張博雯

（石家莊市第二中學實驗學校，河北 石家莊 051430）

生物醫(yī)學材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述

張博雯

（石家莊市第二中學實驗學校，河北 石家莊 051430）

在醫(yī)學領域中，生物醫(yī)學材料已經(jīng)被廣泛應用。醫(yī)學科技領域的不斷更新，使各種新的醫(yī)學材料被研制出來。生物醫(yī)學材料具有較高科技含量，多用于組織工程領域中，也促使生物醫(yī)學材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。本論文針對生物醫(yī)學材料研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢以綜述。

生物醫(yī)學材料；研究現(xiàn)狀；生物活性；發(fā)展趨勢

科學技術的發(fā)展，各種新型生物醫(yī)學材料被研制出來，并在醫(yī)學領域中得以應用。到2000年為止，在全世界高達1600億美元的醫(yī)療市場中，醫(yī)用生物材料所占比率已經(jīng)達到了一半，且以20%的增長速度遞增。二十世紀80年代是新型生物醫(yī)學材料輩出的時代，進入到二十世紀90年代，以珊瑚為原材料的骨移植材料、人工皮膚、豬心臟瓣膜在醫(yī)學領域中得以應用。二十世紀，美國采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中國在生物醫(yī)學材料的研制方面起步較晚，但是應醫(yī)學領域需要而對各種生物醫(yī)學材料有所應用。隨著國家對生物醫(yī)學材料研究的重視，國家開始啟動醫(yī)學生物材料項目，并將生物醫(yī)學材料納入到優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)當中[3]。在中國的“十二五”規(guī)劃中，還特別指出要將重點發(fā)展新型口腔植、人工關節(jié)、新型人工血管、人工心瓣膜以及各種人工修復材料等等生物醫(yī)學材料。

一、生物醫(yī)學材料研究現(xiàn)狀

（一）金屬生物材料。

在醫(yī)學領域中，醫(yī)學金屬材料是較早采用的，且應用材料非常廣泛，包括不銹鋼材料、鈦合金材料等等。其中，不銹鋼材料具有較強的耐腐蝕性，因此應用效果非常好。由于人體內(nèi)為較為復雜的電解環(huán)境，隨著316L不銹鋼的應用，解決了這一問題，但是，卻不具備生物相容性。鈦合金具有良好的耐腐蝕性和生物相容性，具有一定的生物材料強度。鈦合金的抗拉強度介于500兆帕至1100兆帕之間，使鈦合金的彈性與人體的骨骼彈性更為接近，以使材料植入到人體后，與人的骨骼更為匹配。

（二）高分子生物材料。

醫(yī)用高分子材料的出現(xiàn)，使得醫(yī)用材料可以用于對損傷的人體器官以修復，以增強器官的恢復功能。目前所使用的醫(yī)用高分子材料分為可生物降解和非降解的高分子材料?？缮锝到獾母叻肿硬牧现踩肴梭w后，可以降解被為對人體無毒無害的C02、H20等對人體不會產(chǎn)生刺激性的物質?？缮锝到獾母叻肿硬牧峡梢允悄z原蛋白或者纖維蛋白等等天然材料，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屬于是惰性的高分子材料。聚乳酸在醫(yī)學上用于外科縫合線和藥物釋放的載體。由于其具有可降解性能，當傷口愈合后，就會被人體組織吸收。聚乳酸可以在降解的過程中，將藥物釋放到人體中，使藥物發(fā)揮作用。

（三）復合生物材料。

復合生物材料用于醫(yī)學領域中已經(jīng)獲得了長足發(fā)展，但是，由于材料植入人體后，會對人體的生理環(huán)境產(chǎn)生抵抗力，因此會存在一些問題有待進一步研究。目前醫(yī)學領域中所采用的復合生物材料包括有三類，即生物陶瓷復合材料、金屬基醫(yī)用復合材料和高分子復合材料。生物陶瓷復合材料植入到生理環(huán)境中后，并不會產(chǎn)生毒性反應，且具有良好的生物活性和生理環(huán)境相容性。金屬基醫(yī)用復合材料在醫(yī)學領域中應用，金屬具有單一的生物活性，可以采用生物涂層技術，以提高金屬表面的耐磨性和生物相融合。高分子復合材料是一種接近人體自然骨骼的高分子復合材料。人體骨骼本身就是一種層狀的復合材料，采用這種復合材料替代，雖然可以起到治療作用，但是其韌性明顯要低于人體自然骨骼。

（四）無機非金屬生物材料。

無機非金屬生物材料具有良好的化學穩(wěn)定性和生物相容性，主要包括生物活性陶瓷和惰性的無機材料。生物活性陶瓷材料主要用于關節(jié)、牙齒等等的硬組織修復。但是，該種材料不會與人體的活體組織結合，從而影響治療效果。惰性的無機材料以醫(yī)用碳素材料為主。該種材料具有較高的耐磨性，韌性和強度都非常高，特別是具有良好的抗疲勞性，可以與人體自然骨骼相匹配。骨骼損傷者選擇這種材料可以獲得良好的治療效果[2]。此外，醫(yī)用碳素材料在人體的生理環(huán)境中并不會產(chǎn)生毒副作用，良好的化學穩(wěn)定性和人體親和性，且具有抗血栓性和抗溶血性。如果對患者執(zhí)行人工心臟瓣膜手術，醫(yī)用碳素材料是優(yōu)先選擇的材料。

二、生物醫(yī)學材料研究的發(fā)展趨勢

生物醫(yī)用材料的發(fā)展進程中，從簡單的結構模仿發(fā)展為組織誘導再生，使生物醫(yī)用材料的單一性能逐漸向綜合性能發(fā)展。簡單的結構與外觀的仿制，向智能化仿生發(fā)展，使材料的應用已經(jīng)與現(xiàn)代的醫(yī)療技術融合，并共同發(fā)展。根據(jù)目前醫(yī)學領域的發(fā)展程度，生物醫(yī)用材料的研究空間還很大，并會涉及到多種學科，包括材料學、工程學、控制論以及生物技術等等，這些學科都會對生物醫(yī)學的發(fā)展產(chǎn)生推動作用。特別是各種新技術、新方法的應用，將生物技術引入到智能化發(fā)展的思路，使生物材料不再局限于實驗室研究，而會在臨床上得以廣泛應用，以為醫(yī)療做出貢獻。

結論：

綜上所述，生物醫(yī)學材料屬于是交叉學科，為材料學和醫(yī)學等等多種學科相互結合而形成。作為一門應用于醫(yī)學領域的新興學科，所研制的是用于醫(yī)學組織工程領域的各種新型的人工材料。根據(jù)技術含量的不同，生物醫(yī)學材料可以被劃分為金屬生物、高分析生物、復合生物和無機非金屬生物材料。隨著生物醫(yī)學材料研究的發(fā)展，使得生物醫(yī)用材料智能化發(fā)展。

[1]李慧.生物醫(yī)學材料研究現(xiàn)狀及進展[J].臨床醫(yī)學工程，2012，19(11)：2081-2082.

[2]馬捷，李蓉，王英華，孟繁敏，王淼，李明霞.淺析國內(nèi)外生物醫(yī)學材料專利技術發(fā)展趨勢[J].中國醫(yī)藥生物技術，2011，6(06)：466-470.

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1671-864X（2015）12-0053-01

張博文，女（1998-02-20），漢族，河北省石家莊市辛集，高中。