生物医用高分子材料..pptVIP

材料在体内的降解和吸收是受生物环境作用的复杂过程，包括物理、化学和生化因素。 物理因素主要是外应力 化学因素主要有水解、氧化及酸碱作用 生化因素主要是酶和微生物 由于植入体内的材料主要是接触组织和体液，因此水解（包括酸碱作用和自催化作用）和酶解是最主要的降解机制 ◆ 天然聚合物在生物中的降解，首先被水解或氧化降解为小分子，然后再被吸收排泄。可降解的合成高分子材料的降解主要是水解。水解降解过程可以被酸、碱或酶所催化。 ◆ 高分子量固态聚合物装置从植入体内到消失，是由不溶于水的固体变成水溶性物质的过程，这个过程称为溶蚀。 ◆ 分子链断裂是降解的第一阶段；吸收是第二阶段：即进入体液的降解产物被细胞吞噬并被转化和代谢。 ◆ 当分子量小到可溶于水的极限时（如数均分子量Mn5000道尔顿左右的聚酯），整体结构即发生变形和失重，逐步变为微小的碎片并进入体液。 聚合物前期的水解过程不一定需要酶参加，但水解生成的低分子量聚合物片段可能需要通过酶的作用转化为小分子代谢产物 酶促水解和酶促氧化反应是材料在体内降解吸收的重要因素，酶在一定程度上影响降解机制和速度 酶促水解机制：容易水解的聚合物，在体内可能同时存在单纯水解和酶催化水解两种作用 组织和细胞生物学方法是研究材料在体内吸收过程的主要手段，可用以评价材料的组织反应和生物相容性。 用同位素标记方法可以定量地研究材料在体内的降解、吸收和排泄。 材料本身的化学结构，其中聚合物主链的易水解性和单体的亲水性是最要的因素。 不同主链结构的合成高分子在中性水介质中降解的难易程度从大到小排列如下： 聚酸酐 聚原酸酯 聚羧酸酯 聚氨基甲酸酯 聚碳酸酯聚醚 聚烃类 新材料对人体免疫防御系统影响及作用的研究方法以及材料对各种补体及补体激活产生的裂解产物等评价补体系统激活的试验方法 评价材料对体内的各种细胞因子影响的实验方法 生物材料对细胞生长、凋亡影响的评价试验方法 降解控释材料参与体内代谢过程吸收、分布、排泄的试验方法 智能性材料在体内进行信息传递及功能调控的评价试验方法 药物控释材料的生物相容性评价试验方法 净化功能生物材料的生物相容性评价试验方法 组织工程所需的对培养细胞生长、抑制、扩增、黏附等生物材料的生物相容性评价试验方法 * 生物相容性是指生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物理、化学反应。 植入人体内的生物医用材料必需对人体血液、免疫、组织等系统无不良反应。 第3章  生物医用高分子材料的生物  相容性和安全性评价 目录 生物相容性的概念和原理 生物医用材料的生物相容性评价 生物材料降解的评价方法 生物学评价与新材料研究 生物相容性研究及评价展望 生物相容性是生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物理、化学反应的一种概念。植入人体内的生物生物医药材料及各种人工器官、已有辅助装置等医疗器材，必须对人性物毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传性和无致癌性，对人体组织，血液、免疫等系统不产生不良反应。因此，材料的生物相容性优劣是生物医用材料研究设计中首先考虑的重要问题。 概念 生物相容性 生物相容性反应 生物学反应 材料反应 物理性质变化 化学性质变化 血液反应 免疫反应 组织反应 血栓（血小板粘附激活） 凝血系统激活 纤溶系统激活 溶血反应 白细胞反应 细胞因子反应 蛋白粘附 补体系统激活 体液免疫反应 细胞免疫反应 炎症反应 细胞粘附 细胞增殖（异常分化） 形成囊膜（假内膜） 细胞质的转变（诱变） 材料与生物体的相互作用与影响 材料与机体之间的相互作用使各自的功能和性质受到影响。这种影响不仅使 生物材料变形，更重要的是对机体将造成各种危害。 引起生物医用材料变化的因素 生理活动中骨髓、关节、肌肉的力学性动态运动 生物细胞电、磁场和电解氧化作用 新陈代谢过程中生物化学和酶催化反应 细胞黏附吞噬作用 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 引起生物体反应的因素 材料中残留有毒性的低分子物质 材料聚合过程残留有毒性、刺激性的单体 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产物 材料和制品的形状、大小、表面光滑程度 材料的酸碱度 组织相容性 定义：材料与组织器官接触时，不能被组织所侵蚀，材料与组织之间应有一种亲和能力 组织相容性的优劣，主要取决于材料结构的化学稳定性。 一般来说，相对分子质量大，分布窄或有交联结构的材料，组织相容性较好。其顺序由好到差依次为：硅橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯晴、聚酰胺、酚醛树脂、环氧树脂等。 生物材料的组织相容性还与高聚物的形状