（5）如何能够制备出纳米尺寸的生物材料的工艺以 及纳米生物材料本身将成为研究热点之一
21
•谢谢
22
8
血液相容性评价方法 • 体外试验模型 • 血浆蛋白 • 血小板粘附和激活 • 基质蛋白
9
2、天然可降解高分子材料
• 天然可降解高分子材料是组织工程支架材 料的主流发展方向，原因有两个：
• 一是天然可降解性生物材料本身来自于生 物体,其细胞亲和性和组织亲和性得到保证, 同时最终降解产物为多糖或氨基酸, 容易吸 收而不产生炎症反应
20
生物材料的展望
（1）对第一二代生物材料的表面改性研究, 提高其 制备的器械性能, 延长其使用寿命
（2）第三代生物材料的研发, 特别是在材料中含特 定生长因子和基因, 促进组织的再生
（3）发展具有主动诱导、激发人体组织和器官再生 修复功能的活性生物材料
（4）血液相容性人工脏器材料的研究也是突破方向 之一
• 生物材料来源方便, 费用低, 选择性好, 某些 工业的废弃物(如发酵的副产物)或自然界大 量存在的生物(如藻类)作生物吸附剂, 可有 效去除重金属离子
19
生物材料的类型 • 活体材料用于有毒金属离子的吸附时, 由于
其毒性作用, 限制了生物体对重金属离子的 吸附富集及在离子选择性结合方面的应用。 而非活体生物材料不存在离子的毒性作用, 常被用来吸附水体中的重金属离子
关注材料与组织 细胞亲和性改善, 关注界面间的相 互作用
关注材料本身的 成型、力学性能 和降解能力
3
• 生物惰性材料：不锈钢、钛、金、银等基体金属合金；氧 化物陶瓷、玻璃陶瓷
• 生物活性材料：羟基磷灰石（最多，与骨骼极为相似）、 磷酸钙生物活性材料、生物玻璃
• 生物复合材料：胶原、明胶、海藻酸、聚氨基酸（天然降 解）
15
镁基生物材料的防腐蚀研究 • 采用恒电压阴极电沉积法在镁合金上制备
了羟基磷灰石薄膜，以提高合金的抗腐蚀 性和生物相容性
16
3、生物陶瓷的再生功能
• 生物陶瓷在人体内极其稳定, 压缩强度高,对 生物组织有良好的相容性与亲和性, 且耐腐 蚀, 无毒副作用，与生物组织无排斥反应
• 研究集中在具有特异性功能、良好的力学 性能、可促进组织生长、具有高抗凝血功 能的材料, 磷酸盐基体陶瓷材料最为活跃
17
生物陶瓷
• 带有治疗功能的生物陶瓷复合材料 利用压电效应刺激骨折愈合
• 具有力学性能促进组织生长的功能材料 利用强力作用保证不在界面上与骨分离
• 具有生，达到永久代替
18
生物材料对重金属离子的吸附富集
• 非活体生物材料能快速结合重金属离子, 可 用于贵金属的回收、金属的富集以及从水 体中去除重金属离子。
生物材料的发展现状与展望
1
生物材料基本概述 • 定义：归纳起来可理解为生物材料是一类
用于人工器官、修复、理疗康复、诊断、 检查、治疗疾病等医疗保健领域,而且对人 体组织、血液不致产生不良影响的功能材 料。
2
发展阶段
惰性 生物材料
生物材料 的生物化
组织工程 支架材料
关注材料与组织 细胞无界面作用 （化学惰性）
13
镁基生物材料体内降解机理
• 镁与水反应生成氢氧化镁覆盖在表层，会 减缓腐蚀；而当溶液中氯离子浓度超过 30mol时便可以使氢氧化镁发生点蚀，转化 为更易溶解的氯化镁；人体中氯离子浓度 高达150mol，可以使镁在人体中充分降解
14
镁基生物材料的应用 • （1）外科骨固定材料 • （2）可吸收心血管支架 • （3）可吸收管腔内支架 • （4）骨组织工程支架材料
• 二是通过酶解可解决降解速度匹配问题,如 甲壳糖难于降解, 可通过酶解达到提高降解 速度的目的
10
镁基生物材料
• 镁的生理作用：
镁是体内含量第四位的阳离子，正常 人体内镁总含量为20g-28g，其中约
53%分布于骨骼，约27%分布在肌肉， 约19%分布于软组织，少量存在于肝、
肾和脑组织中；镁是合成100多种酶的
• 聚乳酸、聚乙醇酸、聚环氧丙烯、聚原酸酯（合成降解）
4
1、生物材料的血液相容性 • 抗凝血性是人造心血管材料所必须具备的
一种重要功能，因此生物材料植入人体必 须提高其抗凝血性
5
提高血液相容性的技术 • 1、改善表面的亲水性能 • （1）提高材料亲水性以降低表面自由能 • （2）提高高分子材料的疏水性,使其对血液
必要因素；镁缺乏与骨质疏松软、组
织钙化，高血压 冠心病脑梗塞等多种
疾病有关
11
镁基生物材料的优点 • 密度小（轻质） • 弹性模量与骨骼相似 • 易加工、价格便宜 • 在体内可降解
12
镁基生物材料降解优势 • 镁和镁合金的标准电极电位很低（-2.37V），
在含有大量氯离子环境下耐蚀性很差，而 人体生理环境中含有大量氯离子，降解的 多余镁离子无毒害，具有促进骨细胞生长 的作用，可以由肾脏排出体外
成分的吸附能力下降
6
• 2、使表面带负电荷
• 正常人体血管壁内皮细胞的电位值为负,血 液中的红细胞、白细胞及血小板等均带负 电荷,因此不易发生粘附。
• 使高分子材料表面带上负电,从而减少血栓 的形成
7
• 3、表面粗糙度的影响
• 材料表面越粗糙,暴露在血液上的面积越大, 凝血的可能性也就越大。但如果在0.122um 的范围内存在不均匀结构,则亦可提高材料 的抗凝血性能