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生物医用材料
谈
新
型
生
物
医
用
高
分
子
材
料
Gj材料102
吴虎
201006374233
本论文简介
我是个材料爱好者,平时比较喜欢关注各种新材料的发展,比如超导材料,能源材料,生态环境材料等等,相比较这些,我又特别专注生物医用材料,因为生物医用材料每一次的进展,每一个小的提升都可能减轻很多患者的疼痛,挽救很多人的生命。
在这篇论文中,我向大家介绍现在在生物医用材料方面取得的新发展以及正在发展中的具有优异性能和特殊功能的,对科学技术尤其是对医学技术的发展具有决定意义的新型生物医用高分子材料。
在论文中,我主要介绍了以下几点:
1.新型生物医用高分子材料的简介
2.新型生物医用材料应符合的要求及常用的生物医用材料
3.生物医用高分子材料目前的需求
4.生物医用高分子材料的种类及发展
5.新型生物医用高分子材料的应用与前景
6.用到的参考资料
生物医用高分子材料的简介
生物医用高分子材料(biomedicalmaterial)是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料。
它是研究人工器官和医疗器械的基础,己成为材料学科的重要分支,尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破,生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
当代生物材料已处于实现重大突破的边缘,不远的将来,科学家有可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官,生物医用材料和制品产业将发展成为本世纪世界经济的一个支柱产业。
由生物分子构成生物材料,再由生物材料构成生物部件。
生物体内各种材料和部件有各自的生物功能。
它们是“活”的,也是被整体生物控制的。
生物材料中有的是结构材料,包括骨、牙等硬组织材料和肌肉、腱、皮肤等软组织;还有许多功能材料所构成的功能部件,如眼球晶状体是由晶状体蛋白包在上皮细胞组成的薄膜内而形成的无散射、无吸收、可连续变焦的广角透镜。
在生物体内生长有不同功能的材料和部件,材料科学的发展方向之一是模拟这些生物材料制造人工材料。
它们可以做生物部件的人工代替物,也可以在非医学领域中使用。
前者如人工瓣膜、人工关节等;后者则有模拟生物黏合剂、模拟酶、模拟生物膜等。
新型生物医用材料高分子应符合的要求及常用的生物医用材料
新型生物医用材料应符合下列要求:
1、化学稳定性好,在人体接触部分不能发生影响而变化;
2、组织相容性好,在人体内不发生炎症和排异反应;
3、不会致癌变;
4、耐生物老化,在人体内材料长期性能无变化;
5、耐煮沸,灭菌、药液消毒等处理方法;
6、材料来源广、易于加工成型。
经多年研究,能较好符合上述要求的高分子化合物主要有两大类,一类是有机硅化合物,第二类是有机氟化物,最主要的两种产品是硅橡胶和聚四氟乙烯,例如美国GE公司开发了一批主要是有机硅方面的用于医学领域的功能高分子化合物。
常用的医学生物材料
一、医用硅橡胶
医用硅橡胶(siliconerubber)是美容外科中应用较广的生物材料(组织代用品).它是高分子有机化合物聚硅酮的一种橡胶样固体形态,又称二甲基硅氧烷。
二、人工骨
随着生物医学和材料的发展,各种人工制备的生物材料植入骨内替代骨移植,临床应用效果好.这些人工合成或提取的植入材料生物相容性好,对骨形成具有明显的诱导作用,被泛称为人工骨(artificialbone)。
生物医用高分子材料目前的需求
人的健康长寿依赖于医学的发展。
现代医学的进步已经越来越依赖于生物材料和器械的发展,没有医用材料的医学诊断和治疗在现代医学中几乎是不可想象的。
目前全球大量用于医疗器械的生物医学材料主要有20种,其中医用高分子12种,金属4种,陶瓷2种,其他2种。
利用现有的生物医学材料已开发应用的医用植入体、人工器官等近300种,主要包括:
起搏器、心脏瓣膜、人工关节、骨板、骨螺钉、缝线、牙种植体,以及药物和生物活性物质控释载体等。
近年来,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%~20%的速度增长,而国内也以20%左右的速度迅速增长。
随着现代科学技术的发展,尤其是生物技术的重大突破,生物材料的应用将更加广泛,需求量也随之越来越大。
生物医用材料产业发展如此迅猛,主要动力来自于人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。
生物材料的研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划,并迅速成为国际高技术制高点之一。
生物医用高分子材料的种类及发展
生物医用高分子材料按性质可分为非降解和可生物降解两大类。
非生物降解的生物医用高分子包括:
聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等,其在生理环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的力学性能。
可生物降解的生物医用高分子材料则包括胶原、脂肪族聚酯、聚氨基酸、聚己内酯等,这些材料能在生理环境中发生结构性破坏,且降解产物能通过正常的新陈代谢被基体吸收或排出体外。
非降解和可生物降解生物医用高分子材料在生物医学领域各具有自己独特的发展地位,然而,随着生物医学和材料科学的发展,人们对生物医用高分子材料提出了更高的要求,可生物降解生物医用高分子材料越来越得到人们的亲睐。
因此,在这里主要讨论可生物降解医用高分子材料的种类。
根据来源来划分,可生物降解医用高分子材料可分为天然可生物降解和合成可生物降解两大类。
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