生物相容性第6-7课.pptVIP

生物相容性 主要参考书目 徐晓宙著，生物材料学，科学出版社，2006.6 阮建明编，生物材料学，科学出版社，2004 郑玉峰著，生物医用材料学，哈尔滨工业大学出版社，2005 崔福斋主编，生物材料学，清华大学出版社，2004 万昌秀主编 材料的生物学性能及其评价，四川大学出版社, 2008 西安交通大学生命学院《生物材料》课讲义 版权为以上参考资料所有。 基本概念 材料在体内所处的生物学环境 材料在生物学环境中的变化 材料对生物体的影响和作用 生物材料生物学评价标准 对生物材料的要求 1基本概念 生物相容性是生物材料区别于其他材料的实质所在，生物相容性是生物材料充分发挥医用功能作用的必要前提和条件。 生物相容性(biocompatibility)又叫生物兼容性，是指材料在生物体内与周围环境的相互适应性，也可以理解为宿主体与材料之间的相互作用程度。 分为：组织相容性（Tissue compatibility)，血液相容性 ( blood compatibility)，免疫相容性 (Immune compatibility)，力学相容性 材料的生物性能包括两个方面 一是材料反应，即材料在生物活体中的响应。主要包括材料在生物环境中被腐蚀、吸收、降解、磨损和失效的情况。生物系统对材料也可能产生积极作用，如新骨长人多孔陶瓷中的孔隙而对其补强增韧。 二是宿主反应，即生物医学材料存留于生物系统期间所引起的活体系统对材料的反应。包括材料植入部位的邻近组织对材料的局部反应，以及远离材料植入部位的组织和器官，乃至整个活体系统对材料的全身反应。 宿主反应是由于构成材料的元素、分子或其他降解产物（如微料、碎片等）在生物环境的作用下，被释入邻近组织乃至整个活体系统而造成的；或来源于材料制品对组织的机械、电化学或其他刺激作用。 可能发生的宿主反应包括：局部反应、全身毒性反应、过敏反应、致突反应、致畸反应、致癌反应和适应性反应。按时间长度可将宿主反应分为近期反应和远期反应。 宿主反应可能是消极的反应，如细胞毒性、溶血、凝血、刺激性、全身毒性、致敏、致癌、诱变性、致畸性以及免疫等反应，其结果可能导致对组织的机体的毒副作用和机体对材料的排斥作用； 也可能是积极的反应，如新血管内膜在人工动脉表面生长、韧带假体对软组织的附着、组织长人多孔材料的孔隙以及硬组织依托植入物重建等，其结构有利于组织的生长和重建。 惰性材料与生物体组织作用的界面：生物惰性材料的特点是在生物体内保持稳定，几乎不参加生物体的化学反应。长期植入惰性材料，植入物与机体发生渗出性组织反应，其中以纤维蛋白原渗出为主，形成纤维包囊。如果材料无毒性物质渗出，包囊将逐渐变薄，淋巴细胞消失，钙盐沉积。这一类的材料有氧化铝、碳纤维、钛合金等。如果材料持续释放金属离子或有机单体等毒性离子，会促使局部组织反应迁延不愈，转变为慢性炎症。纤维薄膜逐渐变厚，淋巴细胞增多，钙盐沉积，可发展为肉芽肿，甚至肿瘤。 氧化物陶瓷具有组织相容性，仅仅被很薄的一层纤维组织包裹，它们只引起轻微的组织反应。碳植入材料也存在类似的生物相容性。 表面活性材料与生物体组织作用的界面。表面活性材料的表面成分与组织成分相近，能与组织结合形成稳定的结合界面。这种材料与组织亲合性好，如表面含羟基磷灰石的生物医用材料。 可降解生物陶瓷与生物体组织作用的界面。陶瓷可在组织内释放组织所需的成分，加速组织的生长，并逐渐为新生的组织所取代。如beta-磷酸三钙陶瓷可在体液中释放Ca2+、PO43-，促进骨组织的生长，并逐渐取代之。 生物玻璃（45%SiO2-49%CaO-6%P2O5）可以与骨之间改成直接的骨性结合。在骨头表面富硅凝胶膜的溶解可以使骨头形成。 一种成功的生物医学材料所引起的宿主反应必须保持在可接受的水平。 宿主反应程度和水平的衡量，可通过标准试验与参照材料引起的反应水平对比来判断。 所谓参照材料，是指通过标准试验方法确定为合格并可重复试验结果的材料。 材料的生物相容性涉及学科广泛：细胞学、组织学、免疫学、遗传学、毒理学、实验动物学及物理、化学等。 生命活动的基本特征如新陈代谢、兴奋性、对环境变化的适应等都是建立在生物体的多层次有机结构水平基础之上的。生物材料对人体的影响也是多层次的。 生物体的多层次有机结构 目前，有关材料生物相容性的知识在很大程度上还是经验性的，深入研究其机理是迫切需要的工作。 生物材料的研究和发展所面临的一个主要难题就是改善材料的生物相容性，因此它既是材料评价的核心，也是设计和改进生物材料的基础。 2材料在体内所处的生物学环境 材料的生物学环境是指位于植人材料周围的、由生物组织细胞及胞外基质构成的环境： (l)接触的体液中包含的各种物质，如有机大分子（蛋白质、糖、脂）、酶、自由基及细胞等。 (