摘 要：生物医学材料分类繁杂，如今大量利用的生物医学材料为医用金属或合金、医用高分子、医用无机非金属材料、医用复合材料、生物衍生材料等。其在医学领域得到广泛应用，主要应用于各种外伤或疾病引起的组织器官破损修复，最为经典的就是假牙假皮移植，骨骼替换和神经修复。本文将浅析生物医学材料各种分类及其应用。
关键词：医学材料；临床应用；器官修复
中图分类号：R318 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）23-0195-02
随着人口老龄化和中青年创伤的增长，人们对生物医学材料及成品的需求逐步增加。过往陈旧的生物医学材料以及不足以满足人们的治疗需求，新型的生物医学材料如雨后春笋。例如各类新型的假肢以及可以做到和人类原有的手臂相差无几，包括外形手感及功能。下文便是对新型医学材料的介绍。
1 新型医学材料的概述
生物医学材料是与生物系统直接作用，用以诊断、医治或置换生物机体由疾病或外伤引起的组织器官破损以及增强组织细胞功效的材料。
1.1 医学材料的发展背景
生物医学材料快速发展的原因主要有四个：人口老龄化加剧、人体组织器官寿命有限、中青年创伤增加、人民生活水平提高及健康意识的增强[1]。而国家政策有时也推动着产业的发展。
我国是拥有14亿人口的人口大国，人口老龄化及青年创伤高速增加，创伤住院人员已经成为仅次于恶性肿瘤即癌症的第二大住院人员。生物医学材料存在庞大的潜在市场，特别是在国民经济的发展同时人民生活水平的不断提高，人民对生物医学材料的需求与日俱增。以生物医学材料包裹药物，可以预测生物医学材料在癌症、白血病和老年痴呆等的治疗拥有着广阔的市场空间。
1.2 国内外发展现状
美国作为全世界最大的医疗器械生产及消费国度，占世界市场的40%左右；因为社保体系健全，欧盟则成为世界第二大医疗器械市场，占额为29%；亚太地区则位列第三，占有18%的额份，而由于经济发达日本则是亚太地区的代表，是世界第三大医疗器械消费国。
我国与印度由于人口众多具有极大的市场潜力，国内的生物医学材料企业也是拔地而起，如乐普医疗、泰格医药等。推动着我国生物医学材料产业的发展从能源消耗和劳动力密集型等低技术转变为高技术创新型的转变。从原本80%-90%的成功仍待在实验室到现在越来越多的科技走向大众，都是国内生物医学材料发展的印证[2]。
2 医学材料的分类
2.1 生物医用金属材料
顾名思义生物医用金属材料是应用于生物医学的金属或合金，是一种惰性材料。这类材料具有高机械强度和抗疲劳的特点，广泛应用于硬组织如骨头关节等、人工器官和外科辅助器械，更有应用于软组织如人工心脏瓣膜等方面。现在已应用于临床的材料主要是被誉为“生命金属”的纯金属钛和钽、铌、锆等，合金则多为不锈钢、钴基合金和钛基合金。但金属材料也存在诸多不足。如生物生理环境的侵蚀会使金属离子在生物组织扩散致使中毒，也会存在严重的排斥反映导致植入失败。
2.2 生物医用无机非金属
生物医用无机非金属材料别名生物陶瓷。主要是陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属混合材料。主要分为活性生物无机非金属材料、惰性生物无机非金属材料和功能活性生物非金属材料三类。具有稳定的化学性和抗菌性，生物组织有良好的亲和性从而减少植入的排斥现象。且强度高、耐腐蚀。运用规模也在逐步扩展，现应用于人工骨、人工关节、人工肌腱、人工血管等。但是材料扛弯强度低、脆性大，且易疲劳。
2.3 生物医用有机高分子
医用高分子材料是一个高速发展的领域，其应用之广、用量之大都是无可比拟的。主要有天然产物和人工合成两个途径产出，分为非降解性和可降解型。非降解型并非要求其绝对稳定，但要求其自身和降解产物不对人体产生显著的有害副作用。该类材料主要应用于人体组织修复、人造器官、膜类修复、粘接剂等。可降解型优点也很明显，其可降解且降解产物能经由正常的新陈代谢被人体吸收或排出，主要用于药物释放即药物的糖衣或外部胶囊，还用于非永久性植入装置。可以说是相当常见的一种材料了。
2.4 生物医用复合材料
生物复合材料则是由两种或多种材料复合而成。单一材料不能很好的满足临床的需求，复合材料由此孕育而生。与单体材料相比，复合材料的各项性能都有较大程度的提高，而且可以综百家之长，更有单一材料不具备的新性能，目前已广泛应用于临床。通过取长补短可以有效地开发新型生物医用复合材料。
3 新型医用材料的应用
3.1 口腔材料
口腔修复即镶牙，主要为假牙移植、蛀牙修补两类。
3.1.1 银汞合金
银汞合金是汞和银锡合金粉相互作用的化合物。用于蛀牙修补，程序为：先讲蛀牙部分去除，再用合金填牙修补并打磨，因为修复牙体坚固耐用而被大量使用，但由于合金不具备粘合性，所以需要良好的设计，银汞合金毕竟是属于生物医用金属材料，其在口腔内容易发生电化学反应，使其表面或下层被腐蚀，从而导致变黑、断裂等不良后果[3]。
3.1.2 复合树脂
复合树脂运用主要在修补牙齿外观，如改良牙齿的外形及颜色等，程序为：先将牙齿外表酸蚀，再洗干已酸蚀的牙齿，后在牙齿表面涂上粘固剂和复合树脂用仪器使复合樹脂凝固[4]。
复合树脂属于生物医学复合材料中的一种，主要由树脂基体和无机填充料构成。无机填料则是影响复合树脂的性能的关键因素，填料颗粒越大，打磨抛光越困难，表面越粗糙。颗粒越小，材料的美观效果越佳；填充含量越高，物理性能越好，越耐打磨[5]。因为复合树脂是要处于口腔环境中的，而树脂在口腔中会吸水和释放不完全固化的单体，致使树脂水解或出现不同程度的裂纹。而释放出的单体则会刺激组织细胞发生过敏反应或引发细菌滋生，终究会导致牙齿坏损。
3.1.3 聚羧酸酯粘固粉
聚羧酸酯粘固粉是一种先进的口腔修补材料。聚羧酸酯是有机高分子，通过羧基与锌离子作用而凝集。用作洞的垫底材料、封洞材料（使用期限为半年内）、根管填充材料，也可用作粘接剂修复牙体。聚羧酸酯粘固粉在临床修复的病例中暂时未有脱落的情况，可以说是非常不错的粘接剂了。可是凝固时间较长，颜色也单一，只能小批生产[6]。
3.2 骨骼材料
骨骼作为人体最大的组织器官，承担着生命的重担，却最易受损。这也推动了骨骼修复材料的发展。现有的骨骼修复材料主要分为天然高分子材料、人工合成高分子材料、无机材料和纳米材料四类。
3.2.1 n-HA/聚乳酸（PLA）纳米复合材料
该材料是人工合成的可降解聚合物纳米复合材料。纳米材料具有能自固化成型、机械强度高、使用方便、无毒副作用、可吸收降解、生物相容性好、能诱导骨细胞和血管生长等理化特性。该材料由于抗疲劳强度不佳，不能作为承重结构且不易降解[7]。但其优异的诱导生长特性、骨传导性作用和生物相容性，使得骨组织更牢固，是公认性能最好的骨修复修复替代材料，已经开始被应用于临床。
3.2.2 珊瑚及乌贼骨
其实自然界中有很多生物活性组织能应用于骨修复中。珊瑚不仅极具观赏性，而且其三维结构独特，有累死无机骨的微孔结构，有利于骨细胞的生长和增殖，现已将珊瑚和I型胶原与重组人骨形成蛋白复合，制成复合骨，胶原可缓解珊瑚在体内的降解，且使粗糙的珊瑚更利于新骨组织的形成[7]。乌贼骨也是一种特别的生物骨材料，它是由碳酸钙沉淀而成的多孔房架式结构。通过化学方法水热进行改性后不仅保持了原有的眼网状三维通道结构，更使其变成一个具有丰富自由组装的纳米微球结构，这将更利于细胞的吸附和血管的生长。
4 结论与展望
综上所述，理想的生物医学材料要有：（1）良好的生物相容性，满足基本医学要求（如无毒副作用、不致畸致癌），不引起过激反应，甚至能促进组织细胞生长。（2）耐损耗，抗腐蚀，因为生物医学材料最后都会作用于人体，若无法抵抗生物腐蚀会造成极大的损耗。（3）具有一定的可塑性，毕竟要贴合生物体，一定的活性更利于生物体的修复。
生物医学材料的不断发展已展现出强大的生命力，更多新型的复合材料也将相继面世，每种材料各有千秋，取长补短为生命健康添砖加瓦。
参考文献
[1]张镇，王本力.我国生物医用材料产业发展研究[J].新材料产业，2015，（03）：2-5.
[2]李慧.生物医学材料研究现状及进展[J].临床医学工程，2012，19（11）：2081-2082.
[3]汪俊，刘正.银汞合金充填后发汞浓度动态变化[J].临床口腔医学杂志，2001（02）.
[4]谭彦妮，刘咏，向其军.牙科光固化复合树脂材料的性能与展望[J].粉末冶金材料科学与工程，2007，（03）：139-145.
[5]周建飞.不同口腔修复材料的颜色稳定性实验研究[D].河北医科大学，2010.
[6]吳燕.不同口腔修复材料生物相容性及3种材料充填恒磨牙邻面龋的临床验证[J].中国医药科学，2014，（20）：191-192.
[7]辛雷，苏佳灿.人工骨修复材料的现状与展望[J].创伤外科杂志，2011，13（03）：272-275+284.