生物医用药用材料专家讲座.pptx

生物医学材料生物医用药用材料第1页v用于与生命系统接触并发生相互作用，能够对细用于与生命系统接触并发生相互作用，能够对细胞、组织和器官进行诊疗治疗、替换修复或诱导胞、组织和器官进行诊疗治疗、替换修复或诱导再生天然或人工合成特殊材料再生天然或人工合成特殊材料v是一类化学性能稳定，含有良好生物相容性材料。是一类化学性能稳定，含有良好生物相容性材料。生物陶瓷材料因含有与生物组织良好相容性，耐生物陶瓷材料因含有与生物组织良好相容性，耐腐蚀，无毒副作用而受到人们普遍关注，是近年腐蚀，无毒副作用而受到人们普遍关注，是近年来研究较多且进展较快领域。主要包含陶瓷、玻来研究较多且进展较快领域。主要包含陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属材料璃、碳素等无机非金属材料生物医用药用材料第2页发展发展v公元前公元前2500年在中国及埃及人墓穴中已发年在中国及埃及人墓穴中已发觉有假手、假耳等人工假体，我国隋唐时觉有假手、假耳等人工假体，我国隋唐时代就有了补牙用银膏。代就有了补牙用银膏。v金银铂金银铂v不锈钢不锈钢v纯钛骨钉、骨板纯钛骨钉、骨板vTi-Ni形状记忆合金形状记忆合金生物医用药用材料第3页v当前国外有数以百万计人靠人工器官维持着生命。当前国外有数以百万计人靠人工器官维持着生命。仅在美国，每年约有仅在美国，每年约有100万人接收人工器官植入手万人接收人工器官植入手术。其中，人工心脏瓣膜术。其中，人工心脏瓣膜3.5万人，人工血管万人，人工血管18万万人；人工髋骨人；人工髋骨12.5万人；人工膝盖万人；人工膝盖605万人；人工万人；人工肾肾5万人。万人。v每年以每年以20%30%速度递增。速度递增。1980年世界销售额年世界销售额达达200亿美元，亿美元，1990年增加到年增加到500亿美元。亿美元。生物医用药用材料第4页现 状生物医学材料：生物医学材料：v定义：定义：用于诊疗、治疗、修复或替换人体组织或器官、或用于诊疗、治疗、修复或替换人体组织或器官、或增增 进其功效物质。进其功效物质。生物医用材料生物医用材料药品，但可结合使用。药品，但可结合使用。普通性材料：普通性材料：普通性手术器具、药棉、绷带、纱布等。普通性手术器具、药棉、绷带、纱布等。生物相容性材料：生物相容性材料：直接植入体内，或结合生理系统使用直接植入体内，或结合生理系统使用材料及其终端产品。材料及其终端产品。医用金属和合金、医用高分子、生物陶瓷、医用医用金属和合金、医用高分子、生物陶瓷、医用复合材料、天然材料、人造血管、人工心瓣膜、起搏器、复合材料、天然材料、人造血管、人工心瓣膜、起搏器、人工骨、人工器官、牙科材料、体外循环装置、药品控人工骨、人工器官、牙科材料、体外循环装置、药品控释系统等。释系统等。管理：医疗器械范围管理：医疗器械范围 生物医用药用材料第5页生物医学材料：v保障人类健康必需品保障人类健康必需品全球医疗保健费用US$20,000亿医疗器械费用10药品市场:医疗器械市场1:1.9生物相容性材料及终端产品占医疗器械市场：27（）生物医用药用材料第6页挽救了千万计危重病人生命，提升了生命质量。v挽救危重病人生命美国：28种材料及植入体耗量3829万件（）心脏起搏器植入量864,527例（1997-）心脏病死亡率降低60每100,000人：1950586.8人/年；247.8人/年乳腺癌死亡率（每10万人）1990：33.3人/年；：27.1人/年生物医用药用材料第7页挽救了千万计危重病人生命，提升了生命质量。v提升了生命质量美国美国人工髋，膝关节植入量：人工髋，膝关节植入量：440万例（万例（1999-）：1,000,000套套眼内镜植入：眼内镜植入：775万人（万人（1999-）全球：全球：1000万人万人残疾人数量增加残疾人数量增加65岁以上人口岁以上人口：2690万（万（1982）；）；3530万（）万（）按按82年增加率：年增加率：640万万 950万（）万（）实际增加实际增加：710万（）万（）整形、美容大量应用整形、美容大量应用生物医用药用材料第8页挽救了千万计危重病人生命，提升了生命质量。v对医疗保健系统革新引导作用对医疗保健系统革新引导作用促进临床诊疗技术革新疾病早日发觉。促进临床诊疗技术革新疾病早日发觉。基因芯片、造影剂及影像技术基因芯片、造影剂及影像技术.促进介入和微创治疗技术形成和发展促进介入和微创治疗技术形成和发展血管支架、介入导管、药控系统血管支架、介入导管、药控系统.造成给药方式革命性变革造成给药方式革命性变革药品，生物活性物质靶向控释药品，生物活性物质靶向控释系统系统 疾病有效治疗、节约给药量、难治愈疾病治疗疾病有效治疗、节约给药量、难治愈疾病治疗降低住院率及诊治费用降低住院率及诊治费用家用诊疗及治疗器械和技术，临床诊疗技术。家用诊疗及治疗器械和技术，临床诊疗技术。美国：美国：手术住院率：手术住院率：83.7（1980）37（）（）手术住院时间：手术住院时间：7.3天（天（1980）4.9天（）天（）生物医用药用材料第9页v医疗器械（生物医医疗器械（生物医学工程）学工程）产业基础产业基础生物医学材料及终端产品40-50医疗器械产品市场图图1 1 生物医学材料及终端产品市场生物医学材料及终端产品市场（U.S.Department of CommerceU.S.Department of Commerce）一个高技术生物医学材料和制品产业已经形成，正在成长为世界经济一个支柱性产业。生物医用药用材料第10页v全球医疗器械市场：US$2100亿。年增加率：7，亚洲15（除日本）。图2 国际医疗器械市场及增加情况 *按-年医疗器械市场增加率9%估算 *AdvaMed,一个高技术生物医学材料和制品产业已经形成，正在成长为世界经济一个支柱性产业。US$(亿）生物医用药用材料第11页v生物相容性材料生物相容性材料及终端产品市场及终端产品市场：US$230亿；：US$500亿，增加率：60矫形外科骨、软骨、肌腱/韧带心血管系统皮肤其它市场（US$10亿）18.51410.956.55市场份额（%）372821.913.1v年增加率（%）131442250表1、主要生物相容性产品市场分布主要生物相容性产品市场分布一个高技术生物医学材料和制品产业已经形成，正在成长为世界经济一个支柱性产业。生物医用药用材料第12页一个高技术生物医学材料和制品产业已经形成，正在成长为世界经济一个支柱性产业。v主要产品市场分布主要产品市场分布-矫形外科材料市场矫形外科材料市场图3 矫形外科材料市场分布生物医用药用材料第13页一个高技术生物医学材料和制品产业已经形成，正在成长为世界经济一个支柱性产业。v 主要产品市场分布主要产品市场分布 几类主要心血管器械世几类主要心血管器械世 界市场分布（右表）界市场分布（右表）产产品品销销售售额额（US$100万）万）心心脏脏起搏器及附件起搏器及附件$2,874冠脉支架冠脉支架2,300血管成形器械血管成形器械2,000植入式去植入式去纤颤纤颤器器1,900心心脏脏瓣膜瓣膜832外周血管支架外周血管支架590其它其它433血管封接器械血管封接器械255v诊疗用电生理导管231血管内支架血管内支架200摘除摘除导导管管155动动脉清淤脉清淤导导管管130近距治近距治疗疗系系统统115心室心室辅辅助助设备设备114栓塞保栓塞保护护系系统统70v累计$12,199生物医用药用材料第14页一个高技术生物医学材料和制品产业已经形成，正在成长为世界经济一个支柱性产业。v正在成长为世界经济一个支柱性产业正在成长为世界经济一个支柱性产业全球汽车市场：40005000万辆US$6000-7500万（US$1.5万/辆（欧洲）年增加率:0%生物医用药用材料第15页对国防事业发展发挥重大作用战伤治疗“21世纪美国陆军战略技术汇报”：(上世纪90年代)生物技术是“未来30年增强战斗力最有希望技术”包含：生物医学工程技术生物医学材料生物医用药用材料第16页生物陶瓷国内外研究现实状况生物陶瓷国内外研究现实状况组成报道时间商品名HA（致密）HA（多孔）1971年1973年45S5玻璃1972年Bioglass微晶化G+AG+A+PG+A+W1973年1982年1982年CeravitalBioverit涂层金属基体+Al2O3涂层金属基体+HA涂层1976年1980年金属纤维+生物活性玻璃HA+PE1982年1985年注：G生物活性玻璃HA羟基磷灰石P金云母W硅灰石PE聚乙烯A磷灰石生物陶瓷复合材料研究进展概况生物医用药用材料第17页生物陶瓷生物陶瓷生物材料国内外研究现实状况生物材料国内外研究现实状况1.2.1 1.2.1 惰性生物陶瓷惰性生物陶瓷1.2.21.2.2活性生物陶瓷活性生物陶瓷1.2.31.2.3功效活性生物陶瓷功效活性生物陶瓷 惰性生物陶瓷是指一类在生物环境中能保持稳定，不发生或仅发生微弱化学反应生物医学材料。主要包含氧化铝、氧化锆等陶瓷以及医用碳素材料。这类材料发展期在上世纪70年代以前。它们结构都比较稳定，分子中键力较强，而且都含有较高强度、耐磨性及化学稳定性。现在它们在临床上得到了广泛应用5-7。活性生物陶瓷是一类在生理环境中可经过其表面发生生物化学反应与生体组织形成化学键性结合材料。其发展始于1969年Hench等人首次发觉Na2-CaO-SiO2-P2O5系统中玻璃45S5含有生物活性。当前主要包含羟基磷灰石、磷酸三钙、石膏等可降解吸收陶瓷。它们在生理环境中可被逐步降解吸收，并随之为新生组织替换，从而到达修复或替换被损坏组织目标。（1）模拟人体）模拟人体硬组织成份和硬组织成份和结构生物陶瓷结构生物陶瓷材料材料（2）带有治疗）带有治疗功效生物陶瓷功效生物陶瓷复合材料复合材料 伴随生物陶瓷材料研究深入和越来越多医学问题出现，对生物陶瓷材料提出了更高要求。原先生物陶瓷材料不论是生物惰性还是生物活性，强调是材料在生物体内组织力学环境和生化环境适应性，而现在组织电学适应性和能参加生物体物质、能量交换功效已成为生物材料应具备条件。所以，又提出了功效活性生物材料概念2。该类材料是将天然有机物（如骨胶原、纤维蛋白以及骨形成因子等）和无机生物材料复合，以改进材料力学性能和手术可操作性，并能发挥天然有机物促进人体硬组织生长特征。主要是指利用骨压电效应能刺激骨折愈合特点，人们试图利用压电陶瓷与生物活性陶瓷复合，在进行骨置换同时，利用生物体本身运动对置换体产生压电效应来刺激骨损伤部位早期硬组织生长。另外，将铁氧体与生物活性陶瓷复合，填充在因骨肿瘤而产生骨缺损部位，利用外加交变磁场，充填物因磁滞损耗而产生局部发烧，杀死癌细胞，又不影响周围正常组织，也是研究方向之一。现在，功效活性生物陶瓷研究还处于探索阶段，临床应用鲜有报道，但其发展应用前景是很光明。生物医用药用材料第18页当前在生物陶瓷领域研究集中在以下几个方向（1）利用生物技术，一些活体组织、细胞和诱导组织再生生长因子被引入了生物医学材料，大大改进了其生物学性能，并可使其含有药品治疗功效，已成为生物医学材料一个十分主要发展方向。（2）无机有机复合是当前研究热点之一（3）材料多元复合是发展主要方向（4）含有特异性能生物活性材料；（5）力学相容性好又有促进组织生长功效材料；（6）含有些人体组织结构复合材料生物医用药用材料第19页HAP系生物系生物 材料研究现实状况材料研究现实状况（1）HAP粉体制备工艺（2）羟基磷灰石成型与烧结工艺（3）HAP系复合材料当前已到达性能（4）HAP系复合材料应用HAP粉体制备方法主要包含：固相反应法、化学沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法、醇化合物法等几个。Ca10(PO4)6(OH)2生物医用药用材料第20页1.2.4HAP系生物系生物 材料研究现实状况材料研究现实状况1.2生物材料国内外研究现实状况生物材料国内外研究现实状况（1）HAP粉体制备工艺（2）羟基磷灰石成型与烧结工艺（3）HAP系复合材料当前已到达性能（4）HAP系复合材料应用（A）成型工艺惯用成型工艺主要有：注浆成型、压制成型、等静压成型和凝胶浇注成型等。（B）烧结工艺HA生物陶瓷烧结方式主要有：无压烧结、热压烧结、等静压烧结和微波烧结等。生物医用药用材料第21页HAP系生物系生物 材料研究现实状况材料研究现实状况（1）HAP粉体制备工艺（2）羟基磷灰石成型与烧结工艺（3）HAP系复合材料当前已到达性能（4）HAP系复合材料应用（A）普通报道整体HAP弹性模量在41121GPa之间，人体骨弹性模量在3050GPa之间。（B）普通报道整体HAP弯曲强度在30177MPa之间，人体致密骨弯曲强度在170MPa左右。（C）普通报道整体HAP断裂韧性在0.7MPam1/2左右，人体骨断裂韧性在2-10MPam1/2之间。生物医用药用材料第22页1.2.4HAP系生物系生物 材料研究现实状况材料研究现实状况（1）HAP粉体制备工艺（2）羟基磷灰石成型与烧结工艺（3）HAP系复合材料当前已到达性能（4）HAP系复合材料应用HAP基复合材料主要应用在颌面骨、牙槽脊、听小骨等非承重材料以及一些骨缺损修复等方面，而在承重材料方面尚没有应用。详细应用在以下几个方面：（1）人工听小骨（2）HA生物陶瓷中耳通气引流管（3）HA微晶粉对癌细胞抑制作用（4）填充用HA颗粒（5）HA颌骨、鼻梁、假眼球及其它人工骨生物医用药用材料第23页生物医用药用功效材料特征与评价生物医用药用功效材料特征与评价v生物医用药用功效材料基本性能要求生物医用药用功效材料基本性能要求1、化学性能稳定，对人体血液体液等无影响，不形、化学性能稳定，对人体血液体液等无影响，不形成血栓等不良现象。成血栓等不良现象。2、材料与人体组织相容性好，不会引发炎症或其它、材料与人体组织相容性好，不会引发炎症或其它排异反应。排异反应。3、无致癌性，耐生物老化，长久放置体内材料其物、无致癌性，耐生物老化，长久放置体内材料其物理机械性能不发生显著改变。理机械性能不发生显著改变。4、不因高温蒸煮、干燥灭菌、药液等消毒办法而发、不因高温蒸煮、干燥灭菌、药液等消毒办法而发生质变。生质变。其它要求其它要求生物医用药用材料第24页医用材料生物相容性医用材料生物相容性v生物活体本身不发生过敏、致癌、致畸形生物活体本身不发生过敏、致癌、致畸形以及局部组织反应、全身毒性反应和适应以及局部组织反应、全身毒性反应和适应性反应等。性反应等。v材料反应通常包含生理腐蚀、吸收、降解材料反应通常包含生理腐蚀、吸收、降解与失效等。与失效等。生物医用药用材料第25页生物降解吸收材料生物降解吸收材料v外科手术缝合线外科手术缝合线v骨顶骨板（骨固定材料）骨顶骨板（骨固定材料）v人造皮肤人造皮肤v药品释放体系药品释放体系生物医用药用材料第26页医用功效材料分类与应用医用功效材料分类与应用v医用金属材料医用金属材料v医用陶瓷医用陶瓷v医用复合材料医用复合材料v医用高分子材料医用高分子材料生物医用药用材料第27页医用金属材料医用金属材料v对医用金属材料性能要求对医用金属材料性能要求（1）力学性能）力学性能（2）腐蚀性能：腐蚀速率低于）腐蚀性能：腐蚀速率低于0.25微米微米/年年惯用材料：惯用材料：（1）不锈钢）不锈钢（2）钴铬钼合金）钴铬钼合金（3）钛及合金）钛及合金磁性材料磁性材料生物医用药用材料第28页医用陶瓷医用陶瓷v惰性陶瓷惰性陶瓷v活性陶瓷活性陶瓷v可被吸收陶瓷可被吸收陶瓷如磷酸三钙如磷酸三钙生物医用药用材料第29页医用陶瓷应用v能承受负载矫形材料，用于骨科、牙科有：能承受负载矫形材料，用于骨科、牙科有：氧化铝陶瓷，稳定氧化锆陶瓷，含有生物氧化铝陶瓷，稳定氧化锆陶瓷，含有生物活性表面涂层（生物活性玻璃、生物微晶活性表面涂层（生物活性玻璃、生物微晶玻璃）响应材料。玻璃）响应材料。v人工心脏瓣膜：热解碳涂层（抗凝血，摩人工心脏瓣膜：热解碳涂层（抗凝血，摩擦系数小）擦系数小）v骨填充材料：磷酸钙骨填充材料：磷酸钙v种植齿：氧化铝陶瓷，种植齿：氧化铝陶瓷，HAP陶瓷，生物活陶瓷，生物活性玻璃，活性涂层材料性玻璃，活性涂层材料生物医用药用材料第30页v耳鼻喉科：氧化铝陶瓷，耳鼻喉科：氧化铝陶瓷，HAP陶瓷，生物陶瓷，生物活性玻璃及生物活性微晶玻璃，磷酸盐陶活性玻璃及生物活性微晶玻璃，磷酸盐陶瓷。瓷。v可供组织长入图层：多孔氧化铝陶瓷可供组织长入图层：多孔氧化铝陶瓷v眼科：生物玻璃，多孔羟基磷灰石眼科：生物玻璃，多孔羟基磷灰石v脊椎外科：生物活性玻璃，脊椎外科：生物活性玻璃，HAP陶瓷陶瓷生物医用药用材料第31页惰性陶瓷v氧化铝陶瓷v碳材生物医用药用材料第32页活性陶瓷v羟基磷灰石（HAP）生物医用药用材料第33页可吸收陶瓷v石膏v-三磷酸钙生物医用药用材料第34页可治疗癌症陶瓷vLiFe3O5、-Fe2O3与Al2O3-SiO2-P2O5玻璃体复合物生物医用药用材料第35页v医用复合材料医用复合材料v医用高分子材料医用高分子材料生物医用药用材料第36页 现 状 问题和挑战问题免疫性：硅凝胶乳房假体。硅酮寿命：人工关节：中青年组：3-5年；老年组：12年。异体反应：感染，植入失效。生物功效：不能诱导组织重建或再生，恢复和促进生理功效。生物医用药用材料第37页 现 状 问题和挑战问题关键：材料和植入体以异物存在于体内。v 本身理化性能（抗疲劳性等）不能满足长寿命要求v 表面/界面非特异性蛋白吸附 感染 包囊形成 异体反应v 不具生物功效。生物医用药用材料第38页现 状 问题和挑战v当代医学对组织和器官修复形态和力学功效恢复 重建或再生有生命组织或器官；大范围创伤 微创治疗；群体性通用材料和器械 个性化治疗；传统生物医学材料时代正在过去。v干细胞、克隆技术发展生物医学材料？挑战生物医用药用材料第39页发展趋势科学与工程方向和前沿常规材料技术更新和产品发展方向诱导组织或器官再生恢复和促进生理功效损坏组织或器官永久康复v 生物结构:可容纳细胞、细胞产物、细胞外基质生物或仿生结构 v 生物功效:诱导组织或器官再生；自我修复或完善；对应生物 力学性能等；调整免疫内分泌等系统及 基因等功效。v 基础:在分子水平上对材料和宿主间相互作用认识深化,按预期 目标准确地控制材料和宿主间生物学反应。生物材料科学与工程已面临实现重大突破边缘 设计和制造有生命人体“部件”整个人体器官。赋予材料生物结构和生物功效充分利用人体自我重复能力生物医用药用材料第40页v研究路径材料科学与生物学紧密结合v生物分子材料:肽、蛋白、生长因子等生物分子基因、酶工程及化学模拟合成v 生物结构仿生装配:自装配；快速成型等；v 生物技术应用:组织工程；干细胞技术等。v重点领域v 组织工程人体结构“部件”重建和再生v 药品、生物活性物质靶向控释难治愈疾病治 疗；组织重建或再生。关键：细胞，药品、生物活性物质靶向传送和控释关键：细胞，药品、生物活性物质靶向传送和控释载体设计和制备，包含装载特定生物信号载体。载体设计和制备，包含装载特定生物信号载体。生物医用药用材料第41页研究热点：表面/界面及表面改性v植入材料生物学反应常规材料（大多数）常规材料（大多数）非特异性吸附非特异性吸附影响蛋白吸附主要原因影响蛋白吸附主要原因：表面化学（结构构型、生 物力学性质等）;对蛋白和细胞分子识别和选择性 吸附/粘附功效表面蛋白质吸附特异性吸附非特异性吸附原位和褪变蛋白特异性蛋白特异性细胞吸附各种细胞吸附单核、白细胞、血小板特异性细胞素释放及特定组织细胞分化细胞素释放感染、巨噬细胞特定组织形成纤维包裹形成并发症特异性蛋白生物医用药用材料第42页研究热点-表面表面/界面及表面改性界面及表面改性v材料表面组成构型、结构（纳米级微机构）、生物力学性质等与蛋白、生物分子和细胞相互作用、分子识别、选择性吸附/粘附关系和规律。v表面改性 生物稳定、不吸附/粘附蛋白和细胞表面设计。例：聚乙二醇，聚环氧乙烷壳类粘连蛋白共聚物；钛合金表面能带结构改性。生物医用药用材料第43页研究热点-表面表面/界面及表面改性界面及表面改性表面改性偶联生物分子（肽，蛋白，生长因子等）细胞粘附：被吸附蛋白质细胞膜内integrin及其它受体 例：偶联寡肽骨髓基质干细胞粘附 钛合金表面能带结构改性保持凝血系统关键蛋白构象微结构设计及构建 多孔结构阻止纤维包裹形成。类骨磷灰石层对骨相关蛋白和细胞吸附/粘附表面改性近期发展新一代生物材料主要路径。生物医用药用材料第44页研究热点-可生物降解高分子可生物降解高分子 水凝胶及生理环境响应高分子v水凝胶水凝胶水介质中难溶但可溶涨高分子网状物 特点：近于自然组织高水合状态和环境；性质可控；可含天然高分子；降解性可控；用途：细胞（胰岛、平滑肌、软骨、成骨细胞等）包囊。生长因子及原位基因控制载体。组织工程支架，药品控释载体。v生理环境（生理环境（pHpH，T T，葡萄糖浓度等）响应智能高分子，葡萄糖浓度等）响应智能高分子 主要进展：水凝胶溶涨性随生理环境改变。主要用途：药品控释 例：药品仅存pH是中性环境中释放；双亲高分子构型改变控制蛋白和细胞释放。生物医用药用材料第45页研究热点-组织诱导生物材料可诱导多能间充质细胞直接分化为特定组织细胞形成组织材料模拟自然组织形成过程多能干细胞前体细胞成组织细胞组织细胞组织外基质组织形成组织重建组织成熟生物信号分子微环境调控组织形成过程示意图生物医用药用材料第46页研究热点-组织诱导生物材料材料诱导组织形成过程示意图主要进展主要进展骨诱导生物材料；材料诱导软骨形成。支架材料纤维结缔组织长入（干细胞）蛋白特异性吸附或外加生长因子前体细胞成组织细胞组织成熟微环境调制生物医用药用材料第47页研究热点纳米生物医学材料v纳米颗粒增强可降解高分子复合材料纳米颗粒增强可降解高分子复合材料优点：优良生物活性和可降解性优良生物力学相容性高力学强度用途：致密型：内固定器等多孔型：支架材料v纳米涂层材料纳米涂层材料组织修复，显影剂等生物医用药用材料第48页研究热点纳米生物医学材料：药品、生物活性物质纳米传送和控释药品、生物活性物质纳米传送和控释系统系统颗粒，人造细胞，疫苗等传送及控释系统v纳米纳米生物分子复合表面生物分子复合表面/界面界面v风险性评价风险性评价生物医用药用材料第49页研究热点-自装配蛋白和脂类分子自识别特征形成有序结构模拟天然组织结构形成v用途用途：药品和生物活性物质控释；支架材料，纳米生 物医学技术。v进展进展（例）：纳米尺度裹、泡、壳人造细胞等 宏观尺度水凝胶细胞，药品载体 三维结构组装（生长因子）支架材料 经过自装配有机分子模板装配骨生物医用药用材料第50页研究热点-微制造技术应用微制造技术应用例：光刻技术刻制表面微/纳米图案基因芯片（临床诊疗），药品控释。纳米尺度（单细胞）微观过程分析。组织工程支架快速成型。研究热点-分子影象及显影剂分子影象及显影剂提供解剖学信息，动态生理病理信息。进展例：多糖包裹铁氧化物核磁共振影象剂；充入空气白蛋白微壳超声影象显影剂生物医用药用材料第51页研究热点-生物相容性及试验评价新方法生物相容性及试验评价新方法和模型。和模型。分子相容性及评价生物相容性分子标识探索；跟踪材料体内、外生物学反应新方法。经过体外或短期体内试验可靠地评价和预测材料长久生物安全性和寿命方法和模型，包含动物和临床试验模型。生物医用药用材料第52页应用生物学原理设计和改进材料应用生物学原理设计和改进材料涂层及表面改性材料及制品生物活性涂层生物活性涂层：磷酸钙涂层；生物矿化Ca-P薄涂层。抗凝血改性抗凝血改性：医用高分子表面修饰；钛合金表面抗凝血改性；材料表面诱生生物膜。生物技术应用骨生长因子用于矫形外科材料和植入器械。矫形外科材料市场：US$185亿：US$340亿骨生长因子：？个百分点25-30%载药血管支架骨生长因子生物医用药用材料第53页可生物降解高分子及药品控释载体和系统基因治疗产品上市：年新增产值US$200亿。新一代临床诊疗材料基因芯片等老年诊疗及治疗装置日本：US$86亿；：US$440亿。常规材料生物稳定性提升和性能改进非晶态合金等组织工程化制品生物医用药用材料第54页展望克隆技术克隆技术：技术问题，伦理道德和政治问题干细胞技术干细胞技术：技术问题药品、细胞载体药品、细胞载体：组织工程,干细胞技术,药品控释生物医学材料需求将贯通于整个生物医学材料需求将贯通于整个21世纪世纪与生物学和生物技术结合实现生物医学材与生物学和生物技术结合实现生物医学材料重大突破料重大突破生物医用药用材料第55页生物医学材料中国产业-医疗器械医疗器械：市场：US$300/人年医疗器械:药品=1:5图8、国内医疗器械市场及增加情况表（按年增加率20%估算）亿元年增加率2028%生物医用药用材料第56页产业-医疗器械医疗器械：产业增加产业增加亿元年增加率1518%生物医用药用材料第57页产业-生物医用材料注册企业注册企业（）医疗器械：9000三类医疗器械：1548=18%医疗器械注册产品数注册产品数：医疗器械：28043进口：6510三类医疗器械：3531=12.6%医疗器械技术结构技术结构：低中等，高端产品90%进口生物医用药用材料第58页远不能满足13亿人口日益增加需求民族产业生存面临严峻挑战发展生物医学材料-社会，经济，国防事业发展迫切需求生物医用药用材料第59页生物医学材料科学v开始步入国际先进水平*中国大陆地域*四位为副主席会会 次次时间时间出席国出席国家和地家和地域数域数论文数论文数注册代表注册代表口头汇口头汇报报主持主持分会分会数数邀请邀请汇报汇报总计总计中国中国总计总计中国中国第三次（京都）第三次（京都）1988198829298718711010120012005 51 11 1第四次（柏林）第四次（柏林）1992199232327147142525107110711212第五次（多伦第五次（多伦多）多）1996199634341150115029291301300 014143 3*第六次（夏第六次（夏威夷）威夷）383816001600616160606 62+4*2+4*2 2*第七次（悉第七次（悉尼）尼）393919001900130130 13130 033334 44 4生物医用药用材料第60页生物医学材料科学v开始步入国际先进水平第七次世界生物材料大会论文投递及接收状态统计第七次世界生物材料大会论文投递及接收状态统计（主要国家和地域）论文及论文及状态状态小计小计中国中国大陆大陆香港香港台湾台湾美国美国日本日本英国英国澳大澳大利亚利亚韩国韩国加拿加拿大大大会汇大会汇报报3000101100邀请汇邀请汇报报544002226512口头汇口头汇报报70433482216067411236墙报墙报115297213823815688688542总计总计190013025464822181621159880生物医用药用材料第61页生物医学材料科学生物医学材料科学v主要优势领域组织诱导生物材料药品和蛋白控释骨组织工程表面和表面改性分子相容性，矫形外科，医用高分子，磷酸钙，牙科材料，神经修复亦有较大发展生物医用药用材料第62页“十一五十一五”期间我国发展提议期间我国发展提议医疗器械产业国家重点发展产业 满足全民公平医疗保健基本要求，实现建设稳定小康社会目标目标：年产值：1500亿元国家中久远发展规划生物医用药用材料第63页“十一五十一五”期间我国发展提议期间我国发展提议发展思绪 量大面广产品质量提升为重点，初步改变高端产品依赖进口局面，扩大中端产品出口 突破关键技术、部件，提升产业集成、创新能力，为赶超国际先进水平奠定基础 建立与产业结合技术创新基地和国际互认试验评价平台 实施大型企业或企业集团带动中、小企业发展战略生物医用药用材料第64页“十一五十一五”期间我国发展提议期间我国发展提议重点发展领域 重大疾病抢救、诊疗、康复技术和装置 小区和家用医疗系统工程技术和装备 医学影像技术和装备 生物医学材料、器件及制备技术 组织工程化制品及人工器官 神经工程 生物微系统技术生物医用药用材料第65页烤瓷牙成份v1：普通烤瓷：主要成份；镍铬锰矽，特征铸造轻易，在口内含：普通烤瓷：主要成份；镍铬锰矽，特征铸造轻易，在口内含有高度稳定性，低导热比重轻。有高度稳定性，低导热比重轻。2含有高度延展性，较贵金属含有高度延展性，较贵金属更轻易成行设计。更轻易成行设计。3与瓷粉密合度也非常好。较易引发牙龈过与瓷粉密合度也非常好。较易引发牙龈过敏，变黑。敏，变黑。v2：医学含钛合金：主要成份钛：医学含钛合金：主要成份钛4-6镍镍60-76铬铬12-21特征美特征美国爱荷华大学试验汇报其生物相容性相等于国爱荷华大学试验汇报其生物相容性相等于75黄金合金。高黄金合金。高贵、价格经济，且美国三所牙科大学研究所证实其特征不亚于贵、价格经济，且美国三所牙科大学研究所证实其特征不亚于贵金属，选取安全高，唯一经过贵金属，选取安全高，唯一经过fda医学医学认证及认定为可植医学医学认证及认定为可植入人体最高等级医学合金，且取得入人体最高等级医学合金，且取得ada认证，认证，ce及及iso90002商标商标之牙科金属；选取健康性金属纯净度高，可防止牙龈过敏产生之牙科金属；选取健康性金属纯净度高，可防止牙龈过敏产生牙龈出血即黑色牙龈党风症状；选取有保障投保牙龈出血即黑色牙龈党风症状；选取有保障投保500万美金产万美金产品责任险，保障选取这健康；使用寿命长强度高，瓷牙结协力品责任险，保障选取这健康；使用寿命长强度高，瓷牙结协力强，增加瓷牙使用寿命强，增加瓷牙使用寿命生物医用药用材料第66页v3、钴铬合金烤瓷、钴铬合金烤瓷普通是铬普通是铬-不少于不少于25%，钼钼-不少于不少于4%，钴，钴+镍镍+铬铬-不少于不少于85%v4、钯银合金瓷牙：主要成份：钯金、钯银合金瓷牙：主要成份：钯金39.9银银51.8特征制作瓷牙之硬度与人类真牙相同，特征制作瓷牙之硬度与人类真牙相同，可仿自然牙一样经过唾液自动修补细微裂缝。可仿自然牙一样经过唾液自动修补细微裂缝。生物医用药用材料第67页5：珍贵黄金瓷牙：主要成份：黄金：珍贵黄金瓷牙：主要成份：黄金58白金白金3钯金钯金7特征具优异生物相容性及物理特征；制作瓷牙硬度特征具优异生物相容性及物理特征；制作瓷牙硬度与真牙相同，可确保你宝贵对合咬自然牙不受伤害。与真牙相同，可确保你宝贵对合咬自然牙不受伤害。v6：极珍贵黄金瓷牙：主要成份黄金：极珍贵黄金瓷牙：主要成份黄金75白金白金9特征特征含有高度生物、物理、化学安全性合金抗腐蚀性含有高度生物、物理、化学安全性合金抗腐蚀性v金铂合金烤瓷牙金铂合金烤瓷牙:金金89.5%，铂，铂5.8%，银，银1.2%，钯，钯1.6%，铱，铱0.6%，锡，锡0.3%，铁，铁0.2%，铟，铟0.8%v氧化锆烤瓷牙氧化锆烤瓷牙生物医用药用材料第68页补牙材料补牙材料v银汞主要是混合银、锡、铜及水银制成银汞主要是混合银、锡、铜及水银制成v树脂树脂v玻璃离子树脂玻璃离子树脂v纳米、钻石树脂纳米、钻石树脂v丁香油氧化锌粘固粉：又称暂时粘固粉、丁氧膏。作丁香油氧化锌粘固粉：又称暂时粘固粉、丁氧膏。作深洞双层垫底底层不承力材料，或不承力单层垫底材深洞双层垫底底层不承力材料，或不承力单层垫底材料，作料，作12周窝洞暂时封闭材料，也用作根管充填材周窝洞暂时封闭材料，也用作根管充填材料，加入赋形剂作为牙周塞治剂料，加入赋形剂作为牙周塞治剂生物医用药用材料第69页v牙胶：加热牙胶：加热40C变软，有可塑性，冷却后变硬。变软，有可塑性，冷却后变硬。用于根管充填辅助材料，可暂封窝洞，或加热用于根管充填辅助材料，可暂封窝洞，或加热后作牙齿温度测验后作牙齿温度测验生物医用药用材料第70页End生物医用药用材料第71页