生物材料課程報(bào)告.doc

課 程 報(bào) 告材料科學(xué)概論題目： 生 物 材 料班級： 學(xué)號： 姓名： 成績：生物材料摘要：本文主要結(jié)合有關(guān)材料闡述生物材料的的定義，分類及性能，生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展?fàn)顩r和詳細(xì)介紹醫(yī)用金屬材料如：不銹鋼，（Co）基合金 ，（Ti）基合金 ，記憶合金 ，貴金屬，純金屬鉭，純金屬鈮，純金屬鉻;天然高分子生物材料如天然蛋白質(zhì)材料：膠原蛋白和纖維蛋白兩種，天然多糖類材料：纖維素、甲殼素和殼聚糖等；合成高分子材料生物不可降解的：硅橡膠、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯水凝膠、一氰基丙烯酸酯類、聚酸胺和飽和聚酯等，物可降解的：聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙內(nèi)酯、乳酸一乙醇酸共聚物和聚一羥基丁酸酯等；其他生物醫(yī)學(xué)材料如無生物醫(yī)學(xué)材料包括生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料三大類，雜化生物材料與組織工程。對生物材料的簡單認(rèn)識后文章再簡述生物醫(yī)學(xué)材料的安全性包括評價(jià)和安全性評價(jià)的程序。生物材料的發(fā)展趨勢主要朝復(fù)合化，雜化型，功能型，智能型。最后文章還簡單介紹納米醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用像納米陶瓷材料，利用納米技術(shù)的DNA復(fù)制與自我生長、自我制造機(jī)理和納米薄層能分解有機(jī)物、抑制細(xì)菌滋生等。全面的對生物材料了解和學(xué)習(xí)，并對其今后生物材料的發(fā)展指明方向。正文：生物材料用于人體組織和器官的診斷、修復(fù)或增進(jìn)其功能的一類高技術(shù)材料，即用于取代、修復(fù)活組織的天然或人造材料，其作用藥物不可替代。生物材料能執(zhí)行、增進(jìn)或替換因疾病、損傷等失去的某種功能，而不能恢復(fù)缺陷部位。生物材料又稱生物工藝學(xué)或生物技術(shù)。應(yīng)用生物學(xué)和工程學(xué)的原理，對生物材料、生物所特有的功能，定向地組建成具有特定性狀的生物新品種的綜合性的科學(xué)技術(shù)。生物工程學(xué)是70年代初，在分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等，他們互相聯(lián)系，其中以基因工程為基礎(chǔ)。只有通過基因工程對生物進(jìn)行改造，才有可能按人類的愿望生產(chǎn)出更多更好的生物產(chǎn)品。而基因工程的成果也只有通過發(fā)酵等工程才有可能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。 醫(yī)學(xué)上通過生物工程可以生產(chǎn)出大量廉價(jià)的防治人類疾病的藥物，如入胰島素、干擾素、生長激素、乙型肝炎疫苗等。生物工程在食品、輕工中的應(yīng)用面也很廣。1983年美國用生物工程生產(chǎn)的用于制作飲料的高果糖漿的年產(chǎn)量達(dá)600萬噸，從而使蔗糖的消耗量減少一半。采用生物工程技術(shù)，使育種工作發(fā)生了很大變化，如把抗病基因轉(zhuǎn)移到煙草中去，已培育出防止害蟲的煙草新品種；把低等生物根瘤菌的固氮基因轉(zhuǎn)移到高等作物的細(xì)胞中，使之能自己制造氮肥，也取得了一定成果。目前世界各國對生物工程十分重視，我國也把生物工程列為重點(diǎn)發(fā)展的科研項(xiàng)目之一。生物工程學(xué)的研究將人類的生產(chǎn)方式和生活方式產(chǎn)生巨大的影響。生物醫(yī)學(xué)材料發(fā)展概況：生物醫(yī)學(xué)材料是生物醫(yī)學(xué)科學(xué)中的最新分支學(xué)科，是生物、醫(yī)學(xué)、化學(xué)和材料科學(xué)交叉形成的邊緣學(xué)科。具體涉及到化學(xué)、物理學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理學(xué)、生物物理學(xué)、生物化學(xué)、生理學(xué)、藥物學(xué)、基礎(chǔ)與臨床醫(yī)學(xué)等很多學(xué)科 。ISO定義，生物材料（Biomaterials）即生物醫(yī)學(xué)材料（Biomedical Materials），它是指“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”。另有定義是：具有天然器官組織的功能或天然器官部分功能的材料。生物材料的開發(fā)和利用可追溯到3500年前，那時(shí)的古埃及人就開始利用棉纖維、馬鬃作縫合線縫合傷口；印第安人則使用木片修補(bǔ)受傷的顱骨。2500年前，中國和埃及的墓葬中就發(fā)現(xiàn)有假牙、假鼻和假耳。人類很早就用黃金來修復(fù)缺損的牙齒，并沿用至今。1588年人們用黃金板修復(fù)顎骨。1775年就有用金屬固定體內(nèi)骨折的記載。1851年發(fā)明了天然橡膠的硫化方法后，有人采用硬膠木制作了人工牙托的顎骨。器官移植取得巨大進(jìn)展，但有難題：排異、器官來源、法律、倫理等。因此醫(yī)學(xué)界對生物醫(yī)學(xué)材料和人工器官的要求日益增加目前被詳細(xì)研究過的生物材料已超過1000種，被廣泛應(yīng)用的有90多種，1800多種制品。西方國家每年耗用生物材料量以1015%的速度增長，1980年全球醫(yī)用生物材料及制品的銷售額為200億美元，1990年達(dá)500億美元，1995年近1000億美元。我國生物材料的研究起步較晚（五十年代），但發(fā)展很快。醫(yī)用金屬材料： 在生物醫(yī)學(xué)材料中，金屬材料應(yīng)用最早，已有數(shù)百年的歷史。唐代就用銀汞合金（主要成份：汞、銀、銅、錫、鋅）來補(bǔ)牙。醫(yī)用金屬材料是指一類用作生物材料的金屬或合金，又稱外科用金屬材料。它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)性能及相關(guān)的物理性質(zhì)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) 。該材料是臨床應(yīng)用最廣泛的承力植入材料，由于有較高的強(qiáng)度和韌性，已成為骨和牙齒等硬組織修復(fù)和替換、心血管和軟組織修復(fù)以及人工器官制造的主要材料。化學(xué)周期表中的大部分金屬不符合生物材料的要求，僅有小部分或經(jīng)處理過的可用于臨床。目前在臨床使用的醫(yī)用金屬材料主要有不銹鋼、鈷基合金和鈦基合金三大類，外還有記憶合金、貴金屬以及純金屬鉭、鈮和鋯等。 鈷（Co）基合金 ：有較高的鉻和鉬，又稱鈷鉻鉬合金，具有極為優(yōu)異的耐腐蝕性（比不銹鋼高40倍）和耐磨性，綜合力學(xué)性能和生物相容性良好，可通過精密鑄造成形狀復(fù)雜的精密修復(fù)體，有硬、中、軟三種類型。臨床上主要用于：人工關(guān)節(jié)（特別是人體中受載荷最大的髖關(guān)節(jié)），工骨及骨科內(nèi)處固定器件的制造，齒科修復(fù)中的義齒，各種鑄造冠、嵌體及固定橋的制造，心血管外科及整形科等。由于其價(jià)格較高，加工困難，應(yīng)用尚不普及。鈦（Ti）基合金 ：臨床應(yīng)用廣泛，其質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、力學(xué)性質(zhì)接近人骨、強(qiáng)度遠(yuǎn)低于純鈦，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。抗斷裂強(qiáng)度較低，耐磨性能不盡人意，加工困難。冶煉及成型工藝復(fù)雜，要求條件較高。主要用于：修補(bǔ)顱骨，制成鈦網(wǎng)或鈦箔用于修復(fù)腦膜和腹膜、人工骨、關(guān)節(jié)、牙和矯形物、人工心臟瓣膜支架、人工心臟部件和腦止血夾、口腔頜面矯形頜修補(bǔ)、手術(shù)器械、醫(yī)療儀器頜人工假肢等。形狀記憶合金：自1951年美國首次報(bào)道Au-Cd（金-鎘）合金具有形狀記憶效應(yīng)以來，目前已發(fā)現(xiàn)有20多種記憶合金，其中以鎳鈦合金在臨床上應(yīng)用最大。它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(shí)為單斜結(jié)構(gòu)相，高溫時(shí)為立方體結(jié)構(gòu)相，前者柔軟可隨意變形，如拉直式屈曲，而后者剛硬，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。形狀記憶合金分為三種：單程記憶效應(yīng)，雙程記憶效應(yīng)，全程記憶效應(yīng)。其特點(diǎn)：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。應(yīng)用管腔狹窄的治療（喉氣管狹窄、食管狹窄、膽道狹窄、尿道狹窄及閉鎖等）：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。腔科：用這種材料做成的種植牙具有齒槽骨切口小，固定牢靠等優(yōu)點(diǎn)。骨科：人工關(guān)節(jié)，斷骨連接、彎曲脊柱矯正。血管外科：治療主動脈瘤、冠狀動脈和椎動脈狹窄等。貴金屬：是一種金屬或合金，如金子具有極高的抗氧化性和抗腐蝕性。貴金屬具有獨(dú)特穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能、優(yōu)異的加工特性、對人體組織無毒副作用、刺激小等優(yōu)良的生物學(xué)性能。主要用于口腔科的齒科修復(fù)，也可用于小型植入式電子醫(yī)療器械。純金屬鉭（Ta）：具有良好的抗生理腐蝕性和可塑性，獨(dú)特的表面負(fù)電性使其具有優(yōu)良的抗血栓性能和生物相容性，還有很高的抗缺口裂紋能力。植入骨內(nèi)能和周圍的新骨形成骨性結(jié)合；植入軟組織中，肌肉等組織可依附在鉭條上正常生長。退火后的純鉭很軟，可加工成板、帶、箔、絲等使用。主要用作接骨板、顱骨板、骨螺釘、種植牙根、頜面修復(fù)體、義齒及外科手術(shù)縫線和縫合針； 鉭網(wǎng)可用于肌肉缺損修補(bǔ)；鉭絲和箔用于縫合修補(bǔ)受損的神經(jīng)、肌腱和血管；鉭還可以用于血管內(nèi)支架及人工心臟、植入型電子裝置；鉭的同位素可用于放射治療。只是由于鉭的資源少、價(jià)格較高，使其推廣受很大限制。純金屬鈮（Nb）：性能和應(yīng)用范圍與鉭非常相似，用于修補(bǔ)顱骨和制作醫(yī)療器械。但由于來源困難，價(jià)格昂貴，使用受到限制，主要用于制造髓內(nèi)釘?shù)?。純金屬鉻（Cr）：化學(xué)性能與金屬鈦相似，耐蝕性能、加工性能、穩(wěn)定性和生物相容性都很好，主要用于人工骨和修補(bǔ)顱骨，可加工成各種板、帶、線材在臨床上使用。醫(yī)用鉻可與鈦等同使用，但其價(jià)格較貴，在臨床中較難推廣。醫(yī)用高分子材料低分子：分子量低于一千,如煤、糖、油、水泥、和抗菌素等。中分子：分子量在數(shù)千范圍，如維生素B12等。高分子：分子量在幾萬至幾百萬，如蛋白質(zhì)、棉、毛、木材、松香、橡膠、塑料、合成纖維。醫(yī)用高分子材料：在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的、尤其能在機(jī)體內(nèi)使用的高分子材料。天然樹脂：如松香。合成樹脂：由低分子量的化合物經(jīng)過各種化學(xué)反應(yīng)而制得的高分子量的樹脂狀物質(zhì)，如聚氯乙烯、聚乙烯。塑料主要成分就是合成樹脂。醫(yī)用高分子制品的研究，包括人工器官、醫(yī)療用品（輸血輸液用具、注射器、心導(dǎo)管、主動脈氣囊反搏器、角膜接觸鏡、中心靜脈插管、膀胱造瘺管、醫(yī)用粘合劑以及各種醫(yī)用導(dǎo)管、醫(yī)用膜、創(chuàng)傷包扎材料和各種手術(shù)、護(hù)理用品等 ）和藥用高分子（作為賦形劑 、合成新型藥物 ）三大類。 天然高分子生物材料：人類機(jī)體的皮膚、肌肉、組織和器官都是由高分子化合物組成的，天然高分子生物材料是人類最早使用的醫(yī)用材料之一。天然材料具有不可替代的優(yōu)點(diǎn)：功能多樣性、與機(jī)體的相容性、生物可降解性以及對其進(jìn)行改性與復(fù)合和雜化等研究。目前天然高分子生物材料主要有：天然蛋白質(zhì)材料：膠原蛋白和纖維蛋白兩種天然多糖類材料：纖維素、甲殼素和殼聚糖等它們由于結(jié)構(gòu)和組成的差異，表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，應(yīng)用于不同的方面。膠原分散體具有再生特性，可以將其加工成不同形狀的制品而用于臨床，并越來越受到人們重視。膠原凝膠用作創(chuàng)傷敷料，末用于止血劑和藥物釋放系統(tǒng)，絲纖維用作人工血管、人工皮、人工肌腱和外科縫線，膜用于角膜、藥物釋放系統(tǒng)和組織引導(dǎo)再生材料，用于人工血管、人工膽管和管狀器官，空心纖維用于血液透析膜和人工肺膜，海綿用于創(chuàng)傷敷料和止血劑等。纖維蛋白：是纖維蛋白原在生理?xiàng)l件下凝固而成的一種材料。 纖維蛋白可用不同方法進(jìn)行化學(xué)改性，其中包括放射性碘化法、與合成高分子進(jìn)行接枝和在纖維蛋白上進(jìn)行酶的固定等。纖維蛋白主要來源于血漿蛋白，因此具有明顯的血液和組織相容性，無毒副作用和其他不良影響。作為止血劑、創(chuàng)傷愈合劑和可降解生物材料在臨床上已經(jīng)應(yīng)用很久；它的主要生理功能為止血，另外還可明顯促進(jìn)創(chuàng)傷的愈合；還可作為一種骨架，促進(jìn)細(xì)胞的生長；并具有一定的殺菌作用。纖維蛋白在臨床上比較普遍使用的應(yīng)用形式：纖維蛋白原的就地凝固，用于眼科手術(shù)的組織粘合劑，肺切除后胸腔填充物和外科手術(shù)中的止血。纖維蛋白粉末，用作止血劑，可以與抗菌素共用，用作充填慢性骨炎和骨髓炎手術(shù)后的骨缺損。維蛋白海綿，用作止血劑、扁平瘢的治療和唾液腺外科手術(shù)后的填充物。組織代用品，商品名Bioplast，主要用于關(guān)節(jié)成型術(shù)、視網(wǎng)膜脫離、眼外科治療、肝臟止血及疝氣修復(fù)等。纖維蛋白薄膜，用于神經(jīng)外科：替代硬腦膜和保護(hù)末梢神經(jīng)縫線；用于燒傷治療：消除頜面竇和口腔間的穿孔。天然多糖類材料殼聚糖：是甲殼素去除部分乙酸基后的產(chǎn)物（甲殼素的衍生物），甲殼素繼續(xù)用濃堿乙酸基化則得到殼聚糖，具有一定的粘度，無毒、無害、無副作用。它不溶于水和堿液，但可溶于多種酸溶液中。它具有較多的側(cè)基官能團(tuán)，可進(jìn)行酯化、醚化、氧化、磺化以及接枝交聯(lián)等反應(yīng)對其進(jìn)行改性。特別是磺化產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)與肝素極其相似，可作為肝素的代用品作抗凝劑。 合成高分子生物材料合成高分子材料已經(jīng)迅速地取代了除了食品以外的許多寶貴天然資源。合成高分子生物材料是指利用聚合方法制備的一類生物材料。由于合成高分子可以通過組成和結(jié)構(gòu)控制而具有多種多樣的物理和化學(xué)性質(zhì)。醫(yī)用高分子材料科學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科，是生物醫(yī)學(xué)工程的一個(gè)主要分支，合成高分子材料已成為制造各種人工器官、軟硬組織修復(fù)體、醫(yī)用粘結(jié)劑、縫合線、人造血液等的最主要的也是用量最大的生物材料。合成高分子材料的組成物（單體，添加劑等）可能向生物環(huán)境釋放，有可能導(dǎo)致毒性反應(yīng)。其彈性模量低和彈性常使其不能用于承受較大負(fù)荷的體位的修復(fù)。合成高分子生物材料可分為：生物不可降解的：硅橡膠、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯水凝膠、一氰基丙烯酸酯類、聚酸胺和飽和聚酯等。生物可降解的：聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙內(nèi)酯、乳酸一乙醇酸共聚物和聚一羥基丁酸酯。硅橡膠：平均分子量40萬，有機(jī)硅彈性體的主要成分，是含有硅原子的特種合成橡膠的總稱。它具有優(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)物理性能下降甚微、耐高溫嚴(yán)寒（ -90 250）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。胎頭吸引器：操作簡便，使用安全，可根據(jù)胎兒頭部大小變形，吸引時(shí)胎兒頭皮不會被吸起，可避免頭皮血腫和顱內(nèi)損傷等弊病，能大大減輕難產(chǎn)孕婦分娩時(shí)的痛苦。人造血管：具有特殊的生理機(jī)能，能做到與人體“親密無間”，人的機(jī)體也不排斥它，經(jīng)過一定時(shí)間，就會與人體組織完全事例起來穩(wěn)定性極為良好。 鼓膜修補(bǔ)片：其片薄而柔軟，光潔度和韌性都良好。是修補(bǔ)耳膜的理想材料，且操作簡便，效果頗佳。 此外還有硅橡膠人造氣管、人造肺、人造骨、硅橡膠十二指腸管等，功效都十分理想。 聚氨酯（PU，Polyurethane）：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，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、人工軟骨和血液凈化器具的密封劑等。環(huán)氧樹脂（Epoxy Resin：基本特性是所用單體中至少含有一個(gè)環(huán)氧基團(tuán)。環(huán)氧基可與含有“活潑氫”的化合物發(fā)生反應(yīng)，因此可用適當(dāng)?shù)陌坊蚰承┧犷惔呋骶鄯磻?yīng)。主要用途：與玻璃布一起用于骨折的開放性復(fù)位和固定，粘合骨頭加強(qiáng)氧化鋁的髖關(guān)節(jié)髁，牙科充填材料，電子起搏器與體液分開的保護(hù)層（灌封）。眼瞼修補(bǔ)術(shù)和加固顱動脈瘤和腦電極探針的絕緣等。聚氯乙烯（PVC，氯綸）：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，但耐熱性不高（70）。通過添加物的應(yīng)用可使改變?yōu)榫哂锌汕鼡闲阅?。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，目前只能用于制造與人體短期接觸的制品。 聚四氟乙烯（PTFE）：又名泰氟隆（Teflon），熱塑性塑料，最好的耐高溫塑料，結(jié)晶熔點(diǎn)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。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）:又稱有機(jī)玻璃，屬于丙烯酸類塑料，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。用于剜出后的植入物、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、經(jīng)皮裝置和用于實(shí)驗(yàn)的標(biāo)本箱及人工器官外殼等；增補(bǔ)面部的軟和硬組織，特別是修補(bǔ)眼窩的爆裂骨折；顱骨缺損時(shí)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。其他生物材料無機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料：18世紀(jì)初開始應(yīng)用。無毒、與生物體組織有良好的生物相容性、耐腐蝕。包括生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料三大類，主要用于齒科、骨科修復(fù)和植入材料?；径际谴嘈圆牧?，容易破裂，發(fā)展方向應(yīng)向開發(fā)復(fù)合（多相）生物材料以及在金屬基體上加涂無機(jī)生物陶瓷涂層（薄膜）材料的方面引導(dǎo)。 生物陶瓷：有各種不同的化學(xué)成分，根據(jù)其在生理環(huán)境中的化學(xué)活性和性質(zhì)可分為四類：近似于惰性：三氧化二鋁、氧化鋯等氧化物生物陶瓷，Si3N4、鈦酸鋇等非氧化物生物陶瓷以及醫(yī)用碳素等，這類材料長期暴露于生理環(huán)境下能保持穩(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。可吸收性：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，從而達(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。根據(jù)臨床的不同要求可以制成不同類型的復(fù)合材料。 在臨床上生物陶瓷主要用于肌肉一骨骼系統(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)合型的生物陶瓷還可以用于制造人工腱和韌帶等。生物玻璃:是經(jīng)特別設(shè)計(jì)的化學(xué)組成可誘發(fā)生物活性的含氧化硅化合物。一般把原料粉末按成分要求配比混合均勻，將粉末在高溫爐內(nèi)熔化，再將融化好的玻璃澆注成型（板、條、塊等形狀），然后在適當(dāng)溫度進(jìn)行退火處理（消除應(yīng)力），即可得到玻璃。如將某些玻璃在適當(dāng)?shù)母邷剡M(jìn)行晶化處理，則玻璃中可析出大量微小晶體，這樣的玻璃稱為微晶玻璃、結(jié)晶化玻璃或玻璃陶瓷。生物玻璃材料大致可分為兩類：非活性的近似惰性的和生物活性的。在非活性生物玻璃及生物玻璃陶瓷中包括：人工骨用生物醫(yī)學(xué)玻璃，它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(diǎn)?；钚陨锊ＡЪ吧锊Ａ沾?，通常要求SiO2的含量低于60%，同時(shí)含有NaO以及CaOP2O5。這種材料生物相容性好，植入體內(nèi)后能在界面上通過一系列離子交換和溶解沉淀反應(yīng)，在其表面形成磷灰石晶體，殘留下的玻璃被巨嗜細(xì)胞侵蝕，玻璃表面被基質(zhì)類物質(zhì)覆蓋，玻璃附近的軟骨芽細(xì)胞和造骨細(xì)胞的增殖趨于活躍，不久就形成了骨膠原纖維和磷灰石結(jié)晶，從而和軟組織及組織成骨鍵合，骨組織和軟組織很容易在其表面生長，其生物活性主要與化學(xué)組成相關(guān)。這種材料強(qiáng)度低，斷裂韌性差，主要用于非承力的骨、指骨、牙齒等，也可作為鈦合金牙種植體的表面涂層。碳素材料：指作為生物醫(yī)學(xué)使用的各種碳素及其復(fù)合材料具有極好的抗血栓性，作為生物醫(yī)學(xué)材料使用的主要有三種：玻璃碳、低溫各向同性碳和超低溫各向同性碳。這三種碳在生理環(huán)境中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，也不發(fā)生疲勞破壞，是生物相容性非常好的一類惰性材料。它的最大優(yōu)點(diǎn)是血液相容性好，不可滲透性，再加上優(yōu)良的力學(xué)性能，使其在醫(yī)學(xué)上得到廣泛使用，主要用于制造心血管修復(fù)體的重要材料、人工骨、人工牙根、肌腱和人工韌帶等，還可用于人工軟骨、人工中耳、人工關(guān)節(jié)運(yùn)動磨損表面作為減磨涂層和血液凈化等。尤其是它的較高的抗血栓性、耐磨性、低比重和長期使用不劣化等性能，使碳素材料幾乎是目前唯一可選用的人工心臟瓣膜材料。生物材料的安全性生物醫(yī)學(xué)材料的