医用金属材料的性能要求
1、力学性能：弹性模量（人体：17GPa，钛 合金110-124GPa） 2、耐磨性：均匀腐蚀、点和缝隙腐蚀、应力 腐蚀，开裂腐蚀，疲劳和晶间腐蚀。 仅仅均匀腐蚀可容忍：低于0.25um/年
常用医用金属材料
1、不锈钢：便宜，容易加工。 耐腐蚀性差；
2、钴铬合金：良好的耐腐蚀小，优异的力学性能。 成本高、加工难

生物相容性
生物相容性：材料在特定生物环境中引起的宿主 反应和产生有效作用的综合能力。 主要包括：血液相容性及组织相容性。 血液相容性：与血液接触时不引起凝血及血小板粘 着凝聚，不产生破坏血液中有形成分的溶血现象 （即溶血和凝血） 与体液、血液的接触主要在材料的表面，考虑机械 性能之外，材料表面结构的合成与设计
3、人工皮肤：一种暂时性的创面覆盖保护材料，其 作用是防止体液的损耗和盐分的丢失，从而达到 保护创面的目的。 主要材料：聚乙烯醇微孔膜、硅胶多孔海绵。
螃蟹壳和虾壳提取的甲壳素制备成的皮肤科代替正 常皮肤进行移植，减少患者再次取皮的痛苦，成 活率达到90%以上，对创面出的血清蛋白质具有良 好的吸附性。
青霉素以酰胺键与乙烯醇-乙烯胺共聚物相结 合药物的药效比青霉素常30-40倍。

2、活性陶瓷：与组织形成化学键，能阻止种植体材料 被腐蚀，具有极好的抗应力性能，增强材料的耐久 力和抗疲劳性能。 如羟基磷灰石，生物活性微晶玻璃；
3、可被吸收陶瓷：在生物体内逐渐降解，被组织 吸收。（三磷酸钙）
常用作骨替代材料，植入体内后材料逐渐被吸收 ，同时新生骨逐渐长入而替代。
临床：脸部的骨缺陷、填牙周的空洞、药物载体 等。 4、可治疗癌症的陶瓷 医用陶瓷的生物相容性与铁磁性，作为治疗癌症 的热源。
人造心脏
人造膝关节
基本性能要求
1.
2.
3.
4.
化学性能稳定，对人体血液、体液等无影响，不 形成血栓等不良现象。 材料与人体相容性良好，不会引起炎症或其它排 异反应。有害的功能基团不能用 无致癌性，耐生物老化，长期放臵体内的材料其 物理机械性能不能发生明显变化。 不因高压蒸煮、干燥灭菌、药液等消毒措施而发 生质变。进入体内之前必须经过严格的灭菌
高分子药物的基本要求： 1、聚合物主链不产生水解，以便高分子排出； 2、进入循环系统的高分子药物：主链易于分解 以便吸收和排出，而且产物应具有抗凝血性， 不形成血栓。
以高分子为载体的长效药物



将具有药理活性的小分子聚合在高分子骨架上， 控制药物使其缓慢释放，药效持久，还可以制备 长效制剂，延长药物在体内的作用时间，保持药 物在体内的浓度。 长效制剂：通过适宜方法延缓药物在体内的吸收 、分解、代谢和排出过程，从而延长药物作用时 间目的的制剂。 长效制剂的研究：减小药物有效成分的溶出速度 和减小药物的释放速度。
3、钛及合金：生物相容性好，不和周围组织反应。 原因：表面形成的氧化物薄膜，若受到损坏，可以在体温和 人体组织液条件下再生。
二、医用陶瓷
目前，约有40种生物陶瓷在医学、整形方面，制成 50多张复制品和代用品； 应用：髋、膝关节，人造牙根，牙脊增高和加固， 心脏瓣膜，中耳听骨 根据与组织的效应分： 1、惰性陶瓷：与容性：活体与材料接触时，材料不发生钙钛沉积 附着，组织部发生排异反应。 组织相容性基于亲水性、疏水性以及微相分离的高分子 表面修饰。 材料与组织能浑然一体是当今组织相容性研究的热点。
日常是实例：
白内障手术中的人工晶体：既能组织相容又能排除 纤维细胞在晶面上的粘附增殖，以避免白内障复发。 硅胶（聚二甲基硅氧烷）：长期动态下使用时，会 引起异物反应，其机械性能仍不能满足要求 国际标准化组织ISO/TC 194 制定了生物医用药用 材料的检验测试项目，标准实验可重复，从体内外 到体内，先动物，后人体。
高分子治疗材料
1、眼科材料：人工角膜、人工晶状体 、人工玻璃体，人工眼 球、人工泪道及接触式隐形眼镜；
硬质镜片主要材料：聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基 丙烯酸硅烷酯及乙酸丁酯纤维素 软式镜片：聚甲基丙烯酸-羟基乙酯、聚甲基硅氧烷和聚乙烯吡 啶。
2、牙齿的粘合和修补：假牙、人工牙根、填补用树脂、牙托软 衬垫；
生物医用药用功能材料
人造关节
一张柔软的纸，白中透出微黄 ，这张不起眼的“白纸”就是填 补国内空白的高科技“人造皮肤 ”。这种“人造皮肤”能帮助伤 口尽快恢复。比如烧烫伤，把水 泡的水放出，用药清洗后，将“ 人造皮肤”敷贴在伤口上，很快 “人造皮肤”就和人的身体长在 一起，成了真的皮肤。
人造皮肤
人 造 血 管
4、整容材料 人工假肢、人工鼻、人工颚骨等 5、其它应用：一次性注射器，输液用品及可 降解手术缝合线
高分子药物
三大类： 1、具有药理活性的高分子药物：只有高分子链时才 显示药物活性； 2、高分子载体药物：低分子药物以化学方式连接在 高分子的长链上， 3、微胶囊低分子药物：以高分子材料为控释膜，将 具有药理活性的低分子药物包裹在高分子中，提高药 物的治疗效果。
功能高分子正日益广泛的医用于人工脏器的研究与 应用。 1、高分子人造器官：人工心脏及心脏相关材料； 方向：研发混合型人工脏器，将生物酶和生物细胞 固定在高分子材料上，制备具有生物活性的人工 脏器。 存在的问题：不能解决凝血问题。 人工脏器的研究正向着体内化、小型化、和人体长 期适应方面发展。 2、人工肺、肾、肝：高分子透析膜； 过滤介质：聚苯乙烯离子交换树脂
三、医用复合材料
1、关节炎：无药物能根治 对策：换关节。 人造关节：金属骨架外包裹超高分钟量聚乙烯，能跟 骨骼牢固地连接在一起，且弹性适中，耐磨性好， 有自润滑作用（类似于软骨的特性）。 2、羟基磷灰石（HAP）复合材料： HAP-Ag：弥补脆性不足，提高韧性，Ag有抗菌效果。
四、医用高分子材料
生物降解吸收材料
手术缝合线，骨丁、骨板，药物释放体系； 在体内的降解：水解和酶解； 水解要求：无副毒作用，相对分子量较小，能 经肾脏排出， 酶解：能够参与正常的代谢

生物医用材料的分类及应用
①
②
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④
医用金属材料； 医用陶瓷； 医用复合材料； 医用高分子；
医用金属材料
最初应用：金属板、针； 常用金属：不锈钢、金、银、铂、钛
钛被称为“亲生物金属”，强度大，密度与人体骨 骼相近，不受组织液腐蚀，适用人体，在医学上有 特殊用途。
钛代替或修补骨骼损失，新骨骼和肌肉可以再 钛上生长，形成的钛骨犹如真骨； 钛头盖骨已应用与临床； 利用钛镍合金的记忆特性：疏通血管和胆道阻 塞。 研究现状：国外正在开展在金属表面生物相容 性、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等方面的研究。
医用材料的生物相容性
生物相容性是生物材料区别于其他材料的基本特征。

材料所引起的宿主反应需控制在一定可接收的水平
宿主反应：材料与基体组织相互作用，生物活体对材料系列的 反应。如：过敏、致癌、致畸及局部反应、全身毒性反应和 适应性反应。 材料反应控制在不至于使材料本身发生破坏。 材料反应：生理腐蚀、吸收降解与失效等。