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笔记

绪论

一、生物医用材料定义

广义的生物材料：一是指用于生物体内的材料，达到治疗康复的目的，例如隐形眼镜、人工髋关节；二是指来源于生物体，可能用于或不再用于生物体内（这种不是本课程研究对象），例如动物皮革用于服装。

生物医用材料明确的定义：对生物系统的疾病进行诊断、治疗、外科修复、理疗康复、替换生物体组织或器官（人工器官），增进或恢复其功能，而对人体组织不会产生不良影响的材料。生物医用材料本身并不必须是药物，而是通过与生物机体直接结合和相互作用来进行治疗。

另一种说法是：生物医用材料是一种植入躯体活系统内或与活系统相接触而设计的人工材料。

二、生物医用材料的分类：由于生物材料应用广泛，品种很多，所以会有不同角度的分类。

按材料的传统分类法分为：

合成高分子材料（如聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物）

(2)天然高分子材料（如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖）

(3)金属与合金材料（如钛及钛合金）

(4)无机材料（如生物活性陶瓷、羟基磷灰石）

(5)复合材料（如碳纤维／聚合物、玻璃纤维／聚合物）

按材料的医用功能分为：

(1)血液相容性材料

(2)软组织相容性材料

(3)硬组织相容性材料

(4)生物降解材料

(5)高分子药物

三、生物医用材料的研究现状

四、当前研究比较活跃的生物材料主要有：

(1)高抗凝血

生物活性陶瓷及玻璃材料

钛及钛合金、钛镍记忆合金

生物活性缓释材料及靶向药物载体材料

生物粘合剂

可生物降解与可吸收性生物材料

智能与杂化材料

血液净化材料

五、生物医用材料的研究方向

(1)生物相容性的分子设计学研究，重点研究材料的一次结构及表面高次结构与活体的组织相容性、血液相容性及体内耐老化性的关系，深入探讨生物材料分子设计的理论与方法，并用于指导新材料的开发。

(2)血液相容性材料研究，特别是对仿肝素结构材料和表面生物化处理材料的研究。

(3)生物膜材料的研究，重点是人工肺膜用气体透析材料，血液净化用透析膜、超滤膜尤其是可分离分子物质的透析膜材料。

(4)缓释材料研究，重点是研究植入型可吸收性缓释材料及生物粘附型缓释材料。

(5)天然生物材料中再生胶原及弹性纤维蛋白的稳定化和增强处理方法、甲壳素和透明质酸代替物的应用研究。

(6)生物陶瓷和生物玻璃材料研究

(7)医用钛及钛合金、镍钛合金材料表面与体液相互作用机理和生化反应及金属表面生物惰性化处理方法的研究。

(8)生物材料表面修饰学的研究

(9)生物材料的生物相容性表征及评价方法的研究

(10)生理活性材料、仿生材料、智能材料、生物／合成杂化材料的研究

(11)生物降解／吸收的调控机制研究。

(12)生物结构和生物功能的设计和构建原理研究。

(13)继续筛选现有或新出现的材料，注意材料结构与性能关系的研究

专题1、生物医用材料的生物相容性及其生物学评价

生物医用材料必须具备优良的生物相容性才能被人体接受，保证临床使用的安全性。

第一节、生物相容性概念和原理

生物医用材料必须对人体无毒、无致敏、无刺激、无遗传毒性、无致癌性，对人体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应。材料的生物相容性是生物医用材料研究设计中首先考虑的重要问题。

生物医用材料与组织、细胞、血液接触时，会产生各种反应，（包括宿主反应（即机体生物学反应）和材料反应）

多数医用材料植入体内以后，物理的化学的性状会变化。引起生物医用材料变化的因素有：

(1)生理活动中骨路、关节、肌肉的力学性动态运动；

(2)细胞生物电、磁场和电解、氧化作用：

(3)新陈代谢过程中生物化学和酶催化反应；

(4)细胞粘附吞噬作用：

(5)体液中各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基对材料的生物降解作用。

另一方面，医用材料植入人体后，机体会发生三种生物学反应：组织反应、血液反应和免疫反应。引起生物体反应的因素有：

(1)材料中残留有毒性的低分子物质；

(2)材料聚合过程残留有毒性、刺激性的单体；

(3)材料及制品在灭菌过程中吸附了化学毒剂和高温引发的裂解

(4)材料和制品的形状、大小、表面光滑程度

(5)材料的酸碱度。

生物相容性的分类

生物医用材料的生物相容性分为两类：

若材料用于心血管系统与血液直接接触，主要考察与血液的相互作用，称为血液相容性；

若与心血管系统外的组织和器官接触，主要考察与组织的相互作用，称为组织相容性或一般生物相容性。

所有医用材料和装置都将首先遇到组织相容性问题（即便是人工心血管系统），所以叫做一般生物相容性。

第二节组织相容性

在组织相容性中，人们最关心的两个问题是材料与炎症和材料与肿瘤。

于是就可能有下述三种情况：

毒性反应、包绕反应、活性