科学与工程学导论—第四章—功能描述.ppt

功能材料 生物医学材料 按材料属性分类 医用金属及合金 医用不锈钢 医用钴基合金 医用钛及钛合金 生物陶瓷 氧化铝、氧化锆、 磷酸钙、碳素 …… 生物医学 材料 医用高分子 医用聚乙烯、 聚氨酯、聚硅氧烷 …… 生物衍生材料 猪心瓣膜、再生胶原、 壳聚糖、凝胶 …… 医用复合材料 羟基磷石灰增强聚乙烯 碳纤维增强聚乳酸 …… 料 功能材料 生物医学材料 按与生体间相互作用分类 生物惰性材料 生 物 医 学 生物活性材料 与可降解生物材料 材 细胞与基因活性生物材料 功能材料 生物医学材料 生物惰性材料 第一代生物材料。指生物化学性能稳定、相容性好的材料， 包括生物惰性金属、陶瓷、高分子材料等。 生物活性材料与可降解生物材料 第二代生物材料。生物活性材料主要包括多孔陶瓷植入体， 表面反应性陶瓷、玻璃等。可降解吸收材料包括可吸收陶 瓷、可吸收玻璃及可吸收高分子材料等。 细胞与基因活性生物材料 第三代生物材料。期望在分子水平上激活特定细胞对材料的 识别和反应，最大限度地使生物材料与主体组织融为一体， 参与主体组织的修复过程。 生 物 金 功能材料 生物医学材料 生物金属 生物医用金属材料用是人类最早利用的生物材料之一。 由于其具有高强度、耐疲劳和易加工等优良性能，至 今在临床上仍占有重要地位。. 属 金属丝固 纯金片修复 银被用于缝 镀镍钢钉用 定牙缺失 公元前 缺损颅骨 1546年 合膝盖骨 1880年 于骨折治疗 1896年 300-400年 生 物 属 功能材料 重要的生物金属材料 医用不锈钢 ——最早开发、应用广 医用钴基合金 ——耐蚀性、硬度较前者更高 生物医学材料 金 医用钛及其合金 ——生物相容性、耐蚀性、硬度均优于前两者， 极具开发价值 医用铂及其合金 ——优异的抗氧化性、耐蚀性 其他医用合金 钽、铌和锆等金属及其合金 医用形状记忆合金 医用磁性合金 生 物 陶 瓷 功能材料 生物医学材料 生物陶瓷 什么是生物陶瓷？用于人体器官替换、修补以及 外科矫形的陶瓷材料。 要求：具有良好的力学性能，在体内难于溶解，不 易氧化，不易腐蚀变质，热稳定性好，耐磨且有一 定的润滑性，和人体组织的亲和性好，组成范围 宽，易于成形等。 生 物 陶 功能材料 生物医学材料 生物惰性陶瓷 具有优异的生物相容性，能与骨形成结合面， 结合强度高，稳定性好，参与代谢。 瓷 生物活性陶瓷 该陶瓷的物理、化学性能稳定，在生物体内完 全呈惰性状态。 功能材料 氧化铝陶瓷 生物医学材料 生 物 陶 瓷 生 物 惰 性 陶 瓷 传统的生物陶瓷，稳定性好，纯度高。 可制成 单晶、多晶或多孔材料。 氧化锆陶瓷 与血液相容性、抗血栓性好，与人体组织亲和 性好，耐蚀、耐疲劳、量轻。 炭素类陶瓷 生物相容性好，稳定性高，具有更高的断裂韧 性和更耐磨。 生 物 陶 瓷 功能材料 生物惰性陶瓷 生物医学材料 功能材料 磷酸钙陶瓷 生物医学材料 生 物 陶 瓷 生 物 活 性 陶 瓷 生物活性玻璃陶瓷 Na2O-K2O-MgO-CaO-SiO2-P2O5陶瓷 BCG人工骨头 生 物 陶 瓷 功能材料 生物活性陶瓷 磷酸钙陶瓷植入狗体6 个月 生物医学材料 医 用 高 分 子 功能材料 医用高分子 人工生体软组织 人工生体硬组织 药用高分子 高分子药物 高分子载药体系 医疗器械与诊断材料 生物医学材料 医 用 高 分 子 功能材料 生物医学材料 医用修复材料 龋齿密封材料、外科缝合线、高分子绷托 眼球人工玻璃体 隐形眼镜 人工脏器 人造皮肤、人工骨、肌肉腱、角膜、喉、食 道、人工肺、肾、肝、心脏等等。 在美国，每年有几百万件人工器件或修复材 料植入病人体内。 功能材料 生物材料的应用 生物医学材料 功能材料 生物医学材料 功能材料 生物医学材料 生物材料发展的前沿 组织工程与组织工程材料 药物、基因与DNA控释材料与系统 生物材料与人体器官克隆 功能材料 功能陶瓷材料 什么是“功能陶瓷”？ 功能陶瓷是指具有电、光、