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生物材料学;目 录;本课程目的： 为从事生物工程、临床医学、基础研究的人们，建立起材料科学与工程的基础理论、基本概念、材料过程基本方法、材料性能与结构、以及应用的基础知识。 ;第一章、绪论 ;生物材料： 植入人体体内，且与体内组织直接接触并起到某一特定作用的材料，是一种无药理学和无生命性质的物质 ;没有真正意义上的药物作用，但可以是载体。如现在的纳米药物载体材料。 根据纳米颗粒表面和药物表面之间电位差异或化学位差异，使两者之间产生电学性质的结合或共价键性质的结合，将药物包裹在载体之间或吸附在表面，同时也在颗粒表面偶联特异性的靶向分子。通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，使颗粒进入细胞内，实现安全有效的靶向性药物治疗。 ;;传统意义生物材料功能非常有限： 有肝的生化功能 如不可能 有神经网络的电化学功能 简单的机械、结构、视觉和化学的作用 ;组织工程 ：;引入生物支架—活性细胞 利用生物要素和功能去构建所希望的材料 核心是建立由细胞和生物构成的三维空间复合体;引入生物支架—活性细胞 利用生物要素和功能去构建所希望的材料 核心是建立由细胞和生物构成的三维空间复合体;生物材料发展背景 ;20世纪初：金属骨骼板；钒钢 20世纪30年代：不锈钢和钴铬合金（固定骨折，人工关节） 第二次世界大战时期：高分子聚合物材料；有机玻璃（眼角膜，受损头骨部分的植入） 20世纪50年代：血管植入 20世纪60年代：心脏瓣膜；骨水泥固定人工关节的植入 ;20世纪70年代：羟基磷灰石（人体骨，牙齿， 涂层） 20世纪80年代：生物玻璃（骨头结合剂的填料， 牙齿的填充，涂层） 20世纪90年代：硅橡胶（隐形眼镜，隆鼻） 世纪支交：纳米技术 21世纪：组织工程材料（具有全面生理功能的 人工器官和组织） ;生物陶瓷材料的临床应用范围 ;生物材料的分类与基本性质;生物惰性材料在生物环境中能够保持稳定，不发生或仅发生微弱化学反应的生物医学材料;生物活性材料由材料表面/界面引起特殊生物或化学反应，促进或影响组织和材料之间的连接，诱发细胞活性或新组织再生的生物材料。;生物降解材料植入人体后，能够不断发生降解，解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料;生物复合材料又称生物医用复合材料，它是有两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料;根据材料的属性;金属材料 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等;; 不锈钢：强度高，存在腐蚀作用 人工关节、接骨板 钛合金：韧性好，比强度高 牙根种植体、颅骨 CoCrMo合金：强度高，耐磨性好， 重、耐腐蚀 人工关节;有机高分子材料 又叫高分子化合物。是由一种或几种结构单元多次重复连接起来的化合物。它们的组成元素不多，主要是碳、氢、氧、氮等，但是相对分子质量很大; 尼龙：弹性好，强度低 手术线、导管各种 橡胶：易塑性加工，易老化 软组织替代、软性垫高 ;无机非金属材料 是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称;Al2O3： 最早使用的陶瓷材料 生物性能好，相容性好 强度低、脆性 牙、损伤骨的固定材料; 复合材料 部分克服上述缺点，不容易制造 涂层材料、复合材料 ;性能;生物性材料 ：结构匹配性好 骨修复材料 牛骨、猪骨、人骨、 骨库（异体骨置换） 丝蛋白等（人工皮肤，硬脑膜修复） 猪心包等（心脏瓣膜） 骨形态发生蛋白（新鲜骨折，骨缺损， 股骨头缺血性坏死）;材料在体内的应用 ;从生物材料解决问题的范围;器官;肌体系统;目前应用最成功的生物材料是骨科和整形外科;生物材料应用规范;（1）血液相容：溶血、血栓、补体系统 酶变化 （2）细胞毒性：体外评价，琼脂培养 （3）急性毒性评价 （4）刺激性，过敏性 （5）植入实验：皮下、肌肉、骨骼植入 （6）热导试验：动