20世纪70年代 20世纪60年代
成功地制成人工髋关节
用于制作接骨板、 骨钉等固定器械
20世纪50年代 20世纪30年代
第二节 金属生物医学材料
钴基合金应用
• 整形外科：用于制造人工髋关节、膝关节 以及接骨板、骨钉、关节扣钉等
• 心脏外科：用于制造人工心脏瓣膜等
接骨板
人工髋关节
第二节 金属生物医学材料
心脏起搏器
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料的研究内容
生物体生理环境、组织内容、器官生理功能及其 替代方法。
具有特种生理功能的生物医学材料的合成、改性、 加工成型以及材料的特种生理功能与其结构关系。
材料与生物体的细胞、组织、血液、体液、免 疫、内分泌等生理系统的相互作用以及养活材料 毒副作用的对策。 材料灭菌、消毒、医用安全性评价方法与标准以 及医用材料与制品生产管理与国家管理法规。
➢ 生物降解吸收性：材料在活体环境中可发生速度能控制
的降解，并能在一定时间内自行吸收代谢或排泄。这类材 料用于只需要暂时存在体内最终应降解消失的医疗中，吸 收型缝合线，药物缓释基材料，人造血浆等。
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料基本要求 ----
化学稳定性
➢耐体液侵蚀，不产生有害降解产物；
生物医学材料的定义 用于与生命系统接触和发生相互作用 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天 然或人工合成的特殊功能材料，亦称生 物材料。
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料的用途
➢ 替代损害的器官或组织 例如：人造心脏瓣膜、假牙、人工血管等；
➢ 改善或恢复器官功能的材料 如：隐型眼镜、心脏起搏器等；
第七章 生物医学材料
本章内容
1 生物医学材料的用途、基本特性及分类 2 金属生物医学材料 ３ 陶瓷生物医学材料 4 生物医用高分子材料 5 组织工程用生物材料 6 生物材料的制备 7 生物医用材料市场发展概况
第一节
生物医学材料的用途、基本特性及 分类
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料的分类
按化学组成和来源分类
无机医用生物材料 天然医用生物材料 合成高分子医用生物材料 复合医用生物材料
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料的分类
医疗用生物材料
按用途分类 医用生物材料 药用生物材料
用在人体上以 医疗为目的与 长人期体与不人接体触接或 在 工 五 治触 人 造 粘短 料 性 液药 中 药 疗的工血合。注暂管物添以性材脏浆剂如射接等制加外物料器、等触。：器剂的的质。、医。的一、加除非，如人用材次导： 即药用辅料。
钛基合金
✓Ti密度小，比强度（强度／密度之比）高， 是不锈钢的3.5倍； ✓Ti与氧反应形成的氧化膜致密稳定，有很好的 钝化作用，因此， Ti合金具有很强的耐蚀性； ✓对人体毒性小，密度小，弹性模量接近于天然 骨，纯钛与钛合金植入物很少与周围组织反应， 采用钛基合金则有利于进一步提高植入金属材料 的性能。
※ 提高含碳量，形成马氏体组 织，有利于提高硬度；
※ 目前主要用于医疗器械。
第二节 金属生物医学材料
奥氏体不锈钢
性能
பைடு நூலகம்
➢较好的耐蚀性； ➢具有高的塑性，易于加工变形制成各种形状， 无磁性，韧性好； ➢较好的生物相容性和综合力学性能，得到广 泛应用。
➢ 骨科：各种人工关节和骨折内固定器； ➢ 口腔科：镶牙、矫正和牙根种植等各种器件; ➢ 心血管科：传感器的外壳与导线、介入性治疗导丝
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料基本要求
化学稳定性
生物相容 性
力学条件
其它要求
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料基本要求 --生物相容性
➢ 血液相容性：无溶血、凝血反应等
➢ 组织相容性：对人体无毒、无刺激、无致畸、致敏、致
突变或致癌作用；在体内不被排斥，无炎症，无坏死，无 慢性感染，种植体不致引起周围组织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；
与血管内支架等。
第二节 金属生物医学材料
不锈钢的应用
医用不锈钢镊子
医用不锈钢针头
第二节 金属生物医学材料
◎ 比不锈钢耐蚀性好
钴基合金 ◎ 耐磨性是所有医用金属材料中最好的
◎ 植入人体时不产生明显的组织反应
研制出锻造钴铬钼钨铁合金和MP35N 钴铬钼镍合金，并在临床中得到应用
研制出锻造钴铬钨镍合金和 锻造钴铬钼合金，并应用于临床
它们主要用于骨和牙等硬组织修复和替换，心血管和 软组织修复以及人工器官制造中的结构元件。
第二节 金属生物医学材料
不锈钢
依其显微组织的特点可分为:奥氏体不锈 钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉 淀硬化不锈钢等类型
铁素体和马氏体 不锈钢主要成分
是Fe、Cr、C
※ 耐蚀性随含碳量的降低和含 铬量的增加而提高；
其它要求
➢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。
第二节
金属生物医学材料
第二节 金属生物医学材料
金属生物医学材料
金属生物医用材料必须是一类生物惰性材料，应具有: 良好的力学性能及相关的物理性质 优良的抗生理腐蚀性 优良的组织相容性
已应用于临床的医用金属材料主要有: 不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。
➢不产生吸水膨润、软化变质；
➢自身不变化。
第一节 生物医学材料的用途、 基本特性及分类
生物医学材料基本要求 -----力
学条件
➢足够的静态强度，如抗弯、抗压、拉 伸、剪切等；
➢具有适当的弹性模量和硬度；
➢耐疲劳、摩擦、磨损、有润滑性能。
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料基本要求 ------
➢ 用于治疗过程 例如：介入性治疗血管内支架、用于血液透析的薄膜、药 物载体与控释材料等。
第一节 生物医学材料的用途、基
本特性及分类 人造牙齿
第一节 生物医学材料的用途、基
本特性及分类 人造血管
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
人工心脏瓣膜
第一节 生物医学材料的用途、基
本特性及分类
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料的分类
硬组织材料
软组织材料
按在人体中的 应用部位分类
心血管材料 血液代用材料
分离透析材料
第一节 生物医学材料的用途、基 本特性及分类
生物医学材料的分类
非植入性材料 植入性材料 按使用要求分类 血液接触性材料 降解、吸收性材料