四川大学生物医学工程基础课件

生物医学工程基础

四川大学材料科学与工程学院

四川大学生物医学及特种功能材料研究所生物医学工程基础

四川大学材料科学与工程学院

四川大学生ElementsofBiomedicalEngineering(BME)ElementsofBiomedicalEngineeContacttome四川大学材料科学与工程学院

尹光福Contacttome课程主要内容

1、绪论(尹光福教授)

2、生物医学材料(尹光福教授)3、生物力学(蒋文涛教授)4、人工器官(苏葆辉副教授)5、生物医学仪器(邹远文副教授)6、生物医学图像(林江莉副教授)课程主要内容1.1、生物医学工程的定义1.2、生物医学工程研究内容和基本任务1.3、生物医学工程的特点1.4、生物医学工程的发展第一章绪论－－教学内容1.1、生物医学工程的定义第一章绪论－－教学内容2.1、生物医学材料概论2.2、生物材料表面与血液及组织成分的相互作用2.3、金属材料的毒理学2.4、陶瓷材料的毒理学2.5、材料在体内的生物降解2.6、生物医学材料的免疫学2.7、无机生物医学材料2.8、金属生物医学材料2.9、医用高分子材料2.10组织工程材料第二章生物医学材料－－教学内容2.1、生物医学材料概论第二章生物医学材料－－教学内容第一章绪论第一章绪论主要参考书郑昌琼、裴觉民主编，生物医学工程学，四川大学内部讲义，200011

俞梦孙、蒋大宗主编，中国生物医学工程的今天与明天，天津科技翻译出版社，199812陈百万主编，生物医学工程学，科学出版社，1997年主要参考书1.1生物医学工程的定义1.1生物医学工程的定义？WhatisBiomedicalEngineering(BME)？WhatisBiomedical边缘交叉科学

(Interdisciplinary)综合：

生物学医学工程学

理论和方法近几十年内建立与发展边缘交叉科学什么是生物医学工程学

还没有一个公认的定义随科学技术的发展而改变随生物医学工程研究领域而拓展若干个生物医学工程学的奠基人和著名权威曾有过几个定义什么是生物医学工程学还没有一个公认的定义对生物医学工程三个有代表性的定义表述对生物医学工程工程应用学说三合一学说

生物医学工程结合学说工程应用学说三合一学说生物医学工程结合学说“三合一学说”生物学＋医学＋工程学＝生物医学工程学“三合一学说”“工程应用学说”

生物医学工程学是工程学在医学和生物学中的应用“工程应用学说”“结合学说”

生物医学工程学是生物学、医学和其它非生物学科的结合“结合学说”SomeExamples现代医学的主要任务：诊断－－治疗－－康复－－预防SomeExamples(1)、疾病预防中的生物医学工程病毒与细菌的隔离病毒与细菌的杀灭有毒、有害物质的清除(1)、疾病预防中的生物医学工程病毒与细菌的隔离四川大学生物医学工程基础课件含纳米二氧化钛、纳米银的抗菌涂料含纳米二氧化钛、纳米银的抗菌涂料医学图像

超声图像、CT、X-光片………生物信号

心电、脑电……….医学检验

核磁共振、内窥检验………..(2)、医学诊断中的生物医学工程医学图像(2)、医学诊断中的生物医学工程X－CT放射性核素成像彩色多普勒超声图像心电监视仪彩色B型超声仪X－CT放射性核素成像彩色多普勒超声图像心电监视仪彩色B型超激光手术、γ-刀超声碎石癌症的放射治疗与化学治疗靶向药物与生物导弹器官修复中的组织工程人工胰－－血糖测定与胰岛素注射(3)、医学治疗中的生物医学工程激光手术、γ-刀(3)、医学治疗中的生物医学工程人工生物瓣全人工心脏膜式人工肺组织工程骨修复胰岛素药泵介入治疗导管人工生物瓣全人工心脏膜式人工肺组织工程骨修复胰岛素药泵介入治畸形矫正人工义肢可视义眼人工耳膜(4)、医学康复中的生物医学工程畸形矫正(4)、医学康复中的生物医学工程四川大学生物医学工程基础课件

总体概念

都是说的生物学、医学和工程学相互融合、依存的关系。生物医学工程学是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的边缘学科总体概念一般定义

“应用物理学和工程学的技术来解决生命系统中的问题，突出强调人类疾病的诊断、治疗和预防”

-----------生物医学工程学一般定义生物医学工程工程学生物学医学生物工程学生物学医学

更详细说明：

综合运用现代自然科学和工程技术的原理、方法，从工程学的角度，在多种层次上研究生物体，特别是人体的结构、功能和其它生命现象，揭示和论证生命运动的规律，深化对生命系统的认识，提供防病、治病、卫生保健、康复、安全防护的新理论和新方法，设计和研制用于防病、治病等的新材料、人工器官、装置与系统的新兴交叉学科更详细说明：生物医学工程的目标

几乎所有工程学和物理学都可与生物医学相互结合

探索人类正常生理学

表征组织与器官的病变机理给出研究和技术开发的最佳手段

提供治疗与预防的有效方法生物医学工程的目标1.2BME的研究内容和基本任务1.2BME的研究内容和基本任务基本任务生物医学工程学的基本任务是运用工程技术手段，研究和解决生物学和医学中的有关问题基本任务生物医学工程学的基本任务是运用研究方法生物医学工程学以应用基础性研究为主，研究的对象是人体(一个多层次的庞大系统)，所涉及的领域十分广泛，并在不断的扩展之中研究方法生物医学工程学以应用基础性研从微观层次、组织器官层次和整体层次：

(1)、研究探索人类正常生理学(2)、表征组织与器官的病变机理(3)、给出研究和技术开发的最佳手段(4)、提供治疗与预防的有效方法研究内容从微观层次、组织器官层次和整体层次：研究内容目前涉及较多的学科

医学、生物学、物理学、化学、力学、材料学、制造学、电子学、计算机科学等……目前涉及较多的学科医学、生物学、物理主要研究领域①生物力学②生物材料学③人工器官④生物系统建模与仿真⑤生物医学信号与传感器⑥生物医学信息处理⑦医学图像技术⑧物理因子在治疗中应用及生物学效应主要研究领域①生物力学

各研究领域既相互独立，又相互交叉，相互支撑各研究领域既相互独立，又相互交叉，相1.3生物医学工程的特点1.3生物医学工程的特点新兴、综合、交叉与边缘科学新兴、综合、交叉与边缘科学A、迅速发展的新兴学科

生物医学工程是在近几十年才从医学中分离而形成一门独立学科。当代高新科技的飞速发展，为它提供基础A、迅速发展的新兴学科生物医学工程是在近几十B、大跨度、多学科的综合性应用学科

医学、生物学、物理学、化学、力学、材料学、制造学、电子学、计算机科学等学科的有机结合，甚至涉及社会、伦理、道德、法律等

非生命科学到生命科学

自然科学到人文科学B、大跨度、多学科的综合性应用学科医C、生物医学工程是医学和生物学发展的重要动力一方面生物医学工程为医学、生物学提供技术与装备另一方面又为医学和生物学的发展开辟新路

－－带来生物学与医学的变革C、生物医学工程是医学和生物学发展的重要动力一方面生物医学工D、生物医学工程是社会效益与经济效益的综合医学重于社会效益，工程重于经济效益，生物医学工程是医学与工程学的结合，则是社会效益与经济效益必然的结合D、生物医学工程是社会效益与经济效益的综合坚持“以人为本”的宗旨反对“利益至上”的倾向

必须在保证功能性的同时，保证不对宿主造成任何显著的危害(无论是长期的还是短期的)坚持“以人为本”的宗旨1.4生物医学工程的发展1.4生物医学工程的发展1.4.1生物医学工程发展历史1.4.1生物医学工程发展历史科学技术手段应用于生物医学领域已有很长的历史

但是生物医学工程形成一门独立学科却是近几十年的事科学技术手段应用于生物医学领域已有很长二十世纪五十年代随着材料学、电子学、计算机科学、信息科学的飞速发展，这些科技愈来愈广泛地应用到生物医学领域中来同时，迅速发展的生物医学也向工程技术提出了愈来愈多、愈来愈高的要求二十世纪五十年代形成独立学科逐渐的，生物医学工程的内容变得不再是生物医学的附属品生物医学工程学又是现代医学和生物学发展的基础和重要条件形成独立学科1.4.2生物医学工程发展现状1.4.2生物医学工程发展现状当前，生物医学工程学已发展到一个相当高的水平，在医学的几乎所有领域已经发挥、将会发挥巨大的作用当前，生物医学工程学已发展到一个相当

生物力学在人体生理系统建模与仿真中的巨大作用

细胞力学、运动力学、血流动力学、呼吸力学……生物力学在人体生理系统建模与仿真中的巨

生物医学材料在人体组织与器官修复(替代)中的巨大作用

硬组织修复与替代、软组织修复与替代、血管替代、人造皮肤、各类人工器官……生物医学材料在人体组织与器官修复(替代人工器官在人体生理功能恢复中的巨大作用

人工心脏、人工心脏瓣膜、人工肺、人工肾、人工胰……人工器官在人体生理功能恢复中的巨大作用

生物医学电子学在生物医学工程中的巨大作用

生物医学信号检测、处理与识别是是医学图象处理的基础，与生物材料、生物力学、人工器官、生物医学仪器等关系密切……生物医学电子学在生物医学工程中的巨大作生物医学图像技术在临床诊断中的巨大作用

X光片、CT图像、B型超声波图像、核磁共振……生物医学图像技术在临床诊断中的巨大作用生物医学仪器对提高医学整体水平的巨大作用

生理功能分析、放射治疗、超声碎石、γ刀、细胞刀、康复辅助系统……生物医学仪器对提高医学整体水平的巨大作

1.4.3.生物医学工程产业发展1.4.3.生物医学工程产业发展近20年，生物医学工程制品飞速发展并形成规模性产业，将成为21世纪国际经济的主要支柱产业之一近20年，生物医学工程制品飞速发展并

社会需求量大，产品技术含量和产品附加值高

美国目前已有1100万人体内植入有一个人工器官，200万人体内有2个或2个以上人工器官社会需求量大，产品技术含量和产品附加值

1995年世界生物医学工程产业产值约1200亿美元，目前超过3000亿美元，年增长率持续保持在15－20％1995年世界生物医学工程产业产值约美国、日本、西欧等发达国家都把生物医学工程列入高技术发展的前沿美国、日本、西欧等发达国家都把生物医学

我国有13亿人口，医疗保健基数大，生物医学材料和人工器官的需求量大

▲肢体不自由患者约1500万

▲每年骨缺损和骨损伤约300万▲牙缺损(缺失)患者占总人口1/3

▲大量血液病患者需人工肾▲大量糖尿病患者需人工胰我国有13亿人口，医疗保健基

我国生物医学工程产业基础薄弱，绝大部分依靠进口，目前巨大的社会需求与薄弱的研究开发及产业基础形成尖锐的矛盾我国生物医学工程产业基础薄弱，绝大部

1999年，国家制订“中国生物医学工程产业发展纲要”1999年，国家制订“中国生物医学工程产业发展纲

“培育生物医学工程产业，使之保持15％－20％的增长率，到2005年工业总产值达到400－500亿元，2010年达1000亿元的发展目标”“培育生物医学工程产业，使之保持15％机遇与挑战并存OpportunityandChallenge!生物医学工程领域大有可为机遇与挑战并存第二章生物医学材料BiomedicalMaterials第二章生物医学材料BiomedicalMaterial1郑昌琼、裴觉民主编，生物医学工程学，四川大学内部讲义，20002吴增树、李国光、王定国，生物材料毒理学及应用，成都科技大学出版社，19883李玉宝主编，生物医学材料，化学工业出版社，20034李玉宝主编，纳米生物医药材料，化学工业出版社，20045BuddyD.Ratner,AllanS.Hoffman,FrederickJ.Schoen,JackE.Lemons,BiomaterialsScience,AcademicPress,1996主要参考书籍1郑昌琼、裴觉民主编，生物医学工程学，四川大学内部讲义，22.1、生物医学材料概论2.2、生物材料表面与血液及组织成分的相互作用2.3、金属材料的毒理学2.4、陶瓷材料的毒理学2.5、材料在体内的生物降解2.6、生物医学材料的免疫学2.7、无机生物医学材料2.8、金属生物医学材料2.9、医用高分子材料2.10组织工程材料第二章教学内容2.1、生物医学材料概论第二章教学内容2.1生物医学材料概论2.1生物医学材料概论2.1生物医学材料概论生物医学材料(BiomedicalMaterials)

★生物医学工程的重要分支★生物学、医学、材料学的交叉学科★生物医学工程的物质基础2.1生物医学材料概论生物医学材料(Biomedical2.1.1生物材料和生物医学材料的定义2.1.1生物材料和生物医学材料的定义2.1.1生物材料和生物医学材料的定义生物材料(Biomaterial)生物医学材料(BiomedicalMaterial)－－其定义随科学技术的发展而演变2.1.1生物材料和生物医学材料的定义生物材料(Biom临床中常用的生物医学材料临床中常用的生物医学材料磷酸钙生物陶瓷制品磷酸钙生物陶瓷制品生物材料(Biomaterials)

“植入活体内或与活体结合而设计的与活体系统不起药物反应的惰性物质”

－－1960‘s，ClemsonUniv.,USA特征：人造、非生命、医用、生物相容2.1.1生物材料和生物医学材料的定义生物材料(Biomaterials)2.1.1生物材料无药物反应－－－生物材料与药物的区别惰性－－－化学稳定、生物稳定

随着生物材料的发展，该定义已明显不适应生物材料的功能与范畴的飞速发展

－－－载药生物材料、生物活性材料2.1.1生物材料和生物医学材料的定义无药物反应－－－生物材料与药物的区别2.1.1生物材料和生

载药生物材料(药物缓释材料)

在材料(最常见的是修复材料)中复合治疗药物，植入人体后缓慢释放，进行辅助治疗2.1.1生物材料和生物医学材料的定义载药生物材料(药物缓释材料)2.1.1生物材料和生物生物活性材料(Bio-activeMaterial)

植入后，按照预先设计进行生物降解或与生物系统发生一定作用，促使生理功能的恢复

如：BMP/TCP骨修复材料(特征：可降解、可诱导成骨)2.1.1生物材料和生物医学材料的定义生物活性材料(Bio-activeMaterial)2.

“生物医学材料是用于取代、修复活体组织的人造或天然的材料”－－－1980‘s

不限制：人造/天然，体内/体外，活性/惰性，长期/短期

范围：医用、生物相容2.1.1生物材料和生物医学材料的定义“生物医学材料是用于取代、修复活体组织除医学中使用的生物材料外，还有大量应用于生物学领域的材料，如细胞培养、蛋白质处理等，目前也将其划入生物材料的范畴2.1.1生物材料和生物医学材料的定义除医学中使用的生物材料外，还有大量应2.1.1生物材料和生物医学材料的定义BiomaterialsBiologicalMaterialsBiomedicalMaterials

特指医用材料其它生物学应用材料2.1.1生物材料和生物医学材料的定义Biomateria2.1.2生物医学材料的发展2.1.2生物医学材料的发展A、生物医学材料应用的发展2.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材料应用的发展2.1.2生物医学材料的发展

生物医学材料的应用特征：

生物医学材料很少单独使用，通常是结合在医学装置中替代发生病变或失去功能的生命体器官2.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材料应用的发展生物医学材料的应用特征：2.1.2生物医学材料的发最早的应用可追溯到公元前3500年

棉花纤维、马鬃缝合伤口－－－古埃及，BC.3500

木片修补颅骨缺损－－－墨西哥印地安人2.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材料应用的发展最早的应用可追溯到公元前3500年2.1.2生物医学材料的2.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材料应用的发展

木质及石质的假牙、假鼻、假耳－－－中国、埃及，BC.2500

黄金修补牙缺损－－－中国、埃及、罗马，BC.20002.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材料应用的发据文献记载

1588年，黄金板修复颚骨

1775年，金属内固定骨折1809年，黄金种植牙

1851年，天然硫化橡胶制作人工牙托及颚骨2.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材料应用的发展据文献记载2.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材2.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材料应用的发展

进入20世纪，高分子材料的应用带来了生物医学材料的巨大发展

－1937年，PMMA用于牙科－1940‘s，维尼龙用于血管修复－1958年，涤纶用于动脉修复－1960’s，PMMA、UHMPE全髋关节2.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材料应用的发

自20世纪50年代，各种复杂人工器官的出现，标志着生物医学材料及人工关节的发展进入了新的阶段

－－生物医学材料学科与其它相关技术的交叉与渗透更趋深入

人工心脏瓣膜、人工肺、人工肾、人工心脏、人工胰……2.1.2生物医学材料的发展

A、生物医学材料应用的发展自20世纪50年代，各种复杂人工器官B、生物医学材料产业的发展2.1.2生物医学材料的发展

B、生物医学材料产业的发展2.1.2生物医学材料的发展

近20年，生物医学材料及其制品飞速发展并形成规模性产业，将成为21世纪国际经济的主要支柱产业之一2.1.2生物医学材料的发展

B、生物医学材料产业的发展近20年，生物医学材料及其制品飞速发

目前，生物医学材料和人工器官所占世界医疗器械市场份额已接近60％，1995年产值超过700亿美元，年增长率持续保持在15－20％2.1.2生物医学材料的发展

B、生物医学材料产业的发展目前，生物医学材料和人工器官所占世界

美国在“先进材料加工计划”中，将生物医学材料列为第一位发展的材料

日本将生物医学材料列入高技术新材料发展的前沿2.1.2生物医学材料的发展

B、生物医学材料产业的发展美国在“先进材料加工计划”中，将生物医

我国生物医学材料产业基础薄弱，绝大部分依靠进口，目前巨大的社会需求与薄弱的研究开发及产业基础形成尖锐的矛盾2.1.2生物医学材料的发展

B、生物医学材料产业的发展我国生物医学材料产业基础薄弱，绝大

机遇与挑战并存

1999年，国家制订“中国生物医学工程产业发展纲要”2.1.2生物医学材料的发展

B、生物医学材料产业的发展机遇与挑战并存2.1.2生物医学材料的发展

其中重点任务的第一条为：

生物医学材料及其应用的研究开发，开展对人工器官、体内植入物和相应装置的研制2.1.2生物医学材料的发展

B、生物医学材料产业的发展其中重点任务的第一条为：2.1.2生物医学材料的发展2.1.3生物医学材料的基本性能要求2.1.3生物医学材料的基本性能要求A、生物功能性－－－(Biofunctionability)B、生物相容性－－－(Biocompatibility)C、生物安全性－－－(BiologicalSafety)2.1.3生物医学材料的基本性能要求

生物相容性

生物功能性

基本性能要求生物安全性A、生物功能性－－－(BiofunctionabiliA、生物医学材料的生物功能性2.1.3生物医学材料的基本性能要求

A、生物医学材料的生物功能性2.1.3生物医学材料的基本性

生物医学材料的生物功能性是指生物医学材料在植入后行使功能的能力，或为执行功能，其自身和植入位置应当满足的适当的物理化学要求2.1.3生物医学材料的基本性能要求

A、生物医学材料的生物功能性生物医学材料的生物功能性是指生物医生物医学材料能否有效行使功能，除与其自身物理化学性质相关外，还和其所处的生物环境相关2.1.3生物医学材料的基本性能要求

A、生物医学材料的生物功能性生物医学材料能否有效行使功能，除与其物理、化学性能要求★人工心脏瓣膜－－耐磨、耐蚀★颅骨修复材料－－强度、导热性★齿科修复材料－－硬度、耐磨、导热性★血管修复材料－－柔性、化学稳定性★骨修复材料－－硬度、强度、弹性模量

…………2.1.3生物医学材料的基本性能要求

A、生物医学材料的生物功能性物理、化学性能要求2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生物医学材料的生物相容性2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生物医学材料的生物相容性2.1.3生物医学材料的基本性生物相容性是指生命体组织与非生命材料产生合乎要求的反应(生物学行为)的一种性能，决定于材料与活体间的相互作用2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生物医学材料的生物相容性生物相容性是指生命体组织与非生命材料2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生物医学材料的生物相容性材料与活体间相互作用宿主反应材料反应2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生物医学材料宿主反应：

包括局部和全身反应，其结果导致对机体的毒副作用和机体对材料的排斥

炎症、细胞毒性、凝血、溶血、刺激性、致敏、致癌、致诱变、致畸、免疫反应等2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生物医学材料的生物相容性宿主反应：2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生材料反应：

主要来自生物环境对材料的腐蚀和降解，可能使材料性质腐蚀变化，甚至破坏2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生物医学材料的生物相容性材料反应：2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生生物医学材料植入人体后，其宿主反应和材料反应必须保持在可接受的水平2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生物医学材料的生物相容性生物医学材料植入人体后，其宿主反应和

材料的生物相容性与其使用的环境和条件密切相关

与血液直接接触的材料主要考察其与血液的相互作用，称为血液相容性

与肌肉、骨骼、皮肤等长期接触材料的生物相容性，称为组织相容性2.1.3生物医学材料的基本性能要求

B、生物医学材料的生物相容性材料的生物相容性与其使用的环境和条件密C、生物医学材料的生物安全性2.1.3生物医学材料的基本性能要求

C、生物医学材料的生物安全性2.1.3生物医学材料的基本性采用生物学方法检测材料对受体的毒副作用，从而预测该材料在医学实际应用中的安全性

包括：材料对受体局部组织、血液和整体的反应，对受体的遗传效应等2.1.3生物医学材料的基本性能要求

C、生物医学材料的生物安全性采用生物学方法检测材料对受体的毒副作

1992年，ISO制定颁布了医用装置的生物学评价标准－－－ISO10993－1992

1997年，中国医疗器械生物学评价标准GB/T16886采用了国际标准2.1.3生物医学材料的基本性能要求

C、生物医学材料的生物安全性1992年，ISO制定颁布了医用装置的2.1.4生物医学材料的分类2.1.4生物医学材料的分类A、按材料化学组份划分B、按材料来源划分C、按使用要求划分D、按应用部位及功能划分2.1.4生物医学材料的分类A、按材料化学组份划分2.1.4生物医学材料的分类(1)、无机生物医学材料(2)、金属及合金生物医学材料(3)、高分子生物医学材料(4)、复合生物医学材料(5)、生物功能材料2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分(1)、无机生物医学材料2.1.4生物医学材料的分类

无机生物医学材料(InorganicBiomedicalMaterials)又称为生物陶瓷(Bioceramics)

如生物玻璃、生物玻璃陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、碳素材料、羟基磷灰石、磷酸钙陶瓷等2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分无机生物医学材料(Inorga金属及合金生物医学材料(MetallicBiomedicalMaterials)

主要为不锈钢、钴基合金、钛及钛合金等2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分金属及合金生物医学材料(Metal

高分子生物医学材料(PolymericBiomedicalMaterials)亦称为医用高分子材料(PolymersforMedicalUses)

如聚硅氧烷、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯晴、聚碳酸酯、聚乳酸……2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分高分子生物医学材料(Polymeric

复合生物医学材料(BiomedicalComposite)

多种不同类型材料复合而成的生物相容性材料2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分复合生物医学材料(Biomedi根据应用目的和性能要求的不同，复合组份及构成方式多种多样2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分根据应用目的和性能要求的不同，复合组份复合体系：

有机/有机复合

有机/无机复合无机/无机复合

金属/无机复合2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分复合体系：2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学复合方式：

表面复合整体复合多层复合2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分复合方式：2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学复合目的：

增强改性功能化2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分复合目的：2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学

典型复合生物医学材料举例

1、聚砜、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯用碳纤维、陶瓷粉末等增强后用于制备人工关节、人工齿根、骨水泥等2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分典型复合生物医学材料举例2.1.4生物医学材料的分类

典型复合生物医学材料举例

2、碳纤维增强无定形碳制作人工心脏瓣膜2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分典型复合生物医学材料举例2.1.4生物医学材料的分类

典型复合生物医学材料举例

3、钛合金基涂层类金刚石碳制作人工心脏瓣膜2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分典型复合生物医学材料举例2.1.4生物医学材料的分类

典型复合生物医学材料举例

4、聚乳酸/磷酸三钙复合可生物降解人骨修复材料2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分典型复合生物医学材料举例2.1.4生物医学材料的分类

典型复合生物医学材料举例

5、钛合金表面喷涂羟基磷灰石制作人工骨、人工关节2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分典型复合生物医学材料举例2.1.4生物医学材料的分类钛合金基/类金刚石涂层人工心瓣

上：双叶冀型瓣下：钩碟瓣钛合金基/类金刚石涂层人工心瓣

生物功能材料(BiologicallyFunctionalMaterials)

采用物理或化学的方法将生物活性分子如酶、抗体、抗原、多糖类、酯类、药物及细胞等固定在材料表面或内部，构成具有生理功能的生物医学材料2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分生物功能材料(Biologically该类材料是活体材料与非活体材料杂化组成的新型复合生物医学材料，也称为杂化生物医学材料2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分该类材料是活体材料与非活体材料杂化组成肝素化处理的各类高分子材料抗凝血导管、插管、分流管，在临床上已广泛采用2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分肝素化处理的各类高分子材料抗凝血导骨髓基质干细胞种植TCP/PLLA可生物降解、可骨诱导生长骨修复材料2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分骨髓基质干细胞种植TCP/PLLA可生

骨形态发生蛋白BMP复合TCP/PLLA可生物降解、可诱导成骨的骨修复材料2.1.4生物医学材料的分类

A、按材料化学组份划分骨形态发生蛋白BMP复合TCP/PL(1)、天然生物医学材料(2)、合成生物医学材料2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分(1)、天然生物医学材料2.1.4生物医学材料的分类

(1)、天然生物医学材料

天然生物医学材料包括天然生物材料及以此为基础的生物衍生材料2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分(1)、天然生物医学材料2.1.4生物医学材料的分类

天然生物材料(NaturalBiologicalMaterials)是来自人体自身组织、同种(如人尸体)或异种(如动物)同类器官与组织的材料2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分天然生物材料(Natural构成机体的基本物质如蛋白质、多糖和核酸核糖以及由此而构成的人类和动物机体的皮肤、肌肉和器官都是高分子化合物，因此天然生物材料主要为天然高分子材料2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分构成机体的基本物质如蛋白质、多糖和核天然高分子材料由于其多功能性，生物相容性和可生物降解性，是人类最早使用的医用材料之一2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分天然高分子材料由于其多功能性，生物相容

直接使用天然生物材料可能引起免疫反应，采用物理和化学方法进行处理(改性)所形成的生物医用材料称为生物衍生材料(BiologicalDerivedMaterials)或生物再生材料

(Bio-regenerationMaterials)2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分直接使用天然生物材料可能引起免疫反应，

对生物组织进行处理的方式之一：

维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消除抗原性的轻微处理

如经戊二醛处理固定的猪心瓣膜、牛心包、牛颈动脉等2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分对生物组织进行处理的方式之一：2.1.4生物医学材2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分

对生物组织进行处理的方式之二：

拆散原有构型，重建新的物理形态的强烈处理

如再生胶原、弹性蛋白、硫酸软骨素、透明质酸等2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分生物衍生材料是无生命的材料，但其具有类似于自然组织的构型和功能，或其组成类似于自然组织，在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分生物衍生材料是无生命的材料，但其具有(2)、合成生物医学材料

人工制取的生物医学材料，如硅橡胶、聚氨酯、中空纤维、生物陶瓷、医用合金等2.1.4生物医学材料的分类

B、按材料来源划分(2)、合成生物医学材料2.1.4生物医学材料的分类

按照使用要求，可将生物医学材料分为：

植入与非植入材料

血液接触材料一次性使用材料与重复使用材料

生物活性与生物惰性材料生物降解材料与非生物降解材料等2.1.4生物医学材料的分类

C、按材料使用要求划分按照使用要求，可将生物医学材料分为：2.1.4生物医

硬组织材料

软组织材料心血管材料

血液代用材料齿科材料

分离、过滤材料膜透析材料

…………2.1.4生物医学材料的分类

D、按材料应用部位及功能划分硬组织材料2.1.4生物医学材料的分类

2.1、生物医学材料概论2.2、生物材料表面与血液及组织成分的相互作用2.3、金属材料的毒理学2.4、陶瓷材料的毒理学2.5、材料在体内的生物降解2.6、生物医学材料的免疫学2.7、无机生物医学材料2.8、金属生物医学材料2.9、医用高分子材料2.10组织工程材料第二章教学内容2.1、生物医学材料概论第二章教学内容2.2生物材料表面与血液及

组织成分的相互作用2.2生物材料表面与血液及

组织成分的相互作用

从材料的生物相容性来讲，取决于材料与人体组织及血液的相互作用以及由此而引起的后果

2.2生物材料表面与血液及人体组织的相互作用从材料的生物相容性来讲，取决于材而生物材料植入人体后，其生物相容性主要由人体组织及血液等与材料表面的相互作用来决定2.2生物材料表面与血液及人体组织的相互作用而生物材料植入人体后，其生物相容性主

材料的表面性能与其内部性能存在着一定差异。除一些特殊使用场合外，与血液、组织相接触的仅是材料的表面部分2.2生物材料表面与血液及人体组织的相互作用材料的表面性能与其内部性能存在着一定

由此可见，生物材料的表面界面性能对于其生物相容性起着至关重要的作用2.2生物材料表面与血液及人体组织的相互作用由此可见，生物材料的表面界面性能对于其生物相容性2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附2.2生物材料表面与血液及人体组织的相互作用2.2.1蛋白质结构、性质2.2生物材料表面与血液及人体2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

蛋白质在生物材料科学中的重要意义在于其固有的对材料表面的强烈吸附趋势以及吸附作用对细胞与材料表面相互作用的巨大影响

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

一般认为，材料表面特性与蛋白质性质决定了吸附蛋白质层的组织结构，而吸附蛋白质层的性质又决定了细胞与表面的作用情况

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

一般认为，材料表面特性与蛋白质性质决定

由于生物材料的生物相容性取决于细胞与表面的作用情况，因此生物材料科学中对蛋白质的性质及在界面上的行为给予了极大的关注

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

由于生物材料的生物相容性取决于细胞与

2.2.1.1与吸附有关的蛋白质结构和性质2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.1与吸附有关的蛋白质结构和性质2.2.1蛋

在生物学流体(如血浆、腹膜分泌液等)中存在的可溶性蛋白质属于能在植入材料表面吸附的蛋白质

不溶性蛋白质(如胶原质collagen)一般不能扩散到植入物表面而参与吸附，虽然这些蛋白质有时能以纤维的形式通过细胞作用而包裹在异物表面2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.1与吸附有关的蛋白质结构和性质在生物学流体(如血浆、腹膜分泌液等)

可溶性蛋白质与不可溶性蛋白质在很多方面有所不同，其在氨基酸组成和空间结构上规律性较差

各种蛋白质均有其独特的排列结构方式，彼此差异较大，如纤维蛋白原(fibrinogen)分子要比白蛋白(albumin)分子长得多

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.1与吸附有关的蛋白质结构和性质可溶性蛋白质与不可溶性蛋白质在很多方面◆有的氨基酸具有不带电荷但有强极性的侧链◆而另一些氨基酸的侧链却不带极性◆从其基团来讲，有的是亲水性的，有的是憎水性的

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.1与吸附有关的蛋白质结构和性质◆有的氨基酸具有不带电荷但有强极性的侧链2.2.1蛋白质结

由于蛋白质的结构和性质不同，对外来材料表面的亲和性质亦会有较大差异，由此造成不同的蛋白质在不同的外来材料表面上的吸附能力与吸附程度各不相同，进而产生不同的作用后果

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.1与吸附有关的蛋白质结构和性质由于蛋白质的结构和性质不同，对外来材2.2.1.2固液界面上蛋白质的吸附行为2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.2固液界面上蛋白质的吸附行为2.2.1蛋白质

蛋白质在固体表面的吸附一般是分阶段进行

蛋白质在表面的吸附结果，表面相的浓度可达液相主体浓度的1000倍，表面蛋白质的大量聚集，在材料表面形成一层蛋白质膜

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.2固液界面上蛋白质的吸附行为蛋白质在固体表面的吸附一般是分阶段进行2.2.1蛋

蛋白质在材料表面吸附的另一特征是吸附相的选择性，从而导致某些蛋白质相对其它蛋白质的富集

蛋白质在固体表面的吸附是一个不可逆过程，并导致蛋白质单体被固定在表面相中

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.2固液界面上蛋白质的吸附行为蛋白质在材料表面吸附的另一特征是吸附相

此外，吸附相中蛋白质的方向性也是必须考虑的问题。因为蛋白质分子的结构和性质并非各相相同的对称分布

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.2固液界面上蛋白质的吸附行为此外，吸附相中蛋白质的方向性也是必须2.2.1.3蛋白质吸附对生物材料生物相容性的重要意义2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白质吸附对生物材料2.2.1蛋白质结构、

蛋白质的吸附对生物材料的生物相容性影响巨大。在此以蛋白质吸附对生物材料血液相容性的影响为例进行分析

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白质吸附对生物材料生物相容性的重要意义蛋白质的吸附对生物材料的生物相容性影A、各种蛋白质在生物材料表面的吸附

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白质吸附对生物材料生物相容性的重要意义A、各种蛋白质在生物材料表面的吸附2.2.1蛋白质结构、(1)、血液与材料表面接触，首先发生的是血浆蛋白在表面上的吸附

由于血液中蛋白浓度大于血小板，其扩散也快于血小板，所以最先在材料表面沉积一层蛋白。表面吸附的蛋白包括白蛋白、γ球蛋白和纤维蛋白原A、各种蛋白质在生物材料表面的吸附

(1)、血液与材料表面接触，首先发生

(2)、材料表面对蛋白的吸附速度与蛋白的种类、材料表面性质、吸附条件等有关，其吸附曲线都属于Langmuir型

A、各种蛋白质在生物材料表面的吸附

(2)、材料表面对蛋白的吸附速度与蛋白

(3)、这三种蛋白在材料表面的吸附对其血液相容性的影响非常大

白蛋白的吸附使表面变得更相容，而γ球蛋白和纤维蛋白原的吸附则加速了凝血

A、各种蛋白质在生物材料表面的吸附

(3)、这三种蛋白在材料表面的吸附对其

(4)、材料表面性质对蛋白的吸附量有明显影响，亲水性表面比疏水性表面吸附蛋白量少A、各种蛋白质在生物材料表面的吸附

(4)、材料表面性质对蛋白的吸附量有B、血液凝固机理

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白质吸附对生物材料生物相容性的重要意义B、血液凝固机理2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的(1)血液凝固存在两种不同的方式

内源性途径和外源性途径

当机体组织受损而释放组织因子时血液凝固按照外源性途径进行

当血管内膜受损或血液接触异物时血液凝固按照内源性途径进行

B、血液凝固机理

(1)血液凝固存在两种不同的方式B、血液凝固机理

因此，生物材料植入后引起的凝血按内源性途径进行，其凝血反应的基本过程如下：

B、血液凝固机理

因此，生物材料植入后引起的凝血按内源

a.接触活化

内源性凝血的触发，是从因子XII激活开始的。因子XIIa可以将激肽释放酶原激活为激肽释放酶，其反过来也可以激活因子XII，从而产生大量的因子XIIa，因子XIIa可以将因子XI激活为因子XIa并对其进行肽键裂解

B、血液凝固机理

a.接触活化B、血液凝固机理

b.磷脂胶粒反应

在因子XIa生成以后，在聚集的血小板磷脂胶粒表面上发生了一系列反应，直至凝血酶的生成。其间大量的因子IX、VIII、X、V集中于磷脂胶粒表面，大大加快了反应速度．此阶段的反应可分为三步：

i．因子IX的激活ii．因子X的激活iii．凝血酶原的激活

B、血液凝固机理

b.磷脂胶粒反应B、血液凝固机理

c.凝胶生成

生成的凝血酶脱离磷脂胶粒，由许多不溶性血纤维蛋白多聚体所形成的血纤维蛋白细丝交织成网，包罗红细胞、白细胞、血小板和血浆等血液有形成份，便形成了血栓

B、血液凝固机理

c.凝胶生成B、血液凝固机理C、血液与材料作用的模型

2.2.1蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附

2.2.1.3蛋白质吸附对生物材料生物相容性的重要意义C、血液与材料作用的模型2.2.1蛋白质结构、性质及对材

在因子XII激活后，必然有不同程度的血凝发生；血小板磷脂胶粒表面是凝血因子活化反应的场所，因此血小板的聚集程度对凝血反应具有重要的影响；凝血产物中包括红细胞、白细胞、血小板等成份，这些成份的聚集程度也影响凝血反应的进行

C、血液与材料作用的模型

在因子XII激活后，必然有不同程度的

伴随凝血过程的重要现象是血浆蛋白、血小板等成分的集聚，在凝血反应中必然有这种集聚产生

但是血浆蛋白和血小板等的集聚却并非必然激活凝血因子产生凝血，也不能肯定蛋白吸附是材料激活凝血因子的必然中介

C、血液与材料作用的模型

伴随凝血过程的重要现象是血浆蛋白、血

许多人的研究结果也认为诸多因素均可激活XII因子：

胶原纤维、材料表面负电荷、因子XIa、激肽释放酶、高分子量激肽原、二磷酸腺苷(血小板损伤可以释放)、血纤维蛋白溶酶、胰酶等等C、血液与材料作用的模型

许多人的研究结果也认为诸多因素均可激活可以认为，生物材料表面可能直接激活XII因子，材料引起的血浆蛋白、血小板的集聚也可能激活XII因子，而血浆蛋白、血小板的集聚反应与XII因子的激活也可以互相促发C、血液与材料作用的模型

可以认为，生物材料表面可能直接激活XI

凝血的形成是多途径的，包含了诸多因素的交互影响和作用

但是，所有这些都是在生物材料表面的作用下所产生，材料表面界面性能在其中起着决定性的作用，这一点是不容置疑的

C、血液与材料作用的模型

凝血的形成是多途径的，包含了诸多因素2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2生物材料表面与血液及人体组织的相互作用2.2.2细胞表面及与材料的相互作用2.2生物材料表面

2.2.2.1细胞膜

2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.1细胞膜2.2.2细胞表面及与

哺乳动物细胞是一个高度组织系统，它由几个部分组成：

2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.1细胞膜

哺乳动物细胞是一个高度组织系统，它由

a细胞核nucleus：带有遗传信息(脱氧核糖核酸DNA，染色质chromatin)

b线粒体mitochondria：细胞的动力工厂c高尔基体Golgiapparatus：醣蛋白glycoproteins与脂蛋白lipoproteins的组装区2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.1细胞膜

a细胞核nucleus：带有遗传信息(脱氧核2.2.

d内质网状组织endoplasmicreticulum：与蛋白质合成与细胞传输有关

e溶菌体lysosomes：包含蛋白水解作用的酶enzymesf细胞质cytoplasm(cytosol)：与细胞运动有关的细胞骨架g细胞膜cellmembrane2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.1细胞膜

d内质网状组织endoplasmicreticul

细胞膜包裹在各细胞组成细胞质之外，不同的细胞膜区域对应于不同的功能，如吸附、分泌、流体输送、与细胞外组织的沟通等

2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.1细胞膜

细胞膜包裹在各细胞组成细胞质之外，不

细胞膜是由双层磷脂构成的动态结构，其中分布着蛋白质、醣蛋白、脂蛋白和碳水化合物等

根据在细胞膜中位置的不同，内部蛋白质与外部蛋白质的结构有所区别

2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.1细胞膜

细胞膜是由双层磷脂构成的动态结构，其中分布着蛋白质

细胞质中微细纤维由肌动蛋白actin、肌球蛋白myosin、辅肌动蛋白actinin、和原肌球蛋白tropomyosin构成

这些微细纤维网在细胞的粘附与运动中起重要作用，称为细胞骨架

其中吸附性的蛋白能与固态基体、细胞外基质及其它细胞相联接，而形成吸附点

2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.1细胞膜

细胞质中微细纤维由肌动蛋白actin、2.2.2.2细胞的吸附2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.2细胞的吸附2.2.2细胞表面及与材料的相正常情况下细胞与细胞间和细胞与外部基质间有四种吸附点：2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.2细胞的吸附

正常情况下细胞与细胞间和细胞与外部基质

a间隙交汇区gapjunction(nexus):4nm，在邻近的细胞间起联接作用

b细胞桥粒desmosome(maculaadherens):30-50nmc半桥粒hemidesmosome:与细胞桥粒结构类似，于细胞与外部基质材料间

d致密交汇区tightjunction(zonulaoccludens):<5nm，在邻近细胞间吸附时形成，对扩散起阻碍作用2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.2细胞的吸附

a间隙交汇区gapjunction(nexus):细胞与固态基体间的吸附作用可描述如下：

aFocaladhesion:10-20nm，常常在细胞边界能观察到此吸附作用，作用较强，与粘连蛋白有关

b

Closecontact:30-50nm，通常发生在focaladhesion周围cExtracellularmatrixcontact:>100nm，在细胞壁与外部基质间联接

2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.2细胞的吸附

细胞与固态基体间的吸附作用可描述如下：2.2.2细胞表面及2.2.2.3细胞吸附与细胞铺展的热力学2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.3细胞吸附与细胞铺展的热力学2.2.从热力学的角度来看，细胞从悬浮液中到在固态基体表面的悬浮和铺展过程可以用下式描述：

2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.3细胞吸附与细胞铺展的热力学从热力学的角度来看，细胞从悬浮液中到其中：

ΔFabh为吸附表面自由能(粘附功)γCS为细胞－固体界面自由能γCL为细胞－液体界面自由能γSL为固－液界面自由能

2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.3细胞吸附与细胞铺展的热力学其中：2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2

当时，细胞在固体表面的吸附与铺展能强烈地进行

而当时，细胞在固体表面的吸附与铺展不能进行

2.2.2细胞表面及与材料的相互作用

2.2.2.3细胞吸附与细胞铺展的热力学当时，2.2.3材料的生物相容性2.2生物材料表面与血液及人体组织的相互作用2.2.3材料的生物相容性2.2生物材料表面与血液及人体材料的生物相容性定义为不引起急性或慢性炎症，对周围组织不呈现异物感的特性

2.2.3材料的生物相容性

材料的生物相容性定义为不引起急性或慢性炎症，对周

“Abiocompatibilitymaterialhasbeendefinedasamaterialthatdoesnotinduceanacuteorchronicinflammatoryresponseanddoesnotpresentaproperdifferentiationofimplant-surroundingtissues.”

2.2.3材料的生物相容性

“Abiocompatibilitym

一般认为，由于植入时的手术损伤在植入体周围包裹排他性的组织是不可避免的。生物相容性的定义实际上取决于植入的目的

2.2.3材料的生物相容性

一般认为，由于植入时的手术损伤在植入例：Teflonvascularprosthesis

内表面要求呈现血液相容性，即不引起凝血因子的吸附和激活；外表面则要求与纤维性组织强烈联接而不引起纤维组织的过分增生，两个目标集于一种装置上

2.3材料的生物相容性

例：Teflonvascularprosthesi2.1、生物医学材料概论2.2、生物材料表面与血液及组织成分的相互作用2.3、金属材料的毒理学2.4、陶瓷材料的毒理学2.5、材料在体内的生物降解2.6、生物医学材料的免疫学2.7、无机生物医学材料2.8、金属生物医学材料2.9、医用高分子材料2.10组织工程材料第二章教学内容2.1、生物医学材料概论第二章教学内容2.3金属材料的毒理学Toxicology2.3金属材料的毒理学Toxicology

一般认为，任何金属材料植入人体后，由于腐蚀作用和摩擦磨损作用的存在，金属离子或金属颗粒将会被释放进入组织，从而在机体组织中聚积2.3金属材料的毒理学

一般认为，任何金属材料植入人体后，由

金属材料的生物相容性取决于植入物与组织细胞的相互作用

组织细胞的反应依赖于释放物质的质与量2.3金属材料的毒理学

金属材料的生物相容性取决于植入物与组

金属材料的生物相容性取决于金属离子的释放速率与金属材料的毒性

金属材料的毒性不仅限于植入体周围组织，而且会引起全身性的反应2.3金属材料的毒理学

金属材料的生物相容性取决于金属离子的？金属材料植入人体后所关注的问题：

1、金属材料在人体内的腐蚀与摩擦磨损2、释放金属在组织中的正常水平3、释放金属对机体平衡的影响4、释放金属的局部及全身毒性2.3金属材料的毒理学

？金属材料植入人体后所关注的问题：2.3金属材料的毒理学2.3金属材料的毒理学

2.3.1金属元素及其毒性分布规律

2.3金属材料的毒理学2.3.1金属元素及其毒性分布规

纯金属的毒性与其在元素周期表中的位置有关：

II族金属毒性强III族、IV族(除Pb外)无毒性I、V和VIII族中，同族中原子量小的有毒，而原子量大的无毒2.3金属材料的毒理学

2.3.1金属元素及其毒性分布规律

纯金属的毒性与其在元素周期表中的位置

有毒的纯金属中加入某些金属形成合金后，可以减小甚至消除毒性

不锈钢中的Fe、Co、Ni有毒，加入有毒的Bi(2%)后毒性减小，加入Cr(2%)后毒性消失2.3金属材料的毒理学

2.3.1金属元素及其毒性分布规律

有毒的纯金属中加入某些金属形成合金后，2.3金属材料的毒理学

2.3.2人体中金属的分布、代谢和作用2.3金属材料的毒理学2.3.2人体中金属的分布、代谢

2.3.2.1人体中金属的含量2.3金属材料的毒理学

2.3.2人体中金属的分布、代谢和作用

2.3.2.1人体中金属的含量2.

自然界中金属广泛而大量存在；在人体组织中也存在各种金属