生物医药..pptVIP

Biomedical Materials Smart Materials 生物医用材料与智能材料 内容提要 生物医用材料的基本知识 Background on Biomedical Materials 水凝胶 Hydrogels 药物输送体系 Drug Delivery Systems (DDS) 缓释体系 Slow-releasing DDS 靶向释放体系 Targeted releasing DDS 智能输送体系 Smart DDS 智能材料 Smart Materials 智能金属材料 Smart Inorganic Materials 形状记忆材料 Shape Memory Materials 生物材料简介 生物材料: 人工合成或自然界存在的具有导引，补充或替换人体活组织功能的材料。 生物材料的研究是化学，生物学，医学，材料科学及工程相结合的一个领域。 生物医用材料是生物医学的分支之一，是由生物、医学、化学和材料等学科交叉形成的边缘学科。 生物医用材料的用途 替代损害的器官或组织，例如：人造心脏瓣膜、假牙、人工血管等； 改善或恢复器官功能的材料，如：隐型眼镜、心脏起搏器等； 用于治疗过程，例如：介入性治疗血管内支架、用于血液透析的薄膜、药物载体与控释材料等。 生物医用材料的研究内容 生物体生理环境、组织内容、器官生理功能及其替代方法。 具有特种生理功能的生物医学材料的合成、改性、加工成型以及材料的特种生理功能与其结构关系。 材料与生物体的细胞、组织、血液、体液、免疫、内分泌等生理系统的相互作用以及养活材料毒副作用的对策。 材料灭菌、消毒、医用安全性评价方法与标准以及医用材料与制品生产管理与国家管理法规。 按材料的来源：天然生物医用材料、合成生物医用材料。 按材料的性质：高分子材料(天然/合成)、无机金属材料、无机非金属材料(天然/合成)。 按材料的应用：硬组织材料、软组织材料、心血管材料、血液代用材料、分离透析材料… 按材料的使用要求：非植入性材料、植入性材料、血液接触性材料、降解和吸收性材料… 生物医用材料的发展 生理活动中骨骼、关节、肌肉等力学性动态运动； 细胞生物电、磁场和电解、氧化作用； 代谢作用过程中的生物化学及酶催化反应； 细胞粘附吞噬作用； 体液中各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基等对生物材料的降解作用； 材料中残留的有毒性的低分子物质； 材料聚合过程中残留的有毒性、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； 材料和制品的表面形状、大小及光滑程度； 材料的酸碱度 血液相容性：若材料主要用于心血管系统和血液直接接触，材料的生物相容性将主要集中于考察材料与血液间的相互作用形式。 组织相容性：若材料与心血管系统外的组织与器官相接触，此时主要考察材料与生物组织的相互作用，称为组织相容性或一般生物相容性。所有植入人体的材料都必须面临组织相容性问题。 生物相容性的分类 材料进入体内，局部组织对异物的进入产生防御性对答反应，植入体周围组织将出现白细胞、淋巴细胞和巨噬细胞聚集，发生不同程度的炎症； 长期存在植入物时，材料被淋巴细胞、成纤维细胞和胶原纤维包围，形成纤维性包膜囊，将正常组织与材料隔开； 若材料生物相容性良好，包膜囊变薄，囊壁中的淋巴细胞消失，反之，若有毒性物质放出，则囊壁变厚，淋巴细胞浸润，逐步长出肉芽肿或发生癌变。 生物材料的致癌性与下列因素有关 与植入材料的外形有关，粉状或纤维状材料几乎不会产生癌变，但片状材料容易致癌； 与植入材料的光滑程度有关，若材料表面光滑，肿瘤发生的潜伏期短； 被致癌物污染的材料或生物老化时可释放致癌物质的材料能诱发恶性肿瘤； 与植入材料在体内形成的纤维包膜的厚度有关。植入一年后，包膜厚度超过0.25-0.3mm可能诱发癌变； 材料中残余的有毒害性、刺激性物质容易诱发癌变 材料与血液间的主要生物作用形式： 材料表面出现血浆蛋白被吸附； 血小板粘附、聚集、变形， 凝血系统、纤溶系统被激活； 形成血栓 目前血液相容性的一个研究重点是建立完善的血液相容性材料的分子设计理论与相关的研究方法。 生物医用材料的基本要求 生物相容性的要求 无毒、无刺激、无致畸、致敏、致突变或致癌作用； 对外来物无排异反应 无炎症，无慢性感染，种植体不致引起周围组织 产生局部或全身性反应，最好能与骨形成化学结 合，具有生物活性； 血液相容性 :无溶血、凝血反应等。 化学性能的要求 耐体液侵蚀，不产生有害降解产物； 不产生吸水膨润、软化变质, 自身不变质。 力学性能的要求 足够的结构强度，一定的弹性模量和硬度 耐疲劳，易加工．．． 各类生物材料比较 人造生物材料-水凝胶Hydrogels Swell to varying degree when