張博文

【摘 要】在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，生物醫(yī)學(xué)材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。醫(yī)學(xué)科技領(lǐng)域的不斷更新，使各種新的醫(yī)學(xué)材料被研制出來(lái)。生物醫(yī)學(xué)材料具有較高科技含量，多用于組織工程領(lǐng)域中，也促使生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。本論文針對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)以綜述。

【關(guān)鍵詞】生物醫(yī)學(xué)材料；研究現(xiàn)狀；生物活性；發(fā)展趨勢(shì)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型生物醫(yī)學(xué)材料被研制出來(lái)，并在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得應(yīng)用。到2000年為止，在全世界高達(dá)1600億美元的醫(yī)療市場(chǎng)中，醫(yī)用生物材料所占比率已經(jīng)達(dá)到了一半，且以20%的增長(zhǎng)速度遞增。二十世紀(jì)80年代是新型生物醫(yī)學(xué)材料輩出的時(shí)代，進(jìn)入到二十世紀(jì)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(xué)領(lǐng)域中得以應(yīng)用。二十世紀(jì)，美國(guó)采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中國(guó)在生物醫(yī)學(xué)材料的研制方面起步較晚，但是應(yīng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域需要而對(duì)各種生物醫(yī)學(xué)材料有所應(yīng)用。隨著國(guó)家對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料研究的重視，國(guó)家開(kāi)始啟動(dòng)醫(yī)學(xué)生物材料項(xiàng)目，并將生物醫(yī)學(xué)材料納入到優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)當(dāng)中[3]。在中國(guó)的“十二五”規(guī)劃中，還特別指出要將重點(diǎn)發(fā)展新型口腔植、人工關(guān)節(jié)、新型人工血管、人工心瓣膜以及各種人工修復(fù)材料等等生物醫(yī)學(xué)材料。

一、生物醫(yī)學(xué)材料研究現(xiàn)狀

（一）金屬生物材料

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，醫(yī)學(xué)金屬材料是較早采用的，且應(yīng)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(qiáng)的耐腐蝕性，因此應(yīng)用效果非常好。由于人體內(nèi)為較為復(fù)雜的電解環(huán)境，隨著316L不銹鋼的應(yīng)用，解決了這一問(wèn)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(qiáng)度。鈦合金的抗拉強(qiáng)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(duì)損傷的人體器官以修復(fù)，以增強(qiáng)器官的恢復(fù)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(duì)人體無(wú)毒無(wú)害的CO2、H2O等對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生刺激性的物質(zhì)?？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(xué)生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(dāng)傷口愈合后，就會(huì)被人體組織吸收。聚乳酸可以在降解的過(guò)程中，將藥物釋放到人體中，使藥物發(fā)揮作用。

（三）復(fù)合生物材料

復(fù)合生物材料用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，但是，由于材料植入人體后，會(huì)對(duì)人體的生理環(huán)境產(chǎn)生抵抗力，因此會(huì)存在一些問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中所采用的復(fù)合生物材料包括有三類，即生物陶瓷復(fù)合材料、金屬基醫(yī)用復(fù)合材料和高分子復(fù)合材料。生物陶瓷復(fù)合材料植入到生理環(huán)境中后，并不會(huì)產(chǎn)生毒性反應(yīng)，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(fù)合材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用，金屬具有單一的生物活性，可以采用生物涂層技術(shù)，以提高金屬表面的耐磨性和生物相融合。高分子復(fù)合材料是一種接近人體自然骨骼的高分子復(fù)合材料。人體骨骼本身就是一種層狀的復(fù)合材料，采用這種復(fù)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(wú)機(jī)非金屬生物材料

無(wú)機(jī)非金屬生物材料具有良好的化學(xué)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(wú)機(jī)材料。生物活性陶瓷材料主要用于關(guān)節(jié)、牙齒等等的硬組織修復(fù)。但是，該種材料不會(huì)與人體的活體組織結(jié)合，從而影響治療效果。惰性的無(wú)機(jī)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(qiáng)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(huì)產(chǎn)生毒副作用，良好的化學(xué)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(duì)患者執(zhí)行人工心臟瓣膜手術(shù)，醫(yī)用碳素材料是優(yōu)先選擇的材料。

二、生物醫(yī)學(xué)材料研究的發(fā)展趨勢(shì)

生物醫(yī)用材料的發(fā)展進(jìn)程中，從簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)模仿發(fā)展為組織誘導(dǎo)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(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)與外觀的仿制，向智能化仿生發(fā)展，使材料的應(yīng)用已經(jīng)與現(xiàn)代的醫(yī)療技術(shù)融合，并共同發(fā)展。根據(jù)目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展程度，生物醫(yī)用材料的研究空間還很大，并會(huì)涉及到多種學(xué)科，包括材料學(xué)、工程學(xué)、控制論以及生物技術(shù)等等，這些學(xué)科都會(huì)對(duì)生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)作用。特別是各種新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，將生物技術(shù)引入到智能化發(fā)展的思路，使生物材料不再局限于實(shí)驗(yàn)室研究，而會(huì)在臨床上得以廣泛應(yīng)用，以為醫(yī)療做出貢獻(xiàn)。

結(jié)論

綜上所述，生物醫(yī)學(xué)材料屬于是交叉學(xué)科，為材料學(xué)和醫(yī)學(xué)等等多種學(xué)科相互結(jié)合而形成。作為一門應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新興學(xué)科，所研制的是用于醫(yī)學(xué)組織工程領(lǐng)域的各種新型的人工材料。根據(jù)技術(shù)含量的不同，生物醫(yī)學(xué)材料可以被劃分為金屬生物、高分析生物、復(fù)合生物和無(wú)機(jī)非金屬生物材料。隨著生物醫(yī)學(xué)材料研究的發(fā)展，使得生物醫(yī)用材料智能化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李慧.生物醫(yī)學(xué)材料研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].臨床醫(yī)學(xué)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(guó)內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)材料專利技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)，2011，6（06）：466-470.