医用材料生物学基础－蔡伟第三章医用植入材料与人体间的相互作用3课件

工业大学二OO六医用材料生物学基础第三章相互作用1炎症与伤口愈合医用植入材料

与人体间的相互作用一、生物相容性概念和原理二、植入材料与组织界面反应三、植入材料引起的炎症与伤口愈合四、植入材料引起的感染、钙化和肿瘤五、植入材料的病理学反应第三章第三章相互作用2炎症与伤口愈合生物体（宿主）反应

界面反应凝血纤维蛋白、血小板等炎性反应中性粒细胞、吞噬细胞纤维囊成纤维细胞激活分泌胶原局部的宿主反应远端和全身的影响组织聚积、致癌、致敏蛋白质吸附到材料表面上材料的侵出物过膜转运与细胞中的蛋白质共价结合

引言第三章相互作用3炎症与伤口愈合植入材料引起炎症的机理和规律正常伤口的愈合过程植入过程组织切开、移走受损的组织周围组织伤口愈合过程

植入体改变和延长炎症修复阶段植入体刺激原持续存在基本相似

第三章相互作用5炎症与伤口愈合身体对局部微脉管系统和组织细胞损伤的最初反应正常伤口的愈合过程组织在结构上和功能上修复损伤炎症修复阶段组织、血管破坏,血液流出（纤维蛋白原、激活血小板、淤积红细胞）－－凝血（在凝血酶的作用下，纤维蛋白原变为不溶纤维网）

血管膨胀,中性粒细胞、血浆蛋白及细胞外液中炎性介质从管壁渗出，炎性介质通过趋化过程把巨噬细胞大量吸引到受损伤部位――急性炎性反应期。第三章相互作用6炎症与伤口愈合身体对局部微脉管系统和组织细胞损伤的最初反应正常伤口的愈合过程组织在结构上和功能上修复损伤炎症修复阶段毛细血管长入受伤区域，开始血管的再生和组织的修复过程，成纤维细胞分泌胶原（结缔组织的基本结构蛋白），炎症过程在修复再建的过程中消退，结果形成一层纤维结缔性瘢痕组织。

第三章相互作用7炎症与伤口愈合数量纤维原细胞修复炎症胶原质毛细管单核细胞噬中性粒细胞第三章相互作用9炎症与伤口愈合纤维原细胞巨噬细胞第三章相互作用10炎症与伤口愈合第三章相互作用11炎症与伤口愈合不同植入材料引起的反应蛋白质吸附急性炎性反应被诱发毛细血管芽开始血管的再生和组织的修复过程－－受到植入体的干扰，形成的血管网发生改变成纤维细胞被激活，开始分泌新的胶原，－－胶原纤维沿着植入体表面平行生长，形成薄的纤维囊

无毒不降解的固体材料植入体－－绝对惰性的材料：纯钛、高纯氧化铝、特殊等级的聚四氟乙烯、聚乙烯等第三章相互作用13炎症与伤口愈合不同植入材料引起的反应降解产物反应产物微量的残留单体催化剂残留物游离添加剂表面污染物材料发生降解：炎性和修复过程细胞和细胞外成分的活性组织去除炎症持续存在,不严重导致生成较厚的纤维囊反应产物的聚积轻微生物活性无临床症状生物活性较强慢性炎症14第三章相互作用15炎症与伤口愈合炎症纤维组织囊壁形成材料降解周边组织反应天然珊瑚羟基磷灰石A手术法7d囊壁14d囊壁完整30d囊壁变薄90d-360d囊壁菲薄,为胶原纤维组织E镍-钛合金类、G胶原止血海绵H硅橡胶中D镍-钛记忆合金F血管支架优羟基磷灰石类30天至90天囊壁结缔组织增生反应仍较明显,壁厚,劣

7d材料呈大片状被囊壁包裹,分解的小颗粒被巨噬细胞吞噬-多核巨细胞反应。14～90d材料分解成小片,分别被多个小囊壁包裹。180～360天材料减少,有的植入点乃至消失

材料及增生的纤维结缔组织囊壁压迫引起肌肉组织变性和萎缩,D、F、G30

天已缓解,60天基本消失,而优于对照材料。ABC90天仍见肌细胞轻度萎缩,而劣于对照材料。羟基磷灰石生物陶瓷B手术法++7d羟基磷灰石义眼台C手术法++7d镍-钛记忆合金D注射法-7d镍-钛合金颅骨钉E注射法+7d镍-钛合金血管支架F注射法-7d胶原止血海绵注射法G+7d硅橡胶H注射法0/7d第三章相互作用17炎症与伤口愈合①暂时附着界面:

不合格的医用生物材料植入生物体内,组织立即产生强烈的异物反应或毒性反应,界面只是暂时性附着,在短时间内就产生排异作用而消失②纤维结合界面:植入体内的生物材料表面被很厚的纤维结缔组织层所包裹,随着时间的延长,此包囊层变厚逐渐致密,钙化,阻碍材料与机体组织间的物质代谢,最终因炎症积液,坏死而被排异,是一种不良的界面结合形式。

生物材料—组织界面第三章相互作用18炎症与伤口愈合③骨接触界面:

生物惰性材料,与各组织形成薄层纤维组织界面或伴有不同程度钙盐沉积。但随时间的延长,纤维层逐渐变薄或消失,还可能在界面上形成薄层骨,缺乏明显的新生细胞生长,骨形成缓慢,是一种有效的界面结合形式。④骨结合界面: