生物醫學材料的分類

生物醫學材料是指一類具有特殊性能、特種功能,用於人工器官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患,而對人體組織不會產生不良影響的材料。現在各種合成材料和天然高分子材料、金屬和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各種複合材料,其製成品都已經被廣泛應用於臨牀和科研。一、生物醫學材料的分類

一般而言,臨牀醫學對生物醫學材料有以下基本的要求:無毒性,不致癌,不致畸,不引起人體細胞的突發和組織細胞的反應;與人體組織相容性好,不引起中毒、溶血凝血、發熱和過敏等現象;化學性質穩定,抗體液、血液及酶的作用;具有與天然組織相適應的物理機械特性;針對不同的使用目的具有特定的功能。根據物質屬性,生物醫學材料大致可以分爲以下幾種:

1、生物醫學金屬材料:醫用金屬材料(biomedical Metallic Materials)是作爲生物醫學材料的金屬或合金,具有很高的機械強度和抗疲勞特性,是臨牀應用最廣泛的承力植入材料,主要有鈷合金(Co-Cr-Ni)、鈦合金(Ti-6Al-4V)和不鏽鋼的人工關節和人工骨。鎳鈦形狀記憶合金具有形狀記憶的智能特性,能夠用於矯形外科、心血管外科。在這裏插入圖片描述
3、生物醫學無機非金屬材料或生物陶瓷:生物陶瓷(Biomedical Ceramics)化學性質穩定,具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括兩類:

(1)惰性生物陶瓷(如氧化鋁、醫用碳素材料等),這類材料具有較高的強度,耐磨性能良好,分子中的鍵力較強。

(2)生物活性陶瓷(如羥基磷灰石和生物活性玻璃等),這類材料具有能在生理環境中逐步降解和吸收,或與生物機體形成穩定的化學鍵結合的特性,因而具有極爲廣闊的發展前景。

4、生物醫學複合材料:生物醫學複合材料(Biomedical Composites)是由兩種或兩種以上不同材料複合而成的生物醫學材料,主要用於修復或替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的製造。其中鈦合金和聚乙烯組織的假體常用作關節材料;碳—鈦合成材料是臨牀應用良好的人工股骨頭;高分子材料與生物高分子(如酶、抗源、抗體和激素等)結合可以作爲生物傳感器。在這裏插入圖片描述
5、生物醫學衍生材料:生物醫學衍生材料(Biomedical Derived Materials)是經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫學材料,是無生物活力的材料,但是由於具有類似天然組織的構型和功能,在人體組織的修復和替換中具有重要作用,主要用作皮膚掩膜、血液透析膜、人工心臟瓣膜等。

二、全球生物醫學材料市場主要產品

目前大量用於醫療器械(植入器械、體外循環系統等)的生物醫學材料主要有20種,其中醫用高分子12種,金屬4種,陶瓷2種,其它2種。利用現有的生物醫學材料,已開發應用的醫用植入體、人工器官等近300種,主要包括:心臟和心血管系統(起搏器、心臟瓣膜、人造血管、導管和分流管等);矯形外科(人工關節、骨板、骨螺釘等內固定器械、骨缺損填充或修復體、脊柱和脊柱融合器械、功能化模擬神經肌肉和人工關節軟骨等);整形外科(顱、頜面、耳、鼻等修復體和人工乳房等);軟組織修復(人工尿道、人工膀胱和腸、體內、外分流管、人工氣管、縫線和組織粘合修補材料等);牙科(牙種植體、牙槽骨替換、增高和充填劑等);感覺神經系統(人工晶體、接觸鏡、神經導管、中耳修復體、經皮導線、重建聽力和視力修復體等),及藥物和生物活性物質控釋載體等。

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