人類利用生物醫(yī)用材料的歷史與人類歷史一樣漫長,。自從有了人類,人們就不斷地與各種疾病作斗爭,,生物醫(yī)用材料是人類同疾病作斗爭的有效工具之一,。根據(jù)中國報告大廳的整理,生物醫(yī)用材料的行業(yè)定義及分類分析詳情如下:9 c* \9 W7 i D4 _- }: j
1)生物醫(yī)用材料行業(yè)定義
. {' \3 m, l& _" s( J' T7 r 生物醫(yī)用材料(Biomedical Materials)是用來對生物體進行診斷,、治療,、修復(fù)或替換其病損組織、器官或增進其功能的材料,。它是研究人工器官和醫(yī)療器械的基礎(chǔ),已成為當代材料學(xué)科的重要分支,,尤其是隨著生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展和重大突破,,生物醫(yī)用材料已成為各國科學(xué)家競相進行研究和開發(fā)的熱點。
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2)生物醫(yī)用材料的分類
; \3 `! [8 E0 X1 P 生物醫(yī)用材料按用途可分為骨,、牙,、關(guān)節(jié),、肌腱等骨骼-肌肉系統(tǒng)修復(fù)材料,皮膚,、乳房,、食道、呼吸道,、膀胱等軟組織材料,,人工心瓣膜、血管,、心血管內(nèi)插管等心血管系統(tǒng)材料,,血液凈化膜和分離膜、氣體選擇性透過膜,、角膜接觸鏡等醫(yī)用膜材料,,組織粘合劑和縫線材料,藥物釋放載體材料,,臨床診斷及生物傳感器材料,,齒科材料等。 / u X/ o) d: K! v- u' u: C
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據(jù)中國報告大廳發(fā)布的生物醫(yī)用材料行業(yè)市場調(diào)查分析報告顯示,,生物醫(yī)用材料按按材料在生理環(huán)境中的生物化學(xué)反應(yīng)水平分為惰性生物醫(yī)用材料,、活性生物醫(yī)用材料、可降解和吸收的生物醫(yī)用材料,。 ' f, u6 x; P' m9 q$ f+ w' p
- b2 U. D% w( k+ Q1 w# x* { 3)生物醫(yī)用材料按材料的組成和性質(zhì)可以分類如下:
6 c+ b% \$ g5 v# z! w- 生物醫(yī)用金屬材料 ' a: U" F" D5 h* c
生物醫(yī)用金屬材料是用作生物醫(yī)用材料的金屬或合金,,又稱外科用金屬材料或醫(yī)用金屬材料,是一類惰性材料,。這類材料具有高的機械強度和抗疲勞性能,,是臨床應(yīng)用最廣泛的承力植入材料。該類材料的應(yīng)用非常廣泛,,遍及硬組織,、軟組織、人工器官和外科輔助器材等各個方面,。除了要求它具有良好的力學(xué)性能及相關(guān)的物理性質(zhì)外,,優(yōu)良的抗生理腐蝕性和生物相容性也是其必須具備的條件。醫(yī)用金屬材料應(yīng)用中的主要問題是由于生理環(huán)境的腐蝕而造成的金屬離子向周圍組織擴散及植入材料自身性質(zhì)的退變,,前者可能導(dǎo)致毒副作用,,后者常常導(dǎo)致植入的失敗。已經(jīng)用于臨床的醫(yī)用金屬材料主要有純金屬鈦,、鉭,、鈮、鋯等,、不銹鋼,、鈷基合金和鈦基合金等,。
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) r9 C0 Y/ s; m. K- 生物醫(yī)用無機非金屬材料或稱為生物陶瓷 / N3 J$ N$ o' `2 i
包括陶瓷、玻璃,、碳素等無機非金屬材料,。此類材料化學(xué)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,。 8 ?! C& b: P7 y+ w0 Y# P/ m3 I" y
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- 生物醫(yī)用高分子材料 4 u; R( d7 ?+ ?) ^
醫(yī)用高分子材料是生物醫(yī)用材料中發(fā)展最早,、應(yīng)用最廣泛、用量最大的材料,,也是一個正在迅速發(fā)展的領(lǐng)域,。它有天然產(chǎn)物和人工合成兩個來源。該材料除應(yīng)滿足一般的物理,、化學(xué)性能要求外,,還必須具有足夠好的生物相容性。按性質(zhì)醫(yī)用高分子材料可分為非降解型和可生物降解型兩類,。對于前者,,要求其在生物環(huán)境中能長期保持穩(wěn)定,不發(fā)生降解,、交聯(lián)或物理磨損等,,并具有良好的物理機械性能。并不要求它絕對穩(wěn)定,,但是要求其本身和少量的降解產(chǎn)物不對機體產(chǎn)生明顯的毒副作用,,同時材料不致發(fā)生災(zāi)難性破壞。該類材料主要用于人體軟,、硬組織修復(fù)體,、人工器官、人造血管,、接觸鏡,、膜材、粘接劑和管腔制品等方面,。這類材料主要包括聚乙烯,、聚丙烯、聚丙烯酸酯,、芳香聚酯,、聚硅氧烷、聚甲醛等。而可降解型高分子主要包括膠原,、線性脂肪族聚酯、甲殼素,、纖維素,、聚氨基酸、聚乙烯醇,、聚己丙酯等,。它們可在生物環(huán)境作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞和性能蛻變,其降解產(chǎn)物能通過正常的新陳代謝或被機體吸收利用或被排出體外,,主要用于藥物釋放和送達載體及非永久性植入裝置,。按使用的目的或用途,醫(yī)用高分子材料還可分為心血管系統(tǒng),、軟組織及硬組織等修復(fù)材料,。用于心血管系統(tǒng)的醫(yī)用高分子材料應(yīng)當著重要求其抗凝血性好,不破壞紅細胞,、血小板,,不改變血液中的蛋白并不干擾電解質(zhì)等。
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- 生物醫(yī)用復(fù)合材料 8 }0 z% k! _3 g- r/ }1 B c
生物醫(yī)用復(fù)合材料又稱為生物復(fù)合材料,,它是由兩種或兩種以上不同材料復(fù)合而成的生物醫(yī)用材料,,并且與其所有單體的性能相比,復(fù)合材料的性能都有較大程度的提高的材料,。制備該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,。該類材料主要用于修復(fù)或替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的制造,。它除應(yīng)具有預(yù)期的物理化學(xué)性質(zhì)之外,,還必須滿足生物相容性的要求。這里不僅要求組分材料自身必須滿足生物相容性要求,,而且復(fù)合之后不允許出現(xiàn)有損材料生物學(xué)性能的性質(zhì),。按基材分生物復(fù)合材料可分為高分子基、金屬基和無機非金屬三類,。它們既可以作為生物復(fù)合材料的基材,,又可作為增強體或填料,它們之間的相互搭配或組合形成了大量性質(zhì)各異的生物醫(yī)用復(fù)合材料,。利用生物技術(shù),,一些活體組織、細胞和誘導(dǎo)組織再生的生長因子被引入了生物醫(yī)用材料,,大大改善了其生物學(xué)性能,,并可使其具有藥物治療功能,已成為生物醫(yī)用材料的一個十分重要的發(fā)展方向,。根據(jù)材料植入體內(nèi)后引起的組織反應(yīng)類型和水平,,它又可分為生物惰性的,、生物活性的、可生物降解和吸收等幾種類型,。人和動物中絕大多數(shù)組織均可視為復(fù)合材料,,生物醫(yī)用復(fù)合材料的發(fā)展為獲得真正仿生的生物材料開辟了廣闊的途徑。
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- 生物衍生材料 1 M; y) ?! l* p1 ~- u0 O
生物衍生材料是由經(jīng)過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫(yī)用材料,。也稱為生物再生材料,。生物組織可取自同種或異種動物體的組織。特殊處理包括維持組織原有構(gòu)型而進行的固定,、滅菌和消除抗原性的輕微處理,,以及拆散原有構(gòu)型、重建新的物理形態(tài)的強烈處理,。由于經(jīng)過處理的生物組織已失去生命力,,生物衍生材料是無生命力的材料。但是,,由于生物衍生材料或是具有類似于自然組織的構(gòu)型和功能,,或是其組成類似于自然組織,在維持人體動態(tài)過程的修復(fù)和替換中具有重要作用,。主要用于人工心瓣膜,、血管修復(fù)體、皮膚掩膜,、纖維蛋白制品,、骨修復(fù)體、鞏膜修復(fù)體,、鼻種植體,、血液唧筒、血漿增強劑和血液透析膜等,。3 E( a8 X7 d, [' }* u {/ _
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