生物材料结课论文设计.doc

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1、淮阴工学院生物医用材料课程（论文）作者:学号：1101602129学院:生化学院专业:生物工程题目:生物医用复合材料的研究进展教授张恒指导者：(姓名)(专业技术职务)评阅者：(姓名)(专业技术职务)2013年12月摘要随着生物技术、医药技术、信息技术、制造技术和材料科学技术的迅猛发展和交互融合，新型和新概念生物医用材料层出不穷。药物控制释放材料、组织工程材料、纳米生物材料、生物活性材料、介入诊断和治疗材料、可降解和可吸收生物材料、新型人造器官、人造血液等代表了新的发展趋势和方向。通过长时间的临床应用发现，传

2、统应用的金属、高分子材料是不具备生物活性的，并且与器官、组织的结合不牢固，由于生理环境的影响，在上述材料植入体后，会导致金属离子或者单体的游离，对生命体造成不良影响。同时，虽然瓷材料具有相对稳定的化学性能和较好的生物相容性，并且拥有优良的耐压性能、耐磨擦性能和耐生物腐蚀性能，但是这类材料的弯曲强度较低、弹性模量大、耐疲劳性能差，在生理环境中易受破坏，只适用于不承力结构环境中。因此，单一材料不能很好地满足临床应用的要求。生物医用复合材料通过相应的工艺可制作出与生物组织的结构和性质都类似的替代材料，且其工艺设计

3、性多样化。随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物医用复合材料已开始成为各国研究的热点。关键词复合材料,瓷基,高分子基,相容性1生物医用复合材料的概念生物医用复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医用材料，它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造。它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造。生物瓷材料虽然具有良好的化学稳定性和相容性、高的强度和耐磨、耐蚀性，但材料的抗弯强度低、脆性大，在生理环境中的疲劳与破坏强度不高，在没有补强措施的条件下，它只能应用于不承受负荷或仅承受纯压应力负荷的情况

4、。因此，单一材料不能很好地满足临床应用的要求。利用不同性质的材料复合而成的生物医用复合材料，不仅兼具组分材料的性质，而且可以得到单组分材料不具备的新性能，为获得结构和性质类似于人体组织的生物医学材料开辟了一条广阔的途径，生物医用复合材料必将成为生物医用材料和中最为活跃的领域。生物2医用材料的发展阶段生物医用材料的研究和临床应用主要经历了三个发展阶段。第一代生物医用材料：生物相容性和生物惰性材料，其特点是它在人体相对稳定，不易分解或生物降解；同时，材料本身具有很好的生物相容性和理想的免疫反应性，而且其力学强度

5、和物理性能适宜，能与人体环境很好的匹配保证植入材料与人体组织的形变相协调。第二代生物医用材料：具有生物活性的硬组织或生物降解性医用材料，它们分别在牙齿修补和整形外科、手术外科和骨科等方面具有大量临床应用。特别是生物降解性医用材料在可作为目前常用的可吸收性医用缝合线，能很好的满足不同外科手术的临床需要。第三代生物医用材料：同时具有生物活性和生物降解性的新一代生物医用材料。作为细胞外基质，它们可以在分子水平上激活基因、刺激细胞增殖、诱导其组织分化，进而构筑成新的组织或器官。目前，第三代生物医用材料已成为国际上材

6、料前沿领域一个十分活跃的研究方向，在组织工程中已开始有广泛的临床应用。3生物医用复合材料组分材料的分类（1）按基体材料分类，有瓷基生物医用复合材料、高分子基生物医用复合材料、金属基生物医用复合材料。（2）按材料植入体后引起的组织材料反应分类，有近于生物惰性的复合材料、生物活性复合材料和可吸收生物医用复合材料。（3）按增强体的形态和性质分为纤维增强生物医用复合材料和颗粒增强生物医用复合材料。纤维增强生物医用复合材料是以纤维为增强体而形成的一类生物医用复合材料，作为增强体的纤维有碳纤维和其他瓷纤维、玻璃纤维、金

7、属纤维和高分子纤维，基体材料主要是医用高分子材料和生物瓷等。纤维在基体中起组成成分和骨架作用，基体起粘结纤维和传递力的作用，纤维的性能、纤维在基体中的含量、分布以及与基体材料的界面结合情况对复合材料的力学性能影响较大。纤维增强生物医用材料，由于其结构与人体组织非常相似，因此具有较大的发展潜力。而颗粒增强医用复合材料主要是掺入一种或多种无机化合物颗粒的瓷基、高分子基生物医用复合材料。掺入的颗粒分布在基体中或作为增强材料，或作为添加材料填充在骨架之中增进生物材料的生物学性能。颗粒的增强效果与粒子在复合材料中所占

8、的体积百分述、分布的均匀程度、颗粒的大小、形状等因素有关。常用的颗粒有氧化锆（ZrO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化钛（TiO2）等氧化物颗粒和羟基磷灰石（HA）等生物活性瓷颗粒。4生物医用复合材料的特点4.1比强度、比模量高高分子基生物医用复合材料的突出优点是比强度、比模量（即强度与密度之比、模量与密度之比）高。比强度高的材料能承受较高的应力，而比模量高则说明材料轻而且刚性大。石墨和碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯（