生物医学材料和人工器官课件

第三讲第三讲 生物医学材料和人工器官生物医学材料和人工器官第三讲1 生物医学材料的发展概况生物医学材料的发展概况2 生物医学材料安全性评价生物医学材料安全性评价3 生物医学材料的基本要求生物医学材料的基本要求4 生物医学材料分类及性能生物医学材料分类及性能5 医用金属材料医用金属材料6 医用高分子材料医用高分子材料7 其他生物医学材料其他生物医学材料8 生物医学材料发展趋势生物医学材料发展趋势生物医学材料生物医学材料1 生物医学材料的发展概况生物医学材料1生物医学材料的发展概况生物医学材料的发展概况生生物物医医学学材材料料()是是生生物物医医学学科科学学中中一一个个较较新新分分支支学学科科，是是生生物物、医医学学、化化学学和和材材料料科科学学交交叉叉形形成成的的边边缘缘学学科科。具具体体涉涉及及到到化化学学、物物理理学学、高高分分子子化化学学、高高分分子子物物理理学学、生生物物物物理理学学、生生物物化化学学、生生理理学学、药药物物学学、基基础础与与临临床床医医学学等很多学科等很多学科。定定义义，生生物物医医学学材材料料是是指指“以以医医疗疗为为目目的的，用用于于与与组组织织接接触触以以形形成成功功能能的的无无生生命命的的材材料料”。另另有有定定义义是是：具具有有天天然然器官组织的功能或天然器官部分功能的材料。器官组织的功能或天然器官部分功能的材料。1 生物医学材料的发展概况 生物医学材料()是生物医学科3500年年前前，古古埃埃及及人人就就利利用用棉棉纤纤维维、马马鬃鬃作作缝缝合合线线缝缝合合伤伤口口；印第安人使用木片修补受伤的颅骨。印第安人使用木片修补受伤的颅骨。中国和埃及在中国和埃及在2500年前的墓葬中发现有假牙、假鼻和假耳。年前的墓葬中发现有假牙、假鼻和假耳。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿，并沿用至今。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿，并沿用至今。1775年就有用金属固定体内骨折的记载。年就有用金属固定体内骨折的记载。1851年年发发明明了了天天然然橡橡胶胶的的硫硫化化方方法法后后，有有人人采采用用硬硬胶胶木木制制作作了人工牙托的颚骨。了人工牙托的颚骨。器器官官移移植植取取得得巨巨大大进进展展，但但存存在在排排异异、器器官官来来源源、法法律律、伦伦理理等等难难题题。因因此此医医学学界界对对生生物物医医学学材材料料和和人人工工器器官官的的要要求求日日益增加。益增加。3500年前，古埃及人就利用棉纤维、马鬃作缝合线缝合伤口；印目目前前被被详详细细研研究究过过的的生生物物材材料料已已超超过过1000种种，被被广广泛泛应应用用的的有有90多多种种，1800多多个个制制品品。西西方方国国家家每每年年耗耗用用生生物物材材料料量以量以1015%的速度增长。的速度增长。我我国国生生物物材材料料的的研研究究起起步步较较晚晚，随随着着政政府府的的重重视视和和投投入入的的不不断断增增加加，取取得得一一批批较较高高水水平平的的研研究究成成果果，如如生生物物活活性性骨骨、关关节节系系统统替替换换材材料料、人人工工心心脏脏瓣瓣膜膜等等心心血血管管替替换换材材料料以以及及眼科手术用高分子复合材料等。眼科手术用高分子复合材料等。目前被详细研究过的生物材料已超过1000种，被广泛应用的有92生物医学材料安全性评价生物医学材料安全性评价生生物物医医学学材材料料的的安安全全性性评评价价：指指采采用用生生物物学学的的方方法法来来检检测测被被检检材材料料对对受受体体的的毒毒副副作作用用，从从而而预预测测该该材材料料在在医医学学应应用用中中的的安安全全性性。包包括括对对局局部部组组织织、血血液液与与整整体体反应及对受体的遗传效应。反应及对受体的遗传效应。生生物物医医学学材材料料的的安安全全性性评评价价本本身身是是一一个个不不断断发发展展的的领领域，域，“安全性安全性”是相对的概念。是相对的概念。根根据据材材料料与与制制品品使使用用目目的的的的不不同同制制定定各各种种安安全全性性评评价价程序。程序。(美国材料试验标准美国材料试验标准)。2 生物医学材料安全性评价生物医学材料的安全性评价：指采用生3 生物医学材料的基本要求生物医学材料的基本要求 临床医学对生物医学材料有以下基本要求：临床医学对生物医学材料有以下基本要求：无无毒毒性性、不不致致癌癌、不不致致畸畸、不不引引起起人人体体细细胞胞的的突突变和组织细胞的反应；变和组织细胞的反应；与与人人体体组组织织相相容容性性好好，不不引引起起中中毒毒、溶溶血血凝凝血血、发热和过敏等现象；发热和过敏等现象；化学性质稳定，抗体液、酶的作用；化学性质稳定，抗体液、酶的作用；具有与天然组织相适应的物理机械特性；具有与天然组织相适应的物理机械特性；针对不同的使用目的具有特定的功能。针对不同的使用目的具有特定的功能。3 生物医学材料的基本要求 临床医学对生物医学材料有以下基本4生物医学材料的分类及性能生物医学材料的分类及性能两种分类方法两种分类方法按应用性质来分类：按应用性质来分类：抗抗凝凝血血材材料料(心心血血管管材材料料)、齿齿科科材材料料、骨骨科科材材料料、眼眼科科材材料料、吸吸附附解解毒毒材材料料(血血液液灌灌流流用用)、假假体体材材料料、缓缓释释材材料料、生生物物粘粘合合材材料料、透透析析及及超超滤滤用用膜膜材料、一次性医用材料等。材料、一次性医用材料等。4 生物医学材料的分类及性能 两种分类方法按材料属性分类：按材料属性分类：天天然然生生物物材材料料再再生生纤纤维维、胶胶原原、透透明明质质酸酸、甲甲壳壳素等。素等。合合成成高高分分子子生生物物材材料料硅硅橡橡胶胶、聚聚氨氨脂脂及及其其嵌嵌段段共共聚物、涤纶、尼龙、聚丙烯腈、聚烯烃聚物、涤纶、尼龙、聚丙烯腈、聚烯烃医医用用金金属属材材料料不不锈锈钢钢、钛钛及及钛钛合合金金、钛钛镍镍记记忆忆合合金等金等无无机机生生物物医医学学材材料料碳碳素素材材料料、生生物物活活性性陶陶瓷瓷、玻玻璃材料璃材料杂杂化化生生物物材材料料来来自自活活体体的的天天然然材材料料与与合合成成材材料料的的杂化，如胶原与聚乙烯醇的交联杂化等杂化，如胶原与聚乙烯醇的交联杂化等复复合合生生物物材材料料用用碳碳纤纤维维增增强强的的塑塑料料，用用碳碳纤纤维维或或玻璃纤维增强的生物陶瓷、玻璃等玻璃纤维增强的生物陶瓷、玻璃等按材料属性分类：生生物物材材料料是是研研制制人人工工器器官官及及一一些些重重要要医医疗疗技技术术的的物物质质基基础础，综综观观人人工工器器官官及及医医疗疗装装置置的的发发展展史史，每每一一种种新新型型生生物物材材料料的的发现都引起了人工器官及医疗技术的飞跃。发现都引起了人工器官及医疗技术的飞跃。生物惰性医用硅橡胶生物惰性医用硅橡胶人工耳、人工鼻、人工颌骨等人工耳、人工鼻、人工颌骨等血血液液相相容容性性较较好好的的各各向向同同性性碳碳被被复复材材料料碟碟片片式式机机械械心心脏脏瓣瓣膜膜血血液液亲亲和和性性及及物物理理机机械械性性能能较较好好的的聚聚氨氨酯酯嵌嵌段段共共聚聚物物促促使使人工心脏向临床应用跨越一大步人工心脏向临床应用跨越一大步可形成假生物内膜的编织涤纶管可形成假生物内膜的编织涤纶管人工血管进入实用化人工血管进入实用化生物材料是研制人工器官及一些重要医疗技术的物质基础，综观人工5医用金属材料医用金属材料在在生生物物医医学学材材料料中中，金金属属材材料料应应用用最最早早，唐唐代代就就用用银银汞汞合合金金(主要成份：汞、银、铜、锡、锌主要成份：汞、银、铜、锡、锌)来补牙。来补牙。医医用用金金属属材材料料是是指指一一类类用用作作生生物物材材料料的的金金属属或或合合金金，又又称称外科用金属材料。外科用金属材料。属属于于生生物物惰惰性性材材料料，除除具具有有较较高高的的机机械械强强度度和和抗抗疲疲劳劳性性能能，具具有有良良好好的的生生物物力力学学性性能能及及相相关关的的物物理理性性质质外外，还还必必须须具具有有优优良良的的抗抗生生理理腐腐蚀蚀性性、生生物物相相容容性性、无无毒毒性性和和简简易易可可行行的手术操作技术。的手术操作技术。5 医用金属材料 在生物医学材料中，金属材料应用最早，唐代医医用用金金属属材材料料是是临临床床应应用用最最广广泛泛的的承承力力植植入入材材料料，由由于于有有较较高高的的强强度度和和韧韧性性，已已成成为为骨骨和和牙牙齿齿等等硬硬组组织织修修复复和和替替换换、心血管和软组织修复以及人工器官制造的主要材料。心血管和软组织修复以及人工器官制造的主要材料。大大部部分分金金属属不不符符合合生生物物材材料料的的要要求求，仅仅有有小小部部分分或或经经处处理理过过的的可可用用于于临临床床。目目前前在在临临床床使使用用的的医医用用金金属属材材料料主主要要有有不不锈锈钢钢、钴钴基基合合金金和和钛钛基基合合金金三三大大类类，另另外外还还有有记记忆忆合合金金、贵金属以及纯金属钽、铌和铬等。贵金属以及纯金属钽、铌和铬等。医用金属材料是临床应用最广泛的承力植入材料，由于有较高的强度常用医用金属材料常用医用金属材料不锈钢不锈钢钴钴()基合金基合金钛钛()基合金基合金形状记忆合金形状记忆合金贵金属贵金属常用医用金属材料5.1不锈钢不锈钢铁铁基基耐耐蚀蚀合合金金(一一般般由由铁铁、铬铬、镍镍、钼钼、锰锰、硅硅组组成成)，易易加工、价格低廉加工、价格低廉。不不锈锈钢钢的的耐耐蚀蚀性性和和屈屈服服强强度度可可以以通通过过冷冷加加工工而而提提高高，避避免免疲劳断裂。疲劳断裂。不不锈锈钢钢可可制制成成多多种种形形体体，如如针针、钉钉、髓髓内内针针、齿齿冠冠、三三棱棱钉钉等等器器件件和和人人工工假假体体而而用用于于临临床床，不不锈锈钢钢还还用用于于制制作作各各种种医疗仪器和手术器械。医疗仪器和手术器械。5.1 不锈钢铁基耐蚀合金(一般由铁、铬、镍、钼、锰、硅组成颅固定钢板、钢钉颅固定钢板、钢钉手术器械手术器械颅固定钢板、钢钉手术器械5.2钴钴()基合金基合金含含有有较较高高的的铬铬和和钼钼，又又称称钴钴铬铬钼钼合合金金，具具有有极极为为优优异异的的耐耐腐腐蚀蚀性性(比比不不锈锈钢钢高高40倍倍)和和耐耐磨磨性性，综综合合力力学学性性能能和和生生物物相相容容性良好，可通过精密铸造成形状复杂的精密修复体。性良好，可通过精密铸造成形状复杂的精密修复体。主要用于主要用于人工关节人工关节(特别是人体中受载荷最大的髋关节特别是人体中受载荷最大的髋关节)人工骨及骨科内处固定器件人工骨及骨科内处固定器件齿科修复中的义齿，各种铸造冠、嵌体及固定桥齿科修复中的义齿，各种铸造冠、嵌体及固定桥心血管外科及整形科等心血管外科及整形科等价格较高，加工困难，应用不普及。价格较高，加工困难，应用不普及。5.2 钴()基合金 含有较高的铬和钼，又称钴铬钼合金，具有人造髋关节的头杆部分人造髋关节的头杆部分人造髋关节的头杆部分5.3钛钛()基合金基合金临临床床应应用用广广泛泛，其其质质轻轻、强强度度高高、力力学学性性质质接接近近人人骨骨、强强度度远远低低于于纯纯钛钛，耐耐疲疲劳劳、耐耐蚀蚀性性均均优优于于不不锈锈钢钢和和钴钴基基合合金金，且且生物相容性和表面活性好，是较为理想的一种植入材料。生物相容性和表面活性好，是较为理想的一种植入材料。抗抗断断裂裂强强度度较较低低，耐耐磨磨性性能能不不尽尽人人意意，加加工工困困难难。冶冶炼炼及及成成型工艺复杂。型工艺复杂。主主要要用用于于：修修补补颅颅骨骨，制制成成钛钛网网或或钛钛箔箔用用于于修修复复脑脑膜膜和和腹腹膜膜、人人工工骨骨、关关节节、牙牙和和矫矫形形物物、人人工工心心脏脏瓣瓣膜膜支支架架、人人工工心心脏脏部部件件和和脑脑止止血血夹夹、口口腔腔颌颌面面矫矫形形、颌颌面面修修补补、手手术术器器械械、医医疗仪器和人工假肢等。疗仪器和人工假肢等。5.3 钛()基合金 临床应用广泛，其质轻、强度高、力学性质钛钛 板板钛 板5.4形状记忆合金形状记忆合金1951年年美美国国首首次次报报道道(金金-镉镉)合合金金具具有有形形状状记记忆忆效效应应，目目前前已已发发现现20多多种种记记忆忆合合金金，其其中中以以镍镍钛钛合合金金在在临临床床上上应应用用最最广广。它它在在不不同同的的温温度度下下表表现现为为不不同同的的金金属属结结构构相相。如如低低温温时时为为单单斜斜结结构构相相，高高温温时时为为立立方方体体结结构构相相，前前者者柔柔软软可可随随意意变变形形，如如拉拉直直式式屈屈曲曲，而而后后者者刚刚硬硬，可可恢恢复复原原来来的的形形状状，并并在在形状恢复过程中产生较大的恢复力。形状恢复过程中产生较大的恢复力。经经过过高高温温退退火火后后，加加工工为为一一种种形形状状(如如螺螺旋旋状状)，室室温温下下降降将将其其拉拉直直，当当加加热热到到一一定定的的“变变态态温温度度”时时，这这根根合合金金仿仿佛佛记起了什么似的，立即恢复到它原来形状记起了什么似的，立即恢复到它原来形状(螺旋状螺旋状)。5.4 形状记忆合金 1951年美国首次报道(金-镉)合金具单斜结构相单斜结构相(低温，柔软低温，柔软)立方体结立方体结构相构相(高温，刚硬高温，刚硬)单斜结构相(低温，柔软)立方体形状记忆合金可以分为三种：形状记忆合金可以分为三种：单程记忆效应单程记忆效应形形状状记记忆忆合合金金在在较较低低的的温温度度下下变变形形，加加热热后后可可恢恢复复变变形形前前的的形形状状，只只在在加加热热过过程程中中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。双程记忆效应双程记忆效应某某些些合合金金加加热热时时恢恢复复高高温温相相形形状状，冷冷却却时时又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应。又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应。全程记忆效应全程记忆效应加加热热时时恢恢复复高高温温相相形形状状，冷冷却却时时变变为为形形状状相相同同而而取取向向相相反反的的低低温温相相形形状状，称称为为全全程程记忆效应。记忆效应。形状记忆合金可以分为三种：特特点点：奇奇特特的的形形状状记记忆忆功功能能、质质轻轻、磁磁性性微微弱弱、强强度度较较高高、耐疲劳性能、高回弹性和生物相容性好等。耐疲劳性能、高回弹性和生物相容性好等。应用：应用：管管腔腔狭狭窄窄的的治治疗疗(喉喉气气管管狭狭窄窄、食食管管狭狭窄窄、胆胆道道狭狭窄窄、尿尿道道狭狭窄窄及及闭闭锁锁等等)：支支架架安安入入管管腔腔狭狭窄窄的的部部位位后后，能能将将狭狭窄窄管管腔腔撑撑开，并与管壁相贴紧，固定好。开，并与管壁相贴紧，固定好。血血栓栓过过滤滤器器、脊脊柱柱矫矫形形棒棒、牙牙齿齿矫矫形形丝丝、脑脑动动脉脉瘤瘤夹夹、接接骨骨板板、髓髓内内针针、人人工工关关节节、避避孕孕器器、心心脏脏修修补补元元件件、人人造造肾肾脏脏用微型泵等。用微型泵等。血管外科：治疗主动脉瘤、冠状动脉和椎动脉狭窄等。血管外科：治疗主动脉瘤、冠状动脉和椎动脉狭窄等。特点：奇特的形状记忆功能、质轻、磁性微弱、强度较高、耐疲劳性5.5贵金属贵金属()是是一一种种金金属属或或合合金金，如如金金具具有有极极高高的的抗抗氧氧化化性性和和抗抗腐腐蚀蚀性性。贵贵金金属属具具有有独独特特稳稳定定的的物物理理和和化化学学性性能能、优优异异的的加加工工特特性性、对对人人体体组组织织无无毒毒副副作作用用、刺刺激激小小等等优优良良的的生生物物学学性性能能。主主要要用用于于口口腔腔科科的的齿齿科科修修复复，也也可可用用于于小小型植入式电子医疗器械等。型植入式电子医疗器械等。5.5 贵金属()是一种金属或合金，如金具有极高的抗氧化6医用高分子材料医用高分子材料低分子：分子量低于一千，如煤、糖、油、水泥和抗菌素等。低分子：分子量低于一千，如煤、糖、油、水泥和抗菌素等。中分子：分子量在数千范围，如维生素中分子：分子量在数千范围，如维生素B12等。等。高分子：分子量在几万至几百万，如蛋白质、棉、毛、木材、高分子：分子量在几万至几百万，如蛋白质、棉、毛、木材、松香、橡胶、塑料、合成纤维。松香、橡胶、塑料、合成纤维。医用高分子材料：在医学上应用的、尤其能在机体内使用的医用高分子材料：在医学上应用的、尤其能在机体内使用的高分子材料。高分子材料。天然树脂：如松香。天然树脂：如松香。合成树脂：由低分子量的化合物经过各种化学反应而制得的合成树脂：由低分子量的化合物经过各种化学反应而制得的高分子量的树脂状物质，如聚氯乙烯、聚乙烯。塑料的主要高分子量的树脂状物质，如聚氯乙烯、聚乙烯。塑料的主要成分就是合成树脂。成分就是合成树脂。6 医用高分子材料低分子：分子量低于一千，如煤、糖、油、水一些高分子与低分子化合物的分子量一些高分子与低分子化合物的分子量 一些高分子与低分子化合物的分子量 命名：命名：通通俗俗命命名名法法，根根据据制制作作高高分分子子化化合合物物的的单单体体名名称称，前前面面冠冠以以“聚聚”字而成。如聚乙烯、聚丙烯字而成。如聚乙烯、聚丙烯习习惯惯名名称称或或商商品品名名称称来来命命名名：如如有有机机玻玻璃璃(聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸甲酯甲酯)、涤纶、涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯)等。等。医医用用高高分分子子制制品品的的研研究究，包包括括人人工工器器官官、医医疗疗用用品品(输输血血输输液液用用具具、注注射射器器、心心导导管管、主主动动脉脉气气囊囊反反搏搏器器、角角膜膜接接触触镜镜、中中心心静静脉脉插插管管、膀膀胱胱造造瘘瘘管管、医医用用粘粘合合剂剂以以及及各各种种医医用用导导管管、医医用用膜膜、创创伤伤包包扎扎材材料料和和各各种种手手术术、护护理理用用品品等等)和药用高分子和药用高分子(作为赋形剂作为赋形剂、合成新型药物、合成新型药物)三大类。三大类。命名：6.1天然高分子生物材料天然高分子生物材料人人体体的的皮皮肤肤、肌肌肉肉、组组织织和和器器官官都都是是由由高高分分子子化化合合物物组组成成的，天然高分子生物材料是人类最早使用的医用材料之一。的，天然高分子生物材料是人类最早使用的医用材料之一。天天然然材材料料具具有有不不可可替替代代的的优优点点：功功能能多多样样性性、与与机机体体的的相相容性、生物可降解性以及对其进行改性与复合和杂化等。容性、生物可降解性以及对其进行改性与复合和杂化等。目前天然高分子生物材料主要有：目前天然高分子生物材料主要有：天然蛋白质材料：胶原蛋白和纤维蛋白两种天然蛋白质材料：胶原蛋白和纤维蛋白两种天然多糖类材料：纤维素、甲壳素和壳聚糖等天然多糖类材料：纤维素、甲壳素和壳聚糖等由于结构和组成差异，表现出不同性质，应用于不同方面。由于结构和组成差异，表现出不同性质，应用于不同方面。6.1 天然高分子生物材料 人体的皮肤、肌肉、组织和器官都是6.1.1天然蛋白质材料天然蛋白质材料胶原蛋白胶原蛋白脊脊椎椎动动物物的的蛋蛋白白，是是支支持持组组织织和和结结构构组组织织(皮皮肤肤、肌肌腱腱和和骨骨骼的有机质骼的有机质)的主要组成成分。的主要组成成分。胶原来源广泛，广泛应用。胶原来源广泛，广泛应用。胶胶原原与与人人体体组组织织相相容容性性好好，不不易易引引起起抗抗体体产产生生，植植入入人人体体后后无无刺刺激激性性、无无毒毒性性反反应应，能能促促进进细细胞胞增增殖殖，加加快快创创口口愈愈合合并并具具有有可可降降解解性性，可可被被人人体体吸吸收收，降降解解产产物物也也无无毒毒副副作作用。用。6.1.1 天然蛋白质材料胶原蛋白脊椎动物的蛋白，是支持胶胶原原分分散散体体具具有有再再生生特特性性，可可以以将将其其加加工工成成不不同同形形状状的的制制品品而用于临床，越来越受到人们重视。而用于临床，越来越受到人们重视。胶原凝胶用作创伤敷料胶原凝胶用作创伤敷料粉末用于止血剂和药物释放系统粉末用于止血剂和药物释放系统纺丝纤维用作人工血管、人工皮肤、人工肌腱和外科缝线纺丝纤维用作人工血管、人工皮肤、人工肌腱和外科缝线薄膜用于角膜、药物释放系统和组织引导再生材料薄膜用于角膜、药物释放系统和组织引导再生材料管用于人工血管、人工胆管和管状器官管用于人工血管、人工胆管和管状器官空心纤维用于血液透析膜和人工肺膜空心纤维用于血液透析膜和人工肺膜海绵用于创伤敷料和止血剂等。海绵用于创伤敷料和止血剂等。胶原分散体具有再生特性，可以将其加工成不同形状的制品而用于临6.1.1天然蛋白质材料天然蛋白质材料纤维蛋白纤维蛋白是纤维蛋白原在生理条件下凝固而成的一种材料。是纤维蛋白原在生理条件下凝固而成的一种材料。纤纤维维蛋蛋白白可可用用不不同同方方法法进进行行化化学学改改性性，其其中中包包括括放放射射性性碘碘化化法、与合成高分子进行接枝和在纤维蛋白上进行酶固定等。法、与合成高分子进行接枝和在纤维蛋白上进行酶固定等。纤纤维维蛋蛋白白主主要要来来源源于于血血浆浆蛋蛋白白，具具有有明明显显的的血血液液和和组组织织相相容容性性，无无毒毒副副作作用用和和其其他他不不良良影影响响。作作为为止止血血剂剂、创创伤伤愈愈合合剂剂和和可可降降解解生生物物材材料料在在临临床床上上已已经经应应用用很很久久；其其主主要要生生理理功功能能为为止止血血，另另外外还还可可明明显显促促进进创创伤伤的的愈愈合合；还还可可作作为为一一种种骨骨架架，促进细胞的生长；并具有一定的杀菌作用。促进细胞的生长；并具有一定的杀菌作用。6.1.1 天然蛋白质材料纤维蛋白 是纤维蛋白原在生理条纤维蛋白在临床上常见的应用形式：纤维蛋白在临床上常见的应用形式：纤纤维维蛋蛋白白原原的的就就地地凝凝固固，用用于于眼眼科科手手术术的的组组织织粘粘合合剂剂，肺肺切切除后胸腔填充物和外科手术中的止血除后胸腔填充物和外科手术中的止血纤纤维维蛋蛋白白粉粉末末，用用作作止止血血剂剂，可可以以与与抗抗菌菌素素共共用用，用用作作填填充充慢性骨炎和骨髓炎手术后的骨缺损慢性骨炎和骨髓炎手术后的骨缺损纤纤维维蛋蛋白白海海绵绵，用用作作止止血血剂剂、扁扁平平瘢瘢的的治治疗疗和和唾唾液液腺腺外外科科手手术后的填充物术后的填充物组组织织代代用用品品，用用于于关关节节成成型型术术、视视网网膜膜脱脱离离、眼眼外外科科治治疗疗、肝脏止血及疝气修复等肝脏止血及疝气修复等纤纤维维蛋蛋白白薄薄膜膜，用用于于神神经经外外科科，替替代代硬硬脑脑膜膜和和保保护护末末梢梢神神经经缝线；用于烧伤治疗，消除颌面窦和口腔间的穿孔。缝线；用于烧伤治疗，消除颌面窦和口腔间的穿孔。纤维蛋白在临床上常见的应用形式：6.1.2天然多糖类材料天然多糖类材料多多糖糖是是由由许许多多单单糖糖分分子子经经失失水水缩缩聚聚，通通过过糖糖苷苷键键结结合合而而成成的的天然高分子化合物。天然高分子化合物。均聚糖：多糖水解后只产生一种单糖，如纤维素、淀粉均聚糖：多糖水解后只产生一种单糖，如纤维素、淀粉杂聚糖：水解产物是两种或两种以上的单糖，如菊粉等。杂聚糖：水解产物是两种或两种以上的单糖，如菊粉等。自然界广泛存在的多糖主要有：自然界广泛存在的多糖主要有：植物多糖，如纤维素、半纤维素、淀粉、果胶等；植物多糖，如纤维素、半纤维素、淀粉、果胶等；动物多糖，如甲壳素、壳聚糖、肝素、硫酸软骨素等；动物多糖，如甲壳素、壳聚糖、肝素、硫酸软骨素等；琼脂多糖，如琼脂、海藻酸、角叉藻聚糖等；琼脂多糖，如琼脂、海藻酸、角叉藻聚糖等；菌类多糖，如葡聚糖、半乳聚糖、甘露聚糖等；菌类多糖，如葡聚糖、半乳聚糖、甘露聚糖等；微生物多糖，如右旋糖酐、凝乳糖、出芽短梗孢糖等。微生物多糖，如右旋糖酐、凝乳糖、出芽短梗孢糖等。研究较多的多糖类材料为纤维素、甲壳素和壳聚糖。研究较多的多糖类材料为纤维素、甲壳素和壳聚糖。6.1.2 天然多糖类材料 多糖是由许多单糖分子经失水缩聚，6.1.2天然多糖类材料天然多糖类材料纤维素纤维素具具有有不不同同的的构构型型和和结结晶晶形形式式，是是构构成成植植物物细细胞胞壁壁的的主主要要成成分分，存存在在于于自自然然界界中中数数量量最最多多的的碳碳水水化化合合物物。结结构构复复杂杂，至今仍未被完全了解。至今仍未被完全了解。天天然然的的纤纤维维素素属属于于纤纤维维型型，再再生生纤纤维维素素属属于于纤纤维维型型，后后者者结结构构更更为为稳稳定定。不不同同的的天天然然纤纤维维素素其其结结晶晶度度有有明明显显差差异异，随随着着结结晶晶度度的的提提高高，其其抗抗张张强强度度、硬硬度度、密密度度增增加加，但弹性、韧性、膨胀性、吸水性和化学反应性下降。但弹性、韧性、膨胀性、吸水性和化学反应性下降。6.1.2 天然多糖类材料纤维素 具有不同的构型和结晶形应用形式主要是制造各种医用膜：应用形式主要是制造各种医用膜：硝硝酸酸纤纤维维素素膜膜：用用于于血血液液透透析析和和过过滤滤，但但由由于于制制膜膜困困难难及及不不稳定等缺点，已逐渐被其他材料取代稳定等缺点，已逐渐被其他材料取代粘粘胶胶纤纤维维(人人造造丝丝)或或赛赛珞珞玢玢(玻玻璃璃纸纸)管管：用用于于透透析析，但但由由于于含含有有磺磺化化物物及及尿尿素素、肌肌酐酐的的透透析析性性不不好好等等原原因因，作作为为透透析析用用的赛珞玢逐渐被淘汰的赛珞玢逐渐被淘汰再再生生纤纤维维素素(铜铜珞珞玢玢)：是是目目前前人人工工肾肾使使用用较较多多的的透透析析膜膜材材料料，对溶质的传递，纤维素膜起到筛网和微孔壁垒作用对溶质的传递，纤维素膜起到筛网和微孔壁垒作用醋酸纤维素膜，主要用于血透析系统醋酸纤维素膜，主要用于血透析系统全全氟氟代代酰酰基基纤纤维维素素：用用于于制制造造代代膜膜式式肺肺、人人工工心心瓣瓣膜膜、人人工工细胞膜层，各种导管、插管和分流管等细胞膜层，各种导管、插管和分流管等应用形式主要是制造各种医用膜：6.1.2天然多糖类材料天然多糖类材料甲壳素甲壳素化化学学名名称称为为聚聚乙乙酰酰葡葡萄萄糖糖胺胺，分分子子式式为为(C3H135)n，属属于于氨基多糖，是仅有的具有明显碱性的天然多糖。氨基多糖，是仅有的具有明显碱性的天然多糖。广广泛泛存存在在于于低低等等植植物物及及甲甲壳壳动动物物的的外外壳壳中中，每每年年生生物物合合成成资资源源最最高高达达1000亿亿吨吨，是是地地球球上上仅仅次次于于植植物物纤纤维维的的第第二大生物资源。二大生物资源。来来源源于于动动物物的的天天然然多多糖糖，普普遍遍存存在在于于虾虾、蟹蟹等等低低等等动动物物及及昆昆虫虫等等节节肢肢动动物物的的外外壳壳中中。将将甲甲壳壳动动物物的的外外壳壳通通过过酸酸碱处理，脱去钙、盐和蛋白质，即得到甲壳素。碱处理，脱去钙、盐和蛋白质，即得到甲壳素。6.1.2 天然多糖类材料甲壳素化学名称为聚乙酰葡萄糖胺被被科科学学家家誉誉为为继继蛋蛋白白质质、糖糖、脂脂肪肪、维维生生素素、矿矿物物质质以以外外的的第第六六生生命命要要素素。甲甲壳壳素素有有强强化化免免疫疫、降降血血糖糖、降降血血脂脂、降降血血压压、强强化化肝肝脏脏机机能能、活活化化细细胞胞、调调节节植植物物神神经经系系统统及及内内分分泌泌系系统统等等功功能能，还还可可作作为为保保健健材材料料，用用于于健健康康无无害害烟烟、护肤产品、保健内衣等。护肤产品、保健内衣等。作为医用生物材料可用于：作为医用生物材料可用于：医医用用敷敷料料：甲甲壳壳素素具具有有良良好好的的组组织织相相容容性性，可可灭灭菌菌、促促进进伤口愈合、吸收伤口渗出物且不脱水收缩伤口愈合、吸收伤口渗出物且不脱水收缩药物缓释剂：药物缓释剂：基本为中性，可与任何药物配伍基本为中性，可与任何药物配伍止止血血棉棉、止止血血剂剂：在在血血管管内内注注射射高高粘粘度度甲甲壳壳素素，可可形形成成血血栓栓口口愈愈合合剂剂，使使血血管管闭闭塞塞，从从而而在在手手术术中中达达到到止止血血目目的的，较注射明胶海绵等常规止血方法，操作容易，感染少。较注射明胶海绵等常规止血方法，操作容易，感染少。被科学家誉为继蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿物质以外的第六生命 甲壳素缝线的电镜照片甲壳素缝线的电镜照片 甲壳素人工皮的电镜照片甲壳素人工皮的电镜照片 甲壳素缝线的电镜照片 甲壳素人工皮的电镜照片 6.1.2天然多糖类材料天然多糖类材料壳聚糖壳聚糖是是甲甲壳壳素素去去除除部部分分乙乙酸酸基基后后的的产产物物(甲甲壳壳素素的的衍衍生生物物)，甲甲壳壳素素继继续续用用浓浓碱碱乙乙酸酸基基化化则则得得到到壳壳聚聚糖糖，具具有有一一定定的的粘度，无毒、无害、无副作用。粘度，无毒、无害、无副作用。不溶于水和碱液，但可溶于多种酸溶液中。不溶于水和碱液，但可溶于多种酸溶液中。可可进进行行酯酯化化、醚醚化化、氧氧化化、磺磺化化以以及及接接枝枝交交联联等等反反应应对对其其进进行行改改性性。特特别别是是磺磺化化产产品品，其其结结构构与与肝肝素素极极其其相相似似，可作为肝素的代用品作抗凝剂。可作为肝素的代用品作抗凝剂。6.1.2 天然多糖类材料壳聚糖是甲壳素去除部分乙酸基后医学多上用于：医学多上用于：可吸收性缝合线，用于消化道和整形外科可吸收性缝合线，用于消化道和整形外科人人工工皮皮，用用于于整整形形外外科科、皮皮肤肤外外科科，用用于于、度度烧烧伤，采皮伤和植皮伤等伤，采皮伤和植皮伤等细细胞胞培培养养，制制备备不不同同形形状状的的微微胶胶囊囊，培培养养高高浓浓度度细细胞胞，如包封的是活细胞，则构成人工生物器官如包封的是活细胞，则构成人工生物器官海海绵绵，用用于于拔拔牙牙患患者者、囊囊肿肿切切除除、齿齿科科切切除除部部分分的的保保护材料护材料眼科敷料，可生成较多的成胶原和成纤维细胞眼科敷料，可生成较多的成胶原和成纤维细胞隐形眼镜隐形眼镜膜，用于药物释放系统和组织引导再生材料膜，用于药物释放系统和组织引导再生材料固相酶载体固相酶载体医学多上用于：6.2合成高分子生物材料合成高分子生物材料迅速地取代了除了食品以外的许多宝贵天然资源。迅速地取代了除了食品以外的许多宝贵天然资源。利利用用聚聚合合方方法法制制备备的的一一类类生生物物材材料料。由由于于合合成成高高分分子子可可以以通通过组成和结构控制而具有多种多样的物理和化学性质。过组成和结构控制而具有多种多样的物理和化学性质。是是一一门门新新兴兴的的边边缘缘学学科科，合合成成高高分分子子材材料料已已成成为为制制造造各各种种人人工工器器官官、软软硬硬组组织织修修复复体体、医医用用粘粘结结剂剂、缝缝合合线线、人人造造血血液液等的最主要的也是用量最大的生物材料。等的最主要的也是用量最大的生物材料。6.2 合成高分子生物材料迅速地取代了除了食品以外的许多宝贵合合成成高高分分子子材材料料的的组组成成物物(单单体体，添添加加剂剂等等)可可能能向向生生物物环环境释放，有可能导致毒性反应。境释放，有可能导致毒性反应。弹性模量低，不能用于承受较大负荷的体位修复。弹性模量低，不能用于承受较大负荷的体位修复。可分为：可分为：生生物物不不可可降降解解的的：硅硅橡橡胶胶、聚聚氨氨酯酯、环环氧氧树树脂脂、聚聚氯氯乙乙烯烯、聚聚四四氟氟乙乙烯烯、聚聚乙乙烯烯、聚聚丙丙烯烯、聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯、丙丙烯烯酸酯水凝胶、酸酯水凝胶、-氰基丙烯酸酯类、聚酸胺和饱和聚酯等。氰基丙烯酸酯类、聚酸胺和饱和聚酯等。生生物物可可降降解解的的：聚聚乙乙烯烯醇醇、聚聚乳乳酸酸、聚聚乙乙内内酯酯、乳乳酸酸-乙乙醇酸共聚物和聚醇酸共聚物和聚-羟基丁酸酯等。羟基丁酸酯等。合成高分子材料的组成物(单体，添加剂等)可能向生物环境释放，6.2合成高分子生物材料合成高分子生物材料硅橡胶硅橡胶平均分子量平均分子量40万，是含有硅原子的特种合成橡胶的总称。万，是含有硅原子的特种合成橡胶的总称。具具有有优优异异的的生生理理特特性性：无无毒毒无无味味、生生物物相相容容性性好好、耐耐生生物物老老化化、较较好好的的抗抗凝凝血血性性、长长期期植植入入体体内内物物理理性性能能下下降降甚甚微微、耐耐高高温温严严寒寒(-90250)、良良好好的的电电绝绝缘缘性性、耐耐氧氧老老化化性性、耐光老化性以及防霉性、化学稳定性等。耐光老化性以及防霉性、化学稳定性等。在在医医学学上上主主要要用用于于粘粘合合剂剂、导导管管、整整形形和和修修复复外外科科(人人工工关关节节、皮皮肤肤扩扩张张、烧烧伤伤的的皮皮肤肤创创面面保保护护、人人工工鼻鼻梁梁、人人工工耳廓和人工眼环耳廓和人工眼环)、缓释和控释等。、缓释和控释等。6.2 合成高分子生物材料硅橡胶平均分子量40万，是含防噪音耳塞：佩戴舒适，阻隔噪音，保护耳膜。防噪音耳塞：佩戴舒适，阻隔噪音，保护耳膜。胎胎头头吸吸引引器器：操操作作简简便便，使使用用安安全全，可可根根据据胎胎儿儿头头部部大大小小变变形形，吸吸引引时时胎胎儿儿头头皮皮不不会会被被吸吸起起，可可避避免免头头皮皮血血肿肿和和颅颅内内损损伤伤等等弊弊病病，能能大大大大减轻难产孕妇分娩时的痛苦。减轻难产孕妇分娩时的痛苦。人人造造血血管管：具具有有特特殊殊的的生生理理机机能能，能能做做到到与与人人体体“亲亲密密无无间间”，人人的的机机体体也也不不排排斥斥它它，经经过过一一定定时时间间，就就会会与与人人体体组组织织完完全全结结合合起起来来，稳稳定性极为良好。定性极为良好。鼓鼓膜膜修修补补片片：其其片片薄薄而而柔柔软软，光光洁洁度度和和韧韧性性都都良良好好。是是修修补补耳耳膜膜的的理理想材料，且操作简便，效果颇佳。想材料，且操作简便，效果颇佳。此此外外还还有有硅硅橡橡胶胶人人造造气气管管、人人造造肺肺、人人造造骨骨、硅硅橡橡胶胶十十二二指指肠肠管管等等，功效都十分理想。功效都十分理想。硅橡胶医用导管类硅橡胶医用导管类 防噪音耳塞：佩戴舒适，阻隔噪音，保护耳膜。硅橡胶医用导管类 6.2合成高分子生物材料合成高分子生物材料聚氨酯聚氨酯(，)是聚醚、聚酯和二异氰酸酯的总称。是聚醚、聚酯和二异氰酸酯的总称。具具有有良良好好的的延延伸伸性性和和抗抗挠挠曲曲性性，强强度度高高、耐耐磨磨损损，血血液液相相容容性性、抗抗血血栓栓性性能能好好，且且不不损损伤伤血血液液成成分分，使使其其在在医医疗疗领领域得到广泛应用。域得到广泛应用。主主要要用用于于人人工工心心脏脏搏搏动动膜膜、心心血血管管医医学学元元件件、人人工工心心脏脏、辅辅助助循循环环、人人工工血血管管、体体外外循循环环血血液液路路、药药物物释释放放体体系系、缝缝合合线线与与软软组组织织粘粘合合剂剂绷绷带带、敷敷料料、吸吸血血材材料料、人人工工软软骨骨和血液净化器具的密封剂等。和血液净化器具的密封剂等。6.2 合成高分子生物材料聚氨酯(，)是聚醚、聚酯和二异6.2合成高分子生物材料合成高分子生物材料环氧树脂环氧树脂()基基本本特特性性是是所所用用单单体体中中至至少少含含有有一一个个环环氧氧基基团团。环环氧氧基基可可与与含含有有“活活泼泼氢氢”的的化化合合物物发发生生反反应应，因因此此可可用用适适当当的的胺胺或某些酸类催化作均聚反应。或某些酸类催化作均聚反应。主主要要用用途途：与与玻玻璃璃布布一一起起用用于于骨骨折折的的开开放放性性复复位位和和固固定定，粘粘合合骨骨头头加加强强髋髋关关节节髁髁，牙牙科科充充填填材材料料，电电子子起起搏搏器器与与体体液液分分开开的的保保护护层层(灌灌封封)。眼眼睑睑修修补补术术和和加加固固颅颅动动脉脉瘤瘤和和脑脑电极探针的绝缘等。电极探针的绝缘等。6.2 合成高分子生物材料环氧树脂()基本特性是所用单6.2合成高分子生物材料合成高分子生物材料聚氯乙烯聚氯乙烯(，氯纶，氯纶)是是由由单单体体氯氯乙乙烯烯聚聚合合而而成成的的合合成成树树脂脂，是是用用量量最最大大的的医医用用高分子材料。高分子材料。原原料料丰丰富富、聚聚合合容容易易、抗抗凝凝血血性性能能良良好好，但但耐耐热热性性不不高高(70)。通过添加物的应用可使改变为具有可屈挠性能。通过添加物的应用可使改变为具有可屈挠性能。在在医医学学中中用用量量最最大大的的是是制制作作塑塑料料输输血血输输液液袋袋，可可提提高高红红细细胞胞和和血血小小板板的的生生存存率率；还还可可用用于于医医用用导导管管、人人工工输输尿尿管管、胆胆管管和和心心脏脏瓣瓣膜膜、血血泵泵隔隔膜膜、增增补补面面部部组组织织、青青光光眼眼引引流流管管和和中中耳耳孔孔等等。软软质质的的毒毒性性问问题题仍仍有有争争议议，目目前前只只能能用用于于制造与人体短期接触的制品。制造与人体短期接触的制品。6.2合成高分子生物材料聚氯乙烯(，氯纶)是由单体氯乙烯聚氯乙烯树脂聚氯乙烯树脂聚氯乙烯树脂6.2合成高分子生物材料合成高分子生物材料聚四氟乙烯聚四氟乙烯()又又名名泰泰氟氟隆隆()，热热塑塑性性塑塑料料，最最好好的的耐耐高高温温塑塑料料，结结晶晶熔熔点点高高达达327，几几乎乎完完全全是是化化学学惰惰性性的的，具具有有自自润润滑滑性性或或非非粘粘性，不易被组织液浸润。性，不易被组织液浸润。主主要要用用于于人人工工输输尿尿管管、胆胆管管、气气管管、喉喉、韧韧带带和和肌肌腱腱、人人工工血血液液、人人工工心心脏脏瓣瓣膜膜、下下颌颌骨骨、髋髋关关节节和和皮皮肤肤、增增强强皮皮肤肤、修修复复眼眼眶眶骨骨、组组织织引引导导再再生生材材料料、人人工工血血管管、涤涤纶纶缝缝线线和和涂涂层层、外外科科用用引引流流管管及及插插管管、巩巩膜膜的的系系扣扣和和在在耳耳鼻鼻手手术术上上作作为为插插入入的的薄薄膜膜以以防防止止粘粘连连；食食管管扩扩张张器器、心心脏脏瓣瓣膜膜的的缝缝合合环环、血血液液相相容容性性丝丝绒绒、修修补补肺肺动动脉脉和和室室间间隔隔的的缺缺损损、血血管管闭闭塞塞物物、缝线及动脉修补、包裹动脉癌及内淋巴液分流器等。缝线及动脉修补、包裹动脉癌及内淋巴液分流器等。6.2合成高分子生物材料聚四氟乙烯()又名泰氟隆()，热6.2合成高分子生物材料合成高分子生物材料聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯()又又称称有有机机玻玻璃璃，属属于于丙丙烯烯酸酸类类塑塑料料，是是目目前前塑塑料料中中透透明明度度最最好好的的一一种种。具有良好的生物相容性、耐老化性，机械强度较高。具有良好的生物相容性、耐老化性，机械强度较高。用用于于剜剜出出后后的的植植入入物物、隐隐形形眼眼镜镜、可可植植入入透透镜镜、人人工工角角膜膜和和假假牙牙、人人工工喉喉、食食管管和和腕腕骨骨、闭闭塞塞器器、喉喉支支持持膜膜、牙牙科科夹夹板板、气气管管切切开开导导管管和和吻吻合合钮钮、鼻鼻窦窦的的植植入入性性引引管管、经经皮皮装装置置和和用用于于实实验验的的标标本本箱箱及及人人工工器器官官外外壳壳等等；增增补补面面部部的的软软和和硬硬组组织织，特特别别是是修修补补眼眼窝窝的的爆爆裂裂骨骨折折；颅颅骨骨缺缺损损时时的的替替代代骨骨片片；充充填填乳乳突突切切除除后后的的遗遗留留腔腔隙隙；听听小小骨骨部部分分的的替替代代物物和和脊脊椎椎鼓鼓节节段段的的固固定定，颅颅内内动动脉脉瘤瘤的的加加固固和和充充填填静静脉脉瘤瘤囊囊以以使使之之稳稳定定，牙牙科科某某些直接充填树脂的基础等。些直接充填树脂的基础等。6.2 合成高分子生物材料聚甲基丙烯酸甲酯()又称有机玻人工晶体人工晶体丙烯酸酯折叠人工晶体丙烯酸酯折叠人工晶体人工晶体丙烯酸酯折叠人工晶体7其他生物医学材料其他生物医学材料7.1无机生物医学材料无机生物医学材料18世世纪纪初初开开始始应应用用。无无毒毒、与与生生物物体体组组织织有有良良好好的的生生物物相相容性、耐腐蚀。容性、耐腐蚀。包包括括生生物物陶陶瓷瓷、生生物物玻玻璃璃和和碳碳素素材材料料三三大大类类，主主要要用用于于齿齿科、骨科修复和植入材料。科、骨科修复和植入材料。基基本本都都是是脆脆性性材材料料，容容易易破破裂裂，发发展展方方向向应应向向开开发发复复合合(多多相相)生生物物材材料料以以及及在在金金属属基基体体上上加加涂涂无无机机生生物物陶陶瓷瓷涂涂层层(薄膜薄膜)材料的方面。材料的方面。7 其他生物医学材料7.1 无机生物医学材料18世纪初开始7.1无机生物医学材料无机生物医学材料生物陶瓷生物陶瓷有有各各种种不不同同的的化化学学成成分分，根根据据其其在在生生理理环环境境中中的的化化学学活活性性和性质可分为四类：和性质可分为四类：近近似似于于惰惰性性：三三氧氧化化二二铝铝、氧氧化化锆锆等等氧氧化化物物生生物物陶陶瓷瓷，3N4、钛钛酸酸钡钡等等非非氧氧化化物物生生物物陶陶瓷瓷以以及及医医用用碳碳素素等等，这这类类材料长期暴露于生理环境下能保持稳定。材料长期暴露于生理环境下能保持稳定。表表面面活活性性：羟羟基基磷磷灰灰石石生生物物活活性性陶陶瓷瓷和和生生物物活活性性玻玻璃璃陶陶瓷瓷，在在生生理理环环境境中中可可通通过过其其表表面面发发生生的的生生物物化化学学反反应应与与组组织织形形成成化化学学键键性性结结合合，起起到到了了适适合合新新生生骨骨沉沉积积的的生生理理支支架架作作用用，也就是所谓的也就是所谓的“骨引导骨引导”和和“骨传导骨传导”作用。作用。7.1无机生物医学材料生物陶瓷有各种不同的化学成分，根据可可吸吸收收性性：如如石石膏膏、磷磷酸酸三三钙钙陶陶瓷瓷，在在生生理理环环境境中中可可逐逐渐渐被被降降解解吸吸收收，诱诱导导骨骨质质生生长长，并并随随之之被被新新组组织织所所替替代代，从从而而达达到修复或替换病损组织的目的到修复或替换病损组织的目的。复复合合型型：生生物物陶陶瓷瓷与与生生物物陶陶瓷瓷或或与与其其他他无无机机材材料料、有有机机材材料料复复合合而而成成的的复复合合型型材材料料。根根据据临临床床的的不不同同要要求求可可以以制制成成不不同同类型的复合材料。类型的复合材料。在在临临床床上上生生物物陶陶瓷瓷主主要要用用于于肌肌肉肉一一骨骨骼骼系系统统的的修修复复和和替替换换，也也可可用用于于心心血血管管系系统统的的修修复复、制制作作药药物物释释放放和和传传递递的的载载体体。复合型的生物陶瓷还可以用于制造人工腱和韧带等。复合型的生物陶瓷还可以用于制造人工腱和韧带等。可吸收性：如石膏、磷酸三钙陶瓷，在生理环境中可逐渐被降解吸收2O3-金属组合全髋关节金属组合全髋关节 2O3-金属组合全髋关节 7.1无机生物医学材料无机生物医学材料生物玻璃生物玻璃是是经经特特别别设设计计的的化化学学组组成成可可诱诱发发生生物物活活性性的的含含氧氧化化硅硅化化合合物物。一一般般把把原原料料粉粉末末按按成成分分要要求求配配比比混混合合均均匀匀，将将粉粉末末在在高高温温炉炉内内熔熔化化，再再将将融融化化好好的的玻玻璃璃浇浇注注成成型型(板板、条条、块块等等形形状状)，然然后后在在适适当当温温度度进进行行退退火火处处理理(消消除除应应力力)，即即可得到玻璃。可得到玻璃。如如将将某某些些玻玻璃璃在在适适当当的的高高温温进进行行晶晶化化处处理理，则则玻玻璃璃中中可可析析出出大大量量微微小小晶晶体体，这这样样的的玻玻璃璃称称为为微微晶晶玻玻璃璃、结结晶晶化化玻玻璃璃或玻璃陶瓷。或玻璃陶瓷。7.1 无机生物医学材料生物玻璃是经特别设计的化学组成可生生物物玻玻璃璃材材料料大大致致可可分分为为两两类类：非非活活性性的的近近似似惰惰性性的的和和生生物活性的。物活性的。在非活性生物玻璃及生物玻璃陶瓷中包括：在非活性生物玻璃及生物玻璃陶瓷中包括：人人工工骨骨用用生生物物医医学学玻玻璃璃，它它具具有有良良好好的的耐耐酸酸碱碱腐腐蚀蚀特特性性、生物相容性和耐磨性能；生物相容性和耐磨性能；治治疗疗用用生生物物医医学学玻玻璃璃，可可埋埋入入肿肿瘤瘤部部位位，通通过过在在磁磁场场下下发发热热的的特特性性或或其其内内部部的的同同位位素素放放出出的的射射线线杀杀死死癌癌细细胞胞，也也有有良好的生物相容性；良好的生物相容性；人人工工齿齿冠冠用用生生物物医医学学玻玻璃璃陶陶瓷瓷，具具有有制制作作容容易易、审审美美性性高高、强度高、适应性好、生物相容性好、类似天然齿等优点。强度高、适应性好、生物相容性好、类似天然齿等优点。生物玻璃材料大致可分为两类：非活性的近似惰性的和生物活性的。7.1无机生物医学材料无机生物医学材料碳素材料碳素材料作为生物医学使用的各种碳素及其复合材料作为生物医学使用的各种碳素及其复合材料具具有有极极好好的的抗抗血血栓栓性性，主主要要有有三三种种：玻玻璃璃碳碳、低低温温各各向向同同性性碳碳和和超超低低温温各各向向同同性性碳碳。这这三三种种碳碳在在生生理理环环境境中中化化学学性性质质稳稳定定，也也不不发发生生疲疲劳劳破破坏坏，是是生生物物相相容容性性非非常常好好的的一一类类惰惰性性材材料料。它它的的最最大大优优点点是是血血液液相相容容性性好好，不不可可渗渗透透性性，再加上优良的力学性能，使其在医学上得到广泛使用。再加上优良的力学性能，使其在医学上得到广泛使用。7.1 无机生物医学材料碳素材料作为生物医学使用的各种碳主主要要用用于于制制造造心心血血管管修修复复体体的的重重要要材材料料、人人工工骨骨、人人工工牙牙根根、肌肌腱腱和和人人工工韧韧带带等等，还还可可用用于于人人工工软软骨骨、人人工工中中耳耳、人人工工关关节节运运动动磨磨损损表表面面作作为为减减磨磨涂涂层层和和血血液液净净化化等等。尤尤其其是是它它的的较较高高的的抗抗血血栓栓性性、耐耐磨磨性性、低低比比重重和和长长期期使使用用不不劣劣化化等等性性能能，使使碳碳素素材材料料几几乎乎是是目目前前唯唯一一可可选选用用的的人人工工心心脏脏瓣膜材料。瓣膜材料。主要用于制造心血管修复体的重要材料、人工骨、人工牙根、肌腱和7.2杂化生物材料杂化生物材料是是由由活活体体材材料料和和非非活活体体材材料料组组成成的的复复合合体体。它它主主要要包包括括合合成成材材料料与与生生物物体体高高分分子子材材料料或或与与细细胞胞的的杂杂化化。从从广广义义上上讲讲，它它包包括括所所有有的的人人工工材材料与生物体高分子和生理活性物质的杂化。例如：料与生物体高分子和生理活性物质的杂化。例如：胶原胶原/聚乙烯醇杂化材料，可增进组织细胞的增殖聚乙烯醇杂化材料，可增进组织细胞的增殖胶原胶原/葡萄糖膜上被覆一层硅橡胶可作为人工皮使用葡萄糖膜上被覆一层硅橡胶可作为人工皮使用杂化生物材料主要包括三类：杂化生物材料主要包括三类：用于组织结构材料的多糖类等生理活性物质杂化材料用于组织结构材料的多糖类等生理活性物质杂化材料以固定酶为代表的功能性杂化材料以固定酶为代表的功能性杂化材料杂化细胞杂化细胞7.2 杂化生物材料是由活体材料和非活体材料组成的复合体。它7.3纳米医学材料纳米医学材料1纳米纳米(，)=10-9米。米。纳纳米米科科学学技技术术()：在在纳纳米米级级微微观观环环境境下下工工作作，它它是是一一种种操操纵纵原原子子、分分子子或或原原子子团团和和分分子子团团使使其其形形成成所所需需要要物物质质，以以0.1到到100的的空空间间尺尺度度范范围围作作为为研研究究与与应应用用的的对对象象，研研究究其其内内在在规规律律与与特特点点，并并运运用用这这些些特特性性制制造造具具有有特特定定功功能能的的物物品品与与设设备备的的一一项项高高新新科科学学技技术术。许许多多特特性性，如如纳纳米米尺尺度度的的生生物物大大分分子子能能导导电电、纳纳米米微微粒粒的的抗抗菌菌作作用等只有在纳米级时才可显现出来。用等只有在纳米级时才可显现出来。7.3 纳米医学材料1纳米(，)=10-9米。纳米聚酯纳米聚酯纳米聚酯纳米技术是于纳米技术是于20世纪世纪90年代发展起来的。年代发展起来的。纳纳米米材材料料的的独独特特性性能能在在于于它它的的小小尺尺寸寸效效应应、界界面面效效应应和和纳纳米米结构单元之间的交互作用。结构单元之间的交互作用。纳纳米米陶陶瓷瓷材材料料用用于于人人工工骨骨关关节节、牙牙齿齿修修复复、耳耳骨骨修修复复等等，其其强度、韧性、硬度以及超塑性都有显著提高。强度、韧性、硬度以及超塑性都有显著提高。新新型型纳纳米米抗抗炎炎敷敷料料，表表面面结结构构发发生生根根本本性性变变化化，面面积积显显著著增增大，杀菌效果增加百倍以上。大，杀菌效果增加百倍以上。利利用用纳纳米米技技术术的的复复制制与与自自我我生生长长、自自我我制制造造机机理理，可可研研制制出出有有生生物物相相容容性性的的各各种种人人体体器器官官和和骨骨骼骼修修复复剂剂与与自自生生长长材材料料、人血代用品等。人血代用品等。纳米技术是于20世纪90年代发展起来的。利利用用纳纳米米薄薄层层能能分分解解有有机机物物、抑抑制制细细菌菌滋滋生生的的自自我我清清洁洁特性可制成各种无菌器械用于临床。特性可制成各种无菌器械用于临床。在在医医疗疗保保健健领领域域，用用掺掺入入多多种种微微量量