生命科学基础与应用.docx

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1、生命科学基础与应用生物材料摘要：从古至今，生物材料为保障人类健康、提高生活质量 延长寿命提供了最有效的手段。生物材料能够用于人体组织 和器官的诊断、修复或增进其功能，它能够执行、增进或替 换因疾病、损伤等失去的某种功能，而不能够恢复缺陷部位。 生物材料具有很高的实用价值，很有必要投入人力物力去研 究生物材料关键词：生物材料分类开展应用正文：一、生物材料的定义生物材料，又称生物医用材料，是和生物系统相作用，用以 对生物体进行诊断、治疗修复和置换损坏的组织、器官或 增进其功能的材料，即直接与人体接触处置和诊治的相关 材料。可以是天然材料,也可以是合成材料，或是他们的结 合，还可以是有生命力的或体细

2、胞或天然组织与无生命的 材料结合而成的材料。二、生物材料的分类生物材料应用广泛，品种很多，其分类方法也很多。生物 材料包括金属材料，如碱金属及其合金等；无机材料，生 物活性陶瓷、羟基磷灰石等和有机材料三大类。有机材料 中主要是高分子集合物材料，高分子材料通常按材料属性 分为合成高分子材料、聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇 酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等。天 然高分子材料，如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等。根 据材料的用途，这些材料又可以分为生物惰性、生物活性 或生物降解材料高分子聚合物中，根据降解产物能否被 机体代谢和吸收，降解型高分子又可分为生物可吸收性和 生物不可吸收性；根据材

3、料与血液接触后对血液成分性能 的影响状态那么分为血液相容性聚合物和生物不相容性聚合 物等。三、生物材料的研究内容生物体生理环境、组织结构、器官生理功能及其替代方 法的研究；具有特种生理功能的生物医学材料的合成、改性、加工 成型以及材料的特种生理功能与其结构的关系的研究； 材料与生物体的细胞、组织、血液、体液、免疫内分泌 等生理系统的相互作用以及减少材料毒副作用的对策研究 材料灭菌、消毒、医用安全评价方法与标准以及医用材 料与制品生产管理与国家管理法规的研究。四、生物材料的开展一般认为，生物材料的开展大致经历了三代。一般将第一次世界大战以前所使用的生物材料为第-代生物 医学材料。代表材料有石膏、

4、金属、橡胶以及棉花等物 品。这一代的材料大都已被现代医学所淘汰。第二代生物医学材料的开展是建立在医学、材料科学（尤其 是高分子材料学）、生物化学、物理学以及大型物理测试技 术开展的基础上的，研究人员也多由材料学家和医生来担 任。代表材料有羟基磷灰石、磷酸三钙、聚羟基乙酸、聚 甲基丙烯酸羟乙基醋、胶原、多肤、纤维蛋白等。这类材 料与第一代生物医学材料一样，其研究思路仍旧是从改善 材料本身的力学性能和生化性能，使其在生理环境下能够 长期地替代生物组织。第三代生物医学材料是一类具有促进人体自身修复和再生 作用的生物医学复合材料。它是在生物体内各种细胞组 织、生长因子、生长抑素及生长机制的结构和性能的

5、基础 上建立的叫，由具有生理“活性”的组元及控制载体的“非活性”组元构成，有较理想的修复再生效果。它通过 材料之间的复合、材料与活细胞的融合、活体组织和人工 材料的杂交等手段，赋予材料特异的靶向修复、治疗和促 进作用，从而使病变组织大局部甚至全部由健康的再生组 织取代。其中骨形态发生蛋白材料是第三代生物医学材料 中的代表.五、生物材料的广泛应用生物材料以生物技术和生物工程学为基础，即以基因工 程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物别离工程等五大 生物工程技术为基础产生的各种各类生物材料在医疗医 药、化工生产、食品加工、科学研究、农业生产、环境保 护、能源开发等方面和领域有广泛的应用和密切的联系。

6、 其中，生物金属材料、生物无机材料、生物高分子材料、 生物复合材料等作为生物材料的重要组成局部，在人们的 日常生活中已得到广泛应用。六、生物材料的开展前景及展望组织工程材料面临重大突破组织工程是指应用生命科学与工程的原理和方法，构建一 个生物装置，来维护、增进人体细胞和组织的生长，以恢 复受损组织或器官的功能。它的主要任务是实现受损组织 或器官的修复和再建，延长寿命和提高健康水乎。生物材 料在组织工程中占据非常重要的地位，同时组织工程也为 生物材料提出问题和指明开展方向。生物医用纳米材料初见端倪纳米技术在90年代获得了突破性进展，在生物医学领域的 应用研究也不断得到扩展。目前的研究热点主要是药

7、物控 释材料及基因治疗载体材料。生物医用纳米材料在分析与 检测技术、纳米复合医用材料、与生物大分子进行组装、 用于输送抗原或疫苗等方面也有良好的应用前景血液净化材料重在应用采用滤过沉淀或吸附的原理，将体内内源性或外源性毒物 （致病物质）专一性或高选择性地去除，从而到达治病的 目的，是治疗各种疑难病症的有效疗法。目前已研究和开 发用于制备血液净化高分子膜的材质多达数十种，但是由 于临床对血液透析、血浆滤过和血浆置换用高分子膜的要 求非常苛刻，即必须具备良好的通透性、机械强度以及血 液相容性，所以急需寻求具备这些高性能的生物材料。复合生物材料仍是开发重点作为硬组织修复材料的主体，复合生物材料受到广泛重 视。它具有强度高、韧性好的特点，目前已广泛应用于临 床。通过具有不同性能材料的复合，可以达至取长补短 的效果，有效解决材料的强度、韧性及生物相容性问题。 根据使用方式的不同研究较多的是：合金、碳纤维/高分 子材料、无机材料（生物陶瓷、生物活性玻璃）/高分子 材料的复合研究。材料外表改性是永久性课题生物相容性包括血液相容性和组织相容性，是生物材料应 用的基本要求。除了设计、制造性能优异的新材料外，通 过对传统材料进行外表化学处理（外表接枝大分子或基 团）、外表物理改性（等离子体、离子注人或离子束）和 生物改性是有效途径。材料外表改性的新方法和新技术被 认为是生物材料研究的永久性课题。