医用金属材料生物功能化方面取得多项新成果

正中科院金属所杨柯研究员领导的生物材料研究团队近两年来在医用金属材料生物功能化方面陆续取得了系列含铜抗菌不锈钢及相关植入产品、新型不锈钢心血管支架材料等一系列新成果,处于国际领先水平,部分已申请国家专利并将进入临床应用。中科院金属所杨柯研究员领导的生物材     

新型生物医用金属材料的研究和进展

在概述医用金属材料目前的研究现状、性能和应用的基础上，指出了医用金属材料应用中目前存在的主要问题，阐述了近些年生物医用金属材料的新进展，并对今后的发展提出了自己的观点。     

研究首次提出金属材料生物功能化思想

正近日,中科院金属研究所研究员杨柯领导的生物材料研究团队在前期研究基础上,首次在国际上提出金属材料生物功能化思想,相关论文发表在《材料科学与技术》上。据介绍,人体中存在不同种类的金属元素,金属元素的缺失,可能会引发疾病;如果在人体中适量补充某种金属元素,可能会有     

可降解医用金属功能化表面改性研究进展

近年来,以镁、铁、锌为代表的可降解医用金属由于其独特的体内降解性能和优异的生物相容性成为国内外研究热点.这类可降解医用金属能够在体内逐渐被体液腐蚀降解,它们所释放的腐蚀产物能够给机体带来恰当的宿主反应,当协助机体完成组织修复的任务后将全部被体液溶解,避免了二次手术.前期研究表明,三种可降解医用金属在实际临床应用中尚存在一些不足:镁及镁合金的体内降解速率过快,降解过程中产生的氢气会对植入物周围组织和细胞产生不利影响;铁及铁合金的体内降解速率过慢;锌及锌合金的降解速率最符合临床要求,但是其较低的力学性能限制了锌及其合金的应用.鉴于此,可降解医用金属的功能化表面改性技术应运而生.功能化表面改性技术不仅可以实现对可降解医用金属腐蚀行为的调控,还可根据不同的临床需求提高其生物相容性、抗菌活性、抗凝血性能和促成骨性能等.目前,各类表面改性技术已能够有效改善各类可降解医用金属的性能.镁及其合金是研究最为广泛的一类可降解医用金属,各类表面改性技术,如转化涂层、沉积涂层、复合物涂层等已能够显著降低镁及其合金的腐蚀速率.针对铁及其合金的表面改性技术主要以纯铁以及Fe-Mn合金为主,但目前针对铁及其合金的表面改性技术尚难以满足其理想的降解模式要求.锌及其合金是新一代可降解医用金属,现有的表面改性技术主要是为了增强其生物相容性和抗菌性能.本综述归纳了各类表面改性技术的特点,对各类技术的制备方法、应用及目的进行了介绍,并对其未来研究趋势进行了展望.     

医用镁金属材料的研究进展

镁及其合金具有优良的综合力学性能、与人体良好的生物相容性能以及生物可降解吸收等特点,有望成为一类新型医用植入材料.综述了镁金属作为医用植入材料的研究发展现状,分析了其应用上的优势与不足,对医用镁金属的表面改性技术进行了简单的论述,并对其作为医用植入材料的发展前景进行了展望.     

生物医用有色金属材料研究现状与未来发展

生物医用有色金属材料发展迅速,形成了适应不同体内环境、不同组织的医用有色金属材料及器件体系;着眼未来开展领域研究规划,提升新型医用有色金属材料及器件的临床应用水平,兼具理论研究与实践应用价值。本文论述了生物医用有色金属材料在耐蚀性、耐磨性、疲劳强度及韧性、生物适配性等方面的关键性能要求,系统梳理了永久性植入有色金属材料、生物可降解有色金属材料、多孔医用有色金属材料、医用有色金属表面改性等细分领域的研究进展、发展趋势与科学问题。在凝练各类生物医用有色金属材料未来研究方向的基础上,提出了加强基础与关键核心技术研究、组建“产学研医监”协同创新体、建立相关标准及规范、培育高精尖人才体系等发展建议,以期为新型材料发展布局与前沿技术研发提供先导性参考。     

生物医用多孔金属材料的研究进展

本文综述了生物医用多孔金属材料在制备工艺、力学性能、耐蚀性及生物相容性方面的研究进展。作为一种新型的硬组织修复材料 ,生物医用多孔金属材料以其优良的生物相容性在矫形外科、牙科等医疗领域有广阔的应用前景     

新型抗菌功能医用金属研究

不锈钢、钛及钛合金等医用金属材料已广泛应用于骨科、齿科及心血管介入等医疗领域,生物可降解镁合金是正在研究发展的新型医用金属材料,具有诱人的临床应用前景。面对目前临床上亟待解决的植入物引发的细菌感染问题,开展医用金属材料的抗菌功能研究意义重大,也是实现金属材料结构/功能一体化发展的新探索。简要介绍了作者近年来在不锈钢、钛合金、可降解镁基金属等医用金属材料的抗菌功能研究方面的主要进展,并展望了抗菌医用金属材料的临床应用前景。     

医用钛合金的发展及研究现状

纯钛及其合金以其与骨相近似性的弹性模量、良好的生物相容性及在生物环境下优良的抗腐蚀性等在临床上得到了越来越广泛的应用；综述了医用钛合金的发展和研究现状，阐述了钛的生物相容性原理，同时简单评述了钛及其合金表面改性与钛基复合材料的研究现状，分析表明：纯钛及其合金具有出色的生物相容性主要归功于表面附着的氧化层；β型钛合金与α/α β型钛合金相比，具有较高的耐磨性，是一种很有前途的外科植入用钛合金；寻求更为理想的表面改性工艺从而获得高质量的涂层，或将生物活性相添加进钛合金基体中制备成复合材料是提高医用钛合金生物活性的两种有效途径。     

NiTi合金生物医用材料表面改性的研究进展

NiTi合金由于其形状记忆效应、超弹性和低模量等优良性能在生物医学领域得到广泛应用。然而,在生理环境中镍离子释放会诱发毒性和炎性反应,因此需要对其进行表面改性。从表面氧化、表面涂层和表面接枝大分子等方面综述了近年来国内外NiTi合金表面改性的研究进展,评述了各种表面改性技术的优势和缺陷,指明了NiTi合金表面改性的未来发展趋势。     

NiTi合金生物医用材料表面改性的研究进展

NiTi合金由于其形状记忆效应、超弹性和低模量等优良性能在生物医学领域得到广泛应用。然而,在生理环境中镍离子释放会诱发毒性和炎性反应,因此需要对其进行表面改性。从表面氧化、表面涂层和表面接枝大分子等方面综述了近年来国内外NiTi合金表面改性的研究进展,评述了各种表面改性技术的优势和缺陷,指明了NiTi合金表面改性的未来...     

玻璃基生物医用材料的研究进展

生物玻璃是重要的无机生物医用材料之一，论述了生物玻璃材料的发展历史，研究现状及发展方向，特别是详尽地讨论了生物玻璃因其具有良好的生物活性，生物相容性而广泛地应用于骨科，牙科的替代及骨组织工程中的领域，最后展望了生物玻璃材料的应用前景。     

多种生物医用材料的应用

从分子角度对生物医用材料进行设计与制备是近年研究的热点，甲聚糖基生物材料、生物陶瓷、纳米高分子材料是研究较为活跃的领域，显示出广阔的应用前景。     

医用金属的生物活性材料涂覆新技术及应用研究

针对国内外等离子喷涂羟基磷灰石涂层人工关节存在易导致羟基磷灰石产生热分解的技术难题，研究了在医用金属表面涂覆羟基磷灰石生物活性材料涂层的两种新技术，即烧结法工艺和改良的等离子喷涂工艺。报告了其部分研究结果和临床应用进展。重点讨论了采用该技术制备的涂层制品的X光衍射结果、红外光谱分析结果、涂层与基体的界面结合强度测量结果、生物学检测及评价结果和临床验证结果。试验结果表明，采用该工艺制备的涂层制品中的羟基磷灰石未产生分解。     

生物医用高分子材料的生物相容性及其表面改性技术

生物医用高分子材料是一类具有广泛用途的高科技产品,具有十分重要的应用价值和发展前景。生物相容性是生物医用高分子材料必须具备的优良特性,是材料产品成功应用的关键。目前,人们主要通过材料表面改性来提高生物医用高分子材料的生物相容性,以保证材料与机体相适应,生物医用高分子材料表面改性技术也因此成为人们竞相研究开发的热点。简述了生物医用高分子材料的生物相容性及其表面改性技术的相关问题。     

生物医用多孔钛的表面仿生处理研究进展

介绍了钛作为生物医用材料的研究现状.针对多孔钛的结构特点,综述了当前生物医用材料的各种表面活化方法,如溶胶-凝胶法、预钙化处理法、碱热处理法、酸碱两步法等,总结了当前多孔钛表面改性和骨诱导机理的研究现状.     

北京市生物医用材料产业发展思考简

一、概述生物医用材料（Biomedicalmaterials）是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官、或增进其功能的一类高技术新材料,涉及亿万人的健康,是保障人类健康的必需品。按国际惯例,生物医用材料及医用植入体是生物医学工程产业的重要组成部分,其管理属医疗器械范畴。生物医用材料应用广泛,品种繁多。按材料属性,可分为生物医用金属材料、生物医用高分子材料、生物医用无机非金属材料、生物医用复合材料和生物医用衍生材料,详见表1。     

生物医用材料表面高分子基涂层的功能化构筑

生物医用材料是为生物和医用相关领域使用而设计并制备的功能材料。随着社会的快速发展,人们对生活水平的要求相应提高,并伴随着医疗水平的不断提高和材料科学领域的高速发展,生物医用材料在人类社会生活中的应用越来越广泛。例如,在过去的几十年里,人工髋关节和膝关节植入物的数量显著增加;血管支架、心脏瓣膜、血管移植物和其他植入装置被广泛用于挽救生命和提高患者的生活质量;各种非植入的、短期使用的导管和固定螺钉等生物医用装置也在临床中广泛使用。生物医用材料作为一种人类生命和健康密切相关的功能材料,应当满足良好的生物相容性和具有一定的生物功能性,例如不会引起生理系统的严重排斥等。当生物材料与生命体例如细胞、组织、微生物等相接触时,材料的表面首当其冲,因此其在生物材料的综合性能中扮演着极为关键的角色。通过对材料表面做一定的处理或特定修饰,改变材料表面物理、化学或生物性能,就有可能在材料表面引发特殊的生物反应,促进或影响材料与生物体之间的作用,从而有可能获得促进细胞活性、组织修复或再生的功能。因此,生物材料的表面功能化研究已成为生物医用材料研究和发展的一个热点和重要领域。近年来,抗菌功能、药物负载以及细胞行为调控等功能是生物材料表面功能化构筑的重要研究方向,在材料表面构筑各种功能涂层是重要的策略之一。在抗菌涂层方面,经典的研究集中在抗黏附、接触杀菌以及释放杀菌分子的设计上,但新型的抗菌策略也不断发展,例如光热杀菌以及动态响应抑菌等。在药物负载传递方面,层层组装技术是一种被用来制备各种药物涂层的重要技术手段,组装单元的多样性为层层组装构建药物控释涂层的多样化提供了良好的基础。在细胞行为调控方面,基于层层组装的材料表面理化性能调控以及生物活性分子的固定,能够对包括黏附、铺展、迁移、增殖分化等细胞行为产生关键性的影响。本文归纳了当前生物医用材料表面功能化构筑的研究进展,分别从抗菌表面、药物负载传递、细胞行为调控等三个方面进行介绍,分析了在具体的功能化应用中生物医用材料表面面临的问题以及目前的功能化修饰方法,并展望了其应用前景,以期为制备具有更优化、更高效实际应用的生物医用材料表面提供参考。     

外科植入物金属材料产业发展中若干问题探讨

一、我国外科植入物金属材料发展现状随着人口增长和社会老龄化问题的加剧,生物医用材料市场需求日益增加,其新兴经济增长支柱的地位正在逐步形成。全球生物相容性材料及制品市场的分布情况为:美国占49.7%,欧洲占24.1%,日本占17.2%,而其他国家所占市场份额只有9%。     

我国生物医用纳米材料亟待突围

正春节后,生物医用材料领域不断取得新进展。不久前,中科院金属研究所首次在国际上提出金属材料生物功能化的特殊作用,成功开发出含铜抗菌医用金属新材料;中科院宁波材料技术与工程研究所开发出一种新型羟基磷灰石-石墨烯纳米复合生物材料,解决了陶瓷材料的增韧问题,快速促进骨组织固定。