生物醫(yī)學(xué)材料
時(shí)間:2005-06-13
與生物系統(tǒng)直接接觸并相互作用，以診斷、治療或替換生物機(jī)體中被疾病或外傷損壞的組織和器官或增進(jìn)其功能的材料。生物醫(yī)學(xué)材料的研究涉及到細(xì)胞生物學(xué)、材料科學(xué)、工程技術(shù)和臨床應(yīng)用等領(lǐng)域。生物醫(yī)學(xué)材料不同于藥物，其治療目的不需通過體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)或新陳代謝來實(shí)現(xiàn)。但是生物醫(yī)學(xué)材料可以結(jié)合藥理作用，甚至起著藥理活性物質(zhì)的作用。生物醫(yī)學(xué)材料的功能常通過加工成器件或制品來實(shí)現(xiàn)，其成功使用不僅同材料的組織、結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)有關(guān)，也同制品的形態(tài)等工程設(shè)計(jì)及制造過程有關(guān)。生物醫(yī)學(xué)材料的性質(zhì)必須滿足十分嚴(yán)格的要求，除具有行使指定功能所必須的物理、化學(xué)性質(zhì)外，還必須滿足生物學(xué)要求，即生物相容性要求。
生物相容性 指生物醫(yī)學(xué)材料在特定應(yīng)用中，引起適當(dāng)?shù)乃拗鞣磻?yīng)和產(chǎn)生有效作用的能力。它描述材料在特定應(yīng)用中與活體系統(tǒng)相互作用的生物學(xué)行為。這種相互作用包括兩方面，一方面是材料對(duì)活體系統(tǒng)的作用，或活體系統(tǒng)對(duì)材料的反應(yīng)，即宿主反應(yīng)，包括局部反應(yīng)和全身反應(yīng)；另一方面是活體系統(tǒng)對(duì)材料的作用，或材料對(duì)活體系統(tǒng)的反應(yīng)，稱為材料反應(yīng)，宿主反應(yīng)的發(fā)生，是由于生物環(huán)境的作用導(dǎo)致構(gòu)成材料的元素分子和顆粒、碎片等降解產(chǎn)物被釋放進(jìn)入鄰近的組織和整個(gè)活體系統(tǒng)，以及材料對(duì)組織的機(jī)械、電、化學(xué)和電化學(xué)等作用。其結(jié)果可能造成對(duì)機(jī)體的毒副作用。材料反應(yīng)則主要由生物環(huán)境對(duì)材料的生理腐蝕和降解作用所造成，可能導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)破壞和性質(zhì)蛻變。一種成功的生物材料，既要求所引起的宿主反應(yīng)能夠保持在可接受的水平，又要求材料反應(yīng)不致造成材料發(fā)生破壞。
生物醫(yī)學(xué)材料的生物相容性分為兩個(gè)方面。用于心血管系統(tǒng)與血液直接相互作用的材料的生物相容性，稱為血液相容性；用于和機(jī)體組織器官相接觸的材料的生物相容性，稱為組織相容性，即一般所指的生物相容性。血液相容性和組織相容性密切相關(guān)，但又有所不同。組織相容的材料，不一定是血液相容的材料。
種類 生物醫(yī)學(xué)材料按組成和性質(zhì)分為醫(yī)用金屬材料、生物陶瓷、生物玻璃、生物衍生材料、醫(yī)用高分子材料。生物衍生材料是一類全部或主要部分由經(jīng)過處理的無菌、無抗原性和無生命的生物體組織所構(gòu)成的材料。常見的有用于人工心瓣膜的、經(jīng)戊二醛處理固定成型的豬心瓣膜和牛心包；用作韌帶修復(fù)的經(jīng)處理過的牛腱；用于血管修復(fù)體的經(jīng)處理過的人臍動(dòng)脈和牛頸動(dòng)脈，以及再生膠原彈性蛋白、透明質(zhì)酸、軟骨素硫酸酯、殼聚糖等。醫(yī)用高分子材料是具有生理功能，符合醫(yī)用要求并在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的功能高分子材料。其應(yīng)用范圍包括從頭蓋骨到趾骨、從血液到皮膚、從內(nèi)臟到五官、從牙齒到軟組織，以及各種功能的體外用醫(yī)療機(jī)器、器械和輔助材料，如：注射器、導(dǎo)管、夾板、繃帶、紗布及吸水、吸液材料等。
按用途分為骨、牙、關(guān)節(jié)、肌腱等骨骼-肌肉系統(tǒng)修復(fù)和替換材料；皮膚、乳房、食道、呼吸道、膀胱等軟組織材料；人工心瓣膜、血管、心血管內(nèi)插管等心血管系統(tǒng)材料；血液凈化、分離、氣體選擇性透過膜，角膜接觸鏡等醫(yī)用膜材料；組織粘合劑和縫線材料；藥物釋放載體材料；臨床診斷及生物傳感器材料；齒科材料。
按材料在生理環(huán)境中的生物化學(xué)反應(yīng)又分為：①近于惰性的生物醫(yī)學(xué)材料。在生理環(huán)境中能保持穩(wěn)定，長(zhǎng)期暴露于生理環(huán)境中僅發(fā)生輕微、甚至不發(fā)生化學(xué)變化的材料。有合成的非降解高分子材料、醫(yī)用金屬和合金，氧化鋁和生物碳等陶瓷，以及生物復(fù)合材料。②生物活性材料。植入生物體后，可在材料界面上誘發(fā)特殊生物反應(yīng)，從而導(dǎo)致材料和組織間形成鍵性結(jié)合的材料。主要是生物活性陶瓷和生物活性復(fù)合材料。③生物降解和吸收材料。在生物環(huán)境中可全部或部分被降解和吸收的材料。主要有可吸收生物陶瓷和生物復(fù)合材料，可生物降解和吸收的高分子材料，以及生物衍生材料等。
