文档介绍：第三章生物医用高分子材料
第一节生物医用高分子概述
第二节医用高分子材料的基本特性
第三节高分子材料在医学领域的应用
第四节一些医用功能高分子材料介绍
第五节生物医用材料研究前景
第一节生物医用高分子概述
(1)生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科,是生物、医学、化学和材料科学交叉形成的边缘学科。具体涉及到化学、物理学、高分子化学、高分子物理学、生物物理学、生物化学、生理学、药物学、基础与临床医学等很多学科。
1. 生物医用材料
生物材料(Biomaterials)即生物医用材料(Biomedical Materials),它是指“以医疗为目的,用于与组织接触以形成功能的无生命的材料”。另有定义是:具有天然器官组织的功能或天然器官部分功能的材料。
生物材料的开发和利用可追溯到3500年前,那时的古埃及人就开始利用棉纤维、马鬃作缝合线缝合伤口;印第安人则使用木片修补受伤的颅骨。
2500年前,中国和埃及的墓葬中就发现有假牙、假鼻和假耳。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿,并沿用至今。
1588年人们用黄金板修复颚骨。
1775年就有用金属固定体内骨折的记载。
1851年发明了天然橡胶的硫化方法后,有人采用硬胶木制作了人工牙托的颚骨。
(2)生物医用材料的发展历史
第一节生物医用高分子概述
器官移植取得巨大进展,但有难题:排异、器官来源、法律、伦理等。因此医学界对生物医学材料和人工器官的要求日益增加。
目前被详细研究过的生物材料已超过1000种,被广泛应用的有90多种,1800多种制品。西方国家每年耗用生物材料量以10~15%的速度增长。
我国生物材料的研究起步较晚(二十世纪五十年代),但发展很快。
第一节生物医用高分子概述
生物材料是研制人工器官及一些重要医疗技术的物质基础,综观人工器官及医疗装置的发展史,每一种新型生物材料的发现都引起了人工器官及医疗技术的飞跃。
生物惰性医用硅橡胶——人工耳、人工鼻、人工颌骨等。
血液相容性好的各向同性碳被复材料——碟片式机械心脏瓣膜。
血液亲和性及物理机械性能较好的聚氨酯嵌段共聚物——促使人工心脏向临床应用跨越一大步。
可形成假生物内膜的编织涤纶管——人工血管向实用化飞跃。
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(3)按生物医用材料的属性分类
天然生物材料—再生纤维、胶原、透明质酸、甲壳素等。
合成高分子生物材料—硅橡胶、聚氨脂及其嵌段共聚物、涤纶、尼龙、聚丙烯腈、聚烯烃等。
医用金属材料—不锈钢、钛及钛合金、钛镍记忆合金等。
无机生物医用材料—碳素材料、生物活性陶瓷、玻璃材料等。
杂化生物材料—指来自活体的天然材料与合成材料的杂化,如胶原与聚乙烯醇的交联杂化等。
复合生物材料—用碳纤维增强的塑料,用碳纤维或玻璃纤维增强的生物陶瓷、玻璃等。
第一节生物医用高分子概述
在生物医学材料中,金属材料应用最早,已有数百年的历史。唐代就用银汞合金(主要成份:汞、银、铜、锡、锌)来补牙。
(4)医用金属材料
化学周期表中的大部分金属不符合生物材料的要求,仅有小部分或经处理过的可用于临床。目前在临床使用的医用金属材料主要有:不锈钢、钴基合金和钛基合金三大类,另外还有记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌和锆等。
第一节生物医用高分子概述
头颅微型钢板
人造髋关节的头杆部分。从股骨上端插进金属杆,杆头有一个金属头,它嵌在粘于髋骨窝中的一个塑料臼中。
第一节生物医用高分子概述
(5)无机生物医学材料
包括生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料三大类,主要用于齿科、骨科修复和植入材料。
基本都是脆性材料,容易破裂,发展方向应向开发复合(多相)生物材料以及在金属基体上加涂无机生物陶瓷涂层(薄膜)材料的方面引导。
18世纪初开始应用。无毒、与生物体组织有良好的生物相容性、耐腐蚀。
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生物陶瓷Al2O3—金属组合全髋关节
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