生物医用陶瓷资料.pptVIP

* * Healthy bone Osteoporotic bone * 很显然，力学性能在材料选择中起关键作用! 生物医用材料所需要的力学性能： 每一种力学参量的测试方法 (这里不详述) * * 动脉血管移植(涤沦或膨胀PTFE) 牙种植体 (氧化铝) 骨固定板(不锈钢，CoCr, Ti) 水凝胶或硅胶 * * 对于骨替代材料需满足的力学性能： 刚性(结构支撑，低变形能量损耗) 弯曲强度 轻质(重量轻，走路时省力) 长寿命(高耐久性，疲劳强度) 应力屏蔽作用 现有骨替代材料存在问题： * 3.2 按生物医用材料上的组织反应分类 生物惰性材料 　(Al2O3, ZrO2等) 生物活性材料 　(HAp等) 　　指材料可与生物组织形成结合，例如与骨组织形成化学键合。 生物降解材料 　(TCP, Bioglass等) 　　指材料替换组织后在体内解体，化学副产物可通过新陈代谢作用被分散和吸收。 指材料植入人体后仍维持自身结构并不引起人体免疫反应。 * * 3.2.1 生物惰性材料 1、生物惰性金属材料 特 性： 多数医用金属材料是生物惰性材料。 种 类： 不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。此外，还有形状记忆合金、贵金 属以及纯金属钽、铌等。 应用范围： 骨和牙等硬组织修复和替换，心血管和软组织修复以及人工器官的制造。 主要问题： 生理环境的腐蚀；金属离子向周围组织扩散；自身性质的退变。 * 材料 优点 缺点 316L 不锈钢 高强度 易于加工 有腐蚀倾向 弹性模量高 CoCr合金 高强度 抗磨损 弹性模量高 钛 Ti6Al4V 高强度、耐腐 模量低 不耐磨 * 微米晶Ni-Ti在接近室温时就展现形状记忆效应：在低于转变温度进行塑性变形，温度升高，回复到原来形状。 316L不锈钢(Fe-Ni-Cr) 晶界处Cr耗尽时则引起腐蚀 用于骨固定板与 血管内支架等 Ni-Ti形状记忆合金 应用：牙矫正、动脉血管支架、整形外科植入物等 NiTi自膨胀支架 * 举例：动脉支架 正常 疾病 血凝块 体液下耐蚀 循环载荷(1~2Hz心脏跳动) * * 不锈钢、钛合金、CoCr合金髋关节 应力屏蔽 抗磨损性差 产生问题： * 如氧化铝、氧化锆等。与生物机体组织不发生反应，植入生物体内后，容 易使机体产生排异现象，在种植体与生物机体之间形成一定厚度的纤维组织。 活体组织和种植体之间是不紧密的机械结合。 会产生微小的滑动，会引起植入体的磨损，从而给植体的固定带来影响， 最终引起植体的抗疲劳性能降低，甚至松动断裂。 2、生物惰性陶瓷材料 * 材料 性能 应用 氧化铝(Al2O3) 抗腐蚀 高力学性能 (抗弯强度400MPa, 弹性模量380GPa) 摩擦系数低、磨损率低 假体和齿科植入 * Dental Implants Dental Fillings Amalgams, dental composites * * 材料 性能 应用 氧化锆(ZrO2) 比Al2O3更高的强度与抗破坏韧性 更低的弹性模量 假体和齿科植入 热解碳 金刚石 碳纤维 血液与组织相容性好 植入体材料 用于涂层，提高表面硬度与耐磨性 韧带与肌腱 膝关节 颌骨 髋关骨 * 生物惰性高分子材料 材料 优点 缺点 应用 UHMWPE 超高分子量聚乙烯 分子量2*106 高耐磨性 抗蠕变性能好 易于氧化失效 用于矫形材料，特别是表面要求耐磨的髋关节与膝关节 PMMA 聚甲基丙烯酸甲脂 体内发生聚合 低疲劳强度(承载应用时) 骨水泥： 用于固定髋关节与膝关节 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 博士 * 博士 * 血液相容性：与血液接触的材料无溶血作用、不能破坏血液成分、不能有凝血作用和形成血栓； 组织相容性：材料不能对周围组织产生毒副作用，不能诱发组织致畸和基因转变；组织也不能对材料产生强烈的腐蚀与排斥反应 力学性能 材料要有合适的强度、硬度、韧性、塑性等。 (如硬度、强度高的材料适于髋关节植入材料；韧性好、强度稍低的能满足血管植入要求) 博士 * 博士 * 生理腐蚀 人体体液是含约1%氯化钠的充气溶液，此外还含有其他类型的盐、有机化合物、血液、淋巴液与酶