bionic material 仿生物材料
目录
仿生材料的环境性能
仿生材料简介 环境和生物性能
生物材料的结构与性能
仿生材料的应用
生物陶瓷及复合材料
组织工程材料 仿生智能材料
一、仿生材料的环境性能
1、仿生材料简介
一、仿生材料的环境性能
一、仿生材料的环境性能
荷叶效应
自清洁材料
一、仿生材料的环境性能
• 纤维素是分布最广、含量最多 的一种多糖，其主要是作为动 植物或细菌细胞的外壁支撑和 保护物质。 • 生物软组织是由多糖和蛋白质 复合而成的，如粘液、软体动 物骨架、皮肤等。生物软组织 的σ -ε 性质、断裂韧性、刚度 等性能及随环境的变化都是非 生物材料难以比拟的。
二、生物材料的结构与性能
、环境与生物性能
仿生材料 生物性能 生物相容 性 环境协调 性
材料反应
宿主反应
生态设计
环境友好 加工
一、仿生材料的环境性能
评价材料生物相容性的指标
宿主反应
适应性反应
全身反应 血液反应
材料反应
腐蚀 吸收 降解 磨损 膨胀 浸析
二、生物材料的结构与性能
常见天然生物材料种类
二、生物材料的结构与性能
致密羟基磷灰石、玻 熟石膏、β—双相钙磷 璃陶瓷等 陶瓷等 化学键合 临时填充作用，可通 过新陈代谢化解，最 终被替换
优点
缺点
组织和植入体机械嵌 合
三、仿生材料的应用
2、组织工程材料
• 用于代替生物体组织器官或者恢复、维持其 功能的仿生材料。
三、仿生材料的应用
3、仿生智能材料
• 能模仿生命系统，同时具有感知和驱动双重功 能的材料。 • 这类材料的性能不仅与材料的成分、结构和形 态有关，而且与材料所处的环境有关，具有生 物特性。 • 目前主要有智能高分子凝胶材料、智能药物释 放体系以及仿生薄膜材料等。
1 结构蛋白质
• 蛋白质最重要的一种生物功能就是结构功能， 比如动物的角、腱、韧带、蚕丝等。 • 由结构蛋白质构成的生物材料，在材料形成过 程中，生物体可以用基本相同的结构蛋白大分 子（如纤维蛋白、胶原蛋白及多糖等）构造出 形貌和功能完全不同的材料系统。
二、生物材料的结构与性能
2结构多糖和生物软组织
仿生材料
模仿生物的各种特点或特性而开发的材料。
仿生材料
结构仿生 功能仿生
一、仿生材料的环境性能
仿生学优点
高效 High efficiency
低能耗 Low energy
智能响应 Smart response
与环境协调 Friendly environment
仿生物材料在生物兼容性的基础上，从材料制备 到应用都与环境、人体有着自然的协调性。
– 软组织不能承受压缩、弯曲和剪切载荷，通 过形成生物复合纤维，即层叠结构的生物组 织，使基体硬化，改善力学性能
二、生物材料的结构与性能
4生物矿物
在生物矿化过程形成。有骨骼、牙齿、珍珠、 贝壳等。
三、仿生材料的应用
1、生物陶瓷及复合材料
类别 生物惰性陶瓷 生物活性陶瓷 表面生物活性陶瓷 产品 氧化铝、氧化锆、氧 化钛、生物碳等 可长期保持化学稳定， 强度高 可吸收生物陶瓷
三、仿生材料的应用