医用材料与应用就业方向 医用材料与应用( 四 )


用于外科植入物的聚合物材料可以抵抗生物老化 。作为一种长效植入材料,具有良好的生物稳定性、物理机械性能、易加工成型、原料易得、易消毒等特点,受到广泛关注 。这些材料主要用于生物软硬组织修复、人造器官、人造血管、隐形眼镜、膜、粘合剂和//K0/]腔体产品 。其特点是大多无生物活性,不易与组织牢固结合,易引起毒性和过敏反应 。但高分子材料用作承重植入物仍存在诸多问题,目前的研究主要集中在提高材料对生物体的安全性;改善组织相容性和血液相容性;改善生物性能,提高机械、力学和物理性能 。生物膜材料方面,线性大分子多糖结构的壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化衍生物,无毒,有抗原性,在生物体内可自行降解 。壳聚糖膜具有促进伤口愈合的作用,渗透性好,含有游离氨基,能结合酸性分子 。它是天然多糖中唯一的碱性多糖 。因此,它具有许多特殊的理化性质和生理功能,在医用生物材料中可用作人工肾膜和人工皮肤 。
可生物降解医用高分子材料的主要成分是聚乳酸、聚乙烯醇、改性天然多糖和蛋白质 。临床上主要用于暂时替代组织和器官,或作为药物缓释系统和药物输送载体、可吸收外科缝合线、伤口敷料等 。易降解,降解产物经代谢排出,对组织生长无影响 。目前已成为医用高分子材料的发展方向 。
高分子药物控释系统不仅可以提高疗效,简化给药方式,大大降低药物的毒副作用,而且可以使药物按照设计的剂量在一定时间范围内在机体预定部位缓慢释放,从而达到治疗某些疾病或调节生育的目的,如高分子多肽或蛋白质药物控释系统的最新研究进展,为口服无效肽或蛋白质药物的临床应用展示了令人鼓舞的前景 。
生物医用材料的应用及发展前景
到目前为止,已被详细研究的生物材料有1000多种,其中几十种已广泛应用于医学临床,涉及材料科学的各个领域 。生物医用材料快速发展的主要动力来自于人口老龄化、中青年创伤的增加、疑难疾病患者的增加以及高科技的发展 。人口老龄化的加速和对健康长寿的追求增加了对生物医用材料的需求 。目前生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下,寻找具有更好的组织相容性、生物降解性、耐腐蚀性、耐久性和通用性的生物医用材料 。
当代生物材料的发展,不仅强调理化性能、生物安全性和可靠性的提高,而且强调赋予其生物结构和生物功能,使其在体内能够被动员,发挥其自我修复和完善能力,重建或修复受损的人体组织或器官 。根据南开大学于教授和2004年中国新材料发展报告,国际上生物医用材料的最新进展和发展趋势可以概括为:组织工程是指应用生命科学和工程的原理,构建一种维持和促进人体细胞和组织生长的生物装置,以恢复受损组织或器官的功能 。其主要任务是修复和重建受损的组织或器官,延长生命,改善健康和水质 。这* * *就是将特定的组织细胞种植在生物相容性好,能被人体逐渐降解吸收的生物医用材料(组织工程材料)上,形成细胞-生物医用材料复合材料;生物医用材料为细胞生长繁殖提供三维空空空间和营养代谢环境;随着材料的降解和细胞的增殖,形成与自身功能和形态相对应的新组织或器官;这种至关重要的活组织或器官可以重建受损组织或器官宫的结构、形状和功能,实现永久性替代 。近10年来,组织工程已发展成为集生物工程、细胞生物学、分子生物学、生物医学材料、生物技术、生物化学、生物力学和临床医学于一体的交叉学科 。
生物医用材料在组织工程中占有非常重要的地位,组织工程也为生物医用材料提出了问题,指明了发展方向 。由于传统的人工器官(如人工肾、人工肝)不具备生物功能(代谢和合成),只能作为辅助治疗装置,因此具有生物功能的组织工程人工器官的研究引起了全世界的广泛关注 。组织工程人工器官的构建需要三个要素,即种子细胞、支架材料和细胞生长因子 。最近,干细胞因其强大的分化能力而被用作构建人工器官的种子细胞 。组织工程在人工皮肤、人工软骨、人工神经和人工肝等方面取得了一些突破性的成果,展示了光明的应用前景 。