生物医学材料课件PPT课件下载推荐.ppt

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1851年有人报道使用硫化天然橡胶制成的人工牙托和鄂骨。

生物医用材料的历史,进入20世纪后，随着高分子科学的出现和发展，生物医用材料也取得了飞速的发展。

1936年发明了有机玻璃后，很快就用于制作假牙和补牙；

1943年，赛璐珞薄膜开始用于血液透析；

1950年，开始用有机玻璃做人工骨头，50年代，有机硅聚合物开始应用于医学，对人工器官的研究起了促进作用。

这一时期的生物医用材料主要是根据需求从已有材料中筛选，不是专门为生物医用目的设计和制备，在应用中发现了许多问题。

生物医用材料的发展,克隆技术是生物医用材料最好的解决方案，但目前还无法实现临床应用。

生物医用材料的要求,生物医用材料的特殊和基本要求如下：

材料无毒、不致癌、不致畸，不引起人体细胞的突变和不良组织反应。

与人体相容性好，不引起中毒、溶血、凝血、发热和过敏等现象。

具有与天然组织相适应的力学性能。

针对不同的使用目的而具有特定的功能。

生物医用材料直接与生物系统相作用，除了各种理化性质外，还必须具有良好的生物或组织相容性。

生物医用材料的分类,按与活体组织作用的方式分类生物惰性材料：

在生物体内能保持稳定，几乎不发生化学反应的材料。

生物活性材料：

指能在材料组织界面上诱导出特殊生物或化学反应的材料，这种反应导致材料和组织间形成化学键合。

按生物医用高分子的性质分类可生物降解高分子材料非生物降解高分子材料,生物医用高分子的应用领域,医疗器械与用品人工脏器修复性医用高分子材料可生物吸收外科手术材料药物缓释材料与高分子药物,医疗器械与用品医用导管,心脏导管,呼吸导管,输尿导管,医疗器械与用品高分子绷带材料,用于骨折治疗,传统石膏绷带,高分子绷带,一次性高分子医疗用品,高分子材料在人工器官中的应用,高分子材料作为人工脏器、人工血管、人工骨骼、人工关节等医用材料，正越来越广泛地得到应用。

人工器官的应用从大型化向小型化，从体外使用向内植型，从单一功能向多功能化转变。

人工器官包括：

1、永久性植入，完全替代原器官的功能；

2、体外使用的大型人工器官装置、主要用于手术中暂时替代人体器官的功能；

3、暂时性植入器官，只能部分替代原器官功能；

4、整容修复材料，不具备器官功能，但能修复人体的残缺部位。

人工心脏,人工心脏需要具有良好的血液相容性和优良的抗血栓性，目前常用的是具有微相分离特性的聚醚型聚氨酯。

人工肾与人工肺,高分子选择性透过分离膜已被应用于人工肾和人工肺中,修复性医用高分子材料,人工角膜人工骨齿科材料美容材料,人工角膜,基于高透明性高分子（如聚甲基丙烯酸甲酯等）的网络状两亲性聚合物由于其特殊的亲和性和透过性被应用于人工角膜和隐形眼镜。

人工骨,人工骨是高分子材料在人工器官中最早的应用。

传统的人工骨是以金属材料做骨骼，高分子材料为臼。

骨水泥是近年来受到重视的人工骨材料，是由单体，聚合物微粒、阻聚剂、促进剂等组成。

高分子假牙,银汞合金假牙,高分子假牙,美容高分子材料,硅橡胶等高分子材料可用于面部整容与皮肤修复,可生物吸收外科手术材料,在外科手术中，通常会植入一些修复用的材料，这些材料只是起到暂时替代作用，当肌体愈合后其作用即告结束。

如果这些材料是非降解材料，会对患者肌体产生持续影响。

如果另外进行手术取出会对患者带来二次痛苦。

可生物吸收（降解）高分子材料可以有效解决这个问题。

随着材料的使用功能结束，这些材料会逐渐降解为对人体无害的小分子化合物，并被人体吸收或代谢排出。

因而越来越受到研究者的重视。

可生物吸收高分子材料的种类,胶原蛋白：

构成动物体最基本的蛋白质类物质明胶：

经高温加热变性后的蛋白质淀粉、葡聚糖甲壳素与壳聚糖：

来源于昆虫、虾、蟹等的壳、皮纤维素：

来源于植物合成高分子：

脂肪族聚酯、脂肪族聚碳酸酯聚酸酐、聚磷酸酯、聚原酸酯,可生物吸收高分子材料的应用,骨科固定材料,手术缝合线,抗粘连膜,药用高分子材料,我国是医药文明古国，在天然药用高分子的使用方面非常悠久。

张仲景（A.D.142219）,药用高分子材料,20世纪以来，随着药学和有机合成的高速发展，有机低分子药物由于其疗效高，使用方便，为人类的医疗卫生起到了巨大的推动作用，在医学史上有着不可磨灭的贡献。

但是，有机低分子药物同时也存在巨大的副作用，如过敏、毒性积累等等。

药物高分子的优势,研究发现，高分子药物具有低毒、高效、缓释、长效，与血液和肌体相容性好等特点。

高分子药物可以降低用药剂量，避免频繁用药；

使药物药理活性更加持久，更有效到达症患部位，从而具有更高的疗效。

药物高分子的分类：

药用辅助材料：

指在药剂加工过程中所用的和为改善药物使用性能而采用的高分子材料，这些材料本身不具备药理活性。

高分子药物：

高分子本身即具有药理活性基团或药理活性作用，直接被用做药物。

高分子/药物缓释体系,药物的控制释放和靶向问题已成为现代医学最关心的问题之一。

高分子材料实际起到的是辅助材料的作用。

用高分子材料制备药物控制释放体系主要有两个目的：

使药物以最小的剂量在特定部位产生治疗效应，优化药物释放速率以提高疗效，降低毒副作用。

有三种模式可达到上述效果：

时间控制体系（缓释药物）部位控制体系（靶向药物）反馈控制体系（智能药物）,药物微胶囊,微胶囊是指以高分子膜为外壳，在其中包有被保护或被密封的物质的微小胶囊物。

药物的微囊化就是将细微的药物颗粒用高分子膜包裹起来形成微小胶囊物。

用于药物微胶囊的高分子材料,天然高分子材料：

明胶、虫胶、海藻酸、淀粉、糊精、纤维素、壳聚糖、玉米朊等等；

化学合成可生物降解高分子材料：

聚乳酸、聚己内酯、聚羟基乙酸酯、脂肪族聚碳酸酯、聚对二氧环己酮等；

水溶性高分子材料：

聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚异丙基丙烯酸酯、聚丙烯酸等等；

药物微胶囊的药物控制释放,用作药物微胶囊的包裹材料应满足以下几个条件。

无毒，无致癌、过敏等免疫反应，不会引起人体组织的病变。

不会与药物发生化学反应而改变药物的性质。

能使药物渗透，或能在人体中溶解或降解，使药物以一定方式释放出来。

本体模式,表面模式,靶向药物微胶囊,靶向释放是将药物载体复合物选择性地与特定靶细胞（病灶细胞）结合，从而实现药物的控制释放。

智能控制药物胶囊,现代药剂已进入智能化、功能化阶段，智能控制药物胶囊是由多种结构组合而成的给药系统。

环境响应型高分子通常被用于智能给药系统作为“开关”实现药物的脉冲式控制释放。

升高温度,降低温度,高分子材料在药物辅助材料中的其它应用,充填材料：

通过高分子材料来控制药物的可压缩性、硬度、吸潮性、脆性等等；

粘合剂与粘附材料：

通过高分子材料解决药粉压缩性差、自身难成片的问题；

或通过高分子粘附材料将药物粘附在人体特定部位持续给药；

崩解材料：

通过亲水性高分子的溶解性解决药物因压缩产生的粘结；

包衣膜材料：

抑制外界湿气、氧等对药物的腐蚀作用；

或抑制药物本身的气味或挥发问题。

保湿材料：

通过疏水性高分子抑制药物中水分的挥发；

或通过亲水性高分子吸收水分以保持药物的含水量。

药理活性高分子材料,药理活性高分子材料通常可分为两类：

高分子化的低分子药物，将低分子药物以某种化学方式连接在高分子上；

研究表明，低分子药物通常含有羟基、氨基等活性基团，因此可以通过含特定化学基团的高分子与低分子药物偶联起来，得到高分子化的低分子药物。

高分子链本身即具有药理活性。

这类高分子是真正意义上的高分子药物。

高分子药物,高分子药物的应用已有很悠久的历史。

新型高分子药物,聚赖氨酸：

很多聚氨基酸都具有良好的抗菌活性，而其对应的氨基酸单体却没有药理活性。

聚乙烯基吡咯烷酮：

PNVP具有良好的血液相容性，是早期的代血材料。

另外，PNVP可以抑制脊髓炎病毒在血液中的活动能力。

离子聚合物：

如聚阳离子季胺盐是很好的杀菌剂，对病毒和癌症也有一定的抑制作用聚丙烯酰胺：

可减缓动脉硬化的程度，改善血液流动状态。