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1、第九章 生物医用材料,韩国“美女”都是人造的？,该杂志拿出冬季恋歌的女主人公崔智友1998年的照片和朴松美2002年的照片，与现在对比后表示：“完全不一样。”针对裴勇俊主演的丑闻，该杂志还拿出李美淑1978年的照片和全度妍2001年的照片，并对2人也提出了质疑。此外，该杂志还拿出目前在日本很红的尹孙河1995年的照片进行比较，并主张：“可以看出她为变漂亮而所做出的努力。” 女性SEVEN分析说：“韩国人非常看中外表，只要外表美丽，谁都可以在互联网上有拥护者俱乐部。因此，为了保持美女的地位，即使顶级美女也不能满足现状。”日本的演艺界人士表示，最近，部分媒体试图要打垮裴勇俊。这次女性SEVEN的矛
2、头也是指向裴勇俊主演的冬季恋歌和丑闻的，因此，今后有可能出现争议,据韩国体育朝鲜报报道 日本著名女性周刊杂志女性SEVEN表示：“最近在日本引起轰动的韩国女明星大部分都做过整容手术”，并拿出著名演员的过去的照片与现在对比，提出了进行整容手术的疑惑。女性SEVEN把矛头指向了目前在日本人气极旺的冬季恋歌，表示：“两名女主人公都做过整容手术。”,ISO定义，生物材料(Biomaterials)即生物医学材料(Biomedical Materials)，指“以医疗为目的，用于与组织接触以形成功能的无生命的材料” 另有定义：具有天然器官组织功能或天然器官部分功能的材料 特征：用于与生命系统接触和发生相
3、互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类特殊的功能材料 生物材料是材料科学领域中正在发展的多种学科相互交叉渗透的领域，其研究内容涉及材料科学、生命科学、化学、生物学、解剖学、病理学、临床医学、药物学等学科，同时还涉及工程技术和管理学科的范畴,生物医用材料的定义,生物材料正在挽救和维持世界上成千上万血管患者的生命；正广泛用于伤残人肢体形态和功能的恢复 ；正在计划生育、控制人口、提高人们健康水平方面发挥巨大作用 生物材料不是药物，其治疗途径是以生物机体直接结合和相互作用为基本特征的,生物医用材料发展简史,古代（利用天然物质和材料治病） BC5000 黄金修复失牙 B
4、C3500 古埃及，棉花纤维、马鬃等缝合伤口 印第安人使用木片修补受伤的颅骨 BC2500 中国、埃及，假牙、假手、假鼻、假耳等人工假体 隋末唐初，银膏补牙-成分是银、锡、汞、铜、锌，类似于现代牙齿填充材料汞齐合金 近 代 最先应用于临床实践的金属材料是金、银、铂等贵重金属（良好的化学稳定性和易加工性） 1588 用黄金板修复颚骨 1755 用金属固定体内骨折载 1829 通过多种金属的系统动物实验， 发现金属铂对机体组织刺激性最小 1851 发明天然橡胶的硫化方法后，开始利用天然高分子硬橡木制作人工牙托 和颚骨进行临床治疗 1892 用硫酸钙填充骨缺损，这是陶瓷材料植入人体的最早实例,现 代
5、 生物医学材料取得实质性进展开始于20世纪20年代 不锈钢 1926 含18%铬和8%镍，首先应用于骨科治疗，随后应用于口腔科 1934 研制出高铬低镍单相组织的AISI302和304，在体内生理环境下的耐腐蚀性显著提高 1952 开发出耐蚀性更好的AISI316不锈钢，逐渐取代AISI302 20世纪60年代 为解决不锈钢晶间腐蚀问题，研制出超低碳不锈钢AISI316L和317L 钴镍合金 铸造钴镍合金首先在口腔中得到应用 20世纪30年代末 应用于制作接骨板、骨钉等内固定器械 50年代 成功制成人工髋关节 60年代 研制出锻造钴铬钨镍合金和锻造钴铬钼合金，提高力学性 能，并应用于临床 70
6、年代 研制出锻造钴铬钼钨铁合金和具有多相组织的MP35N钴铬 钼镍合金，改善钴基合金抗疲劳性能，应用于临床,生物医用材料发展简史,现 代 生物医学材料取得实质性进展开始于20世纪20年代 钛 金属钛，优异的耐蚀性、生物相容性、密度低； 20世纪40年代 制作外科植入体 50年代 用纯钛制作接骨板和骨钉 70年代 Ti6A14V合金（强度比纯钛高，耐蚀性和密度与之相似）、TiSAl2.5Sn合金和钛钼锌锡等合金获得应用 从而使钛和钛合金成为继不锈钢和钴基合金之后的又一类重要医用金属材料 70年代后 NiTi系为代表的形状记忆合金逐渐在骨科和口腔科得到应用，并成为医用金属材料的重要组成部分,生物医
7、用材料发展简史,现 代 生物医学材料取得实质性进展开始于20世纪20年代 生物陶瓷 从20世纪60年代初开始应用于生物材料 多晶氧化铝陶瓷 低温各向同性碳 生物玻璃 羟基磷灰石（生物活性陶瓷） 生物陶瓷复合材料 引入活体细胞或生长因子的生物陶瓷构架,生物医用材料发展简史,现 代 生物医学材料取得实质性进展开始于20世纪20年代 生物医用高分子 始于20世纪50年代有机硅聚物的发展 有机硅聚合物 聚甲基丙烯酸甲脂（骨水泥） 生物医用高分子材料大发展，制作了人工心瓣膜、人工血管、人工骨、手术缝合线等 20世纪90年代后，借助于生物技术和基因工程的发展，由无生物存活性材料扩展到具有生物学功能的材料领
8、域，其基本特征是具有促进细胞分化、增殖、诱导组织再生、参与生命活动等功能,生物医用材料发展简史,生物医用材料发展简史,生物医用材料是研制人工器官及一些重要医疗技术的物质基础 综观人工器官及医疗装置的发展史，每一种新型生物材料的发现都引起了人工器官及医疗技术的飞跃, 生物惰性医用硅橡胶 人工耳、人工鼻、人工颌骨等 血液相容性较好的各向同性碳被复材料 碟片式机械心脏瓣膜 血液亲和性及物理机械性能较好的聚氨酯嵌段共聚物 促使人工心脏向临床应用跨越 可形成假生物内膜的编织涤纶管 人工血管向实用化飞跃,生物医用材料分类,按材料属性,生物医用金属材料 包括不锈钢、钴基合金，钛及合金等 广泛应用于人工假体、
9、人工关节、医疗器械等 生物医用无机材料 主要是生物陶瓷 分为惰性生物陶瓷，如氧化铝生物陶瓷 表面生物活性陶瓷，如磷酸钙基生物陶瓷 可降解生物陶瓷，如-磷酸三钙陶瓷等 生物医用高分子材料 天然的如多糖类、蛋白类 合成的聚氨酯、聚乙烯、聚乳酸、聚四氟乙烯等，用于人体器官、组织、关节、药物载体等 生物医用复合材料 不同种材料的混合或结合，克服单一材料的缺点，获得性能更优的材料,生物医用材料分类,目前被详细研究过的生物医用材料已超过1000种，被广泛应用的有90多种材料，1800多种制品 西方国家每年耗用生物医用材料量以1015%速度增长 我国生物医用材料研究起步晚(20世纪50年代)，发展快,生物医
10、用材料分类,硬组织相容性材料 主要用于生物机体的关节、牙齿及其他骨组织 软组织相容性材料 主要用于人工皮肤、人工气管、人工食道等 血液相容性材料 主要用于人工血管、人工心脏、血浆分离膜、血液灌流用吸附剂、细胞培养基材等 生物降解材料 主要用于吸收型缝合线、药物载体、愈合材料、粘合剂以及组织缺损用修复材料,按材料功能,生物医用材料分类,按材料来源,自体组织 如人体听骨、血管等替代组织 同种异体器官及组织 如不同人体之间的器官移植 异种器官及组织 如动物骨、肾替换人体器官 天然生物材料 如动物骨胶原、甲壳素、珊瑚等 人工合成材料 如各种人工合成的新型材料,生物医用材料分类,按材料使用部位,硬组织材
11、料 骨、牙齿用材料 软组织材料 软骨、脏器用材料 心血管材料 心血管及导管材料 血液代用材料 人工红血球、血浆等 分离、过滤、透析膜材料 血液净化、肾透析以及人工肺气体透过材料等,除了应具有必要的理化性能外，生物医用材料还需要满足在生理环境下的生物学要求，具有良好的生物相容性 这是生物材料区别于其它材料的基本特征,生物医用材料的特征与评价,生物医学材料的安全性评价指采用生物学方法来检测材料对受体的毒副作用，从而预测该材料在医学实际应用中的安全性；包括对局部组织、血液与整体反应及对受体的遗传效应,生物医用材料的特征与评价,对生物医用材料的基本要求 对于人体组织无刺激性、无毒副作用、无致癌性 唾液
12、、血液、间质液均含Cl-、Na+、K+离子。接触人体各种体液(唾液、淋巴液、血液)时，应有良好的耐蚀性 不产生吸水膨润、软化变质 自身不变化,对生物医用材料的基本要求 具有必要的强度、耐磨性、耐疲劳、润滑性能 如髋关节在静止状态承受体重的1/2，水平步行时承受的重量为静止时的3.3倍，而跑步时则为4倍以上。此外，每步行1km约活动1000次，每年约承受(1 3)106次重复负荷的作用,生物医用材料的特征与评价,对生物医用材料的基本要求 生物体组织、与血液有相容性 不引起溶血、凝血，与软、硬组织有良好的粘接性，不产生吸收物和沉淀物 不产生局部或全身性反应，最好能与骨形成化学结合，具有生物活性,生
13、物医用材料的特征与评价,对生物医用材料的基本要求 其他要求 良好的空隙度，体液及软硬组织易于长入 易加工成形，使用操作方便 热稳定好，高温消毒不变质等性能,生物医用材料的特征与评价,全球生物医用材料细分市场发展,全球释药系统市场（单位：亿美元）,中国释药市场,2002年药品市场达140亿美元，按10%比例估算，其中释药市场为14亿美元 随着人民购买力提高，保健意识增强，今后国内药品市场每年将以5000万美元幅度增加,全球生物医用材料细分市场发展,我国生物材料和制品所占世界市场份额不足1.5 产品技术水平处于初级阶段，且产品单一 同类产品与国外产品比，基本上属于仿制，自主知识产权较少 生物医用材
14、料与制品70-80%要依靠进口 产业处于起步阶段,我国生物医用材料产业现状,常用硬组织替代材料,人工关节, 1890 Gluck首先应用象牙制造下颌关节 1938 Wiles用不锈钢作髋臼与股骨头 而后 Moor开展了人工股骨节置换术 1940 Wder兄弟用合成树脂制造人工关节 1951 开始全髋人工关节置换术 1952 Habowsh用固定牙的丙烯酸脂固定人工髓关节，合成树脂开始用于人工关节与骨的结合 1958 Charnhey根据重体环境滑润理论，用聚四氟乙烯髋臼 和金属股骨头制成低磨擦的人工关节 1962 Charnley把高密度聚乙烯髋臼和直径为22毫米的金属股骨头组成全髋人工关节，
15、并用骨水泥（甲基丙烯酸脂）固定，获得较满意的效果 自此，人工关节置换术进入实际应用的新阶段。,常用硬组织替代材料,人工关节, 现已研制出膝、髋、肘、肩、指、趾关节假体用于临床 欧美等国家每年全髋置换超过80万例 我国人工关节置换术达25万例,髋关节,人工髋关节,常用硬组织替代材料,人工关节磨损病因,无菌松动是人工关节置换后最常见的并发症和最终失效的主要因素 磨损产物磨屑是导致无菌松动的原因,人工关节长期使用后，一方面磨损后影响置换关节的装配性能；更重要的是产生大量磨屑，其中较小的磨屑被组织细胞吞噬，较大的磨屑被组织细胞包绕。从而使组织细胞激活，并分泌大量溶滑性因子，引起骨溶解，导致人工关节松动
16、。而松动的人工关节又加重了磨损，产生更多的磨屑，形成恶性循环，最终使置换关节失效,常用硬组织替代材料,生物医用金属材料,是临床应用最广泛的承力植入材料 是一类生物惰性材料，除具有较高的机械强度和抗疲劳性能，具有良好的生物力学性能外，还必须具有优良的抗生理腐蚀性、生物相容性、无毒性和简易可行及确切的手术操作技术 金属材料种类很多，但能在人体生理环境条件下长期安全服役的却不多,经过长期研究和临床筛选而得到广泛应用的金属材料主要有,不锈钢 钴基合金 钛及其合金 形状记忆合金 贵金属 钽、铌、锆 磁性合金,外科用金属材料,常用硬组织替代材料,不锈钢成本低，但在体内有腐蚀和组织反应等 不锈钢中添加Mo可克服铬钝化膜在氧化环境中耐腐蚀性能, 降低碳含量，可防止晶间腐蚀 常用来制作各种人工关节和骨折内固定器、截骨连接器等，也用于牙科等各种器件(针、钉、髓内针、齿冠、三棱钉)制造,生物医用金属材料
