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生物医用材料

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  生物医用质料(Biomedical Materials)是用来对生物体举行诊断、疗养、修复或调换其病损结构、器官或增加其功用的质料。

  生物医用质料(Biomedical Materials)是用来对生物体举行诊断疗养修复或调换其病损结构、器官或增加其功用的质料。它是筹议人工器官和医疗用具的基本,已成为今世质料学科的紧要分支,越发是跟着生物时间的郁勃发达和庞大打破,生物医用质料已成为各邦科学家竞相举行筹议和开垦的热门。

  人类愚弄生物医用质料的史书与人类史书相似漫长。自从有了人类,人们就络续地与百般疾病作斗争,生物医用质料是人类同疾病作斗争的有用器材之一。追溯生物医用质料的史书,公元前约3500年古埃及人就愚弄棉花纤维、马鬃作缝合线缝合伤口。而这些棉花纤维、马鬃则可称之为原始的生物医用质料。墨西哥的印第安人(阿兹台克人)操纵木片修补手上的颅骨。公元前2500年前中邦、埃及的墓葬中就觉察有假牙、假鼻、假耳。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿。文献记录,1588年人们就用黄金板修复颚骨。1775年,就有金属固定体内骨折的记录,1800年有多量相合使用金属板固定骨折的报道。1809年有人用黄金制成种植牙齿。1851年有人操纵硫化自然橡胶制成的人工牙托和颚骨。20世纪初开垦的高分子新质料促成了人工器官的体系筹议的起源,人工器官的临床使用则始于1940年。因为人工器官的临床使用,布施了成千上万患者的性命,减轻了病魔给患者及其家眷带来的难过与熬煎,惹起了医学界的普遍侧重,加快了人工器官筹议程序。目前可能说,从天灵盖到脚趾骨,从人体的内脏到皮肤,从血液到五官,除了脑以及群众半内渗出器官外,大豆有了代用的人工器官。依照生物质料的发达史书及质料自身的特征,可能将已有的质料分为三代,它们鸽子都有自身鲜明的特征和发达时刻,代外了生物医用质料发达的差异秤谌。20世纪初第一次天下大战以前所操纵的医用质料可归于第一代生物医用质料,代外质料有石膏、百般金属、橡胶以及棉花等物品,这一代的质料多半被摩登医学所舍弃。第二代生物医用质料的发达是创造正在医学、质料科学(越发是高分子质料学)、生物化学、物理学及大型物理测试时间发簪的基本之上的。筹议职业家也众由质料雪茄或要紧由质料学家与医师互助来承受。代外质料有羟基磷灰石、磷酸三钙、据羟基乙酸、聚甲基丙烯酸羟乙基酯、胶原、众肽、纤维卵白等。这类质料与第一代生物医用质料相似,筹议的思绪还是是勤勉改良质料自身的力学、生化功能,以使其也许正在心理境况下有恒久的取代、模仿生物结构的功用。第三代生物医用质料是一类具有激动人体自修复和再生感化的生物医学复合质料,它以对生物体内百般细胞结构、孕育因子、孕育抑素及孕育基质等构造和功能的理会为基本来简历生物医用质料的观点。它们凡是是由具有心理“活性”的组元及独揽载体的“非活性”组元所组成,具有斗劲理思的修复再生结果。其基础思思是通过质料之间的复合,质料与活细胞的协调,活体质料和人工质料的杂交等方式,付与质料具有特异的靶向修复、疗养和激动感化,从而到达病变 结构要紧以至整体由矫健的再生结构所代替。骨状态产生卵白(BMP)质料是第三代生物医用质料中的代外质料。

  正在差异的史书时刻,生物医用质料被付与了差异的道理。其界说是跟着性命科学和质料科学的络续发达而演变的。可是,他们都有少许协同的特色。即生物医用质料是一类人工或自然的质料,可能寡少或与药物一道制成部件、用具用于结构或器官的疗养、巩固或取代,并正在有用试用期内不会对宿主惹起急性或慢性妨害。但因为性命局面是极其纷乱的,是正在几百万年的进化流程中顺应生计需求的结果,性命具有必定得孕育、再生和修复精准调控才能,这是目前完全人工器官和生物医用质料所无法比较的。所以,目前的生物医用质料与人们的真正希望和哀求相差甚远。

  生物医用质料按用处可分为骨、牙、合节、肌腱等骨骼-肌肉体系修复质料,皮肤、乳房、食道、呼吸道、膀胱等软结构质料,人工心瓣膜、血管、血汗管内插管等血汗管体系质料,血液净化膜和离别膜、气体选取性透过膜、角膜接触镜等医用膜质料,结构粘合剂和缝线质料,药物开释载体质料,临床诊断及生物传感对象料,齿科质料等。

  生物医用质料按按质料正在心理境况中的生物化学反响秤谌分为惰性生物医用质料、活性生物医用质料、可降解和罗致的生物医用质料。

  生物医用金属质料是用作生物医用质料的金属或合金,又称外科用金属质料或医用金属质料,是一类惰性质料。这类质料具有高的呆滞强度和抗疲钝功能,是临床使用最普遍的承力植入质料。该类质料的使用很是普遍,广泛硬结构、软结构、人工器官和外科辅助对象等各个方面。除了哀求它具有优越的力学功能及相干的物理性子外,杰出的抗心理侵蚀性和生物相容性也是其务必具备的条款。医用金属质料使用中的要紧题目是因为心理境况的侵蚀而形成的金属离子向边缘结构扩散及植入质料本身性子的退变,前者或者导致毒副感化,后者屡屡导致植入的衰落。仍然用于临床的医用金属质料要紧有纯金属钛、钽、铌、锆等、不锈钢、钴基合金和钛基合金等。

  席卷陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属质料。此类质料化学功能不乱,具有优越的生物相容性。凡是来说,生物陶瓷要紧席卷惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功用活性生物陶瓷三类。

  医用高分子质料是生物医用质料中发达最早、使用最普遍、用量最大的质料,也是一个正正在敏捷发达的范围。它有自然产品和人工合成两个原因。该质料除应知足凡是的物理、化学功能哀求外,还务必具有足够好的生物相容性。按性子医用高分子质料可分为非降解型和可生物降解型两类。对待前者,哀求其正在生物境况中能恒久维持不乱,不产生降解、交联或物理磨损等,并具有优越的物理呆滞功能。并不哀求它绝对不乱,可是哀求其自身和少量的降解产品过错机体发生鲜明的毒副感化,同时质料不致产生灾难性作怪。该类质料要紧用于人体软、硬结构修复体、人工器官、人制血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔成品等方面。这类质料要紧席卷聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、清香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等。而可降解型高分子要紧席卷胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它们可正在生物境况感化下产生构造作怪和功能蜕变,其降解产品能通过寻常的新陈代谢或被机体罗致愚弄或被排出体外,要紧用于药物开释和投递载体及非万世性植入装备。按操纵的目标或用处,医用高分子质料还可分为血汗管体系、软结构及硬结构等修复质料。用于血汗管体系的医用高分子质料该当着紧要求其抗凝血性好,不作怪红细胞、血小板,不改革血液中的卵白并不作梗电解质等。

  生物医用复合质料又称为生物复合质料,它是由两种或两种以上差异质料复合而成的生物医用质料,而且与其完全单体的功能比拟,复合质料的功能都有较大水准的降低的质料。制备该类质料的目标即是进一步降低或改良某一种生物质料的功能。该类质料要紧用于修复或调换人体结构、器官或增加其功用以及人工器官的制作。它除应具有预期的物理化学性子以外,还务必知足生物相容性的哀求。这里不只哀求组分质料本身务必知足生物相容性哀求,并且复合之后不答允映现有损质料生物学功能的性子。按基材分生物复合质料可分为高分子基、金属基和无机非金属三类。它们既可能动作生物复合质料的基材,又可动作巩固体或填料,它们之间的彼此搭配或组合酿成了多量性子各异的生物医用复合质料。愚弄生物时间,少许活体结构、细胞和诱导结构再生的孕育因子被引入了生物医用质料,大大改良了其生物学功能,并可使其具有药物疗养功用,已成为生物医用质料的一个极端紧要的发达偏向。遵照质料植入体内后惹起的结构反响类型和秤谌,它又可分为生物惰性的、生物活性的、可生物降解和罗致等几品种型。人和动物中绝群众半结构均可视为复合质料,生物医用复合质料的发达为得回真正仿生的生物质料拓荒了宽阔的途径。

  生物衍生质料是由进程分外管理的自然生物结构酿成的生物医用质料。也称为生物再生质料。生物结构可取自同种或异种动物体的结构.分外管理席卷保护结构原有构型而举行的固定、灭菌和取消抗原性的微小管理,以及拆散原有构型、重修新的物理状态的热烈管理。因为进程管理的生物结构已遗失性命力,生物衍生质料是无性命力的质料。可是,因为生物衍生质料或是具有似乎于自然结构的构型和功用,或是其构成似乎于自然结构,正在保护人体动态流程的修复和调换中具有紧要感化。要紧用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维卵白成品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆巩固剂和血液透析膜等。

  迄今为止 ,被注意筹议过的生物质料已有一千众种,医学临床上普遍操纵的也有几十种,涉及到质料学的各个范围。生物医用质料得以迅猛发达的要紧动力来自人丁老龄化、中青年创伤的增加、疑义疾病患者的填充和高新时间的发达。人丁老龄化经过的加快和人类对矫健与长命的找寻,激起了对生物医用质料的需求。目前世物医用质料筹议的核心是正在包管平安性的条件下寻找结构相容性更好、可降解、耐侵蚀、漫长、众用处的生物医用质料。

  今世生物质料的发达不只夸大质料本身理化功能和生物平安性、牢靠性的改良,并且更夸大付与其生物构造和生物功用,以使其正在体内调动并阐发机体自我修复和完备的才能,重修或全愈受损的人体结构或器官。勾结南开大学俞耀庭熏陶的观念和2004年中邦新质料发达呈文,可能将目前邦际上生物医用质料学科的最新开展和发达趋向轮廓如下:

  结构工程是指使用性命科学与工程的道理和手腕,构修一个生物装备,来保卫、增加人体细胞和结构的孕育,以规复受损结构或器官的功用。它的要紧使命是告竣受损结构或器官的修复和再修,拉长寿命和降低矫健水乎。其手腕是,将特定结构细胞种植于一种生物相容性优越、可被人体渐渐降解罗致的生物医用质料(结构工程质料)上,酿成细胞-生物医用质料复合物;生物医用质料为细胞的伸长孳生供给三维空间和养分代谢境况;跟着质料的降解和细胞的孳生,酿成新的具有与本身功用和状态相应的结构或器官;这种具有性命力的活体结构或器官能对病损结构或器宫举行构造、状态和功用的重修,并到达万世取代。近10 年来,结构工程学发达成为集生物工程、细胞生物学、分子生物学、生物医用质料、生物时间、生物化学、生物力学以及临床医学于一体的一门交叉学科。

  生物医用质料正在结构工程中吞噬很是紧要的位子,同时结构工程也为生物医用质料提出题目和指明发达偏向。因为古代的人工器官(如人工肾、肝)不具备生物功用(代谢、合成),只可动作辅助疗养装备操纵,筹议具有生物功用的结构工程人工器官已正在全天下惹起普遍侧重。构修结构工程人工器官需求三个因素,即种子细胞、支架质料、细胞孕育因子。近来,因为干细胞具有分解才能强的特征,将其用作种子细胞举行构修人工器官成为热门。结构工程学仍然正在人工皮肤、人工软骨、人工神经、人工肝等方面获得了少许打破性效率,浮现出夸姣的使用前景。

  目下软结构工程质料的筹议和发达要紧聚积正在筹议新型可降解生物医用质料,用物理、化学和生物手腕以及基因工程方式改制和妆扮原有质料,质料与细胞之间的反响和信号传导机制以及激动细胞再生的顺序和道理,细胞机制的感化和道理等,以及研制具有选取通透性和外外改性的膜材,发达对细胞和结构具有诱导感化的智能高分子质料等方面。

  目下硬结构工程质料的筹议和使用发达要紧聚积正在碳纤维/高分子质料、无机质料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子质料的复合筹议。

  纳米生物质料,正在医学上要紧用作药物控释质料和药物载体。从物质性子上可能将纳米生物质料分为金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒和生物降解性高分子纳米颗粒;从状态上可能将纳米生物质料分为纳米脂质体、固体脂质纳米粒、纳米囊(纳米球)和集合物胶束。

  纳米时间正在90 年代得回了打破性开展,正在生物医学范围的使用筹议也络续取得扩展。目前的筹议热门要紧是药物控释质料及基因疗养载体质料。药物控释是指药物通过生物质料以恒定速率、靶向定位或智能开释的流程。具有上述功能的生物质料是告竣药物控释的合头,可能降低药物的疗养结果和淘汰其用量和毒副感化。因为人类基因组谋略的完毕及基因诊断与疗养络续获得开展,科学家对操纵基因疗法疗养肿瘤充满信念。基因疗养是导人寻常基因于特定的细胞(癌细胞)中,对缺损的或致病的基因举行修复;或者导人也许外达出具有疗养癌症功用的卵白质基因,或导人能滞碍体内致病基因合成卵白质的基因片断来滞碍致病基因产生感化,从而到达疗养的目标。这是疗养学的一个壮大前进。基因疗法的合头是导人基因的载体,惟有借助于载体,寻常基因材干进人细胞核内。目前,高分子纳米质料和脂质体是基因疗养的理思载体,它具有承载容量大,平安性高的特征。近来新合成的一种树枝状高分子质料动作基因导人的载体值得眷注。

  其它,生物医用纳米质料正在判辨与检测时间、纳米复合医用质料、与生物大分子举行拼装、用于输送抗原或疫苗等方面也有优越的使用前景。纳米碳质料可明显降低人工器官及结构的强度、韧度等众方面功能;纳米高分子质料粒子可能用于某些疑义病的介入诊断和疗养;人工合成的纳米级类骨磷灰石晶体已成为制备纳米类骨生物复合活性质料的基本。该范围将来的发达趋向是,纳米生物医用质料“部件”与纳米医用无机质料及晶体构造“部件”的勾结发达,如由纳米微电子独揽的纳米呆板人、药物的器官靶向化;通过纳米时间使介入性诊断和疗养向微型、微量、微创或无创、敏捷、功用性和智能性的偏向发达;模仿人体结构因素、构造与力学功能的纳米生物活性仿生医用复合质料等。

  活性生物医用质料是一类能正在质料界面上激励分外生物反响的质料。这种反响导致结构和质料之间酿成化学键合。该观点是正在1969 年美邦人L.Hench 正在筹议生物玻璃时觉察并提出,进而正在生物陶瓷范围引入了生物活性观点,开创了新的筹议范围。进程30众年来的发达,生物活性的观点正在生物医用质料范围已创造了巩固的基本,如-磷酸三钙可罗致生物陶瓷等,正在体内可被降解罗致并为重生结构替代,具有诱出分外生物反响的感化;羟基磷灰石因为是自然骨的要紧无机因素,故植入体内不只能传导成骨,并且能与新骨酿成骨键合,正在肌肉、韧带或皮下种植时,能与结构密合,无炎症或刺激反响。生物活性质料具有的这些分外的生物学性子,有利于人体结构的修复,是生物医用质料筹议和发达的一个紧要偏向。

  金属生物质料发达相比拟较平缓,但因为金属质料具有其他质料不行比较的高呆滞强度和杰出的疲钝功能,目前仍是临床上使用最普遍的承力植入物。目前的筹议热门正在镍钛合金和新型生物医用钛合金两个偏向。发达偏向正在于用生物顺应性杰出的Zr、Nb、Ta、Pd、Sn 合金化元素代替钛合金中有毒性的Al、V 等。此外,可体液侵蚀罗致的生物医用镁合金的筹议方才起步。

  以大幅度改良生物医用质料与生物体的相容性为倾向。生物相容性席卷血液相容性和结构相容性,是生物医用质料使用的基础哀求。除了打算、制各功能优异的新质料外,通过对古代医用质料举行外外化学管理(外外接枝大分子或基团)、外外物理改性(等离子体、离子注人或离子束)和生物改性是有用途径。质料外外改性的新手腕和新时间是生物质料筹议的万世性课题。目前时兴的少许手腕席卷等离子体外外改性、离子注入外外改性、外外涂层与薄膜合成、自拼装单分子层、质料的外外妆扮等。这个范围已成为生物质料学科最活泼、最引人醒目和发达敏捷的范围之一。

  介入疗养是指正在医学影像时间(如X线透视、CT、超声波、核磁共振)指挥下,用穿刺针、导丝、导管等严紧用具进入病变部位举行疗养。介入疗养能以轻微的创伤得回与外科手术不异或更好的疗养结果。介入疗养质料席卷支架质料、导管质料及栓塞质料等。置入血管内支架是疗养血汗管疾病的紧要手腕,目下冠脉支架众为医用不锈钢通过镌刻或激光蚀刻制备,正在体内以自膨胀、球囊扩张式或扩张固定正在血管内壁上。固然经皮冠状动脉介入性疗养获得较好的效率,但经皮冠状动脉成形术后6 个月后再狭隘产生率较高(约30%),是介入性疗养面对的紧要题目。近年的筹议偏向有药物涂层支架、放射活性支架、包被支架、可降解支架等。管腔支架群众采用镍钛样子印象合金制备,有自膨胀和球囊扩张式两类。要紧用于晚期恶性肿瘤惹起的胆道狭隘;晚期气管、支气管或纵隔肿瘤惹起的呼吸贫困的疗养,支气管良性狭隘等;不熟手术切除的恶性肿瘤惹起的食管瘘及恶性难治性食管狭隘等。创制导管的质料有聚乙烯、聚氨脂、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等。导管外层质料众为也许供给硬度和印象的聚脂、聚乙烯等,内层为滑润的聚四氟乙烯。栓塞质料遵循质料性子可分为对机体无活性、自体质料和放射性颗粒三种。理思的栓塞质料应适宜无毒、无抗原性,具有优越相容性,能敏捷闭塞血管,能按需求闭塞差异口径、差异流量的血管,易经导管运送,易得、易消毒等哀求。更高的哀求是能独揽闭塞血管时代的是非,一朝需求可经皮接管或使血管再通。常用栓塞质料席卷自体血块、明胶海马、微胶原纤维、胶原绒聚物等。

  血液净化质料重正在使用采用滤过重淀或吸附的道理,将体内内源性或外源性毒物(致病物质)专注性或高选取性地去除,从而到达治病的目标,是疗养百般疑义病症的有用疗法。尿毒症、百般药物中毒、免疫性疾病(体系性红斑狼疮、类风湿性合节炎)、高脂血症等,都可采用血液净化疗法疗养,其重心是滤膜、吸附剂等生物医用质料。血液净化质料的筹议和临床使用,正在日本和欧洲成为了生物医用质料发达的热门。

  动作硬结构修复质料的主体,复合生物医用质料受到普遍侧重。它具有强度高、韧性好的特征,目前己普遍使用于临床。通过具有差异功能质料的复合,可能到达取长补短的结果。可能有用处置质料的强度、韧性及生物相容性题目。是生物医用质料新种类开垦的有用方式。降低复合质料界面之间勾结水准(相容性)是复合生物医用质料筹议的要紧课题。遵照操纵式样的差异筹议较众的是:合金、碳纤维/高分子质料、无机质料(生物陶瓷、生物活性玻璃)/高分子质料的复合筹议。

  口腔质料学是口腔医学与质料学之间的界面学科,其种类及分类手腕良众,可能分为口腔有机高分子质料、口腔无机非金属质料、口腔金属质料、口腔辅助质料,也可分为烤瓷质料、种植质料、充填质料、粘结质料、印模质料、耐火包埋质料。近年来结构工程时间正在口腔临床起源使用,要紧是膜指挥结构再生时间和牙周外科疗养和即刻植入修复中的使用。口腔质料中的生物化仿生质料尚待从此筹议和切磋。陶瓷质料衰弱的挠曲强度平素困扰着牙科医师和患者。而牙科修复学中颜色的再现题目是影响牙齿及修复体客观的一个紧要身分。所以牙科陶瓷时间是沿着取胜质料的脆性,精准测定牙的颜色并供给构成、功能不乱的陶瓷质料的偏向发达的。

  新的生物相容性实质的筹议对质料的生物学评议提出新的哀求,除了目前的ISO10993 圭表外,新的评议手腕将从以下几个方面伸开:①生物医用质料对人体免疫体系的影响;②生物医用质料对百般细胞因子的影响;③生物医用质料对细胞孕育、凋亡的影响;④降解控释质料对人体代谢流程的影响;⑤智能质料对人体新闻转达和功用调控的影响;⑥药物控释质料、净化功用质料、结构工程质料的生物相容性评议。

  理思的生物医用质料应当是对人体无毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传毒性和无致癌性等不良反响。所以,理会生物医用质料对人体的生物学反响就显得至合紧要。这些反响要紧席卷结构反响、血液反响及免疫反响。

  结构反响是指限度结构对生物医用质料所产生的反响。结构反响是机体对异物入侵发生的防御性反响,可能减轻异物对结构的毁伤,激动结构的修复和再生。然而,结构反响自身也或者对机体形成妨害。遵照病理转折差异,可能分成以下两种反响:

  众睹于植入初期和植入质料的性子不乱等处境。以中性粒细胞、浆液、纤维卵白原分泌为主。如植入物边缘结构映现中性粒细胞纠合;恒久植入的、不乱的质料边缘,可因为纤维卵白原的分泌而映现纤维囊。

  众睹于植入物恒久存正在并毁伤机体的处境。以巨噬细胞为主,也可睹淋巴细胞、浆细胞和嗜酸性粒细胞,并伴有鲜明的结构增生,可逐步发达为肉芽肿或肿瘤。

  正在操纵生物医用质料的流程中,由结构反响惹起的两种要紧的并发症是炎症和肿瘤。炎症席卷熏染性炎症和无菌性炎症。熏染性炎症或者是因为质料植入的流程中毁伤结构,使病原体趁虚而入;也或者是因为植入物自身未经厉酷的消毒灭菌管理,成为了病原体的载体。无菌性炎症不是因为病原体侵入惹起,而是因为影响机体内的炎症和抗炎体系的医治而激励的炎症反响。生物质料植入惹起肿瘤是一个平缓的流程,或者是因为质料自身开释毒性物质,也或者是因为质料的外形和外外功能所致。所以,正在使用恒久植入物之前,举行植入物的慢性毒性、致突变和致癌的生物学试验是极端须要的。

  生物医用质料血液相容性蕴涵不惹起血液凝集和不作怪血液因素两个方面。正在必定节制内尽管正在质料外外张力的剪切感化下,对血液中的红细胞等有必定的作怪(即产生溶血),因为血液具有很强的再生才能,随时代的推移其倒霉影响并不明显;而即使正在质料外外有血栓酿成,因为有累计效应,跟着时代的推移,凝血水准越来越高,对人体形成要紧的影响。所以,质料正在血液中最受眷注的是其抗凝血功能。质料与血液接触导致凝血及血栓酿成的途径如图1所示。寻常人体血汗管体系内的血液维持液体形态,环流不息,并不产生固结。当医用质料与血液接触时会惹起血液一系列转折。最先是血浆卵白正在质料外外的吸附,依质料外外构造功能差异,正在1分钟以至几秒钟,正在质料外外就会发生白卵白和球卵白以及百般卵白质的比赛吸附,正在生物质料外外酿成纷乱的卵白质吸附层。当质料外外吸附球卵白、纤维卵白原时易于使血小板粘附外外,进而导致血小板变形纠合,激励凝血。卵白外外也可惹起红细胞的粘附。固然红细胞正在凝血中的感化还是不极端知晓,可是如若红细胞产生细胞膜粉碎,即映现溶血,红细胞开释的血红卵白和二磷酸腺苷简称ADP(促血小板纠合物质)。它们可能惹起血小板的粘附、变形和纠合,进而导致凝血。

  抗凝体系席卷抗凝和纤溶感化。抗凝感化要紧是通过少许抗凝因子(如抗凝血酶Ⅲ、肝素)来告竣。纤溶流程席卷纤溶酶原转化为纤溶酶,纤溶酶降解纤维卵白。血栓酿成是常睹的生物医用质料植入激励的限度血液轮回失败。内皮细胞的毁伤、血滚动力学的改革和血液的高凝形态,此中任何一个身分都可能导致血栓酿成。完善的内皮细胞可能通过外达肝素样分子与抗凝血酶Ⅲ勾结使II

  、NO 、ADP 酶胁制血小板纠合及合成tPA 使纤维卵白降解等感化胁制血栓酿成。血滚动力学的改革可能诱发血栓酿成。寻常血流是分层滚动的,当血流减慢或层流被作怪时,血小板与内膜接触并激活,凝血因子也可能正在限度纠合。当处于创伤、手术等处境时,血液的凝血体系亢进和(或)抗凝体系削弱也可导致血栓酿成。

  免疫体系是人体的“队伍”和“巡警”,它可能识别自身和非己。免疫体系的要紧功用席卷针对病原微异原分子免疫防御功用、针对自体衰老和病变细胞的免疫自稳功用和针对肿瘤细胞的免疫看守功用。免疫体系由自然免疫体系和得回性免疫体系构成。自然免疫体系席卷肥大细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞、中性粒细胞和补体等。自然免疫体系可能早期识别、废除病原体,然而它对待病原体的识别不具有特异性。正在受到病原体刺激后,再次接触病原体时也许针对性地做出反响的免疫体系成为得回性的免疫体系。得回性免疫体系又可分为由B 细胞介导的体液免疫和由T 细胞介导的细胞免疫。因为生物医用质料形成免疫体系的功用(席卷免疫识别和反响水准)繁芜,可能产生以下免疫反响:

  因为有些生物医用质料形成免疫防御功用亏空,使得机体拒抗病原微生物的才能降

  因为有些生物医用质料形成免疫防御功用亢进,免疫反响过于热烈毁伤人体。如残留乳胶、双酚A、丙烯酸增添剂等低分子量有机分子或单体。

  因为有些生物医用质料形成免疫自稳功用亢进,免疫体系不行和识别自身和非己,对自体寻常结构发生免疫反响。如聚四氟乙烯、聚酯等。

  界面是一个有必定厚度(日常小于0.1μm)的区域,物质的能量可能通过这个区域从一个相相连地转折到另一个相。遵照植入质料的差异,与生物体结构感化的界面可分为:惰性质料与生物体结构感化的界面和活性质料与生物体结构感化的界面。

  1、惰性生物医用质料与生物体结构感化的界面惰性生物医用质料的特征是正在生物体内维持不乱,简直不参预生物体的化学反响。恒久植入惰性质料,植入物与机体产生分泌性结构反响,此中以纤维卵白原分泌为主,酿成纤维包囊。即使质料无毒性物质分泌,包囊将逐步变薄,淋巴细胞没落,钙盐重积。这一类的质料有氧化铝、碳纤维、钛合金等。即使质料赓续开释金属离子或有机单体等毒性离子,会促使限度结构反响迁延不愈,改制为慢性炎症。纤维薄膜逐步变厚,淋巴细胞增加,钙盐重积,可发达为肉芽肿,以至肿瘤。

  2、活性生物医用质料与生物体结构感化的界面活性生物医用质料可能与机体产生化学反响,与结构之间酿成化学键。这里咱们要紧先容外外活性生物医用质料与生物体结构感化的界面、可降解生物陶瓷与生物体结构感化的界面和杂化生物医用质料与生物体结构感化的界面。

  (1)外外活性生物医用质料与生物体结构感化的界面:外外活性生物医用质料其外外因素与结构因素左近,能与结构勾结酿成不乱的勾结界面。这种质料与结构亲和性好。如外外含羟基磷灰石的生物质料。

  (2)可降解生物陶瓷与生物体结构感化的界面:陶瓷可正在结构内开释结构所需的因素,加快结构的孕育,并逐步为重生的结构所代替。如β-磷酸三钙陶瓷可正在体液中开释Ca2+、PO4

  (3)杂化生物医用质料与生物体结构感化的界面:杂化质料由活体结构和非活体组

  织复合而成。因为活体结构的存正在是使质料的免疫反响减轻,使质料具有很好的相容性。

  这类质料有百般人工质料与生物高分子的复合物,合成质料与细胞的复合物等。

  (1)界面润湿外面;要紧筹议液体对固体外外的亲和处境。质料植入最先是与由血浆、结构液构成的液体境况接触,因此质料与机体结构亲和性与液体与质料外外的润湿感化亲密相干。凡是通过筹议固体外外润湿临界张力和液体正在固体上的润湿角测定界面能。

  (2)界面吸附外面;通过筹议界面临水分子、百般细胞、氨基酸、卵白质和百般离子的吸附感化,为质料界面改性供给参考。可能使用生物流变学的道理和手腕,理会质料的状态外外临细胞吸附感化的影响。

  (3)界面化学键合外面;外面上讲,植入物与人体结构同处于人体的内境况中,存正在酿成百般化学键的或者性。要紧采用电子探针、电子能谱、质谱、核磁共振、拉曼光谱等判辨界面元素及化合态。

  (4)界面分子勾结外面 植入质料因为的外外极性、外外电荷及活性基团差异,对人体结构的感化也存正在差别。通过衡量生物压电质料所发生的微电流,评议其对待细胞界面酿成的影响。

  (5)界面酸碱外面;因为界面细胞的孕育与界面限度的酸碱度直接相干,因此可能通过筹议界面酸碱度,理会并改良生物医用质料与结构的亲和性。正在离体尝试中,日常选用常例的pH 值测定法和纳米级超微电极测定界面pH 值。

  (6)界面物理勾结外面;植入体与人体结构的勾结最先是物理勾结,结构细胞通过微孔长入植入体以填充其勾结强度。微孔的巨细相合着结构细胞能否长入植入体,微孔的比率定夺着植入体的强度。要紧采用百般传感时间及光弹应力判辨法、有限元算计判辨法等测定界面勾结强度与应力。

  此外,界面筹议手腕还席卷界面的状态学筹议。要紧通过透射电镜、扫描电镜及百般立体成像时间窥探界面处的状态。

  凡是来讲,生物医用质料正在体内最先与体液接触,通过水解感化,某些质料或者由高分子物质改制为水溶性的小分子物质。这些小分子物质经由血液轮回,运输到呼吸体系、消化、泌尿体系,经呼吸、粪、尿的式样排出体外。正在代谢的流程中,或者有酶列入此中。生物医用质料进程一系列的反响,或者统统降解由体内排出,也或者会有片面质料或其降解产品恒久存正在于人体内。生物医用质料正在体内代谢的中心产品和终产品或者对人体有利也或者无益,所以对待质料正在生物体内的代谢产品和途径的筹议具有极端紧要的道理。质料正在体内的代谢受良众方面身分的影响,如质料自身的身分、植入境况的身分等。目前,质料正在体内代谢的筹议手腕要紧分为体外试验和体内试验。体外降解试验要紧是正在体外模仿体内的境况条款,从外形、力学功能、质料等方面举行评议。这种试验要紧用于筹议固体生物医用质料。体内试验要紧是正在动物体内举行。体内试验是将生物医用质料植入动物体内窥探质料的改革。全部可能通过剖解、X 线、放射性记号示踪等手腕。这种试验手腕的益处是可能得回更亲昵人体的试验结果。

  [1] Ratner BD. Biomaterials science: an introduction to materials in medicine: Academic press; 2004.

  [2] Sikavitsas VI, Temenoff JS, Mikos AG. Biomaterials and bone mechanotransduction. Biomaterials. 2001;22:2581-93.

  [3] Williams DF. On the nature of biomaterials. Biomaterials. 2009;30:5897-909.

  [4] Lloyd AW, Faragher RG, Denyer SP. Ocular biomaterials and implants. Biomaterials. 2001;22:769-85.

  [5] Nair LS, Laurencin CT. Biodegradable polymers as biomaterials. Progress in polymer science. 2007;32:762-98.

  [6] Park J, Lakes RS. Biomaterials: an introduction: Springer; 2007.

  [7] 郑玉峰,李莉. 生物医用质料学. 西北工业大学出书社. 2009年12月, 第1版

  [8] 奚廷斐. 生物医用质料近况和发达趋向. 中邦医疗用具新闻. 2006;12:1-4.

  [9] 李玉宝, 魏杰. 纳米生物医用质料及其使用. 中邦医学科学院学报. 2002;24:203-6.

  [10] 张真, 卢晓风. 生物质料有用性和平安性评议的近况与趋向. 生物医学工程学杂志. 2002;19:117-21.

  [11] 于思荣. 生物医学钛合金的筹议近况及发达趋向. 质料科学与工程. 2000;18:131-4.

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