生物医用材料的基本要求是什么?

生物医用材料是指一类具有特殊性质和功能的材料,用于人造器官、外科修复、理疗康复、疾病的诊断和治疗,不会对人体组织产生不良影响。目前,各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳材料以及各种复合材料已广泛应用于临床和科研。

一.生物医学材料的分类

一般来说,临床医学对生物医用材料有以下基本要求:无毒、不致癌、不致畸、不引起人体细胞的破裂和组织细胞的反应;与人体组织相容性好,不引起中毒、溶血和凝血、发热和过敏。化学性质稳定,抗体溶液、血液、酶的作用;具有适合于天然组织的物理和机械特性;它有不同用途的特定功能。根据材料性质,生物医用材料大致可分为以下几类:

1,生物医用金属材料

生物医用金属材料是作为生物医用材料的金属或合金,具有较高的机械强度和抗疲劳特性,是临床上应用最广泛的承载植入材料,主要包括由钴合金(Co-Cr-Ni)、钛合金(Ti-6Al-4V)和不锈钢制成的人工关节和人工骨。镍钛形状记忆合金具有形状记忆的智能特性,可用于骨科手术和心血管手术。

2.生物医用高分子材料

生物医用高分子有天然和合成两种,发展最快的是合成高分子医用材料。通过分子设计,可以获得许多具有良好物理机械性能和生物相容性的生物材料。其中,软质材料常被用作血管、食道、指关节等人体软组织的替代品。合成硬质材料可用作人工硬脑膜、笼式球形人工心脏瓣膜的球形瓣膜等。液态合成材料如室温硫化硅橡胶可用作注射组织修复材料。

3.生物医学无机非金属材料或生物陶瓷

生物医用陶瓷具有稳定的化学性质和良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括两类:(1)惰性生物陶瓷(如氧化铝、医用碳材料等。),强度高,耐磨性好,分子间结合力强。(2)生物活性陶瓷(如羟基磷灰石、生物活性玻璃),能在生理环境中逐渐降解吸收,或与生物有机体形成稳定的化学键,具有极其广阔的发展前景。

4.生物医学复合材料

生物医用复合材料是由两种或两种以上不同材料组成的生物医用材料,主要用于修复或替代人体组织器官或改善其功能,制造人工器官。其中,钛合金和聚乙烯假体常用作关节材料;碳钛合成材料是一种临床应用良好的人工股骨头。与生物聚合物(如酶、抗生素、抗体和激素)结合的聚合物材料可用作生物传感器。

5.生物医学衍生材料

生物医用衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医用材料,没有生物活性。然而,由于其与天然组织相似的结构和功能,生物医用衍生材料在人体组织的修复和替代中发挥着重要作用,主要用作皮肤面膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等。

二、全球生物医用材料市场的主要产品

目前,广泛应用于医疗器械(植入器械、体外循环系统等)的生物医用材料有20种。),包括12种医用高分子,4种金属,2种陶瓷,2种其他。利用现有的生物医用材料,开发应用了近300种医用植入物和人造器官,主要包括:心脏和心血管系统(起搏器、心脏瓣膜、人造血管、导管和分流器等。);骨科(人工关节、接骨板、接骨螺钉等内固定器械,骨缺损填充或修复,脊柱和脊柱融合器械,功能性神经肌肉模拟和人工关节软骨等。);整形外科(颅面、耳、鼻等假体及人造乳房等。);软组织修复(人工尿道、人工膀胱、人工肠、内外分流、人工气管、缝合线及组织粘合修复材料等。);牙科(牙种植、牙槽骨置换、填充剂等。);感觉神经系统(人工晶状体、隐形眼镜、神经导管、中耳假体、经皮导线、听力和视力重建假体等。),以及药物和生物活性物质的控释载体。