常用的生物医学材料

常用的生物医学材料（精选6篇）

常用的生物医学材料 第1篇

常用生物医学材料

南华大学

电气学院

20104320135

李闯

摘要： 医用硅橡胶(silicone rubber)是美容外科中应用较广的生物材料(组织代用品).它是高分子有机化合物聚硅酮的一种橡胶样固体形态,又称二甲基硅氧烷。随着生物医学和材料的发展,各种人工制备的生物材料植入骨内替代骨移植,临床应用效果好.这些人工合成或提取的植入材料生物相容性好,对骨形成具有明显的诱导作用,被泛称为人工骨(artificial bone)。人工骨与医用硅橡胶同为如今最常用的两类生物医学材料。

关键字：人工骨，植入，移植，相容性，人工制备，医用硅橡胶，美容，整容

一：医用硅橡胶

1·生物相容性：由于其结构对称性,分子主链呈螺旋状，使硅氧单键的极性相互抵消,且侧链的R一般都是低极性或非极性基团,所以整个大分子极性很低,使硅橡胶表现出疏水性、耐氧化以及抗老化性。

此外,主链中Si2O键和侧链中的C2Si键的极性都近似于离子键,在正常使用温度(250°C以下)不发生裂解、氧化等反应,故又具有优异的耐热性,可用作医疗器械、人造脏器和药物缓释体系,对人体有良好的生物相容性。2·生物功能性：是指生物材料具有在其植入位置上行使功能所要求的物理和化学性质：（1）可检查、诊断疾病;（2）可辅助治疗疾病;（3）可满足脏器对维持或延长生命功能的性能要求;（4）可改变药物吸收途径,控制药物释放速度，满足疾病治疗要求。

3、无毒性

4、耐生物老化

5、物理和力学稳定性

6、易加工成型,材料易得,价格适当,便于消毒灭菌

7、在生产、加工过程中防止引入对人体有害的物质

应用

1·作为人造器官

硅橡胶模拟制品可长期埋置于人体内，作为人体内某个部分不可缺少的元件。包括脑人工肺、视网膜植入物、人工脑膜、人工手指、手掌关节、人造鼓膜、人工心脏瓣膜附件、人工肌腱以及用于消化系统和腹外科制品的各种导管等。

2·在整容和修复方面的应用（1）人工颅骨的修复:（2）尼龙、聚酯纤维等增强后作人造皮肤;（3）提高视力的隐性眼镜;（4）)修补前额、鼻、勃颈等;（5）治疗外耳的缺损;

（6）现在争议一直很大的人工乳房

3·在医疗器械上的应用

硅橡胶可作为导管短期置入人体的某个部位,作为抢救和治疗的重要辅助材料和手段，如为肝功能不全、烧伤等病人进行补液用的静插管, 还可用于胎儿吸引器的吸头,医用电极板基质,生物传感器的包装材料等 4·在药物缓释体系的应用

硅橡胶可作为药物缓释体系的载体，如包封药物胶囊，包封的药物包括抗生素,镇静剂,安眠药,抗癌药,麻醉剂等.硅橡胶还可作为消泡剂治疗某些疾病，如用于抢救急性肺水肿,可迅速疏通呼吸道,改善缺氧状况,减少或避免因泡沫阻塞气流通过而窒息的死亡。

医用硅橡胶的副作用：

(1)由于其分子结构的低极性造成的疏水性,使其仍对人体有一定的异物反应,今后的发展要求是对其表面进行改性,提高其亲水性。

(2)抗张力强度不够，易破裂和撕裂,要解决其机械强度低的性质，就要对其采用物理和化学方法改性。

(3)对皮下避孕埋植系统而言,以硅橡胶为载体的长效皮下埋植剂在放置有效期满后必须取出,增加了使用者的痛苦和花费,这样就引发了可生物降解埋植剂的研究。

二：人工骨

人工骨是指用人工材料制造的人骨替代品或者骨折固定材料。人工骨材料主要有高分子合成材料如聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯等、无机材料如磷酸三钙、羟基磷灰石、氧化铝生物陶瓷等。

1·由于人骨的各种生物学特性，故对人工骨的要求也很苛刻，具体对人工骨的性能要求如下：

由于对活骨化学、生物特性的不断了解, 人们更有能力设计和开发出模仿这些特性的材料, 理想的骨移植替代材料应当具有成骨性、生物相容性、可吸收降解、可提供结构支撑、临床使用方便、价格低廉。根据其具体用途, 一些特性要比其它的特点更重要。骨移植物和其替代物可依据其骨传导、骨诱导和成骨特性分类(见表1)。同种异体骨移植物与自体骨移植物的特性比较(见表2)。复合材料移植物是具有骨传导性的基质与骨诱导和成骨活性物质的组合, 有可能替代自体骨。

人工骨容易商品化获得, 使用方便, 但目前单一的人工骨多为骨传导材料或复合骨诱导因子材料, 其机械性能较差, 难以起到机械支撑作用, 尚不能用于修复重建大段骨缺损和关节缺损, 仅用于填充植骨或脊柱融合。一些人工骨制备成注射剂型, 能够采用非手术或微创的方法提高骨修复效果, 方法操作简单、创伤轻微, 对血运和关节肌肉功能干扰小。避免了局部血供的进一步破坏, 大大减少了感染和手术并发症的发生可能, 而且恢复快, 符合现今微创外科的趋势。在此仅介绍两种最常用人工骨临床应用及相关问题。

1·医用硫酸钙

Osteoset是一种医用硫酸钙骨移植替代物,(于1996年6月通过美国食品与药品委员会论证, 并在同年获得欧洲CE商标, 此后已在成千例病人中使用, 并且证明是安全有效的。Osteoset颗粒有两种型号, 小颗粒在小的骨缺损中使用较为理想, 直径分别为4.8mm和3.0mm, 颗粒分别重100mg和30mg。为了方便使用, 各种尺寸颗粒均用小瓶包装, ˜射线灭菌。Osteoset2T内含4 %的妥布霉素, 妥布霉素亦称妥布拉霉素(To2bramycin), 为氨基糖甙类抗生素, 抗菌谱与庆大霉素相似。主要用于各种革兰氏阴性杆菌感染(绿脓杆菌、变形杆菌、克雷氏菌、沙门氏菌、葡萄球菌包括金黄色葡萄球菌), 对绿脓杆菌较庆大霉素约强2～3倍, 比多粘菌素B也较强, 对庆大霉素耐药的绿脓杆菌也常敏感, 对其它革兰氏阴性菌的作用则低于庆大霉素, 对金葡菌的作用约与庆大霉素相等。适用于感染性骨缺损, 引起肾毒反应者较庆大霉素为低。

2· 自固化磷酸钙水泥

自固化磷酸钙水泥(Calcium Phosphate Cement , CPC)是Brown和Chow于20世纪80年代早期研制出来的快速凝固型、非陶瓷型羟基磷灰石(HAP)类人工骨材料, 由数种磷酸钙粉末和固化液两部分在使用时按比例调和而成。调和物呈膏体状, 能根据填充部位的要求随意塑形, 在体内条件下发生固化反应, 约4h后自然转变成含微孔的HA晶体。在固化过程中基本不放热, 不会造成组织灼伤。一般ACPC固化的抗压强度为30～50MPa , 它与反应物中的添加成分或制备方法等因素无关。上世纪90年代中期国内研制成功了自固化磷酸钙水泥(CPC)人工骨材料, 并进行了商品化开发, 商品名瑞邦骨泰。其剂型分为普通型骨泰、载药型骨泰和注射型骨泰。

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常用的生物医学材料 第2篇

[摘要]广东省发展生物医学材料从“确立重点开发产品；构建生物医学材料产业的新技术体系；加强对外合作与交流；充分利用资本市场解决资金不足的问题”4方面进行培育。同时开展相关研究使我省生物材料的研究水平有较大提高。

[关键词]广东省；生物医学材料 ；发展；纳米生物材料领域；组织工程和再生医学材料领域；材料的制备方法学和质量控制体系研究

(department of chemistry , foshanuniversity , student ID :2009234110)Abstract: Guangdong Province the development of biomedical materials from the established focus on developing products;build a new technical system of biomedical materials industry;strengthen international cooperation and exchanges;take full advantage of the capital market to solve the problem of insufficient funds “four aspects of nurturing.Related studies of biological materials in the province level has improved greatly.Key words:guang dong province;Biomedical Materials;developing;The field of nano-bio materials;Tissue engineering and regenerative medicine materials in the field;Preparation of methodological materials and quality control system

生物医学材料是指一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。随着我国经济的持续增长，中国生物医学材料领域这片“热土”引起国际上一些主要研究机构和越来越多的世界500强企业的关注，日本和韩国的生物医学材料领域近年来也呈现出强劲增长态势。有人预言，未来10年，生物材料将步入“亚洲世纪”。生物医学材料的发展历程世纪初, 第一次世界大战以前所使用的材料为第一代生物医学材料。代表材料有石膏金 属、橡胶以及棉花等物品。这一代的材料大都已被现代医学所淘汰。第二代生物医学材料的发展是建立在医学、材料科学(尤其是高分子材料学)、生物化学、物理学以及大型物理测试技术发展的基础上的, 研究人员也多由材料学家和医生来担任。代表材料有经基磷灰石、磷酸三钙、聚经基乙酸、聚甲基丙烯酸轻乙基醋、胶原、多肤、纤维蛋白等。这类材料与第一代生物医学材料一样, 其研究思路仍旧是从改善材料本身的力学性能和生化性能, 使其在生理环境下能够长期地替代生物组织。第三代生物医学材料川是一类具有促进人体自身修复和再生作用的生物医学复合材料。它是在生物体内各种细胞组织、生长因子、生长抑素及生长机制的结构和性能的基础上建立的叫, 由具有生理“ 活性” 的组元及控制载体的“ 非活性” 组元构成, 有较理想的修复再生效果。它通过材料之间的复合、材料与活细胞的融合、活体组织和人工材料的杂交等手段, 赋予材料特异的靶向修复、治疗和促进作用, 从而使病变组织大部分甚至全部由健康的再生组织取代。骨形态发生蛋白材料是第三代生物医学材料中的代表。

我国生物医学材料的发展前景

我国自上个世纪70年代开始进行生物医学材料的研究，国家“九五”、“十五”、“十一五”等各类科技计划和产业发展规划都对生物医学材料研究给予了支持。我国《生物产业发展“十一五”规划》明确提出：加快发展生物医学材料、生物人工器官、临床诊断治疗设备，建设若干国家工程中心和工程实验室，加强自主创新，在一批关键技术或部件上实现重点突破，实现产业化。《促进生物产业加快发展的若干政策》明确提出，加快发展生物医学材料、组织工程和人工器官、临床诊断治疗康复设备。

但是，国内大约70%的生物医学材料市场仍然被国外产品占据，在更高端的生物医学材料产品领域，国外产品甚至占据95%以上的市场份额。如果要要发展广东的生物医学材料，要改变这种状况在很大程度上取决于我省在生物医学材料核心关键技术领域的突破，除产品创新外，应特别关注材料制造技术。

国内生物医学材料与国外同类产品相比, 存在4 个突出的问题:1.仿制品多, 缺乏自主知识产权;2.销售价格低, 但档次和质量也低;3.企业生产规模普遍偏小, 难以形成规模效应;4 研发投入少, 产品技术含量较低。与此同时, 外商的大批涌人, 不仅带来了大量具有竞争力的产品, 同时还展开专利权、商标权等知识产权方面的竞争。

2000 年底国内公司在我国注册生产的生物医学材料及制品只有53 种,而国际医疗器械生产公司在我国注册生产、销售的品种多达30 多种。因此, 建议从以下几个4个方面培育，发展广东省的生物医学材料。

.确立重点开发产品

复合材料作为硬组织修复材料的主体, 有效地解决了材料的强度、韧性及生物相容性的问题, 是生物医学材料新品种开发的重点, 在临床上得到了广泛的应用哪〕。目前研究较多的是合金、碳纤维、无机材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的复合以及血液净化剂的开发。这些生物医学材料应该作为广东省今后重点开发的产品。构建生物医学材料产业的新技术体系

生物医学材料产业的新技术体系必须以生物医学材料企业为技术创新的主体, 充分发挥科研院所、大专院校的带头作用, 实行产、学、研结合, 成立学科齐全、队伍精干、人才结构合理的生物医学材料科研队伍, 开发有自主知识产权的生物医学高新技术产品。加强对外合作与交流

加强对外合作与交流必须积极参加国际间的技术交流与合作, 学习国外先进的技术和管理经验, 及时掌握生物医学材料技术在国际上的发展状况和趋势, 积极引进、消化和吸收国外的先进技术,强化“ 产品国际化” 的意识, 在新产品开发上要紧紧跟随甚至超越国际潮流, 增强我国生物医学材料产品的竞争力, 缩小与发达国家之间的差距。充分利用资本市场解决资金不足的问题与我国大多数高新技术产业类似, 生物医学材

料产业也面临着发展资金不足的问题。通常可采取下列措施解决: 充分利用股票市场帮助我国生物医学材料企业筹集资金;º 鼓励生物医学材料企业发行企业债券;» 创造良好的市场氛围, 吸引国外资本和民间资本进入生物技术领域;通过其他风险资本筹集资金。

期待突破

广东省发展生物医学材料首先应有所突破的是生物医学材料先进制造技术领域。据相关专家表示，生物医学材料制造技术的高低既制约着生物医学材料的产品精度和质量，也控制着产品生产成本，决定了产品的竞争力。其次是生物医学材料表面/界面科学与工程领域。生物医学材料的表面性质直接关系到材料与体内组织的反应及其相互作用，决定着植入或替代产品在体内修复的成败。对于复合生物医学材料而言，界面既是核心问题，又是热点前沿，界面特征决定着材料最终的整体力学性能。令人兴奋的是，经过两代生物材料工作者的努力，我国上海硅酸盐研究所、四川大学、西安交通大学等在医用金属材料表面改性领域，尤其是在发展生物活性涂层技术方面已取得长足进步。其他课题组和团队通过对各类复合生物材料的界面设计和构建，显著提高了生物材料（尤其是无机—有机复合生物材料）的整体力学和生物学性能。此外，一些课题组在构建智能或仿生生物材料表界面方面也形成了自己的特色。

第三是纳米生物材料领域。纳米生物材料一直是生物医学材料的前沿和重要领域，作为医用植入和修复材料，其在力学及细胞生物学性能上具有优势。预计在完成安全性评价后，纳米生物材料将首先在硬组织修复材料领域获得应用。这主要是因为人的骨组织本身就是纳米结构的材料（由纳米级羟基磷灰石和有机高分子物质构成）。而作为纳米生物材料的另一个应用途径，诊断检测试剂正显示出重要前景。第四是组织工程和再生医学材料领域。组织工程和再生医学的临床应用离不开生物材料科学和技术的突破。目前组织工程领域面临暂时的困境，这与科学问题有关，如种子细胞、生长因子及体外构建问题等；更与研究发展生物相容性好的细胞特异性材料及支架的先进制造技术密切相关。只有在上述领域取得整体突破，组织工程才有望在未来5～10年内造福大众。

再者是组织诱导材料领域。组织诱导材料是我国科学家首先提出并拥有我国自主知识产权的生物材料，其广泛应用和被国际接受有赖于相关机理的进一步阐明。

最后是医学材料生物相容性评价和产品标准领域。随着基于新原理的产品的不断涌现、大众对产品质量的深度关切，人们对材料生物相容性、安全性、有效性及时效性等的评价方法和产品标准提出了更高要求，并期待突破。

在产业化方面，生物医学材料及其制品占世界市场的份额不足2%，主要依靠进口，产品技术结构和水平基本上处于初级阶段。结合我国国情和学科发展趋势，按照”有所为，有所不为，重点突破"的原则，我们建议，应在五个方面开展重点研究。

一是生物结构和生物功能的设计和构建原理研究。着重研究具有诱导组织再生的骨、软骨及肌腱等基底材料和框架结构的设计及其仿生装配；

二是表面/界面过程-材料与机体之间的相互作用机制研究。从细胞和分子水平深入研究材料与特定细胞、组织之间的表面/界面作用，揭示影响生物相容性的因素及本质。

三是生物导向性及生物活性物质的控释机理研究。研究可自控或靶向释放蛋白、基因等特异性生物活性物质的材料的设计以及生物导向性原理；用于组织细胞和基因治疗的半渗透聚合物膜的设计、自装配及特异性细胞密封技术。

四是生物降解/吸收的调控机制研究。研究生物降解/吸收材料的分子结构和生物环境对其降解的影响、降解/吸收速度的调控、降解/吸收及代谢机制，以及降解产物对机体的影响。其目标是为组织工程化人工器官生物材料及药物控释材料的自成、改性方法提供理论基础，实现材料参与生命过程和构建生命组织的目的。

五是材料的制备方法学和质量控制体系研究。主要研究生物医用材料及修复体的计算机辅助设计；

通过上述研究的开展，将使我省生物材料的研究水平有较大提高，为我国生物医用材料科学及其产业的发展奠定坚实的基础。

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常用生物黏附性材料的应用分析 第3篇

1 生物黏附制剂的意义

生物黏附制剂是以一种带有黏附性的聚合物为载体, 通过生物黏附作用使得药剂在若干时间内黏附于黏膜上发挥药效的制剂[2], 生物黏附材料的研究直接影响到生物黏附制剂的研究。生物黏附制剂通过延缓药剂在体内的停留时间, 起到缓释作用。其直接与体内黏膜接触, 改善黏膜的吸收效果, 提高药物的疗效。聚合物具有生物黏附性的特点包括具有足够多能形成氢键的基团、表面带负电荷、链具表面张力、分子量大和链具良好的柔韧性, 能使其延伸进入粘液层。黏附过程分为聚合物与黏膜紧密接触, 聚合物链渗入组织表面的缝隙和形成弱化学键而产生黏附三步。生物黏附材料的研究直接影响到生物黏附制剂的研究。

黏附材料和生物黏膜表面糖蛋白的相互作用, 产生生物黏附, 材料和黏膜表面物质的相互扩散, 导致分子之间的相互缠绕产生黏附[3,4]。比较了卡波姆、羧甲基纤维素纳、及羟丙甲纤维素等材料压制成片后的黏附性能, 发现卡波姆黏附力最大, 其次为羧甲基纤维素纳及羟丙甲纤维素[5]。

2 常用生物黏附性材料

2.1 传统生物黏附性材料

2.1.1 纤维素衍生物

纤维素衍生物是以纤维素高分子中的羟基与化学试剂发生酯化或醚化反应后的生成物[6]。按照反应生成物的结构特点可以将纤维素衍生物分为纤维素醚和纤维素酯以及纤维素醚酯三大类。

2.1.2 脱乙酰壳多糖

壳多糖别名壳聚糖, 是在碱性前提下脱乙酰基后经过水解的产物。脱乙酰壳多糖 (chitosan, CS) 是自然界中唯一的阳离子生物多糖, 具有良好的生物相容性、黏附性、降解性、抑菌性和可塑性[7], 可促进伤口愈合和组织再生。

2.1.3 透明质酸

透明质酸又称糖醛酸, D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的双糖单位玻尿酸 (hyaluronan) , 基本结构是由双糖单位D-葡萄糖醛酸和N-乙酰葡糖胺组成的大型多糖类[8]。与其他粘多糖不同, 它不含硫。另外甲壳胺、葡聚糖、海藻酸及其钠盐、黄原胶等天然材料均具有不同程度的黏附力[9,10,11]。

2.1.4 淀粉

淀粉是一种生物降解多聚糖。淀粉分子上羟基、羰基可与粘液的糖蛋白之间以氢键结合而黏附, 它的黏附性较差, 有较强的亲水性, 作为注射型生物黏附性材料有一定的优势[8]。但以牛血清白蛋白为模型物, 分别以淀粉、卡波姆等为黏附材料, 通过喷雾干燥制成微粒, 在体外用极化的细胞评价黏附能力, 结果发现淀粉黏附力较差[12]。

2.1.5 聚丙烯酸类

聚丙烯酸类包括:聚丙烯酸 (polyacrylic acid, PAA) 、聚甲基丙烯酸 (polymethacrylates, PMAA) 及PAA的轻度交联物聚卡波菲 (polycarbophil, PCP) 、卡波姆 (carbomer) 。卡波姆是聚烷基蔗糖或聚烷基季戊四醇与丙烯酸交联聚合物的共聚物, 是合成的高分子量的丙烯酸交联聚合物。其具有受温度影响小, 不受微生物的影响等特性, 且无毒、无刺激性, 应用最广。

2.2 新型生物黏附性材料

新型生物黏附性材料是在传统生物黏附材料的基础上, 通过衍生化、聚合物之间的模板聚合、链接技术、分子印刻技术和巯基化, 可以改善原有材料的黏附性, 使之具有一些新的特性。

2.2.1 巯基化聚合物

巯基化聚合物是近年药剂学家构建的新型聚合物。巯基化聚合物的巯基和黏膜糖蛋白富含半胱氨酸 (Cys) 的子域内的Cys巯基形成二硫键, 黏附性较强, 且内聚性也较好[8]。

2.2.2 卡波姆-巯基乙酸硫代聚合物

卡波姆-巯基乙酸硫代聚合物是是一种可生物降解的聚合物, 其增加了在体内的药效时长, 是一种定位给药的优质黏附材料。巯基通过浓度梯度被动吸收机制促进药剂吸收, 加强药剂在黏膜吸收层的效果, 其缺点是不能克服粘液层快速脱落更替对药剂的停留时长的影响。卡波姆通常用于基本药物溶出速率的控制[9]。卡波姆与其他黏附材料配合时, 体外实验表明细胞可以附着于栓剂的表面上, 但高浓度的卡波姆可防止药物进入细胞[12]。由于卡波姆的黏附力过大导致其损伤黏膜表面, 所以卡波姆适合同其他材料混合使用调整其黏附强度[13]。

3 生物黏附性材料测定

3.1 外评价方法

一般常规的测定方法是通过制作黏附力测定装置测定从黏膜上移开生物黏附剂所需的时间与重量, 即片剂和实验体两者之间的各方面力度影响黏附剂与黏膜之间的黏附作用, 从而测取聚合物的黏附力。

3.2 体内评价方法

黏附剂有其自有的特效, 通过观察药剂在生物体内随胃肠道蠕动而移动的过程.观察体内黏附情况。一般常用的测定方法有:人体药动力学研究法、体内灌流法、γ-闪烁照相法、生理效应法等[14]。如体内灌流法:动物小肠准备6~8 cm, 将小肠两端各套入套管进行灌流, 定期采集流出物, 经定量可测得黏附制剂在动物小肠的停留时间, 从而测定其体内黏附力[15]。

4 生物黏附性材料医药应用

4.1 缓控释制剂

药剂通过体内胃肠道的时间是直接影响到缓控释制剂中药剂的释放效果、吸收效果和生物利用度的主要因素。食物或固体制剂经胃肠道排出体外需要的时长大约在8~12 h, 所以需要研究有效方法使药剂在胃肠道的停留时间加长从而提高药剂的疗效。胃排空是影响胃肠道蠕动循环的重要因素, 而增强药剂在体内的黏附力是延缓药剂胃排空时间最有效的方法。将生物黏附性材料作为缓控释制剂的辅料, 可以有效增加药剂在体内的滞留时间, 从而促进进药物更好的吸收。

4.2 靶向黏附给药系统

靶向黏附给药系统是一种新型的黏附给药系统, 其经过特殊的控释技术使药物到达回盲部后开始崩解释放载体[16], 能让载体在有效时间内黏附于胃肠道表面, 达到定位释药与黏附的目的。靶向黏附制剂的特点是要求药剂准确到达特定部位停留一定的时间, 发挥其应有的药剂效果以达到治疗目的。良好的靶向黏附制剂应该同时具有准确的体内定位、缓释可控性强、毒性小及可生物降解等特点。以中药制剂为例, 对中药粉粹提取制成药物片芯, 利用研发适合此药剂的靶向性包衣材料进行包衣制剂, 其在人体内的定位缓释情况比不做靶向性包衣处理的片芯药效有明显优势。现阶段靶向性黏附制剂对药物疗效有明显的提高, 对药物在体内的释放情况明显可控化, 加大了其在生物制药系统的利用度, 此外一些含有特异性的生物黏附聚合物:外源凝集素、细菌侵入素等通过受体和配体的亲合力黏附到指定的上皮细胞表面, 使其附有靶向黏附的功能, 若将一些生物黏附材料进行创新性的改良亦可达到靶向定位和其具有黏附性效果的目的。

5 总结

影响生物黏附性的因素有聚合物本身、p H、药物本身及生理因素。随着医药制剂的不断发展生物黏附制剂正不断显现出它独特的优势效果, 生物黏附制剂越来越被重视及不断的研究。随着具有各种效果的黏附性材料的发现, 新型的黏附制剂材料将不断得到创新。生物黏附制剂的不断向前发展毫无疑问也将为中药制剂提供宽广的平台。理想的生物黏附材料应具有:优良的生物相溶性、良好的黏附力、无毒、不影响药剂释放效果、具有选择性黏附、定位靶向性及价格低廉的特点, 现阶段生物黏附材料在细胞黏附方向还有值得研究的意义和必要。随着各种黏附材料的出现, 各种研究技术的不断完善和创新, 生物黏附在药剂的制备中将有着重要的意义和发展前景。

摘要：生物黏附性材料的黏附效果直接影响到制剂在体内的释放度效果, 通过对各个种类和特性的生物黏附性材料及生物黏附的机理进行较为系统的分析, 对生物黏附制剂、影响生物黏附性的因素、生物黏附性的测定方式、生物黏附性材料在药剂学上的应用以及对理想生物黏附材料的应用得到一定认识, 甚至探索它们更为广阔的应用前景。

常用的生物医学材料 第4篇

关键词：生物医学材料；研究现状；生物活性；发展趋势

中图分类号：R318.08 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）12-0053-01

科学技术的发展，各种新型生物医学材料被研制出来，并在医学领域中得以应用。到2000年为止，在全世界高达1600亿美元的医疗市场中，医用生物材料所占比率已经达到了一半，且以20%的增长速度递增。二十世纪80年代是新型生物医学材料辈出的时代，进入到二十世纪90年代，以珊瑚为原材料的骨移植材料、人工皮肤、猪心脏瓣膜在医学领域中得以应用。二十世纪，美国采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中国在生物医学材料的研制方面起步较晚，但是应医学领域需要而对各种生物医学材料有所应用。随着国家对生物医学材料研究的重视，国家开始启动医学生物材料项目，并将生物医学材料纳入到优先发展的产业当中[3]。在中国的“十二五”规划中，还特别指出要将重点发展新型口腔植、人工关节、新型人工血管、人工心瓣膜以及各种人工修复材料等等生物医学材料。

一、生物医学材料研究现状

（一）金属生物材料。

在医学领域中，医学金属材料是较早采用的，且应用材料非常广泛，包括不锈钢材料、钛合金材料等等。其中，不锈钢材料具有较强的耐腐蚀性，因此应用效果非常好。由于人体内为较为复杂的电解环境，随着316L不锈钢的应用，解决了这一问题，但是，却不具备生物相容性。钛合金具有良好的耐腐蚀性和生物相容性，具有一定的生物材料强度。钛合金的抗拉强度介于500兆帕至1100兆帕之间，使钛合金的弹性与人体的骨骼弹性更为接近，以使材料植入到人体后，与人的骨骼更为匹配。

（二）高分子生物材料。

医用高分子材料的出现，使得医用材料可以用于对损伤的人体器官以修复，以增强器官的恢复功能。目前所使用的医用高分子材料分为可生物降解和非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入人体后，可以降解被为对人体无毒无害的CO2、H2O等对人体不会产生刺激性的物质。可生物降解的高分子材料可以是胶原蛋白或者纤维蛋白等等天然材料，也可以是聚乳酸等人工合成高分子材料。非降解的高分子材料属于是惰性的高分子材料。聚乳酸在医学上用于外科缝合线和药物释放的载体。由于其具有可降解性能，当伤口愈合后，就会被人体组织吸收。聚乳酸可以在降解的过程中，将药物释放到人体中，使药物发挥作用。

（三）复合生物材料。

复合生物材料用于医学领域中已经获得了长足发展，但是，由于材料植入人体后，会对人体的生理环境产生抵抗力，因此会存在一些问题有待进一步研究。目前医学领域中所采用的复合生物材料包括有三类，即生物陶瓷复合材料、金属基医用复合材料和高分子复合材料。生物陶瓷复合材料植入到生理环境中后，并不会产生毒性反应，且具有良好的生物活性和生理环境相容性。金属基医用复合材料在医学领域中应用，金属具有单一的生物活性，可以采用生物涂层技术，以提高金属表面的耐磨性和生物相融合。高分子复合材料是一种接近人体自然骨骼的高分子复合材料。人体骨骼本身就是一种层状的复合材料，采用这种复合材料替代，虽然可以起到治疗作用，但是其韧性明显要低于人体自然骨骼。

（四）无机非金属生物材料。

无机非金属生物材料具有良好的化学稳定性和生物相容性，主要包括生物活性陶瓷和惰性的无机材料。生物活性陶瓷材料主要用于关节、牙齿等等的硬组织修复。但是，该种材料不会与人体的活体组织结合，从而影响治疗效果。惰性的无机材料以医用碳素材料为主。该种材料具有较高的耐磨性，韧性和强度都非常高，特别是具有良好的抗疲劳性，可以与人体自然骨骼相匹配。骨骼损伤者选择这种材料可以获得良好的治疗效果[2]。此外，医用碳素材料在人体的生理环境中并不会产生毒副作用，良好的化学稳定性和人体亲和性，且具有抗血栓性和抗溶血性。如果对患者执行人工心脏瓣膜手术，医用碳素材料是优先选择的材料。

二、生物医学材料研究的发展趋势

生物医用材料的发展进程中，从简单的结构模仿发展为组织诱导再生，使生物医用材料的单一性能逐渐向综合性能发展。简单的结构与外观的仿制，向智能化仿生发展，使材料的应用已经与现代的医疗技术融合，并共同发展。根据目前医学领域的发展程度，生物医用材料的研究空间还很大，并会涉及到多种学科，包括材料学、工程学、控制论以及生物技术等等，这些学科都会对生物医学的发展产生推动作用。特别是各种新技术、新方法的应用，将生物技术引入到智能化发展的思路，使生物材料不再局限于实验室研究，而会在临床上得以广泛应用，以为医疗做出贡献。

结论：

综上所述，生物医学材料属于是交叉学科，为材料学和医学等等多种学科相互结合而形成。作为一门应用于医学领域的新兴学科，所研制的是用于医学组织工程领域的各种新型的人工材料。根据技术含量的不同，生物医学材料可以被划分为金属生物、高分析生物、复合生物和无机非金属生物材料。随着生物医学材料研究的发展，使得生物医用材料智能化发展。

参考文献：

[1]李慧.生物医学材料研究现状及进展[J].临床医学工程，2012，19（11）：2081-2082.

[2]馬捷，李蓉，王英华，孟繁敏，王淼，李明霞.浅析国内外生物医学材料专利技术发展趋势[J].中国医药生物技术，2011，6（06）：466-470.

纳米材料在生物医学上的应用论文 第5篇

纳米材料在癌症治疗方面的应用现状及展望

纳米材料在癌症治疗方面的应用现状及展望

前言：尽管我们现在生活在高科技时代，科技很发达，人类的平均寿命比七、八十年代高了很多，但是癌症仍然是人类健康的头号杀手。即使在发达国家，也是如此。目前癌症在临床上可以进行手术、放疗、化疗等方法，但是大多只能杀死或转移癌细胞，但不能完全清除癌细胞，随时有可能复发。归根到底，癌症还是因发现晚、治愈难而成为致死的重要原因。到目前为止，癌症的有效治疗和诊断仍然是现代医学面临的严峻考验。纳米材料的出现为癌症的及早诊断、治疗带来了希望。

一、纳米材料在癌症早期检测和诊断方面的应用

（1）纳米粒子作为一种多功能的击靶对照反差试剂的候选物作为所有的临床成像。例如，Emory大学聂书明教授的研究小组首次用聚合物纳米颗粒层和聚乙二醇包裹的量子点在活体内同时对肿瘤进行定位和成像。还有，中国医科大学陈丽英教授将超顺磁性氧化铁纳米粒子进行相应的包裹或与靶特异性分子联结后作为造影剂使用，可以发现直径3毫米以下的肝肿瘤，结果清晰可靠。【1】

（2）哈佛大学查尔斯.利伯尔领导的研究小组阐述了采用硅纳米导线陈列装置来检测血浆中癌细胞内过度表达的微量标记蛋白质。【2】

（3）血管栓塞术可用于晚期肝、肾恶性肿瘤的治疗。磁性纳米微球可以做得更小，且易于进入末梢血管，在磁场作用下具有磁控导向、靶位栓塞等优点。例如，多柔比星纳米微粒—碘油乳剂肝动脉栓塞治疗肝癌。【3】

（4）美国弗拉迪米尔.托洛伊林为首的研究小组，把含有纳米微粒的化疗剂和称为2c5的抗体连接，在轰击人体癌细胞，通过这种方法可以减缓不同肿瘤的生长速度。【4】

二、纳米材料在癌症临床上的应用

（1）加拿大多伦多大学马格瑞特公主医院的科学家们研制了一种无毒、可生物降解和具有高灵敏度的有机纳米颗粒。可广泛适用于癌症治疗和药物传递通过它将装载的药物导入到肿瘤中进行靶向性治疗。【4】

（2）通过对纳米粒子的修饰，可以增加其对肿瘤组织的靶向特性，实现对恶性肿瘤的靶向治疗，避免抗肿瘤药物对正常细胞的损伤。【3】（3）Chavany等研究了聚氰基丙烯烷基酶纳米粒子吸附寡核苷酸的影响因素，证明了无论在缓冲写还是在细胞培养基中，结合在纳米粒子上的寡核苷酸都具有抗核酸酶的作用，可防止核苷酸的降解，有助于核苷酸传染细胞并起到了定位作用。【5】

（4）中科院生物物理所梁伟课题组首次证明了包载阿霉素的聚乙二醇衍生化磷脂纳米胶束可以选择性地在肿瘤细胞组织蓄积并渗透到深层肿瘤组织提高肿瘤细胞内的药物浓度，从而增强了阿霉素的细胞毒性、抑制肿瘤生长，延长生存时间和降低药物毒性。【1】

（5）纳米C60除了具有细胞毒性外，还能通过调节自噬途径来增加化疗药物的敏感性从而杀死癌细胞。【3】

三、纳米材料在癌症治疗方面目前研究现状

虽然纳米材料在癌症早期诊断、检测和治疗中发挥了无可比拟的特性和优势，但是仍存在许多问题尚未解决。例如，在诊断及治疗应用中，纳米材料进入人体后，产生的毒性对组织、细胞有一定影响和伤害程度。另外还有些纳米材料进入细胞后，影响肿瘤对药物的分解能力。最重要的是目前纳米技术大多应用与动物实验，用在临床上的很少。

四、纳米材料在癌症治疗方面的展望 加强对纳米技术在癌症方面的研究，可以应用纳米技术对癌症及早预防，纳米技术引起的革命将促进癌症的发展，相信将来肿瘤的治疗将在分子水平上进行，它比起抗癌药物，我看好纳米药物。

参考文献：

【1】《纳米技术在癌症早期诊断和治疗中的研究与展望》胡德红、龚萍、蔡林涛

【2】《纳米技术瞄准癌症》马甲康、陶家祥

【4】《新型纳米技术在癌症诊断方面的应用和进展》 【5】《光催化纳米富勒烯引起的细胞自噬及辅助化疗药物治疗癌症的研究》杨雯隽、汤龙平

东南大学生物医学材料课程总结 第6篇

张峰1121112

41.你学习本课程有哪些收获？

答：通过学习这门课程，我有以下几点收获：

 认识到生物医学材料在医疗、保健等领域的重要性，从而对生物医学工程有了一个全新的认识，这个领域对人类的健康、生活以及国家经济都至关重要。

 对生物医学材料有了基本认识，并在老师的引导中在脑海中建立了系统的形式体系，从材料的分类、性能、用途以及安全性标准等都有了一定的认识，有助于以后在此领域内进行的研究。

 找到了自己感兴趣的部分：纳米生物医用材料，其神秘的生物效应特性让我好奇不已。

 最重要的一点，改变了我上课的表现方式，我发现自己喜欢这种上课方式，喜欢抢答问题，也开始听老师讲课了。

2.你对本课程最感/不感兴趣的内容是什么？

答：本课程中我最感兴趣的有两方面内容：

 人体生物学相关基础（第二章）。

我一直对人体结构与生理学抱有热情，而且本学期也在学习人体解剖与生理的相关课程知识。我认为学习生物医学材料是分为两方面的：一方面需要对材料的特性（比如生物安全性、生物相容性）有熟悉了解，另一方面也需要对人体的结构和生理有足够的认知，因为材料最终还是应用与人体，只有熟悉两者特性，才能更好的使两者结合。

 纳米生物医用材料（第九章）。

纳米材料有许多新奇的优良特性，而且我做的SRTP项目中也涉及到纳米级单位的实验，所以对此也很感兴趣。

3.你学习本课程遇到的问题是什么？

答：主要问题如下：

 课堂知识比较偏重理论性讲解，三节课下来，有点枯燥乏味，希望添加更多的例子来加深我们的印象。

 信息量比较多，课堂上讲的只是一部分，难免有不理解的地方，但书本上的东西太浅了，不够深入的讲解。

4.你认为本课程偏难/偏易？量偏大/偏小？

答：

 本学期中，相对于波动理论来讲，本课程还是偏容易的。书本上的内容看了都能理解。量略偏小，有些内容看了意犹未尽。

5.你是否喜欢本课程期中研讨和课堂练习的方式？

答：我表示喜欢，但仍有不足。

 喜欢原因：期中研讨和课堂练习是课程学习的一个延伸。期中研讨让我们有机会和时间去选择自己感兴趣的东西，自己查找、整理资料，向大家展示，这个过程让我们学到了很多书本上没有的知识，扩大了知识面，了解了更多的东西。课堂练习加深了我们对课本重点知识的印象，而且也锻炼了我们演讲发言的能力。

 不足之处：研讨的时间集中在某一次课，这是有缺点的。比如每一组同学都在挂念

自己要讲的PPT，会忽略对别的组的倾听；另外时间上的分配也是问题，有的组会超时，给后面的组留下的时间较少，讲解就不会全面；同时一组同学讲完PPT，老师不会有足够的时间来给予修正和补充等意见，因为现场指出不足产生的效果是最好的。

6.你认为《生物医学材料学基础》讲义还应该包括哪些章节（如前言中已经提到的内容）

答：

 前言中提到的仿生生物材料章节需要添加，书本中仿生材料只有两小段，不足够让

我们对其有系统的了解。虽然现在的仿生材料学领域窄和待解决的问题很多，但是这才更加有挑战性，可以激励年轻人去学习和开拓，在今后的学习乃至工作中研究，促进该学科的发展。仿生生物材料是指模仿生物的各种特点或特性而研制开发的材料。通常把仿照生命系统的运行模式和生物材料的结构规律而设计制造出来的人工材料称为仿生生物材料。仿生学在材料科学中的分支称为仿生材料学 , 它是指从分子水平上研究生物材料的结构特点、构效关系, 进而研发出类似或优于原生物材料的一门新兴学科, 是化学、材料学、生物学、物理学等学科的交叉。

7.你是否愿意进行更多的自主学习（如参与某部分教学内容、多做课后作业）？

答：

 愿意。参与到某部分教学内容，会使我们对这门课程更加感兴趣，教学效果也会相

应的增强，多自主学习，也会增加我们的学习积极性和主动性。同时，更多的自主学习会接触到更多的相关知识，更好了解这门课程。

8.你对学习本课程有哪些希望和要求？

答：具体如下：

 我觉得这门课应该继续多位教授讲课的模式，因为这样的教学，使该课程的各个方

向都能由相对应的教授进行定向的专业讲解，并能介绍他们领域中的一些最新研究成果和该领域的最前沿的研究进展。

 研讨的形式可以改变一下，就如同我在第五个问题的答案中所提到的不足之处，那

种方式可能会有更好的效果，也最能达到研讨的目标效果。

 再有就是可以提供具体的例子，那样我们可能会理解的更好。

9.其他感想和收获···

答：

 生物医学材料是生物医学工程学的四大支柱之一。这学期通过对这个课程的学习，让我有了更加深入的了解，了解生物医学材料学的概念、主要内容、研究现状及发展趋势，而且还了解生物医学材料学领域所涉及的生物学、医学、材料学的知识。 这门课的教授都有各自的研究领域，教学方式各不相同，这更好地为我们打开了生