實(shí)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） 1829年，通過多種金屬的系統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，得出：金屬鉑對(duì)機(jī)體組織刺激性最?。?851年發(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年，用硫酸鈣填充骨缺損，這是陶瓷材料植入人體的最早實(shí)例?，F(xiàn)代：生物醫(yī)學(xué)材料取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展開始于20世紀(jì)20年代不銹鋼： 1926年，含18%鉻和8%鎳首先用于骨科治療，隨后用于口腔科； 1934年，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年，開發(fā)出耐蝕性更好的AISI316不銹鋼，并逐漸取代AISI302； 60年代，為了解決不銹鋼的晶間腐蝕問題，又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年代末又被應(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年代為了提高力學(xué)性能，研制出鍛造鈷鉻鎢鎳合金和鍛造鈷鉻鉬合金，并應(yīng)用于臨床； 70年代為了改善鈷基合金抗疲勞性能，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，應(yīng)用于臨床。生物陶陶瓷：：從60年代代初開開始應(yīng)應(yīng)用于于生物物材料料。多多晶氧氧化鋁鋁陶瓷瓷----低溫溫各向向同性性碳----生生物玻玻璃----羥羥基磷磷灰石石（生生物活活性陶陶瓷））----生物物陶瓷瓷復(fù)合合材料料----引入入活體體細(xì)胞胞或生生長(zhǎng)因因子的的生物物陶瓷瓷構(gòu)架架；醫(yī)用高高分子子：開始于于50年代代有機(jī)機(jī)硅聚聚物的的發(fā)展展。有有機(jī)硅硅聚合合物----聚聚甲基基丙烯烯酸甲甲脂（（骨水水泥））----醫(yī)用用高分分子材材料大大發(fā)展展，制制作了了人工工心瓣瓣膜、、人工工血管管、人人工骨骨、手手術(shù)縫縫合線線等。。90年年代以以后，，借助助于生生物技技術(shù)和和基因因工程程的發(fā)發(fā)展，，由無(wú)無(wú)生物物存活活性材材料擴(kuò)擴(kuò)展到到具有有生物物學(xué)功功能的的材料料領(lǐng)域域，其其基本本特征征是具具有促促進(jìn)細(xì)細(xì)胞分分化、、增殖殖、誘誘導(dǎo)組組織再再生、、參與與生命命活動(dòng)動(dòng)等功功能。。二、生生物材材料分分類按材料料屬性性分類類按材料料功能能分類類按材料料來源源分類類按使用用部位位分類類按材料料與生生體間間的相相互作作用分分類1.按按材料料屬性性分類類：：a.醫(yī)用金金屬材材料：包括不不銹鋼鋼、鈷鈷基合合金，，鈦及及合金金等，，廣泛泛應(yīng)用用于人人工假假體、、人工工關(guān)節(jié)節(jié)、醫(yī)醫(yī)療器器械等等。b.醫(yī)用無(wú)無(wú)機(jī)材材料：主要是是生物物陶瓷瓷。分分為惰性生物陶陶瓷，，如氧氧化鋁鋁生物物陶瓷瓷；表表面生生物活性陶瓷，，如磷磷酸鈣鈣基生生物陶陶瓷；；可降解解生物陶陶瓷，，如ββ-磷酸三三鈣陶陶瓷等等。c.醫(yī)用高高分子子材料料：根據(jù)來來源分分為天然的和合成的，天天然的的如多多糖類類、蛋蛋白類類，合合成的的聚氨氨酯、、聚乙乙烯、、聚乳乳酸、、聚四四氟乙乙烯等等，用用于人人體器器官、、組織織、關(guān)關(guān)節(jié)、、藥物物載體體等。。d.醫(yī)用復(fù)復(fù)合材材料：不同種種材料料的混混合或或結(jié)合合，克克服單單一材材料的的缺點(diǎn)點(diǎn)，可可獲得得性能更更優(yōu)的材料料。2.按按材料料的功功能分分類：：a.硬組織織相容容性材材料：主要用用于生生物機(jī)機(jī)體的的關(guān)節(jié)節(jié)、牙牙齒及及其他他骨組組織b.軟組織織相容容性材材料：主要用用于人人工皮皮膚、、人工工氣管管、人人工食食道等等c.血液相相容性性材料料：主要用用于人人工血血管、、人工工心臟臟、血血漿分分離膜膜、血血液灌灌流用用吸附附劑、、細(xì)胞胞培養(yǎng)養(yǎng)基材材等d.生物降降解材材料：主要用用于吸吸收型型縫合合線、、藥物物載體體、愈愈合材材料、、粘合合劑以以及組組織缺缺損用用修復(fù)復(fù)材料料。3.按按材料料來源源分類類：a.自自體組組織如如人體體聽骨骨、血血管等等替代代組織織b.同同種異異體器器官及及組織織如如不不同人人體之之間的的器官官移植植c.異異種器器官及及組織織如如動(dòng)動(dòng)物骨骨、腎腎替換換人體體器官官d.天天然生生物材材料如如動(dòng)物物骨膠膠原、、甲殼殼素、、珊瑚瑚等e.人人工合合成材材料如如各種種人工工合成成的新新型材材料4.按按使用用部位位分類類：a.硬硬組織織材料料骨骨、、牙齒齒用材材料b.軟軟組織織材料料軟軟骨骨、臟臟器用用材料料c.心心血管管材料料心心血血管以以及導(dǎo)導(dǎo)管材材料d.血血液液代代用用材材料料人人工工紅紅血血球球、、血血漿漿等等e.分分離離、、過過濾濾、、透透析析膜膜材材料料血血液液凈凈化化、、腎腎透透析析以以及及人人工工肺肺氣氣體體透透過過材材料料等等5.按按材材料料與與生生體體間間的的相相互互作作用用性性質(zhì)質(zhì)分分類類（1））生生物物惰惰性性材材料料————第第一一代代生生物物材材料料（2））生生物物活活性性材材料料和和可可降降解解生生物物材材料料————第第二二代代生生物物材材料料（3））細(xì)細(xì)胞胞與與基基因因活活性性生生物物材材料料————第第三三代代生生物物材材料料三、、生生物物材材料料的的使使用用要要求求任何何一一種種生生物物材材料料，，除除了了應(yīng)應(yīng)具具有有必必要要的的理理化化性性能能外外，，還還需需要要滿滿足足在在生生理理環(huán)環(huán)境境下下工工作作的的生生物物學(xué)學(xué)要要求求，，即即有有良良好好的的生生物物相相容容性性。。這這也也是是生生物物材材料料區(qū)區(qū)別別于于其其他他材材料料的的基基本本特特征征。。對(duì)生生物物材材料料的的要要求求是是：：⑴對(duì)于于人人體體組組織織無(wú)無(wú)刺刺激激性性，，無(wú)無(wú)毒毒副副作作用用，，無(wú)無(wú)致致癌癌性性。⑵接觸觸人人體體各各種種體體液液（（唾唾液液、、淋淋巴巴液液、、血血液液））時(shí)時(shí)，，應(yīng)應(yīng)有有良良好好的的耐耐蝕蝕性性。。唾液液、、血血液液、、間間質(zhì)質(zhì)液液都都是是以以Clˉˉ、、Na+、K+離子子為為主主的的電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶液液，，生生物物材材料料在在這這種種溶溶液液中中應(yīng)應(yīng)不不發(fā)發(fā)生生反反應(yīng)應(yīng)、、腐腐蝕蝕和和變變質(zhì)質(zhì)。。玻璃鋼人工顱蓋骨高分子與鈦合金人造髖骨⑶具有有必必要要的的強(qiáng)強(qiáng)度度、、耐耐磨磨性性和和耐耐疲疲勞勞性性能能。。如髖髖關(guān)關(guān)節(jié)節(jié)在在靜靜止止?fàn)顮顟B(tài)態(tài)承承受受體體重重的的二二分分之之一一，，水水平平步步行行時(shí)時(shí)承承受受的的重重量量為為靜靜止止時(shí)時(shí)的的3.3倍倍，，而而跑跑步步時(shí)時(shí)則則為為4倍倍以以上上。。此此外外,每每步步行行一一公公里里大大約約活活動(dòng)動(dòng)1000次次，，按按照照一一般般的的生生活活情情況況,每每年年大大約約承承受受1××106~3××106次重重復(fù)復(fù)負(fù)負(fù)荷荷的的作作用用。。⑷與生生物物體體組組織織、、與與血血液液有有相相容容性性不會(huì)會(huì)引引起起凝凝血血，，與與軟軟硬硬組組織織有有良良好好的的粘粘接接性性，，不不會(huì)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生生吸吸收收物物和和沉沉淀淀物物。。Ti-O薄膜表面血小板的形態(tài)(好)Ti-O薄膜表面血小板的形態(tài)(差)⑸耐耐滅滅菌菌消消毒毒性性能能生物物醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)材材料料及及其其制制品品需需經(jīng)經(jīng)過過消消毒毒后后方方可可使使用用，，因因此此要要求求材材料料具具有有良良好好的的耐耐滅滅菌菌消消毒毒性性能能。。常用用的的滅滅菌菌消消毒毒方方法法有有：：高高溫溫高高壓壓蒸蒸氣氣消消毒毒、、化化學(xué)學(xué)消消毒毒滅滅菌菌、、輻輻射射滅滅菌菌、、紫紫外外線線或或激激光光滅滅菌菌、、等等離離子子體體滅滅菌菌。。在在實(shí)實(shí)踐踐中中常常需需要要根根據(jù)據(jù)具具體體情情況況選選用用合合適適的的滅滅菌菌方方法法，，以以達(dá)達(dá)到到安安全全使使用用的的目目的的。。9.2硬硬組組織織材材料料硬組組織織材材料料有有人人造造骨骨、、人人造造關(guān)關(guān)節(jié)節(jié)、、假假牙牙等等。。人工工髖髖關(guān)關(guān)節(jié)節(jié)是是臨臨床床應(yīng)應(yīng)用用比比較較成成功功的的一一種種。。其其中中髖髖臼臼用用高高分分子子量量聚聚乙乙烯烯制制成成，，股股骨骨多多為為金金屬屬制制品品。。這這種種塑塑料料與與金金屬屬的的配配合合，，使使其其耐耐磨磨性性較較金金屬屬與與金金屬屬的的配配合合強(qiáng)強(qiáng)10倍倍。。常用用的的硬硬組組織織替替代代材材料料生物物金金屬屬材材料料生物物陶陶瓷瓷材材料料人工工關(guān)關(guān)節(jié)節(jié)一、、生生物物金金屬屬材材料料金屬屬材材料料雖雖種種類類很很多多，，但但能能在在人人體體生生理理環(huán)環(huán)境境條條件件下下長(zhǎng)長(zhǎng)期安安全全服服役役的的卻卻不不多多。。經(jīng)經(jīng)過過長(zhǎng)長(zhǎng)期期研研究究和和臨臨床床篩篩選選而而得得到到廣廣泛泛應(yīng)應(yīng)用用的的金金屬屬材材料料主主要要有有不銹銹鋼鋼、、鈷鈷基基合合金金、、鈦鈦及及其其合合金金、、形形狀狀記記憶憶合合金金和和貴貴金金屬屬，此此外外還還有有鉭、、鈮鈮、、鋯鋯和和磁磁性性合合金金等。。1、、不不銹銹鋼鋼不銹銹鋼鋼成成本本低低，，但但在在體體內(nèi)內(nèi)有有腐腐蝕蝕和和組組織織反反應(yīng)應(yīng)等等,不不銹銹鋼鋼中中添添加加Mo可可克克服服鉻鉻鈍鈍化化膜膜在在氧氧化化環(huán)環(huán)境境中中耐耐腐腐蝕蝕性性能能,如如加加Mo的的316、、317。。降降低低碳碳含含量量，，如如使使用用超超低低碳碳不銹鋼骨釘?shù)?16L可可防防止止晶晶間間腐腐蝕蝕.常常用用來來制制作作各各種種人人工工關(guān)關(guān)節(jié)節(jié)和和骨骨折折內(nèi)內(nèi)固固定定器器、、截截骨骨連連接接器器等等，，也也用用于于牙牙科科等等各各種種器器件件制制造造。。2、、鈷鈷基基合合金金加Mo的的鈷鈷基基合合金金，，已已用用于于生生物物體體中中。例例如如Co-Cr-Ni-Fe-Mo合合金金用用在在牙牙科科和和整整形形外外科科，，這這種種合合金金的的耐耐腐腐蝕蝕性性是是一一般般不不銹銹鋼鋼如如316的的40倍倍。。鈷基基鉻鉻鉬鉬合合金金的的生生物物相容容性性超超過過鐵鐵鉻鉻鎳鎳和和鈷鈷鉻鉻合合金金。鈷基基合合金金的的耐耐磨磨性性是是所所有有醫(yī)醫(yī)用用金金屬屬材材料料中中最最好好的的，，與與不不銹銹鋼鋼相相比比，，更更適適于于制制造造體體內(nèi)內(nèi)承承載載苛苛刻刻的的長(zhǎng)長(zhǎng)期期植植入入件件.CoCrMo合金制股骨帽3、鈦與與鈦合金金這類合金金強(qiáng)度不不如鈷合合金,但但耐腐蝕蝕性好，，與人體體組織反反應(yīng)很弱弱，鈦合合金的密密度小，，彈性模量低，，接近于天天然骨。。廣泛用于于制作各各種人工工關(guān)節(jié)、接骨板、、骨螺釘釘與骨折折固定針針等，也也用于制制作牙根根種植體體等，呈呈現(xiàn)出良良好的耐耐疲勞性性能。二、生物物陶瓷材材料生物陶瓷瓷材料在在生物體體內(nèi)極為為穩(wěn)定，，與生物物組織有有良好的的親和性性，特別別適于作作人體硬硬組織如如骨和齒齒的替換換修補(bǔ)材材料，能能與人體體骨生長(zhǎng)長(zhǎng)在一起起，形成成化學(xué)結(jié)結(jié)合。生物陶瓷中耳通氣引流管磷酸鈣陶陶瓷這種陶瓷瓷的主要要性質(zhì)是是具有生生物降解解性，并并能被人人體吸收收，羥基磷灰灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是骨組組織與牙牙組織的的無(wú)機(jī)組組成部分分，它的的單位晶晶胞與人人體骨組組織相同同,但其其性脆、、強(qiáng)度不不高，不不能直接接用于承承受載荷荷大的種種植體。羥基磷灰灰石具有有非常好好的生物物活性，，可用于于低載荷荷多孔種種植體，，當(dāng)人骨骨組織長(zhǎng)長(zhǎng)入羥基基磷灰石石孔洞中中時(shí)，可可起到加加強(qiáng)作用用。生物陶瓷人工聽小骨假體羥基磷灰灰石與聚聚合物復(fù)復(fù)合用于于人造骨骨，效果果更好，已羥基磷灰石生物活性陶瓷人工骨羥基磷灰石覆蓋鈦合金假牙有聚乙烯烯與它復(fù)復(fù)合的材材料。羥基磷灰灰石作為為金屬種種植體表表面涂層層，能大大大提高高人體骨骨長(zhǎng)入孔孔洞的速速度。采用高純純氧化鋁鋁生物陶陶瓷制備備關(guān)節(jié)頭頭，無(wú)釩釩鈦合金金制備關(guān)關(guān)節(jié)柄，，并在柄柄部涂覆覆生物活活性陶瓷瓷涂層，，有效地地解決了了人工關(guān)關(guān)節(jié)易磨磨損、生生物相容容性不佳佳、松動(dòng)動(dòng)、下沉沉等問題題，提高高了其使使用壽命命。采用羥基基磷灰石石和聚-DL-乳酸制制備成可可吸收內(nèi)內(nèi)固定材材料，抗抗彎強(qiáng)度度≥120MPa，植植入體內(nèi)內(nèi)無(wú)需二二次手術(shù)術(shù)取出，，對(duì)組織織無(wú)刺激激，能被被人體完完全吸收收，最終終代謝為為二氧化化碳、水水、鈣和和磷礦物物質(zhì)排出出體外，，部分鈣鈣和磷參參與成骨骨，無(wú)任任何毒副副作用。。適用于于人體松松質(zhì)骨骨骨折、截截骨術(shù)和和關(guān)節(jié)融融合術(shù)的的骨塊（（段）固固定。圖9-4人工聽小小骨氧化鋁聽聽小骨系系統(tǒng)提高高聽力的的能力在在音頻大大于2000Hz時(shí)開始出出現(xiàn)較大大的衰減減，而羥羥基磷灰灰石聽小小骨系統(tǒng)統(tǒng)一般在在4000Hz以上才開開始明顯顯的衰減減。采用增強(qiáng)強(qiáng)含微孔孔羥基磷磷灰石(HA)陶瓷制制成人工工聽小骨骨假體，，在語(yǔ)言言頻率范范圍，平平均提高高病人的的聽力20-30dB，在特特定語(yǔ)言言頻率范范圍提高高45～～60dB。ＨＡ制備備中耳通通氣引流流管，界界面潤(rùn)濕濕角小，，毛細(xì)管管力大，，引流效效果好，，適用于于分泌性中中耳炎患患者。置管后后患者鼓鼓膜多自自行愈合合，且能能明顯改改善聽力力，是一一種較為為理想的的通氣引引流管。。（三）人人工工關(guān)節(jié)1890年，Gluck首先先應(yīng)用象象牙制造造下頜關(guān)關(guān)節(jié)；1938年，Wiles用不不銹鋼作作髖臼與與股骨頭頭；而后后Moor開展展了人工工股骨節(jié)節(jié)置換術(shù)術(shù)；1940年年Wder兄弟弟用合成成樹脂制制造人工工關(guān)節(jié)；；1951年開始始全髖人人工關(guān)節(jié)節(jié)置換術(shù)術(shù)。1952年年Habowsh用固固定牙的的丙烯酸酸脂固定定人工髓髓關(guān)節(jié)，，由此合合成樹脂脂開始用用于人工工關(guān)節(jié)與與骨的結(jié)結(jié)合。1958年Charnhey根據(jù)重重體環(huán)境境滑潤(rùn)理理論，用用聚四氟氟乙烯髖髖臼和金金屬股骨骨頭制成成低磨擦擦的人工工關(guān)節(jié)，，接著在在1962年，，Charnley把把高密度度聚乙烯烯髖臼和和直徑為為22毫毫米的金金屬股骨骨頭組成成全髖人人工關(guān)節(jié)節(jié)，并用用骨水泥泥（甲基基丙烯酸酸脂）固固定，獲獲得較滿滿意的效效果。自自此，人人工關(guān)節(jié)節(jié)置換術(shù)術(shù)進(jìn)入實(shí)實(shí)際應(yīng)用用的新階階段。迄今已研研制出膝膝、髖、、肘、肩肩、指、、趾關(guān)節(jié)節(jié)假體用用于臨床床。歐美等發(fā)發(fā)達(dá)國(guó)家家每年僅僅全髖置置換已超超過80萬(wàn)例.我我國(guó)人工工關(guān)節(jié)置置換術(shù)達(dá)達(dá)25萬(wàn)例例。髖關(guān)節(jié)人工髖關(guān)關(guān)節(jié)磨損病因因無(wú)菌松動(dòng)動(dòng)是人工關(guān)關(guān)節(jié)置換換術(shù)后最最常見的的并發(fā)癥癥和最終終失效的的主要因因素。磨損產(chǎn)物物—磨屑屑是導(dǎo)致無(wú)無(wú)菌松動(dòng)動(dòng)的原因因。人工關(guān)節(jié)節(jié)長(zhǎng)期使使用后，，一方面面磨損后后影響置置換關(guān)節(jié)節(jié)的裝配配性能；；更重要要的是產(chǎn)產(chǎn)生大量量磨屑，，其中較較小的磨磨屑被組組織細(xì)胞胞吞噬，，較大的的磨屑被被組織細(xì)細(xì)胞包繞繞。從而而使組織織細(xì)胞激激活，并并分泌大大量溶滑性因因子，引起骨骨溶解，，導(dǎo)致人人工關(guān)節(jié)節(jié)松動(dòng)。。而松動(dòng)動(dòng)的人工工關(guān)節(jié)又又加重了了磨損，，產(chǎn)生更更多的磨磨屑，形形成惡性循環(huán)環(huán)，最終使使置換關(guān)關(guān)節(jié)失效效。9.3軟組織相相容性材材料主要用于于人工皮皮膚、人人工氣管管、人工工食道等等本節(jié)主要要介紹人人工皮膚膚人工皮膚膚Polymerscanbeusedtocreateartificialskinthatcanfacilitatethehealingofwounds,especiallyforburn-victims.Ahistologicalsectionthroughartificialskin.在膠原蛋白所做成的模皮上植入皮膚細(xì)胞，於體外培養(yǎng)后得到皮膚臨床應(yīng)用用的人工工皮膚人工皮膚人工皮的的種類很很多，臨床效果果比較好好的是復(fù)復(fù)合層人人工皮，，其內(nèi)層層為網(wǎng)狀狀聚氨酯酯海綿，能吸收收創(chuàng)面體體液并促促使?jié)B出出的血液液凝固，，外層是微微孔聚丙丙烯薄膜膜，能透過過氣體和和水汽，，細(xì)菌不不能進(jìn)入入，這種種人工皮皮來源廣廣、無(wú)抗抗原性，，缺點(diǎn)是是彈性差差。水凝膠類類人工皮皮又稱凍凍膠，是是親水性性聚合物物或水溶溶脹性聚聚合物，，其粘附附性能較較好。例如,氧氧化乙烯烯-氧化化丙烯的的共聚物物凝膠可可先制成成溶液；；將溶液液涂在創(chuàng)創(chuàng)面上于于人造皮膚體溫下固固化為人人工皮。。這種凝凝膠含水水量達(dá)80%，，能幫助助維持體體液平衡衡，加入入消炎藥藥和維生生素等藥藥物后還還能促進(jìn)進(jìn)創(chuàng)面愈愈合。發(fā)展：隨著組織織工程學(xué)學(xué)科的出出現(xiàn)和發(fā)發(fā)展，人人工皮膚膚的研究究從原來來單純的的創(chuàng)傷敷敷料和人人工皮膚膚向活性性人工皮皮膚的方方向發(fā)展展?；钚孕匀斯ててつw不僅僅包覆在在創(chuàng)傷表表面，保保護(hù)創(chuàng)面面，防毒毒殺毒，，促進(jìn)皮皮膚的恢恢復(fù)和生生長(zhǎng)，而而且組織織支架材材料中的的活性細(xì)胞胞能誘導(dǎo)分分化細(xì)胞胞，使活活性人工工皮膚能能完全永永久地代代替已損損傷和喪喪失的皮皮膚?，F(xiàn)在，已已研究出出可以永永久替代代人皮膚膚的活性性人工皮皮膚，并并已應(yīng)用用到臨床床。國(guó)家““863””高科科技計(jì)計(jì)劃的的絲蛋蛋白人人工皮皮膚研研制成成功2003.10.3115:15被列入入國(guó)家家“863”高高科技技計(jì)劃劃的絲蛋白白人工工皮膚膚，經(jīng)蘇州大大學(xué)和和上海海第二二醫(yī)科科大學(xué)學(xué)附屬屬瑞金金醫(yī)院院科研人人員的的聯(lián)合合攻關(guān)關(guān)研制制成功功，并并于近近日通通過省省科技技廳組組織的的國(guó)內(nèi)內(nèi)外專專家鑒鑒定。。絲蛋白白人工工皮膚膚采用用組織織工程程這一一高新新科技技原理理，以以天然然蠶絲絲蛋白白為主主要原原料研研制而而成，，通過過將種種子細(xì)細(xì)胞（（表皮皮細(xì)胞胞）播播種在在人工工真皮皮上，，經(jīng)體體外培培養(yǎng)后后，““生長(zhǎng)長(zhǎng)”出出一種種新皮皮膚。。隨隨著著醫(yī)學(xué)學(xué)發(fā)展展，人人們相相信不不久的的將來來，人人工皮皮膚便便可像像機(jī)器器零件件一樣樣，擺擺在““商店店”的的柜臺(tái)臺(tái)上，，用來來更換換損壞壞的皮皮膚組組織。。日本東東京大大學(xué)生生產(chǎn)技技術(shù)研研究所所日前前開發(fā)發(fā)出柔柔軟的的電子子人工工皮膚膚。主主要面面向機(jī)機(jī)器人人等領(lǐng)領(lǐng)域。?！办`靈敏度度有望望接近近于人人的皮皮膚””（東東京大大學(xué)））。大大約有有1000個(gè)痛痛點(diǎn)的的人造造皮膚膚，具具有壓壓感的的基本本反應(yīng)應(yīng)。9.4血血液液相容容性材材料血液相相容性性材料料人工心心臟人工心心臟瓣瓣膜（一））血液液相容容性材材料血液相相容性性材料料具有有微相相分離離結(jié)構(gòu)構(gòu)和表表面接接枝親親水性性鏈段段或基基團(tuán)，，表現(xiàn)現(xiàn)出良良好的的血液液相容容性。。主要包包括聚氨酯酯／聚聚二甲甲基硅硅氧烷烷、聚聚苯乙乙烯／／聚甲甲基丙丙烯酸酸羥乙乙酯、、含聚聚氧乙乙烯鏈鏈的聚聚合物物、肝肝素化化材料料、尿尿酶固固定化化材料料、骨骨膠原原材料料等。。主要應(yīng)應(yīng)用于于人工血血管、、人工工心臟臟、血血漿分分離膜膜、血血液灌灌流用用吸附附劑、、細(xì)胞胞培養(yǎng)養(yǎng)基材材等。。（二））人工工心臟臟人工心心臟是是推動(dòng)動(dòng)血液液循環(huán)環(huán),完完全替替代或或部分分替代代人體體心臟臟功能能的機(jī)機(jī)械心心臟。。在人人體心心臟因因疾患患而嚴(yán)嚴(yán)重衰衰竭時(shí)時(shí)，植植入人人工心心臟暫暫時(shí)輔輔助或或永久久替代代人體體心臟臟的功功能，，推動(dòng)動(dòng)血液液循環(huán)環(huán)。人工心臟人工心心臟無(wú)線人工心臟植入病人體內(nèi)的完整人工心臟1957年年，威威廉··科爾爾夫制制造了了第一一個(gè)人人工腎腎臟。。植入入狗的的身體體里，，一個(gè)個(gè)半小小時(shí)后后狗就就死了了。羅伯特特·亞亞爾維維克在1970年研制制出了了另一一個(gè)人人工心心臟““亞爾維維克7”。。用玻玻璃纖纖維和和聚氨氨酯制制成，，用壓壓縮空空氣驅(qū)驅(qū)動(dòng)血血液流流向全全身。。亞爾爾維克克將人人工心心臟在在幾頭頭小牛牛身上上做了了試驗(yàn)驗(yàn)，但但因?yàn)闉檫@個(gè)個(gè)人工工心臟臟不能能伴隨隨著小小牛的的生長(zhǎng)長(zhǎng)而生生長(zhǎng)。。大約約66天后后所有有的小小牛都都死了了。這這個(gè)心心臟可可以跳跳動(dòng)30億億次。。1982年美國(guó)國(guó)猶太太大學(xué)學(xué)醫(yī)學(xué)學(xué)中心心Devries首次為為6l歲患嚴(yán)嚴(yán)重心心臟衰衰竭的的克拉拉克先先生成成功地地進(jìn)行行了人人工心心臟移移植。。靠這這顆重重300g的Jarvik-7型人人工工心心臟臟，，他他生生活活了了112天，，成成為為世世界界醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)史史上上的的一一個(gè)個(gè)重重要要的的里里程程碑碑。。借助助一一個(gè)個(gè)新新的的心心臟臟，，威威廉廉··施施羅羅德德活活了了20個(gè)個(gè)月月，，是是當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)植植入入人人工工心心臟臟的的人人中中活活得得最最長(zhǎng)長(zhǎng)的的一一個(gè)個(gè)。。然然而而，，當(dāng)當(dāng)人人們們從從電電視視看看到到施施羅羅德德遭遭受受了了如如此此巨巨大大的的痛痛苦苦時(shí)時(shí)，，他他們們被被震震驚驚了了。。人人工工心心臟臟隨隨后后在在美美國(guó)國(guó)被被禁禁止止使使用用。。

2003.8.30.，，美美國(guó)國(guó)肯肯塔塔基基州州路路易易斯斯維維爾爾的的猶猶太太醫(yī)醫(yī)院院公公布布了了一一張張世世界界上上第第一一個(gè)個(gè)接接受受全全植植入入式式人人工工心心臟臟移移植植手手術(shù)術(shù)的的病病人人羅羅伯伯特特··圖圖爾爾斯斯的的最最新新照照片片。。目目前前圖圖爾爾斯斯?fàn)顮顩r況良良好好，，他他常常常常走走出出病病房房，，進(jìn)進(jìn)行行短短距距離離散散步步。。醫(yī)醫(yī)護(hù)護(hù)人人員員準(zhǔn)準(zhǔn)備備舉舉行行一一個(gè)個(gè)小小型型的的派派對(duì)對(duì)，，慶慶祝祝他他順順利利度度過過術(shù)術(shù)后后60天天。。﹕「「最最重重要要的的是是要要適適應(yīng)應(yīng)沒沒有有心心跳跳的的日日子子。。唯唯一一能能聽聽到到的的是是馬馬達(dá)達(dá)的的聲聲音音，，不不用用聽聽筒筒也也聽聽得得到到，，這這讓讓我我感感到到自自己己仍仍生生存存。?！埂谷斯すば男呐K臟的的關(guān)關(guān)鍵鍵是是血泵泵，血血泵泵材材料料的的種種類類和和性性能能決決定定其其使使用用壽壽命命：：無(wú)毒毒、、無(wú)無(wú)菌菌、、無(wú)無(wú)熱熱源源、、不不致致敏敏、、不不致致畸畸變變、、不不致致癌癌、、優(yōu)優(yōu)異異的的耐耐曲曲撓撓性性能能、、耐耐疲疲勞勞強(qiáng)強(qiáng)度度和和抗抗血血栓栓性性。。臨床床應(yīng)應(yīng)用用以以聚氨氨酯酯材材料料為主主。。但聚聚氨氨酯酯長(zhǎng)長(zhǎng)期期植植入入后后血血液液中中鈣沉積易引引起泵體損損傷的問題尚未未得到徹底底的解決。。目前，組組織工程正正在研究使使用仿生材材料解決這這一問題。。（三）人工工心臟瓣膜膜據(jù)1992年數(shù)據(jù)，，世界上每每年約進(jìn)行行十萬(wàn)例人人工心臟瓣瓣膜置換術(shù)術(shù)，需求市市場(chǎng)正以每每年6.9%的速度度增長(zhǎng)。在在我國(guó)，心心臟瓣膜疾疾病約占心心血管疾病病患者的30%，，據(jù)統(tǒng)計(jì)我我國(guó)每年有有十萬(wàn)以上上危重病人人必須施行行人工心臟臟瓣膜置換換術(shù)以挽救救生命。心臟瓣膜是是左心室內(nèi)內(nèi)與主動(dòng)脈脈之間的一一個(gè)重要器器官，正常常時(shí)承擔(dān)““單向閥門門”的功能能，只允許許血流朝規(guī)規(guī)定的方向向流動(dòng)，阻阻止血液回回流，并有有足夠大小小的口徑，，使血液通通過時(shí)無(wú)阻阻力。若瓣瓣膜發(fā)生炎炎癥或先天天發(fā)育不全全或退行性性病變，瓣瓣膜口徑會(huì)會(huì)縮小或關(guān)關(guān)閉不全，，血流通過過瓣口時(shí)就就會(huì)受阻或或形成返流流，使心臟臟泵出血液液的效率降降低，負(fù)荷荷加重，嚴(yán)嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致致心衰，甚甚至死亡。。目前臨床上上使用的人人造心臟瓣瓣膜主要分分生物瓣膜膜與機(jī)械瓣瓣膜兩種。。生物瓣膜膜由于使用用壽命僅８８年至１００年左右，，一般較少少使用。臨臨床中使用用較多的是是機(jī)械性瓣瓣膜。低溫各向同同性熱解碳碳（簡(jiǎn)稱熱解解碳）自七七十年代末末應(yīng)用于人人工心臟瓣瓣膜以來，，一直是國(guó)國(guó)際公認(rèn)的的抗凝血性性最好的材材料，但是是其制作的的全熱解碳碳雙葉機(jī)械械瓣的血液液相容性仍仍顯不足，，不能完全全滿足臨床床性能要求求。西南交通大大學(xué)材料系系生物材料料研究室進(jìn)進(jìn)行了Ti-O系系人工心臟瓣瓣膜材料的的合成及優(yōu)優(yōu)化，成功功研究出了了血液相容容性顯著優(yōu)優(yōu)于熱解碳碳且具有優(yōu)優(yōu)異的力學(xué)學(xué)耐久性的的新型人工工心臟瓣膜膜材料?？煽赏卣箲?yīng)用用于其他人人工器官（（如：血管管內(nèi)支撐，，人工心臟臟，左心輔輔助泵等））介入導(dǎo)管表面改性單單葉心臟瓣瓣膜表面改性的的心臟瓣膜膜的瓣環(huán)沒有改性的的瓣環(huán)（表表面形成血血栓）9.5生生物降解解材料生物降解支支架（β-磷酸三鈣）納米藥物載載體（納米藥、納納米磁性顆顆粒）生物降解材材料：是一類在生生物機(jī)體中中，在體液液及其酸、、核酸作用用下，材料料不斷降解解被機(jī)體吸收，或排出體外，最終終所植入的的材料完全被新生生組織取代代的天然或合合成的生物物醫(yī)用材料料。包括β-磷酸三鈣、、硫酸鈣生生物陶瓷和和聚氨基酸、、聚酯、甲甲殼素、骨骨膠原／明明膠等高分分子材料。。一、生物降降解支架生物可吸收收陶瓷材料料，植入骨骨組織后，，材料通過過體液溶解解吸收或被被代謝系統(tǒng)統(tǒng)排出體外外，最終使使缺損的部部位完全被被新生的骨骨組織所取取代，而植植入的生物物可降解材材料只起到到臨時(shí)支架架作用。主要構(gòu)成：：β-磷酸三鈣和和硫酸鈣生生物陶瓷β-TCP多孔生物物陶瓷在體體內(nèi)的降解解主要有兩兩個(gè)途徑：：體液的溶溶解和細(xì)胞胞(主要是是破骨細(xì)胞胞和巨噬細(xì)細(xì)胞)的吞吞噬和吸收收。降解過程：：材料在體體液作用下下，粘結(jié)劑劑發(fā)生水解解，使材料料分離成顆顆粒、分子子或離子。。解體形成成的小顆粒粒不斷被細(xì)細(xì)胞吞噬、、吸收，其其代謝產(chǎn)物物可參與新新骨形成，，從而完成成了由無(wú)生生命材料轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩M織的的一部分的的過程。下圖為β-TCP生物陶瓷瓷的體內(nèi)降降解模型：：圖9-5β-TCP陶瓷的體內(nèi)內(nèi)降解模型型清華大學(xué)教教授歷時(shí)六六載研制納納米米人工骨投投入臨床清華大學(xué)材材料系崔福福齋教授課課題組歷時(shí)時(shí)6年多研研制成功““NB系列列納米晶膠膠原基骨材材料”，它它與原有傳傳統(tǒng)人工骨骨材料的最最大區(qū)別在在于修復(fù)后后的骨頭和和人體骨完完全一樣，，不會(huì)在體體內(nèi)留下植植入物。崔福齋教授授介紹說：：植入納米米