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目前生物医用材料研究的重点

上一篇 / 下一篇  2010-02-06 14:33:56

  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组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料,具体体现在以下几个方面:

  1. 提高生物医用材料的组织相容性

  途径不外乎有两种,一是使用天然高分子材料,例如利用基因工程技术将产生蛛丝的基因导入酵母细菌并使其表达;二是在材料表面固定有生理功能的物质,如多肽、酶和细胞生长因子等,这些物质充当邻近细胞、基质的配基或受体 ,使材料表面形成一个能与生物活体相适应的过渡层。

  2. 生物医用材料的可降解化

  组织工程领域研究中 ,通常应用生物相容性的可降解聚合物去诱导周围组织的生长或作为植入细胞的粘附、生长、分化的临时支架。其中组织工程材料除了具备一定的机械性能外,还需具有生物相容性和可降解性。

  英国科学家发明了一种可降解淀粉基聚合物支架。以玉米淀粉为基本材料, 分别加入乙烯基乙烯醇和醋酸纤维素 ,再分别对应加入不同比例的发泡剂 (主要为羧酸 ),注塑成型后就可以获得支撑组织再生的可降解支架。

  3. 生物医用材料的生物功能化和生物智能化

  利用细胞学和分子生物学方法将蛋白、细胞生长因子、酶及多肽等固定在现有材料的表面 ,通过表面修饰构建新一代的分子生物材料 ,来引发我们所需的特异生物反应 ,抑制非特异性反应。例如将一种名叫玻璃粘连蛋白 (VN)的物质固定到钛表面,发现固定VN的骨结合界面上有相对多的蛋白存在。

  4.开发新型医用合金材料

  生物适应性优良的Zr、Nb、 Ta、Pd、Sn合金化元素被用于取代钛合金中有毒性的Al、V等,如Ti -15Zr - 4Nb - 2Ta和Ti - 12Mo - 6Zr - 2Fe等合金的生物亲和性显著提高,,耐蚀及机械性能也有较大改善,Ti-Ni和Cu、Zn、Al等形状记忆合金由于具有形状记忆和超弹性双重功能,在脊椎校正、断骨固定等方面有特殊的应用。

  5.作为研究热点的纳米生物材料

  目前取得实质性进展的是纳米控释技术和纳米颗粒基因转移技术。这种技术是以纳米颗粒作为药物和基因转移载体,将药物、DNA和RNA等基因治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面,同时也在颗粒表面耦联特异性的靶向分子,如特异性配体、单克隆抗体等,通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合,在细胞摄取作用下进入细胞内,实现安全有效的靶向性药物和基因治疗。

  6.增强生物医用材料的治疗特性

  研究表明,肿瘤部位的神经和血管都不发达,通过温热疗法可以选择性杀死癌细胞。通常采用铁磁材料植入肿瘤部位,在交变磁场作用下通过磁滞加热使癌细胞死亡。由于铁磁材料不具备生物活性,加热后要用外科手术的方法去除,给患者带来不便。而铁磁微晶玻璃(Fe2O3 - CaO -SiO2)可以将磁滞与良好的生物相容性结合,即使长期留在人体内也无不良影响。

  7.研制具有多种特殊功能的生物材料

  如:膜式人工肺中使用的透氧气和二氧化碳的材料;用于植入体内降解缓蚀性材料和经过皮肤吸收的液晶缓蚀膜材料;用于口腔医学临床的金属和陶瓷与用碳纤维增强的复合材料。


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