核医学材料管理

核医学材料管理（精选九篇）

核医学材料管理 篇1

1 核医学设备和材料的维护与管理所处的地位和作用

核医学在诊断、治疗或进行临床研究中需要使用非密封源,非密封源不仅易造成对医护人员的外照射,更易造成内照射。因此,做好医院核医学科设备和材料的维护与管理,是贯彻《中华人民共和国职业病防治法》和《放射诊疗管理规定》的根本要求,不仅能够保障医护人员的健康,有效地防止放射性职业病发生;而且能够保障放射医疗场所周围的环境安全,同时又可以充分发挥设备和材料的效益,更好地为医护人员和患者服务。

核医学科作为非密封源工作场所,其设备和材料的维护和管理较复杂,有效地维护和管理是通过卫生行政部门检查的重要保证之一,也是医院设备管理水平的重要体现之一。因此,核医学科设备和材料的维护与管理在医院管理系统中具有不容忽视的地位和作用。

2 掌握核医学设备的使用和维护特点,才能更好地发挥核医学设备的作用

2.1 核医学诊断和治疗设备的维护和管理

核医学诊断和治疗设备主要包括ECT机、放射免疫γ计数仪、肾图仪、骨密度仪和敷贴器等设备。ECT是由电子计算机断层摄影与核医学示踪原理相结合的高科技技术。其原理是利用仪器探测人体内同位素的动态分布而成像,特点是可做功能和代谢方面的影像检查,医院常用20m Ci的99mTc放射性核素作为示踪核素。因此,在维护和管理ECT时,除按仪器说明书操作外,给病人摆位时要缩短时间,诊断床和设备表面应定期进行表面污染监测,防止病人呕吐物污染设备表面和床面,发现污染及时进行处理。放射免疫γ计数仪和肾图仪使用时所用的125I和131I放射性活度较小,主要注意操作时不要造成仪器设备表面污染,定期进行表面污染监测与处理。骨密度仪和敷贴器的危害主要是外照射,骨密度仪不操作时,将放射源进行屏蔽防护。核医学常用90Sr做β源进行敷贴治疗,对于敷贴器的使用,一方面防止敷贴器的丢失和破损;另一方面,要定期进行敷贴器贮源箱表面轫致辐射检测,看是否符合贮源箱表面5cm处空气比释动能率低于10μGy/h和贮源箱表面1m处空气比释动能率低于1μGy/h的国家标准要求。

核医学诊疗设备的管理,要做到每台设备都建立操作规程,定期进行维护和监测制度,对含有放射源的设备建立应急预案,防止放射源丢失。建立专人负责制,以保证职责制度能够得到落实。落实持证上岗制度,无放射性工作人员证禁止上岗。只要做到以上对核医学诊断和治疗设备的维护和管理,就能更好地使设备为患者服务,保障工作人员的健康和安全。

2.2 核医学防护检测设备的维护和管理。

核医学防护和检测设备主要有131I隔室操作系统(通风橱)、99mTc隔室注射防护装置,铅玻璃屏、铅衣、活度计、表面粘染测试仪、巡测仪和闪烁探测器等。其中131I隔室操作系统(通风橱)、99mTc隔室注射防护装置,铅玻璃屏和铅衣等属于防护设备,对于这些设备的合理使用和维护管理直接关系到医务人员的健康。131I隔室操作系统(通风橱)的使用和维护最为重要,因为核医学科常用131I核素治疗甲状腺癌,一个病人用量约为100m Ci,分装一次一般200m Ci左右,放射性核素用量较大;又由于131I的辐射类型为β衰变伴有γ辐射。因此,131I隔室操作系统中的通风橱应为内层有机玻璃外层铅的复合屏蔽通风橱,以防止β射线产生的轫致辐射。对它进行维护时要定期检查其表面放射性污染和操作位置处的空气比释动能率水平,同时定期更换通风橱管道中的活性炭过滤物质和检查排风机的运转情况,发现问题及时处理。进行操作时先通风,并保证通风橱排气孔高度高于周围50m范围内建筑物屋脊3m,以达到保护周围环境的目的。对于99m Tc隔室注射防护装置,铅玻璃屏和铅衣等其它防护设备,主要注意表面放射性污染的防范,尤其是铅衣,以免造成二次污染。同时合理放置铅防护屏,缩短操作时间,做到分装工作干净利落。

对于活度计、表面粘染测试仪、巡测仪和闪烁探测器等这些检测设备,应定期进行保养和擦拭,有光电倍增管的设备要轻拿轻放,定期涂抹硅油和光电倍增管要闭光保存。每次进行测量时不要使仪器接触污染物表面,以免污染设备,针对不同的射线选用合理的探测器,严格按操作规程操作。由于是放射性检测仪器,属强检仪器,应每年进行标定一次,以保证测量的准确性。

只有做到对以上核医学设备的维护和管理,才能使设备为我们所充分利用,才能最大限度地发挥设备的使用效率,才能获得较高的利益代价比。

3 加强核医学科所用材料的管理,是核医学诊疗有序进行和周围环境安全的根本保障

3.1 药品的管理

核医学药品的管理与普通医疗药品的管理不同,有它的特殊性。对于不含放射性的药品,按普通医疗药品管理。很多用于诊断和治疗的放射性药物(含放射源),药物购进后应放在储源室保存。我们应做到:

(1)储源室每日操作前、后进行剂量监测,无关人员不得入内。

(2)贮存和运输放射性物质时有专门容器,容器在运输时有防护。

(3)核医学科使用的放射源有如下账目:(1)放射性同位素药品登记,登记中包括:药品名称、订药日期、活度、订药人、到货日期、收货人、使用人以及放射性药品的最终归宿;(2)放射性标记药品登记,包括:使用日期、药品名称、用量(支)、使用人、订药人、订药量(支)、到药日期。

(4)建立放射性药品管理责任制和突发事件应急预案,对于放射性药品的丢失,及时向卫生行政部门和公安部门报告。

只有妥善管理好放射性药物,我们才能使核医学诊断和治疗工作准确有序地进行,才能有效地保障职业人员的健康和周围环境的安全。

3.2 医疗用品的管理

核医学医疗用品主要包括一般医疗用品和防护备品。对于一般医疗用品,不接触放射性的物品按普通医疗用品处理;可能沾染放射性的用品,包括分装和注射99mTc和131I时所用注射器,以及沾有125I的试管,医生配药时的乳胶手套,盛放放射性药剂的包装瓶、擦取漏出液滴的棉球等,按放射性废物处理,先放在废物库中,然后由主管部门收贮。病人用的毛巾、床单和住院服等,也会沾有一定量的放射性物质,将其放入废物库中,经十个半衰期检测无污后方可洗涤在用。

核医学防护用品主要包括铅砖、铅手套、铅眼镜和铅废物箱等,对于它们的管理,主要是将铅手套、铅眼镜放在便于取放的地方,铅砖放在需要屏蔽的地方,铅废物箱放在便于操作的地方,以便操作时将放射性废物随手扔到废物箱中,每次操作后清理废物箱。所有防护用品必须保持清洁,尽量不要让放射性物质沾染到上面,一旦沾染,立即进行去污处理。

总之,医院核医学设备和材料的维护与管理是一件非常复杂的工作,随着PET技术的发展,核医学设备和材料的维护与管理将面临更高的挑战,完善和加强核医学设备和材料的维护与管理对预防放射性职业病的发生,使放射诊疗有序地进行和保障周围环境的辐射安全具有举足轻重的作用。

参考文献

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[5]姜德智.放射卫生学[M].苏州:苏州大学出版社,2004.

[6]贾峰涛,等.医用回旋加速器的放射防护安全[J].医疗设备信息,2006(9):57.

病残儿医学鉴定的材料材料 篇2

1、《病残儿童医学鉴定表》一份及病残儿童与其母亲合照三张；

2、夫妻双方个人申请；

3、夫妻双方单位签字盖章，双方单位群众座谈纪要，农村人口要有村委会签字盖章和群众座谈纪要;

4、县人口和计划生育行政部门的有关调查材料；

5、农村人口需提供两个县级以上医院诊断证明、原始病历（或复印件）及辅助检查资料；

6、非农人口：需要提供一个县级以上医院诊断证明，一个地市级以上医院诊断证明、原始住院病历（或复印件）及辅助检查资料；

7、在《渭南市病残儿医学鉴定材料袋》背面处填写所有材料袋中的资料名称以确保资料完备；

生物材料在医学上的应用 篇3

1 生物材料应用前景

随着人类文明的进步和生活水平的提高重视,人类迫切需要新的材料对人体内发生病变、损伤和老化的组织器官进行替代、修补和矫正,人体硬组织替换材料将具有广阔的发展前景。生物微晶玻璃作为生命科学与材料科学交叉渗透发展的成果之一,以其良好的生物相容性、生物亲和性和无毒副作用,耐化学腐蚀等优点而日益受到更加广泛的青睐。除了具有良好的生物相容性和生物活性外,由于它们的化学组成与生物体的自然骨骼相似,容易与周围的骨骼形成紧密牢固的化学键合,或经生物降解形成新的骨骼成分。随着制备技术的发展,在保证生物相容性的基础上,进一步提高强度,并可以具有良好的可加工性,使其临床应用性能得到了大幅度的提高,可以被广泛地应用于骨科、牙科的替代及骨组织工程等领域,同时也展现了良好的发展前景。

2 生物医学材料的分类

生物医学材料品种繁多,几乎涉及材料学科的各个领域。在临床上的使用也多种多样,覆盖临床多个学科。迄今被详细研究过的生物医学材料已超过一千种,被广泛应用的也达数十种之多。仅以高分子材料为例,世界范围在临床上应用的就有90多个品种、1800余种制品。依据不同的分类标准,目前生物材料可以分为不同的类型。

根据材料的生物性能,生物医学材料可分为:生物惰性材料、生物活性材料和生物降解材料三类。

2.1 生物惰性材料(Bioinert Materials)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的生物医学材料,主要有生物陶瓷类和医用合金类材料。由于在实际中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在机体内也只是基本上不发生化学反应。它与组织间的结合主要是组织长入其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联,即形态结合。生物惰性材料主要包括氧化物陶瓷(A12O3、ZrO)2、玻璃陶瓷、Si3N4陶瓷、医用碳素材料、医用金属材料等。该类材料由于具有惰性,植入体内后无论是形态或结构一般不会发生改变,力学性能稳定,因此该类材料是目前人体承重材料中应用最广的材料。

2.2 生物活性材料(Bioactive Materials)是一类能在材料界面诱导出特殊生物反应或调节生物活性的生物医学材料,它可与组织在界面形成化学结合。生物活性材料主要有以下几类:羟基磷灰石材料、磷酸钙生物活性材料、磁性生物陶瓷材料、生物活性玻璃等。这类材料突出的特点是材料植入生体后,随着移植时间的推移,材料表面发生化学变化,从而使材料与生体组织间的结合更牢固。羟基磷灰石是一种典型的生物活性材料,由于它与人体骨的主要无机质成分相似,当羟基磷灰石植入生体内后不仅能引导骨形成,而且可以与组织形成骨性结合。

2.3 生物降解材料(Biodegradable Materials)是指一类在被植入人体后不断地发生分解、并且分解产物能被生物体所吸收或排出体外的一类材料。主要包括β-TCP生物降解陶瓷和可降解高分子材料。生物降解陶瓷主要用于修复骨缺损或用作药物载体。可降解高分子材料主要用于药物释放载体及非永久性植入装置,如心血管系统、软组织等。

3 生物微晶玻璃

3.1 不同晶相的生物微晶玻璃。

1982年京都大学的小久保正研制出A-W微晶玻璃。此种玻璃具有很高的机械强度和断裂韧性,并能与人骨快速牢固地结合,是迄今为止最好的生物微晶玻璃之一。该项成果后转让给日本电气玻璃公司(NEG),商品名Cerabone。主要用于修复替换人的脊椎骨、肠骨等。A-W微晶玻璃中含有羟基磷灰石和硅灰石相,分别赋予材料以高生物活性和高强度。

为了使生物玻璃兼有生物活性和可机械加工性,人们在研究可切削的云母微晶玻璃的基础上,制备出了氟磷灰石-氟金云母微晶玻璃、氧化锆增韧的云母微晶玻璃等。合成具有梯度构造的Ca O-P2O5-Al2O3系统生物微晶玻璃的研究也有报道。此类生物微晶玻璃的表层为β-TCP和HAP微晶,内层为透光性良好的β-TCP晶相。虽然近年已成功开发出多种生物微晶玻璃,但研制一种具有高生物活性、高的初始强度、体内可生物降解的生物微晶玻璃仍是人们努力的方向。

3.2 生物微晶玻璃析晶机理的研究。

弄清楚生物微晶玻璃的析晶机理和微观结构有助于开发新的生物材料和提高已有材料的性能,近年来对其研究较多。对磷酸钙基生物玻璃的晶化和微观结构的研究表明添加Zr O2,Ti O2等使磷酸钙基微晶玻璃中能析出可生物再吸收的晶相如β-Ca2P2O3等。通过研究含磷灰石和白榴石晶相的微晶玻璃的结构、化学稳定性等,发现在烧结中受控析晶表面和体内反应控制,在热处理中磷灰石和白榴石平行析晶。

通过研究不同含量的P2O5对Si O2-K2O-Zr O2-P2O5体系的析晶和微观结构的影响,Schweger等认为Li2Si2O5相变和析晶主要受P2O5的影响。也有人探讨Ti O2在Si O2-3Ca O·P2O5-Mg O体系中诱导分相和析晶的作用机理、熔制玻璃中棒状氟磷灰石的析晶机制及Ca O-P2O5-Mg O-Si O2体系结晶过程中力学性能的改变。

4 本领域存在的问题

生物活性玻璃陶瓷具有优良的生物活性及生物相容性,但终因其机械性能不稳定、可靠性差、韧性不好而限制了其应用。因此,人们目前普遍关注于生物陶瓷-金属复合材料的研究。

生物活性玻璃作为理想的材料已得到广泛研究和应用,越来越显示出惰性生物材料所不能比拟的优势,就生物活性玻璃来说以下几个方面问题值得研究:

4.1 生物活性玻璃同传统陶瓷一样需要高温结烧成型,这样有些材料的活性不免会受到影响而大大降低,因此在制备工艺上采用熔融破碎法制备生物活性玻璃。

4.2 生物活性玻璃像普通玻璃与陶瓷一样存在力学弱点,即脆性大,因而限制了其应用范围。

4.3 生物活性玻璃使用环境的特殊性,可植入人体,决定了它既属于材料学,但是在使用上还是有一定的局限性。

参考文献

[1]李世普.生物医用材料导论[M].武汉:武汉工业大学出版社,2000:1-5.

[2]俞耀庭.生物医用材料[M].天津:天津大学出版社,2000:1-3.

[3]孙雪,奚廷斐等.生物材料和再生医学的进展[J].中国修复重建外科杂志,2006,20(2):189-193.

生物医学材料 篇4

摘 要:简单介绍了钛及钛合金和其作为生物医学材料的优点,简述了钛及钛合金的物理性能、化学性能，同时阐明了其生物相容性原理。综述了国内外生物医学钛合金材料的应用和研究进展。

关键词: 医用钛合金；生物医学材料；生物相容性；应用和发展 引言

金属材料是最早用于临床的生物医学材料,可用于传统的人体硬组织缺损、创伤、骨科、牙科疾病等的各种修复,矫形及内、外固定治疗等。从20世纪中叶以来,以钛合金为主的生物医学金属材料开始在人体硬组织植入，特别是在人体软组织的介入治疗方面显示出独特而神奇的疗效。极大地促进医用了钛合金材料在外科植入物和矫形器械产品中的应用和推广。近年来钛及其合金以其与骨相近似的弹性模量、良好的生物相容性及在生物环境下优良的抗腐蚀性在临床上得到了越来越广泛的应用。而具有典型代表性的医疗器械产品的问世,无疑是医学领域的一个里程碑,具有划时代的意义

[2，3]

[1]。

2钛及钛合金作为生物材料的优点

2.1钛及其合金的物理性能

纯钛有4个牌号，还有20余种合金，为临床选择使用提供了余地，钛熔点1668士4℃，沸点3553℃，具有α、β俩种同素异形体，882℃转变时伴随5 ％的相变体膨胀。导热系数0.036cal/cm.s.k，接近牙釉质导热系数0.002cal/cm.s.k，作为口腔修复体时可保护牙髓。钛的强度比不锈钢高，且有较高韧性和抗疲劳能力，即使在有裂纹和缺陷时也需要用极高的载荷才能使其断裂。合金化虽然可以提高其强度，但降低其断裂韧度(Klc)2.2钛及其合金的化学性能

钛在空气中或氧化条件下其表面生成一层钝化膜(主要由TiO2、Ti3O2=TiO组 成)，温度升高，时间延长使钝化速度增大，膜厚度增加，而且该钝化膜有自修复功能。通过生化试验，动物实验和临床观察均证明钛对于血液、体液等有极好 的耐腐蚀性能[4，8]

[4-7]

[4]。

。2.3生物相容性

普通金属材料力学性能优良、易加工，但组成与人体组织成分相距甚远，因而很难与生物组织亲合，一般不具有生物活性。作为生物医学材料的钛及钛合金满足了2个基本条件：①无毒性；②耐生理体液腐蚀。

钛及钛合金的缺点是硬度较低，耐磨性差。如果将钛制品表面进行高温离子氮化处理，纯钛及钛合金硬度分别提高 7倍和 2倍，氮化后钛材的年腐蚀率仅 为非氮化的三分之一。动物实验结果表明，生物组织对表面渗氮处理钛材反应轻微且无毒性。[9]3钛及其合金在生物医学领域的应用

近年来，钛及其合金以整形外科、牙科及各种医疗器械为中心，在医学领域得到空前的快速发展。3.1人体矫形

钛合金弹性模量比不锈钢更接近于人体骨骼，因此钛合金肘关节、踩关节等被广泛用于人体矫形手术中。每年世界上大约有1亿病人由于臂关节和膝关节 炎症而进行替换治疗。钛制膝盖板比用不锈钢膝盖板轻许多且腐蚀问题得到了 改善。德国在20世纪80年代开发了钛合金精铸假肢，推动了钛功能假肢的发展，从此，钛合金精铸假肢在各国很快得到了推广应用。目前，钛制假肢正在逐渐取代钢制假肢[10]。

3.2介入性治疗

介入性治疗是近几年来得到快速发展的一种先进的非手术临床诊疗技术。该技术通常是在X射线图像监视下，几利用穿刺插管技术将特制导管、支架等沿血管或体内其它管腔输送到体内病变处，就地治疗

[11]

。过去支架通常以316L不锈钢制成，但这种支架的纵向柔韧性不太令人满意，而钛镍形状记忆合金支架具有偏置式力学效应和形状记忆效应，目前正被广泛研究并投人临床湘瓜合金制成的血管支架，不仅与316L不锈钢有相当的强度，而且具有良好的冷加土成形性、更适合人体要求的纵向柔顺性3.3牙科

从钛合金植入人体那一刻起 ,牙齿种植用金属材料就发生了一系列的改变。

[12]

。钛与人体骨骼上皮组织、结缔组织都具有良好的亲和性，力学性能也可与其它各种类型牙科用合金相媲美，且密度小，制成的义齿体感舒适义齿通过表面处理，还可满足人们对义齿美观的要求。3.4循环系统医疗器械

钛通常被用在制作心率调节器和除颤器，它可以作为载体工具替代心脏本身某些功能，如心脏瓣膜。美国活性金属公司提供了一种钛材，用以制造主动脉瓣膜，外科医生把这种心脏瓣膜放在适当位置而不必进行缝合。在心脏起搏器中，密封的钛盒能有效防止潮气渗入密封的电子元器件

[14]

[13]

。不仅如此，钛

。人工肺关键部位使用的微孔钛片作为气体扩散元件将氧气扩散到体外循环的病人血液中，将静脉血变成动脉血。3.5 面部治疗

当人体面部组织遭到严重破坏时，局部组织修复需要用外科植入件进行。钛合金具有良好生物相容性和所需强度，因此，是人体面部组织修复的理想材料。纯钛网作为骨头托架已用于颗骨再造手术3.6手术器械

钛医疗器械具有良好的抗腐蚀能力，反复的清洗、消毒表面质量不受影响；无磁性，能够排除对微小、敏感植入电子器械的破坏威胁；质轻、用来替代不锈钢重量大为减轻，使医生操作过程中更加灵活，降低医生的疲劳程度。因此，目前已用来制作手术刀片、止血钳、剪刀、电动骨钻、镊子等。

[9]

[15]。

参考文献：

[1],张玉梅，郭天文，李佐臣.钛及钛合金在口腔科应用的研究方向[J],生物医学工程学杂志，2000，17(2)：206-208 [2] 汶建宏,杨冠军,葛鹏,毛小南,赵映辉.钛合金的研究进展[J].钛工业进展,2008,25(1):33-40 [3] 徐雄.生物医用钛合金应用及发展

[4] Eylon.D著.张祖光,李湘杰.译.钛在能源与工业中的应用.机械工业出版社，1989：9.[5] 郭天文.口腔科铸钦理论与技术.世界图书出版西安公司,1997.[6](英)邓肯著,周光爵,译.钛的应用与选择.冶金工业出版社,1988.[7] 钛科学与工程.第七届学术会议(上、下册)，1991:1.[8] 范德辉,莫宣学，翁润生，秦飞.钛及钛合金在医学上的应用研究[J],口腔材料器械杂志，1998，8(1)：46-48 [9] 黄甫强.牛金龙.钛合金在医学领域的应用[J],稀有金属快报，2005,24(1)：33-34 [10] 李世普.生物医用材料导论[M].湖北：武汉工业大学出版社，2000 程奎；翁文剑；葛曼珍；生物陶瓷涂层[J].材料科学与工程，1998.16(3):8-12 [11] 顾汉卿，许国风.生物医学材料学[M].天津:天津科技翻译出版公司,1993 [12] 高敬,姚丽.国内外钛合金研究发展动态[J].世界有色金属，2001，（2）：4-7 [13] 杨遇春译.世界铁的应用趋势[J],现代材料动态,2002,(2):1-2 [14] 宁兴龙.钛工业进展[J],1996,(3):1-3

核医学材料管理 篇5

纳米材料是指粒径在10~1 000 nm之间的一类新型载体,由天然材料制成或人工合成,包括无机纳米材料和有机纳米材料[1]。纳米材料具有特殊的理化性质,由于其环境友好、成本低、生物相容性好、毒性低,可广泛用于化工、生物、医药等领域。常规药物缺乏靶向性,无法进行控制释放,易导致药物在正常组织积累,造成毒副作用。相比常规药物以及化疗、 放疗,无机纳米材料用于药物载体可达到靶向运输、 控释缓释药物的效果,因此无机纳米材料在靶向性给药、药物控制释放和缓释、癌症治疗等方面有良好的应用前景[2]。常见的无机纳米材料包括介孔二氧化硅、碳纳米材料、磁性纳米粒子等,这些无机纳米材料集药物载体、疾病诊断、医学成像等多种功能于一身。近年来,无机纳米材料在生物医药上的应用受到越来越多的关注,对纳米材料的性能测试和新型功能的研制也受到重视。

1无机纳米材料的类别

依据材料来源不同,将无机纳米材料分为介孔二氧化硅、碳纳米材料等非金属类材料以及磁性铁、 银、金纳米粒子、纳米羟基磷灰石、层状双金属氢氧化物等金属类材料。

1.1介孔二氧化硅

介孔二氧化硅(mesoporous silica nano-particles, MSNs)是粒径为10~600 nm、孔径为2~50 nm的二氧化硅纳米粒子[3],通常以表面活性剂或两亲性嵌段共聚物作为模板,与无机源进行界面聚合,最后通过高温煅烧或萃取等方法除去模板,保留二氧化硅骨架形成的多孔结构。介孔二氧化硅是一种新型的无机纳米材料,具有独特的网状孔道结构,孔道规整,孔径连续可调,具有较大的比表面积和比孔容,表面易功能化,毒性低,有良好的生物相容性和稳定性[4,5]。

1.2碳纳米材料

1990年,Huffman和Kratschmer合成大量C60, 确证这种碳元素单质的新种类是碳的同素异形体, 为封闭的空心球形结构,具有芳香性[6]。这种整齐规则、近乎完美的分子结构经历最初受质疑、冷遇的研究低谷后,进入笼形碳分子及其衍生物的研究热潮, 开创了富勒烯的科学研究领域。

在发现并大量生产C60后,1991年,日本物理学家Iijima研究富勒烯的副产物时,发现了碳的管状结构,碳纳米管引起了人们的广泛关注。碳纳米管包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。碳纳米管可以增强凝胶材料的强度,还可增加凝胶的热稳定性和电导率,而反过来凝胶材料又能增强碳纳米管的生物相容性[7]。

富勒烯和碳纳米管的发现,使得碳纳米材料成为材料学研究领域的热点。2004年,英国曼彻斯特大学的Geim和Novoselov成功地从石墨中剥离出石墨烯[8]。石墨烯是一种新型的碳质材料,由碳原子紧密堆积而成,具有二维蜂窝状的晶格结构。氧化石墨烯(GO)为单层的氧化石墨,表面含有羧基、羟基、环氧基等丰富的官能团,能增强氧化石墨烯的分散性、 亲水性以及对聚合物的兼容性[9]。

随着纳米科技的发展,将纳米材料用作药物载体的研究也渐渐增多,但由于其中的毒副作用,纳米材料的安全性和生物兼容性影响了临床应用。而碳纳米材料中的纳米钻石,可针对表面进行结构修饰, 具有毒性低、生物兼容性高的特点。

近年来,发现了一类新型的碳纳米材料———介孔碳。介孔碳具有蜂窝状的六边形结构,孔径为2~ 50 nm[10]。其孔隙排列有序、孔径分布均匀、大小可控,可通过硬模板法或软模板法合成[11],这使其孔容大、比表面积大、化学稳定性高,从而能够发挥不同的作用[12]。

1.3金属类

1.3.1磁性铁

氧化铁的化合物在自然界中较常见,主要包括铁的氧化物和铁的氢氧化物[13]。研究较多的是Fe3O4、 α-Fe2O3、γ-Fe2O33种,其中,Fe3O4和 γ-Fe2O3是重要的磁性材料,当材料的尺寸小至纳米级别时,磁性会发生变化。磁性纳米氧化铁材料具有较好的化学稳定性、生物相容性和较高的磁响应性[14]。磁性纳米氧化铁可以通过水相或有机相合成,还发展了表面改性剂、悬浮聚合、乳液聚合等有机物包埋以及硅、 碳、金等无机材料包埋的方法。

1.3.2银纳米粒子

银纳米粒子(silver nanoparticles,Ag NPs)有独特的物化性质,可作为氧化还原催化剂,具有光催化性能。银纳米粒子的毒性较低[15],具有较强的抗菌能力。银纳米粒子可以通过化学法、光催化法和球磨法、蒸气冷凝法、溅射法、放电爆炸法等物理法制备, 也可以用植物果皮、微生物等进行生物制备[16]。

1.3.3金纳米粒子

金纳米粒子(Au NPs)稳定性较好,有特殊的量子效应、小尺寸效应,具有表面等离子体吸收、共振光散射的独特光学性质,并且易进行表面修饰。金纳米粒子可通过化学法或物理法进行制备[17]。化学法以金的化合物作为原料,通过还原反应控制金纳米粒子的生长,并维持在纳米尺度。物理法用真空沉积、电分散、激光消融等各种技术将块状固体金分散为金纳米粒子,过程较复杂,但容易控制金纳米粒子的形状[18]。

1.3.4纳米羟基磷灰石

纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyaptite,n HAP)是陶瓷类多孔无机材料,溶解度较好,有较大的表面能、良好的生物活性和生物相容性[19],可用作骨移植的生物材料,修复、整合人体骨组织,并能改善力学机能,有广泛的临床应用价值。纳米羟基磷灰石可通过水热法、沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、超声合成法和液固合成法等进行制备,还可与人工合成的高分子材料进行复合,从而具备不同的力学强度和生物性能[20]。

1.3.5层状双金属氢氧化物

层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides,LDHs)由二价金属离子及三价金属离子组成, 层状结构有记忆效应,其层间的阴离子可交换,有特殊的酸碱性、荧光性质、热稳定性。LDHs毒性低,能满足组织、血液、免疫等方面的生物兼容性要求;可被生物降解,生物相容性好,细胞内的酸性环境可使其溶解为离子,通过细胞膜上的离子通道排至细胞外。利用LDHs作为药物载体,可提高药物输送效率, 增强药物的溶解性[21]。

LDHs常用的制备法有共沉淀法、水热合成法、 离子交换法、焙烧还原法、溶胶-凝胶法等,可在不同的溶剂中进行剥离[22]。剥离后的LDHs片具有纳米尺度的结构,可用作纳米组装基元与其他的功能材料组成复合材料,制备高性能、多功能的纳米材料, 在环境、基因传递、生物医学诊断、药物载体等领域有潜在的应用价值[23]。

1.3.6其他

除了铁、金、银等常用的金属纳米粒子外,镍也是一种磁性较强的粒子,可以添加在生物材料中,通过响应外界磁信号,调控细胞凋亡[24]。随着纳米生物材料研究和应用的兴起[25],纳米氧化铈(Ce O2)在生物医学领域上的应用逐渐受到关注,尤其在生物体抗氧化上有了越来越多的研究。Ce3+与Ce4+能够发生可逆的转化反应,使纳米级别的氧化铈可以用来催化分解生物体内产生的过量的自由基,进而用于治疗氧化应激等常见疾病。

2无机纳米材料在生物医学上的应用

2.1药物载体

许多药物都有细胞毒性,在杀死病毒细胞的同时,也会对正常细胞造成损伤。因而,理想的药物载体不仅应有较好的生物相容性、较高的载药率,还应具有靶向性,即到达目标病灶部位才释放药物分子[26]。 无机纳米材料的大小和表面的电荷等理化性质决定了纳米材料的性能,研究这些可控特性可应用在生物医学领域中。例如,用多孔硅作为药物载体递送柔红霉素,治疗视网膜疾病持续时间从几天延长到3个月[27]。通过调控将纳米粒子孔径从15 nm变为95 nm, 使柔红霉素的释放率增大了63倍,从而调控药物的释放。用介孔二氧化硅纳米粒子运载化疗药物、探针分子向肿瘤细胞进行递送,可用于癌症等疾病的靶向性治疗和早期诊断[28]。介孔二氧化硅在药物传输、 靶向给药、基因转染、组织工程、细胞示踪、蛋白质固定与分离等方面有广泛的应用[29]。

碳纳米管及其衍生材料可开发用于电敏感的透皮药物释放,又可作药物载体进行持续性释放。比如,用超支化聚合物修饰碳纳米管,可以从复合物的羟基末端聚集活性基团,从而增强溶解性能,作为抗癌的药物载体,也可以用作药物缓释载体。用聚乙烯亚胺修饰多壁碳纳米管,分散性好,能降低对细胞的毒性,进一步结合在壳聚糖/甘油磷酸盐上,能增加凝胶的机械强度。同时,改变溶液的p H值、温度等来构建具有双缓释功能的温敏性凝胶,能减少凝胶的突释现象[30]。

纳米钻石(d ND)装载化疗药物具有较低的毒性和较高的生物兼容性。将叶酸等靶向分子修饰纳米钻石表面,用于装载抗癌药物,以H2N-PEG-NH2作为桥梁分子,形成纳米靶向载药系统,对C6细胞具有靶向作用,为研制肿瘤靶向治疗提供了参考依据[31]。为了避免被单核细胞、巨噬细胞系统等非特异性吸收,并让药物优先进入肿瘤细胞,用超支化缩水甘油(PG)修饰纳米钻石得到d ND-PG,有较好的生物相容性,能避免被正常细胞的巨噬细胞非特异性摄取[32]。加载抗癌药物阿霉素显示出对肿瘤细胞具有选择性的毒性作用,可作为肿瘤药物载体,对肿瘤细胞进行选择性给药。

将药物分子插入LDHs的层间形成药物-LDHs的纳米杂化物,药物与LDHs层间的相互作用以及空间位阻效应能有效地控制药物释放,减少药物发生酶解作用。LDHs表面存在大量的羟基,便于进行表面功能化修饰,增强靶向性,避免被巨噬细胞吞噬而从人体内清除,提高药物的输送效率[33]。LDHs适合装载不同类型的药物,将药物插入到LDHs的层间结构,药物以阴离子形式装载并被控释[34]。通过共沉淀法在LDHs层间成功地嵌入维生素C[35],维生素C的阴离子垂直插于LDHs层间,热稳定性显著增强。 通过离子交换反应来释放维生素C,延长释放时间。

2.2蛋白质载体

纳米材料在诊断、药物输送、生物功能材料、生物传感器等方面得到了迅猛的发展,出现了疾病治疗、诊断、造影成像等多种功能的组合。无机纳米材料在生物大分子药物的载体,包括运载蛋白质、多肽、DNA和si RNA等方面的研究较多[36]。

纳米多孔硅有较好的生物相容性、生物可降解性和可调控的纳米粒径,可作为药物输送系统。壳聚糖修饰多孔硅后可用于运载口服给药的胰岛素[37], 改善胰岛素的跨细胞渗透,增加与肠道细胞黏液层的表面接触,提高细胞的摄入,可用于口服递送蛋白质和多肽。

纳米羟基磷灰石与蛋白质分子有高亲和性,可用作蛋白质药物缓释载体,能提供钙离子,造成肿瘤细胞过度摄入,从而抑制肿瘤细胞活性,诱导肿瘤细胞凋亡[38]。

2.3基因载体

基因治疗是遗传性疾病的临床治疗策略,主要依赖于发展多样性的载体。无机纳米材料用于基因疗法是利用无机粒子和可生物降解的多聚阳离子合成新型的纳米药物载体,如介孔二氧化硅作为基因载体可用于肿瘤治疗,促进体外si RNA的递送[39,40]。

乙醛修饰的胱氨酸具有自身荧光的特点,可对p H值和谷胱甘肽进行响应。通过荧光标记类树状大分子的二氧化硅纳米载体具有分级的孔隙,不仅毒性低、基因装载率高,转染率也较高[41]。引发谷胱甘肽二硫键裂解,可促进质粒DNA(p DNA)释放,并能使用自发荧光来实时示踪。又如,通过 π-π 共轭、静电作用等非共价键作用力结合,能将DNA、RNA等生物大分子和化学药物固定在氧化石墨烯上[9]。

2.4骨移植

临床上可用自体骨移植来治疗创伤、感染、肿瘤等造成的骨缺损,由于骨移植的来源有限,且手术时间长,易导致失血过多和供骨区并发症等,应用受到限制。将异体骨用作骨移植,则存在免疫排斥反应, 且易被感染。而人工骨同自体骨有相近的疗效,人工骨材料可采用钛、生物陶瓷、纳米骨、3D模拟人工骨髓等纳米材料。

例如,纳米二氧化硅可替代骨组织,促进人工植入材料与肌肉组织融合[42]。纳米羟基磷灰石与人体内的无机成分相似,其粒子有小尺寸效应、量子效应及表面效应等,可用作牙种植体或作为骨骼材料,能避免产生排斥反应,促进血液循环,促进人体骨组织的修复、整合和骨缺损后的治愈[43]。

2.5临床诊断和治疗

磁性氧化铁纳米粒子可作为造影剂用于肿瘤诊断中,对肿瘤分子产生磁共振分子影像或多模态肿瘤分子影像,也可用于循环肿瘤细胞的分离、富集[44,45]。 免疫磁分离法基于磁性杂化材料可导电,在外部磁场下积累,可用于临床热疗。磁热疗以磁流体形式进入肿瘤组织,利用肿瘤细胞与正常细胞之间不同的热敏感度,将外部磁场产生的磁能转化成热能从而杀死肿瘤细胞[4,14]。磁性纳米粒子还可用于生物传感器中,利用磁现象和纳米粒子从液相中分离并捕获生物分子[46]。用绿色荧光蛋白标记,形成温敏的磁性纳米固相生物传感器,用磁性材料制成固相生物传感器的支架,在磁场作用下,响应更快,表面易于更新,可用于免疫诊断。磁性纳米氧化铁作为临床应用的磁性纳米材料,受到人们的广泛关注[14]。Fe3O4和 γ-Fe2O3的特殊磁性质使其在靶向肿瘤药物载体、磁疗、热疗、核磁共振成像、生物分离等生物医学领域中得以应用。

用无机纳米材料制作激发荧光探针进行临床诊断[47],如用介孔二氧化硅制成的细胞荧光成像探针利用量子点良好的光稳定性、较长的荧光寿命和较高的生物相容性,结合介孔二氧化硅可特异性地识别Ramos细胞的特点,并用激光共聚焦显微镜对Ramos细胞进行荧光成像,实现了对肿瘤细胞的早期诊断、检测成像[48]。

富勒烯特殊的结构和性质使其可以广泛地应用于光热治疗、辐射化疗、癌症治疗等医学领域,也可作为核磁共振成像的造影剂用于临床诊断[49]。但富勒烯不溶于水,对生物体存在潜在的毒性,限制了其在临床的应用[50]。富勒烯结合含羟基的亲水性分子可改善其溶解性,羟基化富勒烯无明显毒性,可作为抗氧化剂。聚羟基富勒烯利用近红外光激活体内的纳米材料,用光热对肿瘤细胞定位,避免了金纳米粒子、碳纳米管等在体内造成聚积,利用免疫刺激作用来抑制肿瘤细胞的转移、生长,从而减小肿瘤的尺寸,最终造成肿瘤细胞凋亡。因此,改造碳纳米结构, 在成像、吸附、药物装载与靶向运输等生物医学工程方面有潜在的应用价值。

银纳米粒子杀菌活性远高于银离子,在杀菌抑菌方面得到广泛的应用,可用于外科手术中的伤口愈合、药学、生命科学等生物和临床医学领域[15]。金纳米粒子有较好的生物相容性,功能化的金纳米粒子可用于生物分析、药物检测、临床诊断等生物医药领域,可作为纳米探针检测重金属离子、三聚氰胺等小分子,也可检测DNA、蛋白质等生物大分子,还可以用于对细胞表面和细胞内部的多糖、核酸、多肽等的精确定位。镍纳米粒子固定在海藻酸水凝胶中,通过热敏感粒子与镍磁纳米粒子交联形成囊状结构, 组成热磁双敏感的磁性纳米粒子[24]。在交变磁场下缓慢释放水凝胶中的镍纳米粒子,通过远程调控来激发水凝胶中成纤维细胞的凋亡。

无机纳米材料的类别不同(见表1),在尺寸、形貌上有很大的变动范围,因其核心材料的量子特性, 已日益成为涉及临床诊断、成像和治疗的手段,为纳米材料在生物医学上的应用提供更多的可能[51]。

3展望

纳米技术作为新时代的疾病治疗模式,为未来的临床用药提供了新的可能,在生物医学的应用上有很大的前景。目前,癌症治疗主要包括手术、放疗和化疗等手段,而药物剂量增多会造成副作用。纳米粒子可以作为靶向药物载体、成像造影剂、化疗、热疗、磁疗系统,可通过血脑屏障,在治疗神经系统疾病中有很大的潜力,有望成为攻克癌症的新手段[52]。

无机纳米材料在药物载体、临床诊断和治疗等方面有广阔的应用前景,但目前的研究大多处于实验阶段。无机纳米材料在生物医学应用中有待解决的问题包括:(1)提高疾病治疗的针对性、靶向性和可调控性;(2)使无机纳米材料相对固定在肿瘤细胞表面,不至于扩散到正常组织,从而提高肿瘤部位的有效浓度,减少毒副作用;(3)纳米材料有潜在的毒性,可降低纳米材料的毒副作用以达到临床应用的标准[53];(4)寻找优质材料,优化结构,提高材料的生物相容性、生物安全性,并针对不同的药物溶解性设计特定的载体和功能材料骨架,增加细胞的摄取和利用[54];(5)生物合成方法与其他合成方法相结合, 无机与有机材料组合成复合材料,组装成集检测与治疗于一体、多靶点的功能材料[55];(6)了解无机纳米材料在生物体内的作用条件、运行机制和降解过程。随着无机纳米技术、有机合成技术、生物技术以及激光共聚焦、X线衍射(X-ray diffraction,XRD)、 MRI等现代化检测技术的发展,这些问题将逐步得到解决,使无机纳米材料成为可应用于临床的多功能生物医学材料,提供更广阔的疾病治疗和药物输送平台。

摘要：归纳了无机纳米材料的不同类别,介绍了介孔二氧化硅、纳米碳等非金属类纳米材料,以及磁性铁、氧化铈、银纳米粒子、金纳米粒子、镍等金属类纳米材料,比较了不同来源无机纳米材料的发展、特点、优势,明确了无机纳米材料具有环境友好、成本低、生物相容性好及低毒性等特点,综述了无机纳米材料在生物医药、临床诊断、疾病预防等生物医学方面的研究与应用,以期为未来的研究提供参考。

PVA复合材料在医学中的应用研究 篇6

综合PVA的优缺点及其特点,研究者发现它能与其他物质形成不同的医疗材料,可以克服人造材料的自身缺陷,具有显著的优势。因此,PVA复合材料已成为当今医疗领域的研究热点。

1 PVA复合材料与软骨组织

软骨组织中良好的润滑和间隔的负载分布不均匀已成为近年来治疗软骨损伤研究热点之一。其中,治疗方法主要是考虑再生受损透明软骨和消除所有不适症状。但是,现在的手术恢复技术还不能保证软骨组织长期保持透明软骨再生的功能。

自1970年初,由于PVA具有橡胶弹性,各种形式的研究将PVA水凝胶(PVA-Hs)作为一种人工软骨替代物[2,3]。最近研究表明,在水凝胶形成过程中,高分子材料内部的抗拉强度达到1~17MPa,这与人类正常的关节软骨组织的强度接近[4]。在接下来的几年里,这种PVA-Hs材料经历了广泛的临床前测试和动物植入研究来证明其具有安全性和可靠性。

1.1 PVA-Hs

1994年引入Peterson and Brittberg的自体软骨细胞移植技术,其在生物再生技术方面似乎是最具有前景,因为它涉及的再植术是患者自身培养的软骨细胞,现已广泛应用并成为最受研究者感兴趣的评估对象[5,6]。尽管人们能提出各种治疗方案,但是关节软骨缺损症状依然是外科医生治疗膝关节面临的挑战。Curl等[7]研究表明,关节软骨缺损症状下关节镜的发生率高达63%。然而,Hyelle等[8]研究结果显示其症状发生率为61%。Aren等[9]和Widuchowski等[10]研究也表明,其发生率分别为66%和67%。现在,5%~20%的患者在Ⅲ-Ⅳ不同程度的病变都需要手术治疗。为了缓解病人症状,需要寻找一个新的、非生物、软骨以及骨软骨缺损的治疗方法。然而,PVA-Hs合成的软骨植入物被证明其拉伸和压缩应力比PVA低,这些下降的压力会让PVA-Hs在合成关节软骨方面具有更长的预期寿命[11]。

1.2 PVA/聚乙交酯(PGA)

PGA是具有良好生物相容性的可降解材料,其降解产物可随人体的新陈代谢排出体外。近年来,PGA已成为生物医用降解材料的研究热点,且在医疗领域也得到广泛应用。此外,也逐渐开始应用于人工软骨组织中,而国内文献报道主要集中在其降解机理和影响降解因素方面[12]。PGA经常作为可吸收接骨板缝合用于骨科手术和韧带固定,从普通材料到纳米纤维,不同结构和形式的PGA已被报道[13]。无纺布PGA也被用于软骨细胞体外增殖和细胞外基质的产生[14]。然而,从几项研究中发现,在炎症和无菌环境下会影响体内的PGA,产生排异反应[15],这些炎症反应可能是由于PGA酸化导致副产物的产生[16]。因此,PGA与其他材料的结合似乎是不可避免。

研究者一直致力于研究无毒、生物相容性及可生物降解的合成聚合物,应用于软骨植入人工组织。然而,有研究发现PVA的作用,并将其应用于生物医学领域[17]。研究表明,应用PVA和PGA组成的网格结构,增加软骨细胞的粘连,改善软骨细胞在体外增殖,并减少体系环境的微酸化,以期降低其副作用[18]。

1.3 PVA/壳聚糖(CS)

CS是一种聚阳离子的天然多糖,其电纺性能很弱。PVA可纺性很好,使得PVA与CS聚合而制成网格状材料成为可能[19]。CS作为可自然降解的生物聚合物,将其应用于静电纺丝复合物中可补偿PGA物质的消除炎症性质和软骨修复能力[18]。研究表明,PVA/CS水凝胶能进一步修复软骨,其与干细胞具有类似的治疗效果,可用于治疗软骨损伤[20]。

2 PVA复合材料与伤口愈合

在医疗领域,由于水凝胶具有良好的理化性质而被用于伤口敷料,已得到广泛关注。此外,PVA-Hs也具有良好的生物相容性,对机体和组织细胞并没有表现出毒性和副作用,且研究也发现,生物高分子复合材料能够对皮肤表面创伤起到加快愈合的作用。

2.1 PVA/CS

CS具有良好的生物相容性、可降解性、抗菌、止血、减少创面渗出和促进创伤组织的再生、修复、愈合等作用[21]。有研究表明,以CS和PVA为单体,乙二醇缩水甘油醚为交联剂,采用溶液聚合法制备一种新型水凝胶纳米纤维垫,结合了纳米纤维垫和水凝胶在伤口愈合中的各自优势。此外,PVA/CS水凝胶的纳米纤维垫充分显示出纤维垫和水凝胶的组合优势,被认为在治疗伤口愈合方面具有潜在的价值[22]。

2.2 PVA/明胶

明胶是由胶原蛋白经过水解得到的天然高分子材料。有研究表明,将明胶制成药物胶囊,可以降低药物的毒副作用,且具有良好的靶向性,故其目前主要是在药物控释方面有较多的报道[23]。此外,也有研究表明,采用PVA/明胶复合材料应用于伤口愈合,不仅可以提供一种设计具体的干细胞谱系途径,也揭示了一个替代治疗伤口愈合和皮肤组织重构的方法[24]。

3 PVA复合材料与药物控释

PVA具有独特的性质使其参与的复合材料在药物缓、控释的研究越来越多。在过去的半个世纪中,植入式生物传感器由于其具有潜在的连续监测代谢物和生化标记的能力,获得了越来越多的关注[25]。然而,植入式生物传感器可能会引发一连串不良的结果,如异物反应、炎症反应、纤维封装等现象[26]。这些现象会导致数据的错误,甚至会引起生物传感器功能的损失[27]。因此,生物传感器植入机体一段时间并能抑制炎症和消除纤维封装造成的不利影响至关重要。

3.1 丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)/PVA

具有高活性端基的PLGA具备生物降解特性,结构规整、稳定及生物相容性良好等优点,广泛应用于医疗领域。药物控释需要物质具有靶向性,PLGA/PVA复合材料已被大量资料证明其具有定向靶向作用,使得实时生物传感器应用于医疗成为可能[28]。最近,一个外药物涂层由PLGA/PVA水凝胶组成,其针对植入式生物传感器的负面反应而产生[29]。这种药物涂层可以长期实现与各种组织反应[30]。此外,PLGA缓释微球能同时允许快速涌入的小分子通过PVA-Hs矩阵的分析物[31]。这种生物传感器释放药物是通过扩散涂层发生的,PLGA聚合物的侵蚀或组合依赖于聚合物性质[32],如分子量、共聚物组成、结晶度、药物属性[33]及解散条件[34]。

加速PLGA微球的药物释放可以通过改变极端的pH值[35]、温度[36]和溶剂[37]来增加聚合物的降解率,但其他条件,如辐射和表面活性剂的加入也可以加速PLGA微球的药物释放[38]。此外,加速药物释放测试能预测实时测试,并能用来区分不同配方[39]。地塞米松/PLGA/PVA-Hs作为外药物涂层的植入式葡萄糖传感器等设备,以应对植入物对组织的负面反应。研究表明,这个设备的药物体外释放测试方法加载了PLGA/PVA-Hs复合材料的可行性和靶向性,这种方法可能适合类似药物、设备组合产品以及药物输送系统[40]。

3.2 PVA-聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)/PLGA-聚乙二醇(PEG)

TPGS与PVA作为乳化剂对依托泊苷-装载PLGA-PEG纳米粒子的影响,使得其能够更好地应用于药物控释方面。有研究表明,TPGS单独或结合其他乳化剂制备的依托泊苷-装载PLGA-PEG纳米颗粒,添加0.1%PVA为水相,封装效率增加至82%,药物控释3d。然而,TPGS和PVA的组合应用能明显提高封装效率至90%,药物控释高达7d[41]。

3.3 PVA/纤维素纳米晶体(CNC)/PLGA纳米颗粒(NPs)

采用新型纳米微晶纤维素和PLGA纳米材料制备的PVA纳米复合材料,形成新型的生物纳米复合材料。目的是通过CNC和NPs装载异硫氰酸、牛血清蛋白荧光素来调节机械、热能和PVA的生物相容性。CNC结合PLGA纳米颗粒制备了生物纳米复合材料,成功适用于成人骨髓间充质干细胞,也代表了一种用于药物输送的新方法[42]。

4 PVA复合材料的其他应用

氟化PVA可用于牙齿,减少牙本质过敏[43]。PVA/明胶膜应用于腹部手术,能显著降低手术粘连[44],避免腹膜粘连现象的发生。在临床相关的大型动物模型研究表明,PVA与羧甲基纤维素复合水凝胶显示出对肠吻合的特点,具有潜在的有效性和安全性[45]。有研究者旨在制备含有肝素的PVA复合水凝胶,并评估其在血管上的潜能[46]。此外,还有研究者利用PVA/明胶的混合形成一个潜在的血管支架,能改善内皮细胞,且满足内皮血管材料的设计和长期通畅的要求[47]。

有研究表明,3种不同聚合度的PVA-Hs,具有类似于自然角膜的特性,可用于制造人工角膜基质材料[48]。在促进移植骨槽和防止植入感染方面,聚己酸内酯(PCL)/PVA-纳米纤维封装药物能够促进快速骨槽,防止细菌肆意滋生[49]。在医疗湿度传感器方面,聚苯胺/PVA可作为一种对水蒸气高度敏感的湿度传感器,其敏感性很高[50,51]。

5 结语

核医学材料管理 篇7

随着人类进入老龄化社会步伐加快,以及世界经济水平快速向前发展,对生物医学植入材料的需求越来越旺盛。在所有生物医学植入材料中,由于金属材料具有优异的综合性能,在临床上被广泛使用,至今已有300多年历史。目前,最常见的生物医学植入材料有不锈钢、Co-Cr合金、钛合金3种[1,2,3]。与前两种合金相比,钛合金具有生物相容性好、综合力学性能优异、耐腐蚀能力强等特点[4],因而现在已成为国际社会的主流开发产品。

钛合金由于具有低导热率和低弹性模量,给其机加工带来一定困难[5]。用锻造方法进行材料加工,虽性能优良,但是浪费大,成本高,且难以生产形状复杂的产品。铸造法可获得复杂形状的近净形产品,但是也存在成分偏析、缩孔等缺陷,材料性能较低。粉末冶金是一种少切削或无切削的加工方法,生产的产品性能均匀,可以有效降低钛合金的生产成本,并且在生产多孔材料、形状复杂、小型零部件方面有其独到优势。因此,目前国内外科研工作者越来越关注采用粉末冶金方法成形生物医学钛合金,并开展了大量的研究工作。下面对目前国内外的相关工作进行简要介绍。

1 PM方法合成Ti基生物材料分类

1.1 PM新技术合成Ti生物材料

随着粉末冶金新的固结成形技术发展,这些新技术也不断被用来成形生物医学钛合金。放电等离子烧结 (Spark plasma sintering,SPS)是近年来发展的一种快速烧结新技术,它融等离子活化、热压为一体,具有升温速度快、烧结时间短、冷却迅速、外加压力和烧结气氛可控、节能环保等特点[6,7]。钛合金表面容易形成牢固的TiO2氧化膜,所以用传统的粉末冶金方法难以烧结,烧结温度一般高达1300℃。由于具有上述优点,SPS可以在较低温度下将钛合金较快烧结致密。Zhang[8,9]使用SPS技术烧结TiMn合金,合金中Mn含量为2%~12%,先使用机械合金化技术将合金粉末混合均匀,然后进行SPS烧结,在700℃烧结5min,其致密度达到了99%,且随着Mn含量的增加,合金弹性模量从83.3GPa增加到122GPa,硬度值从2.4GPa增加到5.28GPa。生物医学实验表明,Mn含量少于8%的钛合金对人体造骨细胞的新陈代谢活动和细胞增生的影响微不足道。粉末注射成型(MIM)是将粉末冶金和塑胶注射成形结合起来的一种新技术,能够批量生产形状复杂、性能均匀的零部件[10]。鉴于其独特优势,采用MIM技术成型Ti-6Al-4V[11]和Ti-6Al-7Nb[12]等医学植入合金,其屈服强度分别高达880MPa和815MPa,最大延伸率为14.5%和8%,显示出较优异的性能。目前,微注射成型(μ-MIM)是MIM研究的一个热点,可用来成型形状复杂的微型产品[13]。由于部分医学植入材料形状复杂和精细,科研工作者考虑用μ-MIM技术生产该类产品。Ph Imgrund[14]采用μ-MIM技术制造NiTi合金,使用粒度为11.1μm的预合金粉,在注射、脱脂、烧结后,不经过后续加工,致密度就能达到97%,并且展现出较好的形状记忆效应,证明该方法在医学植入精细材料制造方面具有较好的应用前景。

1.2 多孔Ti生物材料

以钛及其合金为代表的生物医学植入材料因具有高强度、良好的摩擦磨损性能、抗疲劳性和生物相容性优良而特别适合承重部位的骨修复,但是,目前市场上钛合金弹性模量远高于人体骨,载荷不能由植入体很好地传递到相邻骨组织,出现应力屏蔽现象,容易造成植入体周围出现骨应力吸收,最终引起种植体松动或断裂,造成植入失败。为了解决此问题,科学家考虑采用生产多孔钛的方法。多孔钛通过改变空隙率可以调整材料的强度和弹性模量,从而与骨组织的力学性能相匹配。此外,在多孔钛应力-应变曲线中,弹性变形后有一个较长的应力平台,对外界冲击力可起到缓冲作用[15]。同时,大量孔隙有利于周围细胞的长入和新骨的生长,增强植入材料和人体组织的结合[16]。因此,多孔钛将成为用于承力部位骨修复最有希望的生物材料之一。生物医用多孔钛按材料不同大致可以分为多孔纯钛、多孔钛合金和多孔镍钛形状记忆合金,均已广泛应用于临床。由于可以有效控制孔隙参数,目前对多孔钛生物医学材料的研究大多采用粉末冶金法。下面简要介绍几种常见方法。

1.2.1 添加成孔材料法

将钛粉和成孔材料均匀混合,加压成型后去除孔隙材料,再高温烧结可得到多孔钛。该方法可成形具有较高孔隙度的材料。在准备阶段,金属粉末的粒径应当比成孔材料的粒径小,此外,成型压力应足够大以便在泡沫形成阶段压胚能保持其几何尺寸。这种方法能够形成孔隙度高达60%~80%的均匀多孔结构[17]。另外,通过选取适当的粉末粒度、形态和含量的孔隙材料可以有效地控制孔隙的孔径、形态和孔隙度。目前常用的孔隙材料有碳酸氢铵、尿素、氯化钠和一些高分子聚合物等。

该方法的难点在于如何从基体中去除孔隙材料。Bram[17]使用尿素作成孔材料,尿素在低于200℃时能被去除,并且对钛粉无污染,在1400℃烧结1h可形成孔隙度为60%~70%、孔隙直径为0.1~0.24mm的多孔钛,当孔隙度为77%和60%时,其压缩屈服强度分别为10MPa和100MPa。Wen[18]使用碳酸氢铵作为成孔材料,碳酸氢铵在200℃分解,然后在1200℃烧结2h,得到孔隙度为78%、抗拉强度为35MPa、弹性模量为5.3GPa的多孔钛,与人体松质骨的抗拉强度值2~10MPa、弹性模量1~10GPa很匹配。Tarik[19]使用镁粉作为孔隙材料烧结多孔NiTi,因为Mg在Ni和Ti中都不固溶,所以不会影响合金的超弹性和形状记忆功能。其次,即使在烧结时Mg没有彻底被去除,剩余的Mg留在体内形成的化合物对人体也无毒性。通过烧结,可得到孔隙度为59%~81%的多孔材料,并且可形成直径为400μm的连通球形孔,其弹性模量值介于0.5~9GPa,接近人体松质骨的数值。

1.2.2 常规烧结法

制造多孔钛最简单的方法是将钛合金粉末按照常规粉末冶金方法进行压制、烧结,孔隙率与颗粒相互连接性和粒度有关可通过控制压胚密度、烧结温度和时间来获得产物。常规烧结法的缺点是孔隙尺寸和形状与粉末尺寸和形状有关,对于球形粉末,空隙率不超过50%,并且孔隙形状是非球形的。目前已采用常规烧结法制造纯钛、钛合金(主要是Ti-6Al-4V)和NiTi合金。Oh[20]采用加压或无压方法烧结球形钛粉,得到多孔钛的孔隙率为5%~37%,杨氏模量和压缩屈服强度随孔隙率的增加线性降低。当孔隙率为30%时,多孔钛的弹性模量和人体皮质骨(20GPa)接近。李浩[21]采用低压烧结法成功制备了多孔NiTi形状记忆合金,通过改变工艺参数实现了合金中孔隙的形态、尺寸、孔隙度等结构特征的调控,首次制备出连续梯度孔隙多孔NiTi合金,利用细胞毒性测试、体内植入实验系统评价了表面改性的多孔NiTi合金的生物相容性。

1.2.3 燃烧合成法

燃烧合成法是近年来发展很快的一种制备多孔钛合金的方法,尤其是制备多孔NiTi形状记忆合金(SMA)。它的原理是利用化学反应自身的生成热来维持材料的合成,当反应被引发以后,随着燃烧波的推进,反应物转变成生成物。不同的制备参数如粉末反应物的尺寸、粘结剂的使用以及压制压力都会影响最后的微观结构和样品孔隙率[22,23]。Mehmet[24]采用一种新的点火技术-高压电弧法来燃烧样品和控制影响压缩强度的燃烧通道方向。实验发现,合成样品主要由B2(NiTi)相和B19′ (NiTi)相组成,没有发现影响生物相容性的纯Ni相和Ni3Ti相。经测量合成的多孔材料的孔隙率、微观结构、压缩强度和杨氏模量等特性,证明该方法生产的产品适合用作硬组织植入材料。

1.2.4 纤维烧结法

纤维烧结法可生产高质量的多孔金属纤维材料,但产品尺寸受限制,成本较高;该类多孔金属材料是源于对已有多孔体的改进[25]。一般,用金属纤维制取的多孔材料,其抗冲击性能优于用金属粉末制取的多孔材料。另外,它还具有较高的力学强度、耐腐蚀性能和热稳定性能。材料孔隙度可达90%以上,全部为贯通孔,塑性和冲击韧性好。具体的制备过程为,将钛丝放入一定的模具中加压成型,然后烧结。用此方法制备的钛纤维网植入体(TFMI)具有优良的生物相容性以及优异的体内耐腐蚀性和承重性能。邹鹑鸣[26]以钛丝为原料制备多孔钛,对多孔钛进行了理论设计和计算,给出了多孔钛毛坯的孔隙度计算公式,分析了各参数对毛坯孔隙度的影响,优化了多孔钛的最终成形工艺和真空烧结工艺,研究了多孔钛压缩性能及变形过程,给出了压缩屈服强度与孔隙度之间的理论关系式。

1.3 Ti合金-陶瓷复合材料

生物陶瓷以羰基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)为代表,由于其与人体骨骼成分和晶体结构相似,具有很好的生物活性和骨引导作用而被用作植入材料。但其强度低,脆性大,不能用在承载部位。钛及钛合金具有较好力学性能和耐腐蚀性能,但其毕竟是生物惰性材料,植入人体后与周围组织只是机械连接,易发生松动和脱落。因此,如果以钛为基体、表面为生物陶瓷组成复合材料,则能充分利用两种材料的优点。目前,Ti-HA复合材料的研究已经成为一个热点,越来越引起科学家的兴趣[27,28]。起初,人们采用在钛基表面制备HA涂层。在钛基表面复合材料的研究中,已有许多表面处理方法可以用来制备HA涂层,如等离子喷涂、离子束溅射、激光沉积法、水热合成法、电泳沉积法等,但这些方法都存在涂层与基体之间为机械结合、非冶金结合、结合强度不高、易发生脱落等问题。

为了解决上述问题,近年来很多研究人员采用粉末冶金方法成形Ti(Ti合金)/HA复合材料,得到的复合材料基体与HA陶瓷之间为冶金结合,结合强度高且生物活性好。宁聪琴[29]采用热压烧结工艺制备出Ti/HA系生物复合材料,系统研究了烧结温度对该系复合材料微观组织结构和力学性能的影响,筛选出力学性能优良的Ti/HA系生物复合材料;对筛选出的复合材料在模拟体液中以及动物体内的生物学行为进行了系统研究,探讨了模拟体液中复合材料表面磷灰石的形成机理以及动物体内的成骨机理。Chu[30]采用热压方法成形了不同钛和HA含量的梯度功能材料(FGM),将材料植入兔子体内,在体内环境中系统研究了FGM同骨骼组织的生物相容性和结合强度,并且同纯钛金属作为对比。实验结果表明,HA含量为20%~40%的FGM比纯钛有更好的生物相容性和骨结合能力。由于HA在1200℃就易分解,并且与钛混合烧结后,分解温度还会大幅度降低[31]。而用常规粉末冶金方法烧结钛温度一般高达1300℃。由于放电等离子烧结技术(SPS)能降低烧结温度,加快烧结速度[6],所以很多研究人员采用该方法烧结Ti-HA复合材料。张国珍[32]采用SPS方法制备了HA/Ti生物复合材料,研究了烧结温度对烧结成分和微观结构的影响。结果表明,SPS 可以大大降低烧结温度,HA/Ti (质量分数比为70%/30%) 复合材料在900℃可实现良好的烧结,HA不分解,保持了HA 的结构和含量,并实现了Ti 合金与Ti 粉的良好烧结结合。Woo[33]采用脉冲电流活化烧结(PCAS)技术在1000℃、60MPa压力下烧结得到Ti-HA复合材料,系统研究了HA含量对烧结复合材料的物理和力学特性的影响。结果表明,HA质量分数为5%的复合材料具有优异的耐腐蚀性、压缩强度、摩擦磨损性和生物相容性,低的弹性模量,有较好的应用前景。

2 PM钛基生物医学材料的应用

目前,已经有不少PM钛基生物医学材料实现了产业化。加拿大BIORHEX公司已经采用多孔NiTi合金专利材料制造颈、腰椎间融合器用于骨科脊柱损伤的治疗。经动物试验, 合金具有良好的生物相容性,该产品于2000年取得认证,在欧洲及部分亚洲市场开始销售。目前, 正加紧严格的临床验证,并申请美国认证,该产品也有望近期引进中国市场[34]。20世纪90年代末期, 日本材料科学家丸野重雄等研制出用于制造人工关节的新型生物医用钛合金复合材料, 这种材料以Ti-6Al-4V合金为基体, 将高纯度的HA粉与氧化铝硼硅酸系玻璃粉末混合均匀并涂覆在基体表面,经过烧结形成含HA的玻璃钛复合材料。经临床验证,采用该复合材料制成的人工髋关节假体柄是一种耐用性强、初期固定优良的廉价人工髋关节假体[35]。此外,据报道,用钛纤维烧结法制备的钛纤维网植入体(TFMI) 已被用于椎间盘、下颌骨重建、人工关节系统的柄的表面涂层以及经皮器件。

3 结束语

粉末冶金法作为一种传统的材料成形技术,具有低成本、近净成形的优势。而钛基材料由于原材料成本昂贵,所以采用PM方法成形具有很大的优势,尤其是合成一些泡沫材料、小型且形状复杂的产品。目前制约PM方法生产Ti基生物医学材料的短板有:(1)钛粉还比较昂贵,需要不断降低成本;(2)PM成形易带入C、O污染,降低产品性能;(3)成形大型产品较困难。由于该领域是材料科学与生物科学的交叉领域,目前研究者以材料科学家为主,所以报道多偏向于材料的成分设计和工艺开发,而对产品生物相容性实验报道较少。不过相信随着社会需求不断加大,越来越多的研究人员会关注该领域,多领域的科学家将进行该研究,将各自的专业优势结合起来,对PM方法成形钛基生物医学材料的研究会更完善,用PM方法成形的Ti基生物材料将会有更广阔的应用前景。

摘要：综述了国内外用粉末冶金方法制备钛基生物材料的研究进展以及应用情况,介绍了目前粉末冶金新技术如注射成型、放电等离子烧结法制备Ti生物材料,综述了常规烧结法、燃烧合成法、纤维烧结法等制备多孔Ti生物材料的进展,论述了粉末冶金方法制备Ti合金-陶瓷复合材料的研究动态。指出将材料科学与生物科学结合起来是今后的发展方向。

核医学材料管理 篇8

1 硫酸酯化壳聚糖的制备

像大多数多糖一样,壳聚糖几乎无法溶于通常的有机溶剂,因此无法实现均相磺酸化反应,只能够进行异相反应。Nagasawa等[4]采用浓硫酸、四氢呋喃、五氧化二磷在-20℃条件下制备了磺酸化壳聚糖。壳聚糖的重均分子量随浓硫酸显示出不同程度的降解,反应温度与反应时间都影响到硫酸酯化产物的解聚情况。大量文献报道了制备的硫酸酯化壳聚糖具有良好的抗凝血性能和聚合物电解质性能等[5,6,7,8,9,10,11,12]。通过5-甲酰基-2-呋喃磺酸钠盐的席夫碱反应也可将磺酸基团引入壳聚糖链[13](图1)。红外和元素分析表明,取代度为0.26。

壳聚糖与三氧化硫在N,N-二甲基甲酰胺中反应可制得N,O-硫酸酯化壳聚糖[14]。将壳聚糖溶解在DMF-二氯乙酸的混合液中用氯磺酸室温反应1h可得硫酸酯化壳聚糖[15](图2)。

产物通过IR与NMR表征发现,不是取代而常常是多取代产物。氯磺酸在DMF中与6-O-羧甲基壳聚糖制备得到硫酸酯化6-O-羧甲基壳聚糖[16]。硫酸酯化壳聚糖还可以通过发烟硫酸在DMF中与壳聚糖反应得到。取代度可达1.10~1.63[17]。壳聚糖硫酸酯化后由于氢键被破坏而导致结晶度明显降低[18]。

2 抗凝血性能

天然肝素是目前抗凝血效果较理想的抗凝剂之一,作为用途最为广泛的抗凝剂,其价格昂贵。从结构上我们可以看到,大量的羧酸基团和磺酸基团有规则地分布在链节相应位置。据研究分析,肝素的抗凝血效应是由分子链上带负电的羧基和磺酸基以及它们之间的协同作用产生的[19,20]。关于肝素替代品也进行了大量的研究。硫酸酯化壳聚糖衍生物被很多研究者证明其具有类肝素的抗凝血效应[21,22,23,24,25]。在多糖的衍生化中,单一基团的衍生化往往不能完全达到要求。因此在此基础上再次衍生化,引入第2个基团从而使多糖具备较理想的活性。利用硫酸酯化和羧甲基化壳聚糖得到了类肝素化合物。6-O-羧甲基壳聚糖的N-硫酸酯化产物具有23%的肝素活性,而O-硫酸酯化产物则具有45%的肝素活性 [21,22]。N-羧甲基-3,6-双硫酸酯化壳聚糖具有类似于肝素的活性[26]。Nishimura等认为,6-O-硫酸酯化产物的抗凝血性能最强[27]。Preeyanat Vongchan等[28]研究了取代位点对于硫酸酯化壳聚糖抗凝活性的影响。Pyo-Jam Park[29]等研究了脱乙酰度和分子量对硫酸酯化壳聚糖的抗凝血作用的影响。Nan Huang[30]等在钛上采用LBL技术将硫酸酯化壳聚糖与胶原组装多层膜,提高其抗凝血性能。

3 组织工程支架材料中的应用

有实验研究了聚合电解质络合物对普通造骨细胞的附着、形态、增殖及分裂情况,发现硫酸酯化壳聚糖聚合电解质络合物具有与胶原质涂覆层相似的性能,从一定程度上说明了硫酸酯化壳聚糖有望成为新的骨再生支架材料[31]。Youn等[32]用-SO3H作硫酸酯化剂与壳聚糖在均匀介质中合成了一种具有生长调节性能的新的硫酸酯化壳聚糖衍生物。并利用红外和核磁等测试技术进一步证实了衍生物的结构。Julie L Jordan等[33]发现,N-硫酸酯化-N,O-羧甲基化壳聚糖有助于减轻膀胱炎症状,可明显减少小便次数。Mariappan M R[34]则发现硫酸酯化的壳聚糖和胶原复合支架对于成纤维细胞的作用与壳聚糖和胶原复合支架对于成纤维细胞的作用截然相反,其具有粘附更多成纤维细胞的作用。由于硫酸酯化壳聚糖具有类似于动物体内细胞外基质ECM中的粘多糖GAG(肝素及硫酸软骨素)的结构和抗凝血功能,那么像GAG一样,其硫酸根极有可能是某些细胞因子的受体,对于细胞的生长、粘附、增殖与分化起着重要的作用。基于硫酸酯化壳聚糖衍生物的材料还被用来制造人工血管[35],就考虑到其与血管内皮细胞的作用。

4 清除自由基及抗癌活性

人体内自由基是导致皮肤等器官衰老的主要原因,过量的自由基也被认为是一些肿瘤的特征之一。对于自由基的清除,抗氧化、抗衰老、抗癌的研究方兴未艾。壳聚糖硫酸酯化衍生物在这一领域发挥着重要的作用。Ronge Xing等[36]研究了取代位点对于硫酸酯化壳聚糖的抗氧化性能的影响,并且研究了其清除DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基及抗Fe3+氧化的作用机理。Ronghua Huang等[37]通过电子自旋共振ESR检测自由基,讨论了影响硫酸酯化壳聚糖的抗氧化性能的因素。Jae-Young Je等研究了不同脱乙酰度硫酸酯化壳聚糖对于脯氨酸内肽酶的抑制活性行为[38],他们还研究了硫酸酯化甲壳素的抗氧活性[39]。

Murata J等分别制备了羧甲基甲壳素及其硫酸酯化衍生物,并研究了这些化合物对B162BL6黑色素瘤细胞的体外抑制试验[40,41,42,43] 。研究结果发现,6-O-羧甲基甲壳素(CM-chitin)、6-O-硫酸羧甲基壳聚糖(SCM-chitosan) 和6-O-硫酸壳聚糖(S-chitosan) 对肿瘤细胞无抑制作用,而6-O-硫酸甲壳素(S-chitin) 和6-O-硫酸羧甲基甲壳素(SCM-chitin) 对肿瘤细胞有较明显的抑制作用,且硫酸化程度越高,其抗肿瘤活性越强,并提出了可能的作用机理。甲壳素及其衍生物并不能直接杀死肿瘤细胞,而是其氨基具有明显的免疫特性。研究者认为硫酸化甲壳素的抗癌机理为:抑制肿瘤细胞在血管内皮下基质的粘附,可刺激产生白介素I及增强体内巨噬细胞的生成,显著抑制朝向肿瘤实体的血管生成。

5 抗HIV病毒性能

硫酸酯化壳聚糖衍生物也具有良好的抑制HIV活性,如硫酸酯化壳聚糖、氮甲基-N,O-硫酸酯化壳聚糖等。其抑制活性与硫酸酯化基目的取代位置、硫含量及分子量密切相关。若将壳聚糖2-位上的氨基和3-位上的羟基同时硫酸酯化,可得到2-磺胺基-3-硫酸酯化壳聚糖;若只将壳聚糖位上的羟基硫酸酯化,则得到6-O-硫酸酯化壳聚糖;若只将甲壳素3-位上的羟基硫酸酯化,可得到3-O-硫酸酯化甲壳素。Nishimura等[44]考察了它们的活性,结果表明,取代基位置、硫含量及分子量对硫酸酯化壳聚糖的抑制HIV活性影响显著。

其作用机理可能有3条途径:硫酸化多糖能抑制逆转录酶的活性;能抑制靶细胞与病毒结合;能增强机体免疫功能。

6 药物释放中的应用

Christophe Schatz等[45]通过将硫酸酯化壳聚糖自组装成聚电解质复合物粒子,聚合物粒子受pH影响,这为药物靶向释放创造了条件。壳聚糖分子没有两亲性 ,并不能在水中形成胶束。 N-烷基-O-硫酸壳聚糖含长链烷疏水基团和硫酸亲水基团。其两亲性导致在水中形成胶束,大小直径为100~400nm[46] 。紫杉醇是一种水不溶性的抗癌物,Zhang Can[47]等研究表明,紫杉醇的浓度在N-烷基-O-型硫酸壳聚糖胶束溶液是2.01mg/mL,远高于在水中的溶解度。因此,N-烷基O-硫酸酯化壳聚糖可能被用来作为一个潜在的药物载体。

7 结语

核医学材料管理 篇9

中国生物医学工程学会生物材料分会 (CSBME-BMB) 将于2013年9月22日-25日在西安召开第十四届学术年会。会议由西北有色金属研究院、西安九洲生物材料有限公司共同承办。

据主办方有关负责人介绍, 本次会议是我国生物医学材料界的一次高水平学术盛会。会议将汇集来自国内外不同大专院校、研究机构和工业企业等从事生物医学材料研究的专家学者, 就目前我国生物医学材料研究的新理论、新方法、新材料、新装置、新发现以口头报告和墙报两种形式进行交流和研讨, 充分反映我国目前生物医学材料研究及产业发展的最新动向。会议还将邀请国内外生物医学材料界知名的学者作大会报告。本次会议将举行两场论坛, 即“海内外先进生物医用材料”论坛与“生命与健康”沙龙, 专题讨论目前生物材料及器械的临床存在问题及应用需求, 以及生物材料研究的国际前沿技术与学科发展趋势。通过本次会议, 可使我国从事生物医学材料研究的团队和研究人员进行一次高水平的学术交流。

据悉, 此次会议主题涉及生物医用高分子材料、生物医用无机非金属材料、生物医用金属材料、生物医用复合材料、组织工程与干细胞、纳米生物材料及纳米技术、生物矿化与仿生制备、生物材料的表面修饰及其生物应答特性、药物多功能载体与控释、生物医学材料的组织再生及临床应用研究、生物材料表征和生物相容性评价、骨科生物力学和力学生物学、生物材料及医疗器械的先进加工成型技术研究等。