生物醫學材料
時間:2005-06-13
與生物系統直接接觸并相互作用，以診斷、治療或替換生物機體中被疾病或外傷損壞的組織和器官或增進其功能的材料。生物醫學材料的研究涉及到細胞生物學、材料科學、工程技術和臨床應用等領域。生物醫學材料不同于藥物，其治療目的不需通過體內的化學反應或新陳代謝來實現。但是生物醫學材料可以結合藥理作用，甚至起著藥理活性物質的作用。生物醫學材料的功能常通過加工成器件或制品來實現，其成功使用不僅同材料的組織、結構的選擇和設計有關，也同制品的形態等工程設計及制造過程有關。生物醫學材料的性質必須滿足十分嚴格的要求，除具有行使指定功能所必須的物理、化學性質外，還必須滿足生物學要求，即生物相容性要求。
生物相容性 指生物醫學材料在特定應用中，引起適當的宿主反應和產生有效作用的能力。它描述材料在特定應用中與活體系統相互作用的生物學行為。這種相互作用包括兩方面，一方面是材料對活體系統的作用，或活體系統對材料的反應，即宿主反應，包括局部反應和全身反應；另一方面是活體系統對材料的作用，或材料對活體系統的反應，稱為材料反應，宿主反應的發生，是由于生物環境的作用導致構成材料的元素分子和顆粒、碎片等降解產物被釋放進入鄰近的組織和整個活體系統，以及材料對組織的機械、電、化學和電化學等作用。其結果可能造成對機體的毒副作用。材料反應則主要由生物環境對材料的生理腐蝕和降解作用所造成，可能導致材料結構破壞和性質蛻變。一種成功的生物材料，既要求所引起的宿主反應能夠保持在可接受的水平，又要求材料反應不致造成材料發生破壞。
生物醫學材料的生物相容性分為兩個方面。用于心血管系統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，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 生物醫學材料按組成和性質分為醫用金屬材料、生物陶瓷、生物玻璃、生物衍生材料、醫用高分子材料。生物衍生材料是一類全部或主要部分由經過處理的無菌、無抗原性和無生命的生物體組織所構成的材料。常見的有用于人工心瓣膜的、經戊二醛處理固定成型的豬心瓣膜和牛心包；用作韌帶修復的經處理過的牛腱；用于血管修復體的經處理過的人臍動脈和牛頸動脈，以及再生膠原彈性蛋白、透明質酸、軟骨素硫酸酯、殼聚糖等。醫用高分子材料是具有生理功能，符合醫用要求并在醫學領域應用的功能高分子材料。其應用范圍包括從頭蓋骨到趾骨、從血液到皮膚、從內臟到五官、從牙齒到軟組織，以及各種功能的體外用醫療機器、器械和輔助材料，如：注射器、導管、夾板、繃帶、紗布及吸水、吸液材料等。
按用途分為骨、牙、關節、肌腱等骨骼-肌肉系統修復和替換材料；皮膚、乳房、食道、呼吸道、膀胱等軟組織材料；人工心瓣膜、血管、心血管內插管等心血管系統材料；血液凈化、分離、氣體選擇性透過膜，角膜接觸鏡等醫用膜材料；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。
按材料在生理環境中的生物化學反應又分為：①近于惰性的生物醫學材料。在生理環境中能保持穩定，長期暴露于生理環境中僅發生輕微、甚至不發生化學變化的材料。有合成的非降解高分子材料、醫用金屬和合金，氧化鋁和生物碳等陶瓷，以及生物復合材料。②生物活性材料。植入生物體后，可在材料界面上誘發特殊生物反應，從而導致材料和組織間形成鍵性結合的材料。主要是生物活性陶瓷和生物活性復合材料。③生物降解和吸收材料。在生物環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。
