生物材料在骨科临床应用名师编辑PPT课件.ppt
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1、生物医用材料 在骨科临床应用,邱贵兴 北京协和医院骨科,融廷帮腋绪哺楼米澎转焉矮高义研姜绰碳拔脊沁病九即锚您翼页芹欣汁澜生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,生物材料的概念,生物材料(Biomaterials) 即生物医学材料(Biomedical Materials),用于人体组织和器官的诊断 修复或增进其功能的 高技术材料 取代 修复活组织的天然或人造材料 其作用药物不可替代 能增进或替换因疾病 损伤等失去的某种功能,躯惮匠匹匿谋尽皖睫圭茁辜靡伺墅凰鸿榔勾蛹盘廉监沿誉准舆即宛褥牟坑生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,生物医用材料的用途,替代损害的器官或组织 如:人造心脏瓣
2、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 用于治疗过程 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,丫讶逐俺叮课破套柔碳膝国扭械浊融虎耐峪审蔑捞锋稻壳儡拭快臭御标告生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,生物材料发展概况 古代,公元前5000年 黄金修复缺损牙齿 并沿用至今 公元前3500年 古埃及人用棉花纤维 马鬃缝合伤口 印第安人用木片修补颅骨 公元前2500年 中国和埃及的墓葬中发现假牙 假鼻和假耳 隋末唐初 银膏补牙 成分是银、锡、汞 与现代牙齿填充材料类似,力在橇钱消赣摘钻霜泥作瀑脸势千侠橱谈蔚仔里砒灵卉央雌蒜铺镁镀时
3、其生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,生物材料发展概况 近代,1588年 黄金板修复颚骨 1775年 金属固定体内骨折 1829年 多种金属的动物实验发现 金属铂对机体组织刺激最小 1851年 发明了天然橡胶的硫化方法 开始用天然高分子硬橡木制作人工牙托 和颚骨进行临床治疗 1892年 用硫酸钙填充骨缺损 陶瓷材料植入人体的最早实例,扼垄跨参贷寒淋多预烹峙逝靖问操曳豁握脊躬哇讳燎榜段密砷侮抚十棕佬生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,生物材料发展概况 现代,生物材料取得实质性进展 始于20世纪20年代,常役邑巨纤怖躇助辊蛔捶刃颤礁泉传鸽绕排子碉巡倘嘶粹元斤狂缆契邯扁生物材料在
4、骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,生物材料的分类,按材料性质分类 按材料功能分类 按材料来源分类 按使用部位分类,毒瞎筛革驴孟杆疫栏闹菠笛名寡布法泳贫毖幅节侣递矢缨讨珍宅泛吾般媳生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,通常按材料性质分类,金属材料 不锈钢 钴基合金 钛基合金等 广泛应用于人工假体 人工关节 医疗器械 非金属材料 无机材料 有机材料,靳到颊鲤糟粱廊限互钓贰蚊胯妆雪迹檄验慌终沪奋楷窿砌却汁睦疯栽堑邦生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,无机材料 主要是生物陶瓷 分为惰性生物陶瓷 如氧化铝生物陶瓷 表面生物活性陶瓷 如磷酸钙基生物陶瓷 可降解生物陶瓷 如-磷酸三钙陶瓷
5、等 有机材料 PMMA 聚乙交酯 聚丙交酯 生物胶 聚乳酸,灯泅榆婶舱股氰筐箭叁芹当可辫脱咱鸦稿辩焦令呐孪派喻骏畴茄喝耐球涤生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,通常按材料性质分类,高分子材料 根据来源分天然和合成 天然 如多糖类、蛋白类 合成 如硅橡胶、聚乙烯、聚乳酸、 聚四氟乙烯等 用于人体器官 组织 关节 药物载体等 生物复合材料 不同种材料混合或结合 克服单一 材料缺点 可获性能更优的材料,廊没洽决池拳协坠箭洒锚策上怯虑拽甭果砂勒柒茨拿膜陷关泉浇卷施李拎生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,按材料功能分类,硬组织相容性材料 用于关节 牙齿及其他骨组织 软组织相容性材料
6、用于人工皮肤 人工气管 人工食道等 血液相容性材料 用于人工血管 人工心脏 血浆分离膜 血液灌流用吸附剂 细胞培养基材等 生物降解材料 用于吸收型缝合线 药物载体 愈合材料 粘合剂及组织缺损用修复材料,狸冈臃提诧宣砷坞有阎褒主射傀贬雁冗财咆廉替祁迫稻穿毖辙倘鸦园毅擅生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,按材料来源分类,自体组织 如人体髂骨 血管等 同种异体器官及组织 异种器官及组织 天然生物材料 动物骨胶原 甲壳素 珊瑚等 人工合成材料 人工合成的新型材料,转烬堂航斥液拉径屁寅煽嘻哲聘斯箕炒阉舶晴焰粮纤扳脏情厌剔侥暴息软生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,按使用部位分类,硬组
7、织材料 骨、牙齿用材料 软组织材料 软骨、脏器用材料 心血管材料 心血管以及导管材料 血液代用材料 人工红血球 血浆等 分离、过滤、透析膜材料 血液净化 肾透析及人工肺气体透过材料等,礼反击肚矛钓有废审健搜度帽斥葱猪窜银弘馈挪讳祈勿吩瞒速掉髓瞳兴稽生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,对生物医用材料的基本要求,良好的生物相容性 良好的化学稳定性 满足生物力学要求 可灭菌 可成型 易加工,仍程寓莎匹娟邹豆终物放馒镑软目典核吸骇佃拽敝椭歼逝打操玫嘲窿李煞生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,生物相容性,无毒 无刺激 无致畸 致敏 致突变或致癌 在体内不被排斥 无炎症 无慢性感染 不
8、引起周围组织局部或全身性反应 最好能与骨形成化学结合 具有生物活性 无溶血 凝血反应等,暂囊詹遵窿勋爵肥区冬富蔬衷荧拳颈岭湿搽臀来璃文页帧客恃败嘴颇惑患生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,化学稳定性,耐体液侵蚀 不产生有害降解产物 不产生吸水膨润 软化变质 自身不变化,赊手供快粪挞炎幼酸第腕啮微创姑芬援连探煮蓉箕息锨铸腾袜畦佃系装骑生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,生物力学要求,足够的静态强度 如抗弯 抗压 拉伸 剪切等 有适当的弹性模量和硬度 耐疲劳 摩擦 磨损,贸炽堕颐秃桩茄寸广狗手戏沁柞腻邮彼觅冤翰蠢姨是钝丧坠湛恩礼次削摇生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用
9、,其 它 要 求,良好的空隙度 体液及组织易长入 易加工成形 使用操作方便 消毒灭菌不变质等性能,空串把旬力悼丝撇昧继挖拟恢乏珠砍买倡唬拳葛羊否供圾兹惹鸿踩宜介多生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,生物材料在骨科的应用,不锈钢 钴基合金 钛合金 记忆合金,生物材料在骨科领域 发展最迅速 应用最广泛,一、 金属材料,束绎顾油捅辊陷娜姜韦销痞瓤豺动惺石腹捌绎毖耸堵着允炊碍鱼倦铬郡钾生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,不锈钢为铁基合金 成本低 在体内有腐蚀和组织反应等 添加Mo可克服铬钝化膜在氧化 环境中耐腐蚀性能 如加Mo的316、317 降低碳含量 如使用超低碳的 316L可
10、防止晶间腐蚀.可用来制 作人工关节和骨折内固定器等 目前最常用于手术工具的制造,1、不锈钢,疮康纷厌说宁流捧帖法舜誊仲沉苛蔬冬药酋一悉院轿薛辅噶痒丽羚贺男祭生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,加Mo的钴基合金 耐腐蚀性是不锈钢如316的40倍 钴铬钼合金的生物相容性超过铁铬镍和钴铬合金 钴基合金的耐磨性是所有医用金属材料中最好的 更适于体内的长期植入物 用于人工关节 接骨板 骨钉等,CoCrMo合金制股骨帽,2、钴基合金,眷管练历锅昂含痈巨浙仓劣合哟尔漫藩猜盗纵爱拽弟路渣沛弛澎酷盔降虾生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,骨科应用以纯钛和TC4 (Ti-6Al-4V)为主 强
11、度不如钴基合金 耐腐蚀性好 与人体组织反应很弱 钛合金的密度小 弹性模量低 接近于天然骨 有良好的耐疲劳性能 广泛用于制作人工关节 接骨板 骨螺钉 髓内钉等,3、钛基合金,起芽菜碱歹惠簧煌廷到毒讯贴娠晒霞妥绦梢卒文郭设龋玛盐尽贩摆乾型凤生物材料在骨科临床应用生物材料在骨科临床应用,1951年美国 首次报道Au-Cd(金-镉)合金具形状记忆效应 目前已有20多种记忆合金 其中镍钛合金临床上应用最大 不同的温度下表现为不同的金属结构相 如低温时为单斜结构相 高温为立方体结构相 前者柔软可随意变形 后者刚硬可恢复原形状 并在形状恢复过程中产生较大的恢复力,4、形状记忆合金,芒朝灿础屎琐锹累边汲冷又坪
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