生物医用材料的研究

一　各国生科学物家医物竞用相材研料医究是和用开来用发对的于热生随材点物着　体生日进　前料行诊断的、治疗、研修复或究替换其　病生损物组材织料、器已官成豌为　，南开大学生物活性材料教育部重点实验室专　家向记者介绍说．当代生物材料已处于实现重大突破的边缘．不远的将来，科学家有可　能借助于生物材料设计和制造整个人体器官，生物用材料和芾！ｆ品产业将成为本世纪世界　经济的一个支柱产业　生物医学材料应用广泛，全世界仅高分子材料在医学上应用的就有９０多个品种　１８００余种制　品．西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以１０９６—２０９６的速睦增长　随着现代科学技术的发展．　尤其是生物技术的重大突破，生物材料的应用将更加广泛。　当代生物材料的发展不仅强调自身理化性能和生物安全性　可靠性的改善，而且更强调赋予其　生物结构和生物功能，以便其在俸内调动并发挥机体自我修复和完善的能力，重建豌康复曼损的人　体组织或器官　下面几个方面反映了当亭生物医用材料的发展动态　组织工程材料　材料、生物技术、生物化学　生物力学　附与生长、骨形态发生蛋白（ＢＭＰ）的　组织工程是应用生命科学与工　以及临床医学为一体的生物交叉学科　三维复台和新生骨组织的血管化。鉴　程的原理和方浩．构建一个生物装　２００１年６月５日，由清华大学、第　定委员会听取了项目负责人所作的技　置，来维护、增进人体细胞和组织的　四军医大学主持的“组织工程材料的　术报告后，参观了实验现场，并根据科　生长　以恢复受损组织或器官的功　大段骨快速成形制造　项目通过了教育　技成果查新证明以及与国内外同行的　能。它的主要任务是实现受损组织　部组织的成果鉴定。标志着我国自主　比较分析，经过认真评议，～致认为该　和器官的修复或再建，延长寿命和　研发组织工程材料已经接近国际水平。　项目在成形工艺设备，大段骨的孔隙　提高踺康水平　其方法是：将特定组　该项目通过组织工程材料的低温喷射快　结构和骨诱导性能、动物实验等方面　织细胞“种植　于一种生物相容性良　速成形工艺；研制了具有与天然人骨　均处于国际领先水平。　好　可被人体逐步降解吸收的生物　材料类似的纳米片层结构的纳米晶羟基　材料【组织工程材料）上，形成细胞　磷灰石　胶原（ＮＨＡＣ）自组装材料　生物匮用纳米材料　一生物材料复合物　生物材料为细　在ＮＨＡＣ材料中，加八增强材料和溶　纳米技求在２０世纪９０年代获得了襄　７　维普资讯 http://www.cqvip.com

因诊断和治疗不断取得进展，科学家　剂、纳米膜材料、纳米孔材料等产品。　生物医用纳米材料现在已初见端　睨，产品正在不断涌现。但少数产品　复合生铂材料　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、韧性好特点，目前已广泛干临床。　对使用基因疗法治疗肿瘤充满信心。　基因治疗是导入正常基因于特定的细　胞（癌细胞）中，对缺损或致病的基因　进行修复　或者导八能够表达出具有　治疗癌症功能的蛋白质基因，或导人　能阻止体内致病基因合成蛋白质的基　因片殷　来阻止　是冠纳米之名，行欺骗之实，这是应　该严厉杜绝的。　通过具有不同性能材料的复合，可以达　到　取长补短　的效果，可以有效解决　血液净化材料　采用滤过沉淀或吸附的原理，将　材料的强度、韧性及生物相容性问盟，　是生物材料新品种开发的有效手段。提　高复合材料界面之间的相容性是复合材料　研究的主要课盟。根据使用方式不同，　研究较多的是：舍金、碳纤维／高分子　材料、无机材料（生物陶瓷、生物活性　体内内源性或外源性毒物（致病物质）　转移性或高选择性地祛除，从而达到　治疗的目的，是治疗各种疑难病症的　致病基　因发生　作用，从而达到治疗的目的。基因疗法　的关键是导人基因的载体，只有借助　载体，正常基因才能进入细胞核内。目　前，高分子纳米材料和脂质体是基因　治疗的理想载体，它具有承载容量大，　有效疗法。尿毒症、各种药物中毒、免　疫性疾病、高血脂症等都可采用血液　净化疗法治疗，其核心是滤膜、吸附剂　等生物材料。　血液净化材料的研究和临床应用在　玻璃）、高分子材料的复合研究。　从一定时期看来，复合生物材料仍　是开发重点。　安垒性能高的特点。近来新合成的树　枝状高分子材料作为基因导入的载体　值得关注。　此外，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　用干　输送抗原或疫苗等方面也有　日本和欧洲已成为生物材料发展的热　点。我国在这一研究领域具有一定实　力，研究水平居于世界前列．但临床　应用不　够，应　生物匮用可吸收材料　生物医用可吸收材料是指用干临床的　具有某种医疗器械功能，在完成功能任务　后可以在人体内环境下逐步分解并最终被　人体吸收的材料，现在应用较多的为可吸　收缝合线、骨折内固定螺钉及夹板、人造　皮肤　伤口敷料等。　予以加　强　血　可吸收缝合线因为在伤口愈合后不用　拆线而取代以前使用的聚丙烯、尼龙等　不可吸收线，在国内外已广泛应用。最　早是从羊肠线人手，后来到胶原线，发　展到现在的聚乙交酯、聚乳酸及其共聚　物、天然甲壳素缝合线等。目前国内可　吸收缝合线还基本依赫进口，其中以美　国强生公司为主　国内也有小规模生　产，但由于产品知名度、生物医学评　价、规模等原因在市场上还没有广泛推　良好的应用前景。　我国在沈阳建设了一个　纳米材料研究开发中心，　专门从事纳米材料的孵化和　研究，藉此促进纳米材料产业规模化、　国际化，带动区域经济发展。初步目标　液净化　材料一　般采用　沥青。　医用沥青基球状活性炭能够克服普通粒　状活性炭的种种缺陷，满足血液净化　领域要求，它的原料为沥青，因此具　有低的杂质及灰份，高的机械强度，　这可使其在临床中避免脑部毛细血栓的　定在到２００３年纳米产业产值达到１ｏ亿　元，到２００５年力争达到２０亿元，到２ＯｌＯ　年实现１ｏｏ亿元。　沈阳纳米材料研究开发中心的重点　形成；孔径分布相对较窄，比表面积　大，叉赋予其优良的吸脱附性能。因　而成为一种迄夸为止最为理想的血液净　化材料。　就整个发展趋势来看，血液净化　材料重在应用，临床应用方面的研究将　会加强。　广，所占市场份额较小。本次垒　股份　增发募资用干发展可吸收缝合线，将提　就定在医药与健康领域开发与应用疾病　领域。包括早期诊断的纳米传感器、纳　米药物、纳米靶向药物、纳米化妆品等　升我国在该领域的竞争力。　可吸收骨折内固定螺钉及夹板是指在　病人骨折时，用其将断裂骨骼连结，在　产品ｔ在生物技术领域开发测定ＤＮＡ的　基因芯片、生物仿生产品、生物可降解　材料等产品・在环保领域开发纳米催化　骨折恢复期间起到暂时固定的作用，而　当骨折愈合时，其在体内逐步分解井被　维普资讯 http://www.cqvip.com

人体吸收。与传统的不锈钢等金属材料　我国加人ｗＴ０后生物医用材料产业将　用材料基础研究　国家自然科学基金重　相比，可吸收材料避免了取出螺钉的二　面临重大挑战和机遇。专家建议：应在　大项目。进行了有关心血管和人工肾材　次手术，从而减轻了病人的痛苦，节省　国家的大力支持下，跨部门、跨学科通　料，龋齿、正常和异常骨组织微观结构以　了费用，同时其刚性也与人体骨骼相　力合作，通过走自力更生与技术引进相　及骨组织工程材料，有关自组装有机膜　近，从而不易产生金属材料与骨骼不匹　结合之路，在生物材料、分子设计、仿　和脂质体控制生物矿化及仿生材料等方　配而造成的再次骨折。但目前国内市场　生模拟、智能化药物控施等方面重点投　面的研究工作。如夸，国家科拄部、国家　上主要是国外产品，国内还没有工业化　八。生物医用材料必将为造福人类作出　自然科学基金委，国家“８６３”高科技发　生产，其原材料聚乳酸等已有部分单位　更大贡献。　展计划、　火炬　计划、　星火　计划、“八　可以小规模生产，比如迪康药业、中科　在国家的８６３计划中，生物医用材　五　计划、“九五　计划都安排了生物材　合臣等。随着迪康药业高分子量聚乳酸　料是这样被阐述的：生物医用材料是一　料技术项目。并且，国家已于１９９９年在　项目的建成，我国在该领域的产业化将　大类合成或天然物质或复合构成的材料，　重点基础研究发展规划项目中把生物材　会有重大突破。　用于和生物系统接合，以在一定时限内　料和组织工程列入实施之中。　甲壳素由于具有良好的生物相容　诊断、治疗，增进或替换有机体的组织，　前不久．由清华大学北京精细陶瓷　性、多种药理效用、可以促进伤口愈　器官或功能。这类材料可分为医用金属与　实验室承担的纳米陶瓷复合人工股骨头　合，同时可缓慢降解，因此在生物医用　合金，医用高分子材料，医用生物陶瓷，　及钴铬钼合金股骨柄．经过性能评价、　领域用途广泛，除了用于缝合线外，还　医用复合材料与生物衍生材料。生物功能　检测和动物实验与临床研究，已达到医　可以制作伤口敷料来促进伤口散合，避　性与生物兼容性是对这些材料的基本要　管局确定的指标，其耐磨性能远远优干　免结疤，或者进行人工皮肤再植等，也　求。生物医药专题主要开展以下几类材料　金属人工髋关节。用微焦点ｘ—ＣＴ进行　可以用作复合材料增强体，来制备可吸　的研究工作：用于骨，牙修复的材料，包　质量保证，提高了“人工髋关节与人工　收骨折内固定螺钉及夹板，可吸收人造　括具有生物活性的骨形态发生蛋白材料，　骨”的安垒性、可靠性，临床证明该　气管、胸壁等，在体内暂时起到某种功　羟基磷灰石类、聚乳酸类和酰胺类骨修复　产品的性能优异，此项技术已达到世界　能器官的作用，一旦器官再生完毕，可　材料等肢体器官修复用的生物可吸收神　先进水平。该项目确定了质量保证体系　以自行被人体吸收而不用取出　由于甲　经诱导管，及用于诱导皮肤生长的医用丝　及工艺体系，井成功地进行了临床檀人　壳素来自于虾壳，蟹壳，在海边属于一　素蛋白人工皮　用于体外血液贯漉的吸附　与临床考核。该项目已有改造好的生物　种废弃物，因此资源非常丰富，价格便　孰用于内辐射治疗癌症的含放射性同位　医用材料实验大楼与车间，按现有的生　宜，制成生物可吸收材料，产品附加值　素的玻璃微珠。同时，还将开展关于生物　产能力，纳米陶瓷复合人工髋关节产量　高。近期三九生化收购衡阳金ｉｆ，将着　医用材料对人体安垒性评价方法与指标的　可达到１～３万套／年，人工骨２００千克　力发展该项目，前景乐观。　研究　／年，产值达到３．５亿元／年　估计　我国生物医用可吸收材料的研究在　自上个世纪Ａ十年代起，北京大学　到２００５年国内需求量为ｌ０～１　５万套／　８０年代中期已经开始，由于具有技术含　的冯新德院士、南开大学的何炳林院士　年，井可出口创汇，将成为我国具有独　量高、附加值高，发展前景广阔等特　等就开始进行了有关医用高分子材料以及　立知识产权的生物医用材料的示范高科　点，吸引了众多研究所、高校的兴趣，　生物陶瓷等方面的基础研究工作。同时　技产业。　在９０年代更成为国家重点研究及产业发　清华大学的李恒德院士和北京大学的王夔　展领域，因此也取得了一系列的成果。　院士等亦率先在国内开展了有关天然生物　随着上市公司纷纷看好这一领域　资金　材料的微观结构以及生物矿化和病理矿化　投入力度也不断加强。由于这些产品受　等方面的研究工作。与国际前沿相比，　到临床医生的青睐，加之我国相美病人　我国现代生物材料的应用尚处于初级阶　众多等，因此可以说，生物医用可吸收　段，但在基础研究方面已取得了一系列　材料在我国发展前景非常广阔。　进展。例如：在“八五　期间．国　家自然科学基金委员会设立了　生物医