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生物醫學材料包括哪些內容

發布時間:2022-09-23 08:33:49

㈠ 生物材料都有那些

按材料功能劃分:
*1、血液相容性材料 如人工瓣膜、人工氣管、人工心臟、血漿分離膜、血液灌流用吸附劑、細胞培養基材等;
*2、軟組織相容性材料 如隱形眼睛片的高分子材料,人工晶狀體、聚硅氧烷、聚氨基酸等,用於人工皮膚、人工氣管、人工食道、人工輸尿管、軟組織修補等領域;
*3、硬組織相容性材料 如醫用金屬、聚乙烯、生物陶瓷等,關節、牙齒、其它骨骼等;
*4、生物降解材料 如甲殼素、聚乳酸等,用於縫合線、葯物載體、粘合劑等;
*5、高分子葯物多肽、胰島素、人工合成疫苗等,用於糖尿病、心血管、癌症以及炎症等.
按材料來源分類:
*1、自體材料
*2、同種異體器官及組織;
*3、異體器官及組織;
*4、人工合成材料;
*5、天然材料
根據組成和性質分為:
* 1、生物醫用金屬材料
* 2、醫用高分子材料
* 3、醫用無機非金屬材料
生物醫用金屬材料
較優秀的生物醫用金屬材料有,醫用不銹鋼、鈷基合金、鈦及鈦合金、鎳鈦形狀記憶合金、金銀等貴重金屬、銀汞合金、鉭、鈮等金屬和合金.
⑴醫用不銹鋼
具有一定的耐腐蝕性和良好的綜合力學性能,且加工工藝簡便,是生物醫用金屬材料中應用最多,最廣的材料.
常用鋼種有US304、316、316 L、317、317L等.
醫用不銹鋼植入活體後,可能發生點蝕,偶爾也產生應力腐蝕和腐蝕疲勞.醫用不銹鋼臨床前消毒、電解拋光和鈍化處理,可提高耐蝕性.
醫用不銹鋼在骨外科和齒科中應用較多.
⑵鈷基合金
鈷基合金人體內一般保持鈍化狀態,與不銹鋼比較,鈷基合金鈍化膜更穩定,耐蝕性更好.在所有醫用金屬材料中,其耐磨性最好,適合於製造體內承載苛刻的長期植入件.
在整形外科中,用於製造人工髖關節、膝關節以及接骨板、骨釘、關節扣釘和骨針等.在心臟外科中,用於製造人工心臟瓣膜等.
⑶醫用鈦和鈦合金
不僅具有良好的力學性能,而且在生理環境下具有良好的生物相容性.由於其比重小,彈性模量較其他金屬更接近天然骨,故廣泛應用於製造各種能、膝、肘、肩等人造關節.此外,鈦合金還用於心血管系統.鈦合金耐磨性能不理想,且存在咬合現象,限制了其使用范圍.
生物醫用高分子
按應用對象和材料物理性能分為軟組織材料、硬組織材料和生物降解材料.其可滿足人體組織器官的部分要求,因而在醫學上受到廣泛重視.目前已有數十種高分子材料適用於人體的植入材料.
* 軟組織材料:故主要用作為軟組織材料,特別 是人工臟器的膜和管材.聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、硅橡膠膜和管,可用於製造人工肺、腎、心臟、喉頭、氣管、膽管、角膜.聚酯纖維可用於製造血管、腹膜等.
* 硬組織材料:丙烯酸高分子(即骨水泥)、聚碳酸醋、超高分子量聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、尼龍、硅橡膠等可用於製造人工骨和人工關節.
* 降解材料:脂肪族聚醋具有生物降解特性,已用於可接收性手術縫線.
生物醫用無機非金屬材料
生物無機材料主要包括生物陶瓷、生物玻璃和醫用碳素材料.
按植入生物活體內引起的組織與材料反應,生物陶瓷分為:
⑴近於惰性的生物陶瓷,如氧化鋁生物陶瓷、氧化鋯生物陶瓷、硼硅酸玻璃;
⑵表面活性生物陶瓷,如磷酸鈣基生物陶瓷、生物活性玻璃陶瓷;
⑶可吸收性生物陶瓷,如偏磷酸三鈣生物陶瓷、硫酸鈣生物陶瓷.
生物活性玻璃陶瓷植入活體後,能夠與體液發生化學反應,並在組織表面生成羚基磷灰石層,故可用於人工種植牙根、牙冠、骨充填料和塗層材料.
與自然骨比較,生物活性玻璃陶瓷雖然具有較高的強度,但韌性較差,彈性模量過高,易脆斷,在生理環境中抗疲勞性能較差,目前還不能直接用於承力較大的人工骨.
醫用碳素材料:具有接近於自然骨的彈性模量.
醫用碳素材料疲勞性能最優,強度不隨循環載荷作用而下降.無序堆垛的碳材料耐磨性理想.
醫用碳素材料在生理環境中較穩定,近於惰性,具有較好的生物相容性,不會引起凝血和溶血反應,特別適合於在生理環境中使用.
醫用碳材料已大量用於心血管系統的修復,如人工心臟瓣膜、人工血管.還可作為金屬和聚合物的塗層材料.
生物醫用復合材料
生物醫用復合材料是由二種或二種以上不同材料復合而成的.
按基材分為:高分子基、陶瓷基、金屬基等生物醫用復合材料.
按增強體形態和性質分為纖維增強、顆粒增強、生物活性物質充填生物醫用復合材料.
按材料植入體內後引起的組織與材料反應分為:生物惰性、生物活性和可吸收性生物醫用復合材料.[1]

㈡ 生物醫用材料大致可分為哪三類

生物材料應用廣泛,品種很多,有不同的分類方法。通常是按材料屬性分為:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他醫用合成塑料和橡膠等)、天然高分子材料(如膠原、絲蛋白、纖維素、殼聚糖等)、金屬與合金材料(如欽金屬及其合金等)、無機材料(生物活性陶瓷,羥基磷灰石等)、復合材料(碳纖維/聚合物、玻璃纖維/聚合物等)。根據材料的用途,這些材料又可以分為生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料。這些材料通過長期植入、短期植入、表面修復分別用於硬組織和軟組織修復與替換。生物醫用材料由於直接用於人體或與人體健康密切相關,對其使用有嚴格要求。首先,生物醫用材料應具有良好的血液相容性和組織相容性。其次,要求耐生物老化。即對長期植入的材料,其生物穩定性要好;對於暫時植入的材料,耍求在確定時間內降解為可被人體吸收或代謝的無毒單體或片斷。還要求物理和力學性質穩定、易於加工成型、價格適當。便於消毒滅茵、無毒無熱源、不致癌不致畸也是必須考慮的。對於不同用途的材料,其要求各有側重。

㈢ 生物醫學高分子材料的分類和應用是什麼

生物醫學高分子簡稱醫用高分子,是一類令人矚目的功能高分子材料。它已滲入到醫學和生命科學的各個領域並應用於臨床的診斷與治療。特別是直接與體液接觸的或可植入體內的所謂「生物材料」,它們必須無毒,有良好的生物相容性和穩定性,有足夠的機械強度,而且易於加工、消毒。

生物醫學高分子材料作為生物醫學材料的高分子及其復合材料,又稱醫用高分子材料。可來自人工合成,也可來自天然產物,除應滿足一般物理、化學性能要求外,還必須滿足生物相容性要求。醫用高分子按性質可分為非降解型和可生物降解型。非降解型高分子包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等,要求其在生物環境中能長期保持穩定,不發生降解、交聯或物理磨損等,並具有良好的物理機械性能,雖然不存在絕對穩定的聚合物,但是要求其本身和降解產物不對機體產生明顯的有毒副作用,同時材料不致災難性破壞。生物降解型高分子包括膠原、線性脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己內酯等,可在生態環境作用下發生結構破壞和性能蛻變,其降解產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,主要用於葯物釋放和送達載體及非永久性植入裝置。

醫用高分子材料製品種類繁多。從天靈蓋到腳趾骨,從內臟到皮膚,從血液到五官都已有人工的高分子代用品。與此同時,高分子葯物及固定化酶、人工細胞、標記細胞、免疫吸附劑等也在迅速發展。目前全世界每年生產的醫用高分子材料包括醫療用品在內多達800萬噸,價值30億美元。

人工心臟

生物材料是指與體液接觸的異體材料,除少數金屬、陶瓷和碳素外,絕大部分是橡膠、纖維、模製塑料等合成高分子材料。以它們為原材料制出的人工臟器,即具有部分或全部代替人體某一器官功能的器件,有的只需在體內短期使用,如插入器件(導液管等),有的則需在體內停留較長時間,甚至整個生命期。因此對這類材料有嚴格的要求:①必須無毒,而且是化學惰性的。②與人體組織和血液相容性要好,不引起刺激、炎症、致癌和過敏等反應。③有所需的物理性能(尺寸、強度、彈性、滲透性等),並能在使用期間保持其不變。④容易制備、純化、加工和消毒。

醫用硅橡膠導管

生物高分子材料可以粗略地分為3大類:軟性即橡膠狀聚合物、半結晶聚合物和其他有關聚合物(見下表)。醫用硅橡膠是最早也是最成功的商品化醫用高分子材料之一。

主要的軟性生物高分子材料

主要的半結晶生物高分子材料

其他有關聚合物

上面三個表中列舉的是有關主要材料的主幹結構類別,事實上往往任何單一的聚合物都難以滿足對生物材料的所有要求,因而又不得不採用共聚、接枝、交聯以及表面化學修飾等多種手段(統稱為改性),以製成各種復合材料,使其性能盡可能滿足使用的特殊需要。

㈣ 生物材料都有那些

生物材料用於人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料,即用於取代、修復活組織的天然或人造材料。包括金屬材料(如鹼金屬及其合金等)、無機材料(生物活性陶瓷,羥基磷灰石等)和有機材料三大類。有機材料中主要是高分子聚合物材料,高分子材料通常按材料屬性分為合成高分子材料(聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他醫用合成塑料和橡膠等)、天然高分子材料(如膠原、絲蛋白、纖維素、殼聚糖等);

㈤ 生物醫用材料的生物醫用材料的分類

生物醫用材料按用途可分為骨、牙、關節、肌腱等骨骼-肌肉系統修復材料,皮膚、乳房、食道、呼吸道、膀胱等軟組織材料,人工心瓣膜、血管、心血管內插管等心血管系統材料,血液凈化膜和分離膜、氣體選擇性透過膜、角膜接觸鏡等醫用膜材料,組織粘合劑和縫線材料,葯物釋放載體材料,臨床診斷及生物感測器材料,齒科材料等。
生物醫用材料按按材料在生理環境中的生物化學反應水平分為惰性生物醫用材料、活性生物醫用材料、可降解和吸收的生物醫用材料。
生物醫用材料按材料的組成和性質可以分類如下: 生物衍生材料是由經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫用材料。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,以及拆散原有構型、重建新的物理形態的強烈處理。由於經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,由於生物衍生材料或是具有類似於自然組織的構型和功能,或是其組成類似於自然組織,在維持人體動態過程的修復和替換中具有重要作用。主要用於人工心瓣膜、血管修復體、皮膚掩膜、纖維蛋白製品、骨修復體、鞏膜修復體、鼻種植體、血液唧筒、血漿增強劑和血液透析膜等。

㈥ 生物醫學材料的基本要求是什麼

生物醫學材料基本的要求:無毒性,不致癌,不致畸,不引起人體細胞的突發和組織細胞的反應;與人體組織相容性好,不引起中毒、溶血凝血、發熱和過敏等現象;

化學性質穩定,抗體液、血液及酶的作用;具有與天然組織相適應的物理機械特性;針對不同的使用目的具有特定的功能。

生物醫用材料是一類用於診斷、治療、修復和替換人體組織、器官或增進其功能的新型高技術材料,涉及學科較為廣泛,學科交叉較深;

(6)生物醫學材料包括哪些內容擴展閱讀:

生物材料的發展綜合體現了材料學、生物學、醫學等多個領域科學與工程技術的水平。同時,生物再生材料產業作為材料科學、生物技術、臨床醫學的前沿和重點發展領域,以及整個生物醫學工程的基礎,已發展為整個經濟體系中最具活力的產業之一。

其不僅是構成現代醫學基礎的生物醫學工程和生物技術的重要基礎,且對材料科學和生命科學等相關學科的發展有重要的促進作用。

㈦ 什麼是生物醫學材料

生物醫學材料(又稱生物材料),是指用以和生物系統結合,以診斷、治療或替換機體中的組織、器官或增進其功能的材料。這是一項典型的跨學科的工作,它將由醫學家提出建議與要求,材料學家進行材料設計與研製,整個研究過程必須由兩方面的科學家緊密合作才能奏效。[1]
生物材料是用於人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料,即用於取代、修復活組織的天然或人造材料,其作用葯物不可替代。生物材料能執行、增進或替換因疾病、損傷等失去的某種功能,而不能恢復缺陷部位。這是一項典型的跨學科的工作,它將由醫學家提出建議與要求,材料學家進行材料設計與研製,整個研究過程必須由兩方面的科學家緊密合作才能奏效。

㈧ 生物醫用材料大致可分為哪三類

生物材料應用廣泛,品種很多,有不同的分類方法.通常是按材料屬性分為:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他醫用合成塑料和橡膠等)、天然高分子材料(如膠原、絲蛋白、纖維素、殼聚糖等)、金屬與合金材料(如欽金屬及其合金等)、無機材料(生物活性陶瓷,羥基磷灰石等)、復合材料(碳纖維/聚合物、玻璃纖維/聚合物等).根據材料的用途,這些材料又可以分為生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料.這些材料通過長期植入、短期植入、表面修復分別用於硬組織和軟組織修復與替換.生物醫用材料由於直接用於人體或與人體健康密切相關,對其使用有嚴格要求.首先,生物醫用材料應具有良好的血液相容性和組織相容性.其次,要求耐生物老化.即對長期植入的材料,其生物穩定性要好;對於暫時植入的材料,耍求在確定時間內降解為可被人體吸收或代謝的無毒單體或片斷.還要求物理和力學性質穩定、易於加工成型、價格適當.便於消毒滅茵、無毒無熱源、不致癌不致畸也是必須考慮的.對於不同用途的材料,其要求各有側重.

㈨ 為人類造福的生物醫學材料有哪些

當一個人發生骨折時,醫生要用石膏為他固定患處;而患了齟齒時,則要用光固性高分子修補材料補上齟洞;而進行X光透視時所服用的鋇餐,對很多人而言也不陌生。這些材料都是生物醫學材料,又稱生物材料,是用以和生物系統結合,以診斷、治療或替換機體中的組織、器官或增進其功能。

生物醫學材料有很多種類,它可以是天然產物,也可以是合成材料,或者是它們的結合,還可用有生命力的活體細胞或天然組織與無生命的材料結合而成混雜材料。生物醫學材料不同於葯物,其主要治療目的不必要通過體內的化學反應或新陳代謝來實現,但是可以起到葯理作用,甚至起葯理活性物質的作用。與生物物質直接結合是生物醫學材料最基本的特性,如直接進入人體的植入材料,人工心肺、肝、腎等體外輔助裝置中與血液直接接觸的材料等。除應滿足一定的物理化學性質要求外,生物醫學材料還必須滿足生物學性能要求,即生物相容性要求,這是區別於其他功能材料的最重要特徵。

生物醫學材料按照組成和性質分為醫用金屬和合金、醫用高分子材料、生物陶瓷以及它們結合而成的生物醫學復合材料。經過處理的天然組織,由於其來源特殊,另成一類生物衍生材料。根據在生物環境中發生的生物化學反應水平,可分為近於惰性的、生物活性的以及可生物降解和吸收的材料。還可根據臨床用途,分為骨、關節、肌腱等骨骼——肌肉系統修復和替換材料;皮膚、乳房、食道、呼吸道、膀胱等軟組織材料;人工心瓣膜、血管、心血管內插管等醫用膜材料;組織粘合劑和縫線材料;葯物釋放載體材料;臨床診斷及生物感測器材料及齒科材料等。生物醫學材料事關人們健康,生產和使用都必須遵守國際標准化組織或中國國家標准,嚴格地進行安全性、可靠性評價並認可之後,才能投入使用。

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