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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划生物医学材料研究浅谈生物医学材料的现状与发展摘要生物医学材料以及良好的生物相容，耐酸性耐碱性耐腐蚀且不会破坏体内平衡的优良特性，正逐步替代传统医学材料，受到广泛的关注。本篇文章将就生物医学材料的特性、分类以及生物医学材料的特点，进行一简单综述，并以此为基础浅谈生物医学材料的现状与未来发展趋势。关键词生物医学材料的分类，医疗器械，现状，未来发展生物医学材料是一类有着特殊性能、特种功能的材料，能够被应用于人工器官替代、外科手术修复、康复理疗等，并且不会对人体产生排异反应的特殊材料。它是研
2、究人工器官和医疗器械的基础，已成为材料学科的重要分支。当前，各种人工合成材料和天然高分子材料、金属、陶瓷材料等各种复合材料，广泛地应用于临床医学和科研工作，并显示出对于传统材料的无可取代的优势。随着生物技术的蓬勃发展和不断突破，生物医学材料已成为各国科学家研究和发展的热点。一、生物医学材料的分类生物材料品种丰富，分类方法很多。一般按照属性对其进行分类包括生物医学金属材料，生物医学高分子材料，生物陶瓷，生物医学复合材料以及生物医学衍生材料。二、生物医学材料的特性生物医学材料做为一种临床医学的替代材料，其要求和期望相对较高。首先，生物医用材料应具有良好的血液和组织相容性，不能出现凝血现象和排异反应
3、。其次，要求其能够抗生物老化。生物体内代谢产生的酸碱物质可能会对生物材料造成一定程度的腐蚀，因此对于长期植入的材料，要求材料的生物稳定性高，耐体内化学物质腐蚀能力强，而对于短暂植入的医学材料，则耍求在一定时间之后为可被人体吸收或代谢。最后，生物医学材料还要求具有良好的物理机械性质、易于加工、造价低廉，另外在消毒灭菌方面，要便于消毒灭茵，不能够含有致癌或致畸的组分。对于不同用途的材料，其要求各有侧重。目前应用最为成熟和广泛的两种生物医学材料应属医用硅橡胶和人工骨。医用硅胶是高分子有机化合物聚硅酮的一种橡胶样固体形态,又称二甲基硅氧烷。具有优异的生理惰性，无毒、无味、无腐蚀、抗凝血、与机体的相容性
4、好，能经受苛刻的消毒条件，是美容外科中应用较广的生物材料.。随着生物医学和材料的发展，人工骨作为人为制备的生物医用材料被植入骨内替代骨移植，收到了不错的临床效果，这些人工合成或提取的植入材料生物相容性好，对骨形成具有明显的诱导作用，因而受到了广大医生和患者的信赖。三、生物医学材料研究进展有学者依据生物医学材料的发展历史及材料本身的特点，将其分为三代：20世纪初第一次世界大战以前所使用的生物医学材料归于第一代，代表材料有石膏、各种金属、橡胶以及棉花等物品，这些材料大都已被现代医学所淘汰；第二代生物材料的发展是建立在医学、材料科学(尤其是高分子材料学)、生物化学、物理学及大型物理测试技术发展的基础
5、之上的，代表材料有羟基磷灰石、磷酸三钙、聚羟基乙酸、聚甲基丙烯酸羟乙基酯、胶原、多肽、纤维蛋白等；第三代生物材料主要是具有促进人体自身修复和再生作用的生物医学复合材料，它们一般是由具有生理“活性”的组元及控制载体的“非活性”组元所构成，具有比较理想的修复再生效果。生物医用材料是材料科学与工程中新兴的一门学科，其特点在于学科交叉广泛、应用前景广泛。当前，新材料、新技术、新应用相继出现，使得科学家们急切地投入这一领域中，生物医学材料的研究成为当今材料学研究最前沿的课题。生物医学研究在于以下几个方向：一是生物结构及其功能的设计和改造。着重研究具有诱导组织分化再生出骨细胞的基底材料以及其仿生学研究；二
6、是生物材料与植入机体之间的相互作用机制研究。从细胞和分子水平深入研究材料与特定细胞、组织之间的表面作用机制，揭示影响生物相容性原理；三是生物活性物质的控制和释放研究。研究可自我调控和定向释放蛋白抗体等特异性生物活性物质的材料；用于细胞和基因治疗的聚合膜的制作技术；四是生物材料降解、吸收机制的探索。研究生物可降解、吸收材料的分子结构和生物环境对其降解工程、降解与吸收的代谢机制。其目标是为组织工程化、人工器官生物材料设计及药物控释材料的可行性提供理论支持，实现材料参与生命活动和构建机体组织的目的；五是材料的制备方法学的研究。主要针对生物医用材料的计算机辅助设计。四、生物医学材料的发展前景生物医学作
7、为一种新兴的替代材料，以其良好的生物亲和性受到广泛的关注。生活节奏日益加快、活动时间增加和食物来源的变化等因素，使机械受伤成为一个令人关切的问题，在全世界，心脑血管疾病、癌症、老年痴呆等发病率逐年增加，急需用于替代和修复的生物材料。随着生物技术和材料科学的发展，不同学科交流合作日益密切，从而使制造具有完整的生物功能和生物相容性的人工器官展现出美好的未来。人体组织的替代和修复，将从简单机械固定发展到再生和重建。这将是医学界一次伟大的革命，并对生命利学和材料等学科的研究提出了更多诉求，对生物医用材料的开发研究产生了极大的促进作用。所以在不久的未来，生物医学材料必将会成为临床上普遍使用的替代材料,而
8、人类也将受益于新型生物材料给生活带来的改变。五、国内生物医学材料期待新突破目前，我国已经形成华中、西部、华北、华东及华南等生物医学材料的五大研发和产业基地。但是，国内大约70%的生物医学材料市场仍然被国外产品占据，在更高端的生物医学材料产品领域，国外产品甚至占据95%以上的市场份额。要改变这种状况在很大程度上取决于我国在生物医学材料核心关键技术领域的突破，除产品创新外，应特别关注材料制造技术。一旦我国在上述技术领域实现重大突破，将极大地提升我国生物医学材料研发在国际上的地位，也将为生物医学材料“亚洲时代”的到来注入前所未有的推动力。大力发展生物医学材料相关方面的科研与产业，势必将对我国的医疗事
9、业带来前所未有的突破。国家的大力扶持与鼓励，优秀科研人才的培养与储备，缺一不可。身为当代大学生，应当从自身出发，督促自己努力学习科学文化知识，投身国家迫切需要发展的事业，把自己的梦想与国家的梦想紧密相连，才能最大化的实现自身价值。【参考文献】1.我国生物医学材料研究期待新突破白毅2.生物医学材料概论刘九羊3.生物医学材料研究与展望晨爱民4.生物医学材料研究现状及进展李慧生物医学材料的研究与进展生命科学与技术学院XX级生化与分子生物学专业研究生引言由于各种交通、工伤事故、重大自然灾害、战争、衰老和病变都急需抢救维持生命、修复和替代人体的有关器官,因而作为人工器官替代物的生物医学材料的研究应运而生
10、。生物医学材料的研究兴起于60年代,在80年代由于纳米技术、生物技术、材料科的发展而得到高速发展。因其研究工作介于多门学科之间,已经成为众多生物医学以及材料科技工作者研究的重点。生物医学材料是用于和生物系统结合、治疗或替换生物机体中的组织、器官或增进其功能的材料。许多陶瓷材料、金属材料、高分子材料、复合材料等有关材料已广泛地应用于临床。1生物医学材料的研究现状生物医学材料的属性因生物医学材料是为应运于医学临床而研制，故应具有以下属性：优越的生物相容性；亲水性；润滑性；防组织粘附性；抗炎性；抗凝性；可使细胞在材料表面生长,恢复病变组织的组织功能；免疫识别能力；生物催化活性。生物医学材料的分类及研
11、究现状1)无机非金属生物材料a.与人体组织力学相容性好,又具有促进组织生长的材料(如层状复合型生物陶瓷、含骨生长因子复合块状陶瓷、纳米陶瓷和涂层材料)。b.具有人体有机和无机成分结构的复合材料(如含生物活性物质的骨水泥、纳米碳材料等)。这其中对纳米陶瓷材料和纳米碳材料的研究已成为近几年该领域的热点和重点。纳米陶瓷材料是八十年代中期发展起来的先进材料,是由纳米级水平显微结构组成的新型陶瓷材料,它的晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等都只限于100量级的水平。纳米微粒所具有的小尺寸效应、表面与界面效应使纳米陶瓷呈现出与传统陶瓷显著不同的独特性能。纳米陶瓷由于晶粒很小,使材料中的内在
12、气孔或缺陷尺寸大大减少,材料不易造成穿晶断裂,有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加,有助于晶粒间的滑移,使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。例如:纳米2(8)陶瓷和2陶瓷在180下,在外力作用下呈正弦形塑性弯曲。即使是带裂纹的2纳米陶瓷也能经受一定程度的弯曲而裂纹不扩散。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料,在临床上已有多方面应用,主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿,以及牙种植体、耳听骨修复体等等。此外还用作负重的骨杆、锥体人工骨、修补移植海绵骨的充填材
13、料、不受负重影响的人工海绵骨及兼有移植骨作用的髓内固定材料等。纳米陶瓷的问世,将使陶瓷材料在强度、硬度、韧性和超塑性上都得到提高,因此,在人工器官制造、临床应用等方面纳米陶瓷材料将比传统陶瓷有更广泛的应用并具有极大的发展前景。纳米碳材料由碳元素组成的碳纳米材料。碳是组成有机物质的主要元素之一,更是构成人体的重要元素,很早以前人们就发现碳与人体的生物相容性十分优异。自从1963年在研究人工血管过程中发现碳具有极好的抗血栓性以来,碳材料已在人工心脏瓣膜、人工齿根、人工骨与人工关节、人工血管、人工韧带和肌腱等诸多方面获得应用。纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外,还
14、具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点,这些超常特性和良好的生物相容性,使它在医学领域中有广泛的应用前景,包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外,利用纳米碳材料的高效吸附特性,还可以将它用于血液的净化系统,清除某些特定的病毒或成份。2)金属生物材料a.新型钛合金(具有毒性更低、弹性模量更接近人骨等特性)。b.植入器械(如人工心脏瓣膜,人工关节,人工牙齿种植体,血管支架)。c.介入性诊断及治疗用器械(如引导丝、管腔内支撑架、儿童先天性心脏病用栓塞器等)。最早使用的生物材料是金属。它作为人工器官的修复和代用材料已有一百多年的历史。目前用于修补骨
15、骼系统的金属材料主要有医用不锈钢、医用钴合金、钛合金、形状记忆合金、医用磁合金等。因其具有良好的生物相容性和耐蚀性,目前已在诸如畸齿整形、脊柱矫形、断骨接合、颅骨修补、新血管支撑等方面有广泛的应用。然而将其植入人体后,仍存在许多问题:所植入的材料并没有象设想的那样完全发挥作用,相反,还产生或多或少的副作用,给人体带来不适。因此进一步改善植入材料的生物相容性、抗腐蚀能力,增强其与肌体组织的结合力,提高安全使用性能仍是金属生物材料推广应用所面临的主要问题。由于植入材料与人体的相互作用仅在表面的几个原子层处,故表面改性技术应运而生。表面改性技术是通过对金属材料的表面改性,从而达到改善材料性能的目的。
16、国内外学者认为表面改性技术主要分为三大类:物理化学方法、形态学方法、生物化学方法。随着表面处理技术的发展,国内有许多科技工作者对如何改善现有的生物材料表面的各种性能,如耐蚀性、耐磨性、生物相容性等进行了比较系统、全面的研究。各种表面处理的方法受到高度重视,其中离子束表面改性技术,由于其对材料本体无负效应,已被证明是最为成功的一种。离子束改性技术在生物材料及器械方面已得到一定的应用,如果将梯度功能材料的新概念与离子束改性技术相结合,很有可能制备出表面性能更加优异的仿生生物材料。3)生物医用高分子材料a.选择性血液净化吸附材料,用于对血液中有毒物质的吸附。b.生物活性免疫吸附材料,用于治疗免疫性疾病(如类风湿病、红斑
