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生物医用材料谢丰伟、田博海、倪明杰、王志凡概述定义:生物医用材料(Biomedical Materials)是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料。特征：它是研究人工器官和医疗器械的基础，已成为当代材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物医用材料已成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。分类（按材料的组成及性质）生物医用金属材料生物医用无机非金属材料生物医用高分子材料生物医用复合材料生物衍生材料生物医用金属材料 生物医用金属材料是用作生物医用材料的金属或合金，又称外科用金属材料或医用金属材料，是一类惰性材料。这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能，是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛，遍及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面。生物医用无机非金属材料又称为生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属材料。此类材料化学性能稳定，具有良好的生物相容性。一般来说，生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三类。生物医用高分子材料医用高分子材料是生物医用材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料，也是一个正在迅速发展的领域。该类材料主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等方面。按使用的目的或用途，医用高分子材料还可分为心血管系统、软组织及硬组织等修复材料。此外，用于心血管系统的医用高分子材料应当着重要求其抗凝血性好，不破坏红细胞、血小板，不改变血液中的蛋白并不干扰电解质等。生物医用复合材料生物医用复合材料又称为生物复合材料，它是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医用材料，并且与其所有单体的性能相比，复合材料的性能都有较大程度的提高的材料。制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种生物材料的性能。该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。 人和动物中绝大多数组织均可视为复合材料，生物医用复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广阔的途径。生物衍生材料生物衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医用材料，也称为生物再生材料。由于生物衍生材料或是具有类似于自然组织的构型和功能，或是其组成类似于自然组织，在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用。主要用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆增强剂和血液透析膜等。生物医用材料对人体的生物学反应 理想的生物医用材料应该是对人体无毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传毒性和无致癌性等不良反应。因此，了解生物医用材料对人体的生物学反应就显得至关重要。这些反应主要包括组织反应、血液反应及免疫反应。组织反应1、以渗出为主的组织反应： 多见于植入初期和植入材料的性质稳定等情况。以中性粒 细胞、浆液、纤维蛋白原渗出为主。如植入物周围组织出现 中性粒细胞聚集；长期植入的、稳定的材料周围，可由于纤维蛋白原的渗出而出现纤维囊。2、以增生为主的组织反应： 多见于植入物长期存在并损伤机体的情况。以巨噬细胞为主，也可见淋巴细胞、浆细胞和嗜酸性粒细胞，并伴有明显的组织增生，可逐渐发展为肉芽肿或肿瘤。血液反应生物医用材料血液相容性包含不引起血液凝聚和不破坏血液成分两个方面。在一定限度内即使在材料表面张力的剪切作用下，对血液中的红细胞等有一定的破坏(即发生溶血)，由于血液具有很强的再生能力，随时间的推移其不利影响并不显著；而如果在材料表面有血栓形成，由于有累计效应，随着时间的推移，凝血程度越来越高，对人体造成严重的影响。免疫反应1、免疫抑制：由于有些生物医用材料造成免疫防御功能不足使得机体抵抗病原微生物的能力降低。2、变态反应：由于有些生物医用材料造成免疫防御功能亢进，免疫反应过于强烈损伤人体。如残留乳胶、双酚A、丙烯酸添加剂等低分子量有机分子或单体。3、自身免疫由于有些生物医用材料造成免疫自稳功能亢进，免疫系统不能和识别自己和非己，对自体正常组织产生免疫反应。如聚四氟乙烯、聚酯等。生物医用材料的医用与发展前景迄今为止 ,被详细研究过的生物材料已有一千多种，医学临床上广泛使用的也有几十种，涉及到材料学的各个领域。目前的发展趋势主要如下：①组织工程材料面临重大突破②生物医用纳米材料初见端倪③生物医用金属材料的开发势在必行④介入治疗材料研究异军突起⑤复合生物医用材料仍是开发重点⑥与3D打印结合的材料正在发展我相信，随着科技的发展，生物医用材料一定会更好地造福人类。THANK YOU