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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制品苏钰淞高分材料二班学号：生物医学材料的发展概况摘要：本文对生物医学材料的发展历程进行了简单的介绍,综述了第一二三代材料的基本情况并且对该材料进行了分类。分析了生物医学材料的市场和产业的状况。并且结合当今该材料的发展状况，预测其今后的发展趋势。关键词：生物材料，市场，组织再生，界面研究生物医用材料,是指以医疗为目的,用于诊断、治疗、修复或替换人体组器官或增进其功能的材。迄今大量使用的生物医学材料仍主要是医用金属和合金、医用高分子、生物陶瓷、经处理过的生物组织衍生材料、医
2、用复合材料等。一、生物医学材料的发展历程20世纪初,第一次世界大战以前所使用的材料为第一代生物医学材料。代表材料有石膏、金属、橡胶以及棉花等物品。这一代的材料大都已被现代医学所淘汰。第二代生物材料起源于20世纪6070年代,在对工业化的材料进行生物相容性研究基础上,开发了第一代生物材料及产品在临床的应用,例如体内固定用骨钉和骨板、人工关节、人工心脏瓣膜、人工血管、人工晶体和人工肾等。代表材料有经基磷灰石、磷酸三钙、聚经基乙酸、聚甲基丙烯酸轻乙基醋、胶原、多肤、纤维蛋白等。上述生物材料,具有一个普遍的共性:生物惰性。即生物材料发展所遵循的原则是尽量将受体对植入器械的异物反应降到最低。在此期间,数
3、以千万的患者植入了由惰性材料制成的器械,他们的生活质量也在植入后的525年内有了明显的改善.第三代生物医学材料川是一类具有促进人体自身修复和再生作用的生物医学复合材料.这种具有活性的材料能够在生理条件下发生可控的反应,并作用于人体.20世纪80年代中期,生物活性玻璃、生物陶瓷、玻璃-陶瓷及其复合物等多种生物活性材料开始应用于整形外科和牙科。与惰性材料相比,这些材料在体内不存在免疫和干扰免疫系统的问题,材料本身无毒,耐腐蚀强度高,表面带有极性,能与细胞膜表层的多糖和糖蛋白等通过氢键相结合,并有高度的生物相容性。除具有活性外,第三代生物材料的另一个优势在于材料具有可控的降解性.生物降解性材料容易在
4、生物体内分解,其分解产物可以代谢,并最终排出体外.现今人口快速老龄化,生物惰性、生物活性及可降解植入物在临床的成功应用具有非常重要的意义。二、生物医学材料的分类1生物医学金属材料生物医用金属材料通常采用合金或钛金,具有很高的机械强度和抗疲劳特性,是临床应用最广泛.镍钦形状记忆合金具有形状记忆特性和智能性,可用于矫形外科、心血管外科等。2生物医学高分子材料生物医学高分子材料有天然和合成两种,其中合成高分子材料发展较快。合成的软性材料常用作人体软组织如血管、食道和指关节等;合成的硬性材料则用作人工硬脑膜、人工心脏瓣膜的球形阀等;液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可作为注人式组织修补材料3生物医学无机非
5、金属材料或生物陶瓷生物陶瓷的化学性质稳定,具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括两类:?惰性生物陶瓷(如氧化铝、医用碳素材料等),这类材料具有较高的强度,耐磨性能良好,分子中化学键的作用力较强:?生物活性陶瓷(如轻基磷灰石和生物活性玻璃等),此类材料能在生理环境中逐步降解吸收,或与生物机体形成稳定的化学键,因而具有极为广泛的发展前景。4生物医学复合材料生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的,主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能,也可用作人工器官的制造。其中钻钦合金和聚乙烯组织假体常用作人工关节;钛合成材料作为人工股骨头在临床上有良好的应用;高分子材料与生物高分子(如酶抗原
6、、抗体和激素等)结合可以作为生物传感器。5生物医学衍生材料生物医学衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织衍生而成的。经过处理的生物衍生材料是无生物活性的材料,但其具有类似天然组织的构型和功能,在维持人体动态的修复和(来自:写论文网:生物医学材料制品)替换中具有重要作用,如皮肤掩膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等。三、生物医学材料的市场和产业状况1生物医学材料的市场状况世界生物医学材料最发达的国家是美国,其医疗器械约占世界市场份额的44%左右,其次是西欧和日本.随着需求的迅速增长,近10年来世界医疗器械市场持续增长,预测1998-XX年美国医疗器械市场将增长%世界各地区生物医学材料的市场状况见表2我
7、国拥有13亿人口,人口老龄化和素质提高已成为社会问题:同时中、青年创伤高速增加,创伤住院病员已高达住院人数的第2位,年增长率达%,生物医学材料及制品存在着巨大的潜在市场,特别是随着国民经济的发展和人民生活水平的提高对生物医学材料和制品的需求急速增高。据国家科技部资料,1992-1997年包括生物医学材料的生物医学工程产业的世界市场年增长率为6-10%,1996年我国则高达28%,居全球之首。其中生物医学材料及制品市场增长幅度更大,例如我国人工关节替换年增长率高达30%,远高于美国的4%。虽然如此,我国生物材料和制品所占世界市场份额仍不足%。2生物医学材料及制品产业状况生物医用材料和制品产业具有
8、下述特点:技术附加值高,研究开发周期长,多学科交叉,产品更新换代周期短,引导性的市场开发,企业规模小。鉴于上述特点,抗风险能力差,国际生物材料产业正在归并和重组,许多中小企业正被归并于大企业之中.我国生物医学材料的应用和开发起步较晚,但在政府的大力支持下,已取得了一批较高水平的科研成果。至年1996底,共有医疗器械生产企业2800家,其中属医疗卫生系统的占15%,乡镇企业,中外合资或合作15%,其余50%主要是其它工业院所、科研院所和高等院校组建的企业。产业发展处于初级阶段,现代生物医学材料产业体系尚未形成。四、我国生物医学材料的发展前景国家科技部资料表明,1996-XX年间,我国生物医学材料
9、市场需求的年均增长率达到27%,比全球的增长速度高出10个百分点。其中生物医学材料制品的市场增长更加迅猛。但是我国国内生物医学材料的生产仍然处于初级阶段,其产值还不到全球份额的千分之一,且增长缓慢,1996-XX年,我国生物医学材料产值的年均增长率只有2%左右。我国在这方面的发展有很多不足，特别是产品和国外同类产品相比，存在4个突出问题：?仿制品多,缺乏自主知识产权；?销售价格低,但档次和质量也低；?企业生产规模普遍偏小,难以形成规模效应；?研发投入少,产品技术含量较低。由此可见中国的该行业是非常有发展空间的五、材料科学与生物学融合是21世纪生物医学材料科学的发展趋势1生物医学材料的原位组织再
10、生到90年代后期由于干细胞技术方面的突破,才把干细胞、组织工程、组织器官代用品等纳入到再生医学里面来。发育过程通常是新基因的首次表达,是一种有性过程,而再生起始在已分化环境中已分化的细胞或未分化的细胞(如干细胞),是一种无性过程。干细胞具有很强的分化能力,再生性强;同时由于处于低分化状态,还具有分化成多种细胞、组织和器官的能力。在此背景下,再生医学的革命是基于一系列干细胞生物学的突破性发现而发展起来的。即通过干细胞移植,将胚胎干细胞或多能干细胞移植于体内损伤部位从而达到组织器官重建和再生的目的。2组织工程组织工程是近年来随着生命科学、材料科学及相关物理、化学学科的发展兴起的一门学科。其核心是建
11、立细胞与生物材料的三维空间复合体,即具有生命力的活体组织,用以对病损组织进行形态结构和功能的重建并达到永久性替代。与生物医学材料相关的主要有两个方面：工程化的组织的器官,以及生物活性物质控释系的研究。工程化的组织和器官用于修复和替代人体结构的部件。其研究核心是细胞和用于容纳活体细胞、细胞产物、细胞外基质等的支架或基底材料。生物活性物质控释体系是细胞和生物活性物质在体内的生物活性保持问题,以及用于生物活性物质控释的包囊和载体材料的优化。从而减轻体内对外来异物的排异反应。3表面/界面研究材料和植入体与机体间相互作用总是通过材料与机体间的表面界面发生,表面界面及界面过程强烈地影响材料的生物学性能,是
12、材料生物相容性研究的核心,亦是当代生物材料科学研究的一个热点,其目的在于控制界面分子行为,指导设计具有特定生物学性能和生物相容的材料。其研究的重点是材料表面的组成、结构、特别是微结构和生物力学性质对蛋白质和细胞粘附、细胞分化、基因表达和组织形成的影响。了解材料表面的微观形貌、结构及细胞行为,为在亚微结构水平上控制材料表面蛋白质吸附和细胞粘附及生长,剪裁材料的表面特性,进行表面定向改性。六、小结与展望生物材料是生命科学和材料科学的交叉学科,其研究内容涉及材料医学、生物学、力学、工程学等诸多领域。当今,生物材料已从20世纪的第一代和第二代生物材料发展到基于细胞和分子水平的第三代生物材料。现今社会人
13、口老龄化加剧,这种新的治疗方法有可能创造出巨大的经济效益,并且有很强的针对性治疗的特点。而且技术一直的发展。综合国内外生物材料的研究现状,我们认为未来生物材料的研究将集中在以下几方面:对第一、二代生物材料的表面改性研究,提高由第一、二代生物三定”方案“三定方案”，即定机构，定编制，定职能。定机构，就是确定行使职责的部门，包括名称、性质、经费等。定编制，实质就是定人员数额，这其中包含部门领导职数和内设机构的领导职数。定职能，就是这个部门具体是干什么的，以及部门内设的处、室的具体职责。“三定”由党委的编制委员会办公室具体负责相关的工作。“三定方案”，定机构，定职能，定编制。定机构：确定行使职责的部
14、门，包括名称、性质、经费等。定编制：定人员数额，这其中包含部门领导职数和内设机构的领导职数。定职能：这个部门具体是干什么的，以及部门内设的处、室的具体职责。“三定”是政府机构改革的主要内容，由党委的编制委员会办公室具体负责相关的工作。政府机构的设立必须确定是干什么事情的，有哪些内设机构，内设机构的职责是什么，部门有多少人员编制和领导职数等。附：国务院行政机构设置和编制管理条例(1997年8月3日国务院令第227号发布，自发布之日起施行)第一章总则第一条为了规范国务院行政机构的设置，加强编制管理，提高行政效率，根据宪法和国务院组织法，制定本条例。第二条国务院行政机构设置和编制管理应当适应国家政治
15、、经济、社会发展的需要，遵循精简、统一、高效的原则。第三条国务院根据宪法和国务院组织法的规定，行使国务院行政机构设置和编制管理职权。国务院机构编制管理机关在国务院领导下，负责国务院行政机构设置和编制管理的具体工作。第二章机构设置管理第四条国务院行政机构的设置以职能的科学配置为基础，做到职能明确、分工合理、机构精简，有利于提高行政效能。国务院根据国民经济和社会发展的需要，适应社会主义市场经济体制的要求，适时调整国务院行政机构；但是，在一届政府任期内，国务院组成部门应当保持相对稳定。第五条国务院行政机构的设立、撤销或者合并，由国务院机构编制管理机关事先组织有关部门和专家进行评估和论证。第六条国务院行政机构根据职能分为国务院办公厅、国务院组成部门、国务院直属机构、国务院办事机构、国务院组成部门管理的国家行政机构和国务院议事协调机构。国务院办公厅协助国务院领导处理国务院日常工作。国务院组成部门依法分别履行国务院基本的行政管理职能。国务院组成部门包括各部、各委员会、中国人民银行和审计署。国务院直属机构主管国务院的某项专门业务，具有独立的行政管理职能。“十三五”重点项目-
