生物医用材料(Biomedical Materials)是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料。它是研究人工器官和医疗器械的基础,已成为当代材料学科的重要分支,尤其是随着生物技术的蓬勃发展和重大突破,生物医用材料已成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
人类利用生物医用材料的历史与人类历史一样漫长。自从有了人类,人们就不断地与各种疾病作斗争,生物医用材料是人类同疾病作斗争的有效工具之一。追溯生物医用材料的历史,公元前约3500年古埃及人就利用棉花纤维、马鬃作缝合线缝合伤口。而这些棉花纤维、马鬃则可称之为原始的生物医用材料。墨西哥的印第安人(阿兹台克人)使用木片修补手上的颅骨。公元前2500年前中国、埃及的墓葬中就发现有假牙、假鼻、假耳。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿。文献记载,1588年人们就用黄金板修复颚骨。1775年,就有金属固定体内骨折的记载,1800年有大量有关应用金属板固定骨折的报道。1809年有人用黄金制成种植牙齿。1851年有人使用硫化天然橡胶制成的人工牙托和颚骨。20世纪初开发的高分子新材料促成了人工器官的系统研究的开始,人工器官的临床应用则始于1940年。由于人工器官的临床应用,拯救了成千上万患者的生命,减轻了病魔给患者及其家属带来的痛苦与折磨,引起了医学界的广泛重视,加快了人工器官研究步伐。目前可以说,从天灵盖到脚趾骨,从人体的内脏到皮肤,从血液到五官,除了脑以及大多数内分泌器官外,大豆有了代用的人工器官。依据生物材料的发展历史及材料本身的特点,可以将已有的材料分为三代,它们鸽子都有自己明显的特点和发展时期,代表了生物医用材料发展的不同水平。20世纪初第一次世界大战以前所使用的医用材料可归于第一代生物医用材料,代表材料有石膏、各种金属、橡胶以及棉花等物品,这一代的材料大都被现代医学所淘汰。第二代生物医用材料的发展是建立在医学、材料科学(尤其是高分子材料学)、生物化学、物理学及大型物理测试技术发簪的基础之上的。研究工作者也多由材料雪茄或主要由材料学家与医生合作来承担。代表材料有羟基磷灰石、磷酸三钙、据羟基乙酸、聚甲基丙烯酸羟乙基酯、胶原、多肽、纤维蛋白等。这类材料与第一代生物医用材料一样,研究的思路仍然是努力改善材料本身的力学、生化性能,以使其能够在生理环境下有长期的替代、模拟生物组织的功能。第三代生物医用材料是一类具有促进人体自修复和再生作用的生物医学复合材料,它以对生物体内各种细胞组织、生长因子、生长抑素及生长基质等结构和性能的了解为基础来简历生物医用材料的概念。它们一般是由具有生理“活性”的组元及控制载体的“非活性”组元所构成,具有比较理想的修复再生效果。其基本思想是通过材料之间的复合,材料与活细胞的融合,活体材料和人工材料的杂交等手段,赋予材料具有特异的靶向修复、治疗和促进作用,从而达到病变 组织主要甚至全部由健康的再生组织所取代。骨形态发生蛋白(BMP)材料是第三代生物医用材料中的代表材料。
在不同的历史时期,生物医用材料被赋予了不同的意义。其定义是随着生命科学和材料科学的不断发展而演变的。但是,他们都有一些共同的特征。即生物医用材料是一类人工或天然的材料,可以单独或与药物一起制成部件、器械用于组织或器官的治疗、增强或替代,并在有效试用期内不会对宿主引起急性或慢性危害。但由于生命现象是极其复杂的,是在几百万年的进化过程中适应生存需要的结果,生命具有一定得生长、再生和修复精确调控能力,这是目前所有人工器官和生物医用材料所无法比拟的。因此,目前的生物医用材料与人们的真正期望和要求相差甚远。
我国烧伤医学自1958年起步,发展迄今,已经成为我国国际上医疗水平领先的学科,病人数量及烧伤治疗主要指标LD50均领先于欧美国家。
业内周知,创面治疗除了外科医师的手术水平以外,很大程度上也取决于应用材料的种类与质量。再生医学网观察到,随着再生医学和组织工程学技术的发展,近些年一些优秀的生物医药高新技术企业研发生产出一系列、安全、有效的新型生物材料,研创改良新型手术技术,并广泛地应用于临床,取得了诸多突破性的进展,极大解决了临床诊疗中的难题。
陆军军医大学(第三军医大学)西南医院烧伤研究所名誉所长黄跃生教授指出:“近年来,生物材料在烧创伤创面修复领域的应用日益广泛,为了加强材料研发与临床治疗专家的联系与合作,规范创面修复生物材料的临床应用,推广应用有效和质量可靠的生物材料,便于组织和规范生物材料的多中心临床试验,应用生物材料造福广大病人。”
武汉市第三医院暨武汉大学同仁医院烧伤科主任兼烧伤研究所所长谢卫国教授也提出:“当前医用生物材料研究领域发展迅速,成果迭出,已成为创面愈合及修复重建等研究的新热点。”
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再生医学网认为,中国烧伤学科的优势要保持,要发展,要不断开拓创新,要有统一的规范和标准,进一步提高创面诊疗水平,规范急慢性创面的诊疗过程,减少行业风险及不良事件,加强临床管理,瞄准学科国际发展前沿,紧密结合临床实际问题,找到新的发展点,取得更多、更高水平的成果,并推动学科发展和人才培养,以及促进新型材料及高科技产品的研发,最终造福社会。
(备注:图片源自网络。)