生物材料学-第一章绪论.ppt
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1、生物材料学生物材料学.生物材料应用实例之一生物材料应用实例之一.聚丙稀.聚乙烯.生物材料应用实例之二生物材料应用实例之二.生物材料应用实例之三生物材料应用实例之三.生物材料应用实例之四生物材料应用实例之四.指生物材料具备或完成某种生物功能时应该具有的指生物材料具备或完成某种生物功能时应该具有的一系列性能。一系列性能。根据用途主要分为根据用途主要分为:承受或传递负载功能承受或传递负载功能。如人造骨骼、关节和牙等,占。如人造骨骼、关节和牙等,占主导地位主导地位;控制血液或体液流动功能控制血液或体液流动功能。如人工瓣膜、血管等。如人工瓣膜、血管等;电、光、声传导功能电、光、声传导功能。如心脏起博器、
2、人工晶状体、。如心脏起博器、人工晶状体、耳蜗等耳蜗等;填充功能填充功能。如整容手术用填充体等。如整容手术用填充体等。1.生物功能性生物功能性 生物材料的性能生物材料的性能.指生物材料有效和长期在指生物材料有效和长期在生物体内或体表生物体内或体表行使其行使其功能的能力。用于表征生物材料在生物体内与有机功能的能力。用于表征生物材料在生物体内与有机体相互作用的生物学行为。体相互作用的生物学行为。生物相容性主要包括血生物相容性主要包括血液相容性、组织相容性。材料在人体内要求无不良液相容性、组织相容性。材料在人体内要求无不良反应,不引起凝血、溶血现象,活体组织不发生炎反应,不引起凝血、溶血现象,活体组织
3、不发生炎症、排拒、致癌等。症、排拒、致癌等。根据材料与生物体接触部位分为:根据材料与生物体接触部位分为:血液相容性血液相容性。材料用于心血管系统与血液接触,主。材料用于心血管系统与血液接触,主要考察与血液的相互作用要考察与血液的相互作用.与心血管外的组织和器官接触与心血管外的组织和器官接触。主要考察与组织的。主要考察与组织的相互作用,也称一般生物相容性相互作用,也称一般生物相容性力学相容性力学相容性。考察力学性能与生物体的一致性。材。考察力学性能与生物体的一致性。材料要有合适的强度、硬度、韧性、塑性等力学性能料要有合适的强度、硬度、韧性、塑性等力学性能以满足耐磨、耐压、抗冲击、抗疲劳、弯曲等医
4、用以满足耐磨、耐压、抗冲击、抗疲劳、弯曲等医用要求。要求。2.生物相容性生物相容性 .A.生物体对生物材料的响应宿主反应生物体对生物材料的响应宿主反应 A:血液反应血液反应 1 1、血小板血栓;、血小板血栓;2 2、凝血系统激活;、凝血系统激活;3 3、纤溶系统激活;、纤溶系统激活;4 4、溶血反应;、溶血反应;5 5、白细胞反应;、白细胞反应;6 6、细胞因子反应;、细胞因子反应;7 7、蛋白粘附;、蛋白粘附;B:免疫反应免疫反应 1 1、补体激活;、补体激活;2 2、体液免疫反应、体液免疫反应(抗原抗体反(抗原抗体反应);应);3 3、细胞免疫反、细胞免疫反应。应。C:组织反应组织反应 1
5、 1、炎症反应;、炎症反应;2 2、细胞粘附、细胞粘附 3 3、细胞增殖、细胞增殖(异常分化)(异常分化)4 4、形成蘘膜、形成蘘膜 5 5、细胞质的转、细胞质的转变变(1 1)生物学反应)生物学反应.(2)生物体对生物反应的变化生物体对生物反应的变化 A.急性全身反应急性全身反应 过敏、毒性、溶血、发热、神经麻痹等过敏、毒性、溶血、发热、神经麻痹等B.慢性全身反应慢性全身反应 毒性、致畸、免疫、功能障碍等毒性、致畸、免疫、功能障碍等C.急性局部反应急性局部反应 炎症、血栓、坏死、排异等炎症、血栓、坏死、排异等D.慢性局部反应慢性局部反应 致癌、钙化、炎症、溃疡等致癌、钙化、炎症、溃疡等.B.
6、材料在生物体内的响应材料反应材料在生物体内的响应材料反应金属腐蚀金属腐蚀聚合物降解聚合物降解磨损磨损 生物机体作用于生物材料材料反应,其生物机体作用于生物材料材料反应,其结果可导致材料结构破坏和性质改变而丧失其结果可导致材料结构破坏和性质改变而丧失其功能。可分为如下三个方面:功能。可分为如下三个方面:.(1)金属腐蚀)金属腐蚀 生物体内的腐蚀性环境生物体内的腐蚀性环境:(:(1)含盐的溶液是)含盐的溶液是极好的电解质,促进了电化学腐蚀和水解;极好的电解质,促进了电化学腐蚀和水解;(2)组织中存在具有催化或迅速破坏外来成分)组织中存在具有催化或迅速破坏外来成分能力的多种分子和细胞。将对生物金属材
7、料产生能力的多种分子和细胞。将对生物金属材料产生腐蚀。腐蚀。.对于生物材料而言多为局部腐蚀,具体包括应对于生物材料而言多为局部腐蚀,具体包括应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀等,导致生物材料整体破坏。及缝隙腐蚀等,导致生物材料整体破坏。虽然金属材料在生物体内保持惰性状态,但仍虽然金属材料在生物体内保持惰性状态,但仍然可能会有物质溶入生物组织中,并对生物体然可能会有物质溶入生物组织中,并对生物体组织产生毒性反应,造成组织的损害。如不锈组织产生毒性反应,造成组织的损害。如不锈钢中溶出的钢中溶出的Cr6生物组织的毒性。生物组织的毒性。.(2)
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