医用材料生物学基础－蔡伟第二章医用植入材料生物环境-三人体血液与组织液课件

工业大学二OO六医用材料生物学基础第二章生物环境1三、人体血液与组织液系统第二章医用植入材料生物环境一、生命体系结构、人体组织与器官二、细胞结构与功能三、人体血液与组织液系统四、人体骨骼系统与骨组织生物力学五、人体免疫系统与免疫细胞第二章生物环境2三、人体血液与组织液系统三、人体血液与组织液系统材料的血液相容性取决于血液组份与材料表面的相互作用以及随之引起的后续反应。由于其作用机制复杂、作用途径各异、影响因素繁多,至今尚无一个被广泛认可的“血液相容性”的确切定义,也没有相应的标准评价方法。第二章生物环境3三、人体血液与组织液系统体内任何器官或组织的血流量不足，均可能造成严重的组织损伤甚至危及生命；很多疾病可导致血液成分及性质发生特征性变化。生物材料不应破坏血液的成分，不应有溶血、凝血作用。三、人体血液与组织液系统第二章生物环境5三、人体血液与组织液系统三、人体血液与组织液系统人体血液的构成及性质血浆的成分及生理功能血细胞的生理特征与功能血液凝固肝素－－抗凝血物质组织液与血液血液相容性

第二章生物环境6三、人体血液与组织液系统人体血液的构成及性质

血液：血液是一种广义的结缔组织，由液体的细胞间质－－血浆plasma和悬浮于其中的血细胞bloodcell组成的流体组织，在心血管系统内循环流动。

第二章生物环境7三、人体血液与组织液系统人体血液的构成及性质

血液的组成及正常血量：将血液加入抗凝剂，如草酸钾、柠檬酸钠或肝素等，在玻璃管中混匀，以3000转/分钟速度，离心30分钟，可将血液分层。第二章生物环境9三、人体血液与组织液系统第二章生物环境10三、人体血液与组织液系统人体血液的构成及性质

血液的组成及正常血量：血液Bloodvolume7％－8％体重

上层淡黄色透明液体：血浆一薄层白色不透明物：白细胞

1％血小板下层深红色不透明：红细胞血细胞比容：男子40－50％，女子37－48％，（hematocrit）新生儿55％水：>90％蛋白质：7％低分子物：2％第二章生物环境11三、人体血液与组织液系统血浆的成分水：>90％血浆蛋白：7％65－85g/L低分子物：2％

电解质:与组织液含量相同。小分子有机化合物：激素代谢产物营养物质白蛋白:40－48g/L球蛋白:15－30g/L纤维蛋白原α1α2βγO2、CO2：第二章生物环境13三、人体血液与组织液系统血浆的生理功能水：>90％，可维持循环血量相对恒定。血浆蛋白：7％，65－85g/L1、形成血浆胶体渗透压：调节血管内外的水分分布。

等渗溶液（0.9％NaCl溶液、5％葡萄糖溶液）高渗溶液（红细胞皱缩）低渗溶液（溶血）

2、营养功能：被单核吞噬细胞吞噬，然后被细胞内的酶分解为氨基酸，重新用于合成蛋白质。第二章生物环境14三、人体血液与组织液系统血浆的生理功能血浆蛋白：7％，65－85g/L3、运输功能：蛋白质表面亲脂性结合位点，与脂溶性物质结合，运输脂质等。与低分子物质，如激素、正离子等可逆性结合，防止它们流失。4、参与凝血与抗凝血功能，血浆凝血因子、生理性抗凝物质及促进血纤维溶解的物质是血浆蛋白。5、抵抗病源物的防御功能。6、维持pH值稳定。

第二章生物环境15三、人体血液与组织液系统人体血液的构成及性质

血液的理化性质：1、比重：全血：1.05－1.06（红细胞）血浆：1.025－1.03（血浆蛋白）红细胞：1.09－1.092（血红蛋白）2、粘度：液体分子的内摩擦

与水相比的相对粘度：血液：4－5（红细胞）血浆：1.6－2.4（血浆蛋白）

当血流速度小于某一限度时，红细胞叠连、聚集，对血流造成较大阻力，使粘滞性增大，这时粘滞性与流速成反比。3、血浆的pH值：7.35－7.45

第二章生物环境17三、人体血液与组织液系统三、人体血液与组织液系统人体血液的构成及性质血浆的成分及生理功能血细胞的生理特征与功能血液凝固肝素－－抗凝血物质组织液与血液血液相容性

第二章生物环境18三、人体血液与组织液系统第二章生物环境19三、人体血液与组织液系统第二章生物环境21三、人体血液与组织液系统人血红细胞7.5µm细胞第二章生物环境22三、人体血液与组织液系统红细胞的生理特征与功能正常红细胞呈双凹圆盘状，具有较大的表面积。成熟的红细胞的细胞质中最主要的成分是血红蛋白，没有细胞核和细胞器。选择通透性：O2、

CO2、Cl-、HCO3-、尿素可自由通过。正离子很难通过。可塑变形性：可变形通过较小口径的毛细管和孔隙，通过后恢复形状。功能：运输O2、

CO2，并维持血液酸碱平衡。溶血：红细胞的破坏，红细胞寿命120天。第二章生物环境23三、人体血液与组织液系统白细胞的生理特征及功能粒细胞：中性粒细胞（杆状核）防御病菌、（分叶核）清除坏死组织嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞

淋巴细胞在机体特异（获得性）免疫过程中起着重要作用。单核细胞直径15－30μm，核为肾形或马蹄形。源于骨髓，进入血液中尚未成熟，进入组织后，可达50－80μm，被称为巨噬细胞。伸出伪足，可作变形运动，穿过血管壁：血细胞渗出趋向化学物质游走的特性（化学物质浓度梯度游走）趋化性将异物包围并吞入胞浆内－－吞噬作用第二章生物环境25三、人体血液与组织液系统血小板的生理特征及功能

功能：促进止血和加速血凝。

血小板不具完整的细胞结构，无细胞核，是巨噬细胞分离出来的小块胞质，体积小，直径只有2—4μm。

血液凝固：

血液由流动的溶胶状态变为凝胶状态的过程。它是一系列复杂的化学连锁反应的结果，最终使原来溶解于血浆中的纤维蛋白原转变为不溶性的纤维蛋白。第二章生物环境26三、人体血液与组织液系统肝素－－抗凝血物质

肝素是重要的抗凝血物质，是一种含琉的粘多糖，它存在于所有的组织中，肺、肝的含量最多，但正常人血液中含量甚微。肝素的抗凝血作用：1、抑制某些凝血因子，从而使凝血酶原不易转变为凝血酶。2、在肝素浓度高时，能抑制凝血酶的活性。3、抑制血小板粘着、聚集，间接影响血小板因子的释放。第二章生物环境29三、人体血液与组织液系统三、人体血液与组织液系统人体血液的构成及性质血浆的成分及生理功能血细胞的生理特征与功能血液凝固肝素－－抗凝血物质组织液与血液血液相容性

第二章生物环境30三、人体血液与组织液系统组织液与血液单细胞生物多细胞生物远古海洋细胞外液：盐溶液浸浴循环系统血管内：血浆组织间隙液：盐溶液血液：血浆、蛋白质、血细胞第二章生物环境31三、人体血液与组织液系统组织液与血液体液60－70wt％细胞内液40－45wt％细胞外液20－25wt％组织液15－20wt％血浆4－5wt％淋巴液、脑脊液细胞膜毛细血管壁第二章生物环境32三、人体血液与组织液系统

组织液来自血液，可透过毛细血管壁再进入血液。通过组织液的生成与回流，将血液中的氧气及营养物质运到组织间隙，供细胞利用，细胞代谢的产物也进入血液而被带走。组织液组织液蛋白质较少，其它成分基本与血浆相似。少量通过毛细淋巴管形成淋巴液，再返回血液。第二章生物环境33三、人体血液与组织液系统组织液的生成与回流取决于毛细血管的压。

有效滤过压＝组织液生成压－组织液回流压组织液生成压(毛细血管压＋组织液胶体渗透压)组织液回流压(组织液静水压＋血浆胶体渗透压)组织液的生成与回流第二章生物环境34三、人体血液与组织液系统组织液是组织、细胞直接所处环境。组织、细胞通过细胞膜与组织液发生物质交换。组织液与血液通过毛细血管壁进行物质交换。细胞、组织与血液进行物质交换必须以组织液为中介。组织液和血液之间的物质交换扩散：液体中溶质分子的热运动过程。吞饮：大分子通过毛细血管壁内皮细胞膜吞饮并转送出去。组织液和血液之间的物质交换第二章生物环境35三、人体血液与组织液系统三、人体血液与组织液系统人体血液的构成及性质血浆的成分及生理功能血细胞的生理特征与功能血液凝固肝素－－抗凝血物质组织液与血液血液相容性

第二章生物环境36三、人体血液与组织液系统材料的血液相容性单因素评价结果动态凝血时间t/min

溶血率α/%

血小板消耗率η/%碳素梯度材料40.71.1719.2碳离子注入钛合金41.81.3626.7氮离子注入钛合金37.01.1335.9低温热解碳46.61.7618.4化学气相沉积碳36.01.3325.8ＴｉＣ涂层30.31.5643.6ＴｉＮ涂层38.21.2539.9石墨27.91.6436.1金刚石薄膜34.2