生物材料和生物相容性

Biomaterials and Biocompatibility (3 Credits)

生物材料和生物相容性

Objectives To be familiar with the general types of materials used in biomedical applications.

To understand the basic principles behind tissue response to artificial device implantation.

To understand techniques utilized to control the physiologic response to implants.

To be familiar with the design strategies and clinical applications of biomaterials.

Topics 1.Introduction of different materials (polymers, metals, ceramics, glasses, and nature derived materials)

2.Surface analysis and surface modification

3.Protein adsorption and cell adhesion

4.Inflammatory host tissue response, foreign body reaction and wound healing

5.Immune response

6.Blood-biomaterial interaction

7.Calcification, tumorgenesis and Infection

8.In vitro and in vivo biocompatibility evaluation

9.Biomaterial design strategies in clinical applications (cardiovascular, neurological, drug delivery, etc.)

Text/ Reference Temenoff and Mikos, Biomaterials: The intersection of Biology and Materials Science (2008). Buddy Ratner, Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine (2004).

Grading Homework30%

Quizzes 20%

Final Exam 40%

Participation10%

Total100%

碳纳米管的生物相容性_齐宁宁

碳纳米管的生物相容性 齐宁宁,杜丽娜,金义光 (军事医学科学院放射与辐射医学研究所,北京　100850) 摘要:碳纳米管(CNT )是一种非常有序、高纵横比的碳同素异形体,包括单壁碳纳米管(S WCNT ) 和多壁碳纳米管(MWCNT )。它的特性使其在生物医学领域得到广泛应用,包括生物传感器、药物和疫苗传递,以及特殊生物材料的制备。本文总结了现有碳生物材料性能,概述了纳米毒理学研究内容,探讨了CNT 细胞毒性和生物相容性。关键词:碳纳米管;生物相互作用;细胞毒性中图分类号:R94　文献标识码:A 文章编号:100120971(2007)022*******　收稿日期:2006210220 　作者简介:齐宁宁,女,在读硕士研究生,研究方向:药物新剂型与新技术。Tel:010*********,E 2mail:ningning_qi@1631com 1　引言 碳纳米管(carbon nanotubes,CNT )是一种独特的一维大分子。单壁碳纳米管(S WCNT )由单层石墨(直径014～2n m )构成,而多壁碳纳米管(MWCNT )由直径2～100n m 的多个同心石墨圆柱体组成。它们抗张强度高,质量极轻,热和化学稳定性很高,并有金属导体和半导体电学性质。 生物医学材料和设备是CNT 研究的一个主要领域,包括生物传感器、药物和疫苗运输载体,以及新型生物材料。CNT 作为现有聚合物材料的纳米填充剂,可显著提高机械性能,并能形成高度各向异性纳米复合物。 CNT 用于现有和新型生物医学设备前,应全面 考察其毒性和生物相容性。生物相容性是指材料在发挥作用时只引起宿主的适度反应。热解碳用于生物医学移植和涂层材料已几十年,特别是在心瓣膜修复术方面。早期研究表明热解碳心瓣膜血液相容性良好,可很好粘附于内皮细胞,对血小板的粘附和活化作用很小。然而一项有420名患者参与的临床研究发现,热解碳涂层支架的效果并不比传统高级不锈钢支架好。类钻石碳(DLC )早期体外生物相容性研究表明对巨噬细胞无炎性反应,也未观察到对成纤维细胞和成骨细胞的毒性。几项有关DLC 涂层的体内实验表明,DLC 涂布的不锈钢金属植入棒对绵羊骨和肌肉组织无副作用。 微粒毒理学研究组织(肺、消化道或皮肤)暴露 于微粒环境中的不良反应。纳米毒理学产生于对纳 米粒子和纤维毒理学评价的迫切需要,可定义为研究工程纳米机械和纳米结构与活生物体相互作用的科学。 普遍认为有3个因素决定粒子是否造成伤害,包括(1)粒子表面积/质量比:表面积大使粒子与细胞膜接触面大,吸收和转运毒性物质可能性大;(2)粒子滞留时间:与细胞膜接触时间越长,损伤概率越大;(3)粒子所含化学物质的反应性及固有毒性。 纤维材料与粒子的病理学表现不同,特别是呼吸道暴露远比其他摄入方式更易致病。3个主要特点决定吸入性纤维致病,包括(1)纤维尺寸:决定可吸入性(穿透进入肺中心腺泡区的能力);(2)生物滞留性:是特长纤维毒理的关键因素,它们通常不易被巨噬细胞吞噬;(3)反应性或固有毒性:同粒子一样,纤维毒性也主要取决于其化学成分毒性。2　碳纳米管的毒性 围绕CNT 材料应用的热点问题之一是对参与其生产和处理的工人的未知影响。本节将详细介绍肺毒性、皮肤刺激和细胞毒性方面的研究。211　肺毒性 尽管CNT 没有肺毒性前兆,但最近组织学研究发现有肺部炎症和肉芽肿形成。2001年Huczko 等最早考察了未纯化CNT 对豚鼠肺功能的影响。将25mg CNT 的015mL 盐溶液给豚鼠气管滴注,对照组接受25mg 不含CNT 的炭黑。滴注4周后用非侵入法考察肺功能。非侵入法和支气管肺泡灌洗测试均显示受试组与对照组无差别。结论是在含有CNT 的炭黑环境中工作,可能不存在任何健康

细胞培养法评价生物材料生物相容性研究进展_梁卫东

生物医学工程学杂志 　1999∶16(1)∶86～90 J Biomed Eng 细胞培养法评价生物材料生物相容性研究进展 梁卫东1　综述　石应康　审校 (华西医科大学附属第一医院胸外科,成都　610041) 内容摘要　细胞培养法检测材料生物相容性是一种快速、简便、重复性好又价廉的方法,在材料生物相容性评价中起着越来越重要的作用。由于新材料不断涌现、材料植入体内的部位及使用目的日趋繁杂、材料毒性作用的强弱以及材料与机体反应的复杂性等因素决定了细胞毒性试验中实验方法及实验细胞的多样性。根据生物材料本身的理化特性、植入体内的部位及使用目的选择适当的实验方法和实验细胞至关重要。以往对材料生物相容性的评价往往着眼于细胞的形态与数量的变化,近几年来研究材料对细胞生长、附着、增殖及代谢方面影响的报道日趋增多,并提出了以有活力的细胞数和细胞生长作为材料生物相容性评价标准的观点。通过结合免疫、化学、放射及影像学等多学科的技术发展,使人们进一步深入了解细胞结构和功能的变化关系,进而阐明材料对细胞的作用机制,是今后细胞培养法评价材料生物相容性的发展方向。 关键词　生物材料　细胞培养　相容性　毒性实验 The Research of Evaluation the Compatibility of Biotic Material in Cell-cultureing Method Liang W eidong　Shi Yingkang (Department of Thoracocard iac Surgery,The First University Hospital,West Ch ina University of Med ical Science,Cheng du　610041) Abstract　It is quick co nv ienent g o od-r epea ting and cheap tha t ex amining th e bio tic ma teria l's co m-pa tibility thro ug h cell-culturing me tho d,a nd it is mo re and mor e impo r ta nt in ev alua ting the co mpa tibil-ity of bio tic material.The new ma teria l appea ring co ntinously complica ting o f th e par t and aim ma teria l be planted in the intensity of mate rial's toxic effec t the r eactio n's complica tio n o f ma terial and bio tic body,all o f these decide the va riety of ex periment method a nd cells in cell to xicity ex periment.It is ve ry impo r tant that choices the righ t ex periment method and cells a cco rding to the ma terial's charac ter the pa rt and aim the ma terial be pla nted in.The eva luatio n o f biotic ma teria l's co mpa tibility stressed o n the changing o f cell's fo rm a nd qua ntity befo r e.In recent y ears,mo re a nd mo r e repo rts a ppear about mate rial influences the g r ow th.adhesio n pro liferation and metabolizing o f cell,a nd pr esents the point that the eva luation standar d o f bio tic mate rial's co mpa tibility sho uld be set acco rding to the activ e cell's quantity a nd their g r ow https://www.wendangku.net/doc/665049892.html, bining many subject's technological dev elo pment,such a s immuno lo gy, ch emistr y,radia tio n and shado wg raphy,th or oughly inquires the changing relatio n o f cell's structure and funtio n,further ly clarifes the material's effect on cell.It is th e dev eloping dir ec tion in the future that e-v aluates the bio tic material's co mpa tibility in cell-culturing m eth od. Key words　B io tic mate rial Cell-culturing Compatibility T oxicity ex pe riment 1现在攀钢职工总医院胸外科,攀枝花　617023

生物相容性概念

一、生物相容性概念 1、生物相容性是生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物 理、化学反应的一种概念。 2、生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题。按ISO会议的解释: 生物 相容性是指生命体组织对非活性材料产生反应的一种性能。一般是指材料与宿主之 间的相容性, 包括组织相容性和血液相容性。 二、生物相容性两大原则 1、生物安全性原则 2、生物功能性原则 三、生物安全性原则 1、生物安全性原则 目的在于消除生物材料对人体器官的破坏性,比如细胞毒性和致癌性 2、生物材料对于宿主是异物．在体内必定会产生某种应答或出现排异现象。生物 材料如果要成功．至少要使发生的反应被宿主接受，不产生有害作用。因此要对生物材料进行生物安全性评价，即生物学评价。 四、生物功能性准则 1、是指其在特殊应用中“能够激发宿主恰当地应答”的能力。 2、随着对生物材料生物相容性的深入研究，人们发现不仅要对生物材料的毒副作 用要进行评价，还要进一步评价生物材料对生物功能的影响。 五、生物学反应；血液反应、免疫反应、组织反应 1、血液反应 血小板血栓 凝血系统激活 纤溶系统激活 溶血反应 白细胞反应 细胞因子反应 蛋白黏附 2、免疫反应 补体系统激活 体液免疫反应 细胞免疫反应 3、组织反应 炎症反应 细胞黏附 细胞增值 形成囊膜

细胞质的转变 六、材料反应：物理性质变化、化学性质变化 1、引起生物医用材料变化的因素 生理活动中骨骼、关节、肌肉的力学性动态运动； 细胞生物电、磁场和电解、氧化作用； 新陈代谢过程中生物化学和酶催化反应； 细胞黏附吞噬作用； 体液中各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基对材料的生物降解作用。 2、引起生物体反应的因素 材料中残留有毒性的低分子物质； 材料聚合过程残留有毒性、刺激性的单体； 材料及制品在灭菌过程中吸附了化学毒剂和高温引发的裂解产物； 材料和制品的形状、大小、表面光滑程度； 材料的酸碱度 七、生物相容性分类：血液相容性、组织相容性（一般生物相容性） 1、血液相容性： 材料用于心血管系统与血液直接接触，主要考察与血液的相互作用； 2、组织相容性： 材料与心血管系统外的组织和器官接触，主要考察与组织的相互作用。 3、血液相容性要求： 抗血小板血栓形成； 抗凝血性； 抗溶血性； 抗白细胞减少性； 抗补体系统抗进性； 抗血浆蛋白吸附性； 抗细胞因子吸附性. 4、组织相容性要求 细胞黏附性； 无抑制细胞生长性； 细胞激活性； 抗细胞原生质变化性； 抗炎症性； 无抗原性； 无诱变性； 无致癌性； 无致畸性。 八、1、组织相容性的两个问题：生物医用材料与炎症；生物医用材料与肿瘤。 2、血液相容性的两个问题：生物医用材料与血小板；生物医用材料与补体系统。 九、造成细菌性感染的原因有以下几点：

02生物相容性评价研究

附件2： 生物相容性研究资料 1.概要 1-1)介绍： 该分析是针对公司的“一次性使用手术巾包”进行的， 我们为研究该产品的是否需要进行生物相容性试验。 1-2)责任： 1.技术经理 -所提供的生物相容性评估政策和目标 -评估生物相容性研究 2. 项目经理 - 生物相容性评估报告的审查和批准 1-3）背景： 关于最终产品，对直接/间接与病人和操作人员接 触的材料的生物相容性进行评估。 2. 研究目标、研究标准和方法 根据GB/T16886.1中的方法进行生物相容性的研究。 3. 研究分析数据 根据GB/T16886.1标准，生物相容性研究根据下图的方式进行。

根据GB/T16886.1的使用方法和途径，产品供医疗部门手术时一次性使用，根据产品的不同组件，预期与人体接触的情况不一致，主单等手术单供覆盖在患者身体表面，手术洞巾或手术覆膜之上，降低患者皮肤等非手术部位感染源向手术部位移行，防止病人术后创面感染。其中： 主单、中单覆盖于手术台上， 包布用于包裹手术中的患者除创口外的其他需要包裹的部分肢体；器械包布用于手术器械的包裹； 腹部单用于腹部手术覆膜上的覆盖； 开叉单用于需要开叉铺垫的覆盖，例如大腿部的覆盖； 会阴单用于会阴部手术时，铺垫于手术台使用； 臀底单用于铺垫于臀底部手术台用。 手术衣为临床医务人员在工作时接触到的具有潜在感染性的

患者血液、体液、分泌物等提供阻隔及一次性防护用。 产品在使用过程中作为垫单或者铺单或者覆盖在洞巾等手术覆膜上使用，不与人体伤口/创口接触；手术衣为医生在手术过程中防护使用，不与人体伤口/创口接触。 根据途径选择： 按照人体接触性质分类：产品属于与人体表面接触，皮肤接触的器械。 按照接触时间分类：产品属于短期接触（A）：在24小时内一次、多次或者重复使用或接触的器械。 按照GB/T16886.1 生物相容性评价框图，根据GB/T16886.1附录A中表A.1中确定，产品需要进行细胞毒性、刺激和致敏反应三项评价。 据此，产品的生物相容性评价要求为： 1、细胞毒性试验：应不大于1级反应。 2、迟发型超敏反应试验：应无致敏反应。 3、原发性皮肤刺激试验：应无刺激性。 手术衣通过广州医疗器械质量监督检验中心进行检测，报告号：wt16080574，检测结果为： 1、细胞毒性：细胞毒性反应分级为0级，结论符合； 2、迟发型超敏反应试验：无致敏反应，结论符合； 3、原发性皮肤刺激试验：极轻微刺激，结论符合。 手术单（主单、包布、器械包布、中单、治疗巾、

纳米材料的毒理学和生物安全性研究进展

生堡亟随匿堂盘壶！Ｑ塑生！月筮塑鲞星！翅￡！！！』堕！丛型：＆坠磐盟！Ｑ塑：！些塑，盟些兰 纳米材料的毒理学和生物安全性研究进展 刘建军何浩伟龚春梅庄志雄 纳米材料是指物质结构在三维空间内至少有一维处于 纳米尺度…（０．１—１００ｌｌｍ，１ａｍ＝１０一ｍ），或由纳米单元构 成的材料，被誉为“２１世纪的新材料”，这一概念首先是由美 国国家纳米计划（ＮＮＩ）提出来的。这些具有独特物理化学 性质的纳米材料，对人体健康以及环境将带来的潜在影响， 目前已经引起公众、科学界以及政府部门的广泛关注。随着 纳米技术的完善和应用规模的扩大，纳米材料将被迅速普及 和广泛应用旧ｏ。 据报道，目前世界范围内市场上有超过４００种消费品建 立在纳米材料的基础之上ｐ１，预计到２０１４年全球市场的纳 米科技产品价值将达２．６兆亿美元ＭＪ。为了了解应用于这 些产品中的纳米材料的潜在影响，就要熟悉和掌握其潜在暴 露风险、材料性质、产品生命周期及其在每一点性质和周期 上的潜在危险”Ｊ。自２０００以来，国内外对于纳米材料的生 物安全性和毒理学问题展开了日益深入的讨论和研究净“。 一、纳米材料的特殊效应和应用 纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、 化学特性”］，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电， 原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导 电。这是由于纳米材料特有的４大特殊效应所致¨１：即小尺 寸效应（８ｍａＬｌｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔ）、表面效应（￥ｕｒｆａｃｅｅｆｆｅｃｔ）、量子尺 寸效应（ｑｕａｎｔｕｍｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔ）和量子隧道效应（ｑｕａｎｔｕｍ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）；上述效应可导致纳米材料具有异常的吸附 能力、化学反应能力、分散与团聚能力，上述特性在赋予纳米 材料广泛应用的同时也带来一系列的负面效应。这些已被 证实，以及有待被证实的负面效应给当前迅猛发展的纳米科 技带来了一定的隐患。现将纳米材料理化特性涉及的应用 研究领域归纳如表１［９－１０３。 二、纳米材料的毒理学研究现状 Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ等０１１］２００４年首先提出了“纳米毒理学” （ｎａｏｎｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ）这一概念，次年Ｏｂｅｒｄ／Ｓｒｓｔｅｒ等¨２１发表文章 支持这一概念并称之为“从超细颗粒物的研究中演变而来 的新学科”。自从Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ等发表论文之后，纳米毒理学 的发展步人了新轨道，在世界范围内召开的关于纳米材料毒 理学的会议越来越多，在各大学术网站上搜索到相关文章也 逐年增多。 ＤＯＩ：１０．３７６０／ｃｒａａ．ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－９６２４．２００９．０２．０１６ 基金项目：深圳市科技计划（２００７０２１５９） 作者单位：５１８０２０深圳市疾病预防控制中心毒理研究室 通信作者：庄志雄，Ｅｎｕ６１：ｊｕｎｉｉ８＠１２６．咖 ?１５９?．综述． 表１纳米材料理化特性涉及的应用研究领域‘９‘１０］研究应用领域材料和应用举例 电子学 磁学 光学 生物医药能源化工环保化工建筑、机械电极（纳米碳管）、超导体、导电及绝缘浆料、量子器件、量子计算机等 纳米磁性材料、磁靶向制剂、固定化酶、生物分离提纯、磁记录、纳米微品软磁材料等化妆品（ＴｉＯ：）、隐身材料、发光材料、光通讯、光储存、光电脑等 纳米，Ｅ物医用材料（纳米羟基磷灰石）、生物薄膜、药物载体、蕈冈传送载体、药物输送、控释系统、纳米牛物传感器等 纳米催化、储能（碳纳米管储氢）、蓄热及能源转换、保温节能（纳米Ｓｉ０２）等 抗生素材料（纳米Ａｇ，Ｔｉ０２）、功能涂料（纳米Ｚｎ０２，Ｆｅ２０３）有害气体治理、废水处理、阻声降噪等 超硬、高强、岛韧、超塑性材料等 已有研究表明，纳米材料经吸人、皮肤、消化道及注射等 途径与机体接触后能迅速进入体内，并容易通过血脑、睾丸、 胚胎等生物屏障分布到全身各组织。纳米颗粒往往比相同 剂量、相同组分的微米级颗粒物更容易导致肺部炎症和氧化 损伤。现有的细胞水平、动物实验和一些零星的人群研究结 果显示，人造纳米材料可以引起氧化应激、炎症反应、ＤＮＡ 损伤、细胞凋亡、细胞周期改变、基因表达异常，蛋白质差异 表达，并可引起肺、心血管系统及其他组织器官的损害。我 们从纳米毒理学研究的不同层次分类阐述纳米材料毒理学 研究的概况，并对研究较多的材料（纳米碳管、ＴｉＯ：等）举例 说明。 （一）纳米材料毒理学分子水平的研究 基因组学、后基因组学、毒物基因组学和蛋白质组学的 研究，都属于分子水平的范畴。迄今为止，国内外对纳米材 料毒性研究，主要还是采用形态学和酶活性等细胞毒性检测 和整体动物水平实验的方法，从分子水平进行机制方面的研 究并不普遍，目前已见纳米碳材料的蛋白质组学研究。 Ｗｉｔｚｍａｎｎ和Ｍｏｎｔｅｉｒｏ－Ｒｉｖｉｅｒｅ¨纠研究了多壁纳米碳管 （ＭＷＮＣＴ）对角质化细胞蛋白质组表达的影响。用０．４ｍｓ／ ｌＴｌｌ的ＭＷＮＣＴ处理角质化表皮细胞（ＨＥＫ）２４和４８ｈ，抽提 蛋白进行双向电泳，并检测ＩＬ－１Ｂ、ＩＬ－６、ＩＬ－８、ＩＬ－１０和ＴＮＦ．ａ 等细胞因子的变化。通过ＰＤＱｕｅｓＯＤ软件分析发现有 １５２个蛋白发生了显著的差异表达，细胞炎性因子ＩＬ－８浓度 在ＭＷＮＣＴ处理ＨＥＫ细胞２４和４８ｈ后显著增加，ＩＬ．１Ｂ在 ４８ｈ时间点浓度显著上升，ＩＬ－６浓度则有所降低，ＴＮＦ－ａ的 浓度变得极低（＜０．０１ｐｇ／ｍ１）。这螳细胞因子的变化说明 ＨＥＫ暴露于ＭＷＮＣＴ后产生了炎症反应，而蛋白的差异表 达则说明纳米碳材料本身具有损伤性，对ＨＥＫ细胞蛋白质万方数据

02生物相容性评价研究

附件2: 生物相容性研究资料 1. 概要 1-1) 介绍： 该分析是针对公司的“一次性使用手术巾包”进行的，我们为 研究该产品的是否需要进行生物相容性试验。 1-2) 责任： 1. 技术经理 -所提供的生物相容性评估政策和目标 -评估生物相容性研究 2. 项目经理 -生物相容性评估报告的审查和批准 1-3)背景： 关于最终产品，对直接/间接与病人和操作人员接触的材 料的生物相容性进行评估。 2. 研究目标、研究标准和方法 根据GB/T16886.1中的方法进行生物相容性的研究。 3. 研究分析数据 根据GB/T16886.1标准，生物相容性研究根据下图的方 式进行

根据GB/T16886.1的使用方法和途径，产品供医疗部门 手 术时一次性使用，根据产品的不同组件，预期与人体接触的 情况不一致，主单等手术单供覆盖在患者身体表面，手术洞巾 或手术覆膜之 上，降低患者皮肤等非手术部位感染源向手术部 位移行，防止病人术后创面感染。其中： 主单、中单覆盖于手术台上， 包布用于包裹手术中的患者除创口外的其他需要包裹的部分肢 体；器械包布用于手术器械的包裹； 腹部单用于腹部手术覆膜上的覆盖； 开叉单用于需要开叉铺垫的覆盖，例如大腿部的覆盖； 会阴单用于会阴部手术时，铺垫于手术台使用； 臀底单用于铺垫于臀底部手术台用。 手术衣为临床医务人员在工作时接触到的具有潜在感染性的 患者 血液、体液、分泌物等提供阻隔及一次性防护用。 4 扛需 R 餐 .￡ 七>￡?*4書目特= 仝須帘童芒_-

医疗器械注册研究资料生物相容性评价实例培训资料

医疗器械注册研究资料生物相容性评价实 例

5.2生物学评价研究 1、评价的依据和方法 生物相容性是指生命体组织对非活性材料产生的一种性能。一般是指材料与宿主之间的相容性，包括组织相容性和血液相容性。生物相容性既不引起生物体组织、血液等的不良反应。生物相容性评价最基本内容之一是生物安全性，生物安全性是指材料与人体之间相互作用下必须对人体无毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传毒性、无致癌性，对人体组织、血液、免疫系统无不良反应。 产品1栓塞剂属于6877介入器材，与人体接触，能够在人体内进行降解，对其生物相容性评价依据《GB/T 16886.1-2011 医疗器械生物学评价_第1部分：风险管理评价与试验》中的内容。产品1栓塞剂生物学评价方法流程如下： 该器械与人体直接接触或间接接触获得材料的识别信息并考虑化学表征材料与市场上器械所用材料相同该材料与市售器械具有相同化学组成制造、灭菌相同、加工助剂不同没有足够的风险评定所需充分的论证和/或临床相关数据根据材料化学性质和接触类别和时间对器械进一步评价进行的生物学评价试验的选择 试验和/或豁免试验的论证进行毒理学风险评定最终评价。2、产品所用材料的描述 产品1栓塞剂是采用明胶与甲醛交联而成，其生产工艺与现在市售的产品2颗粒栓塞剂生产工艺基本一致，经合成（交联）、固化、洗涤、冻干、灭菌而成，产品2颗粒栓塞剂在中国已经有使用数年

的历史，并具有良好的生物相容性，已经广泛应用了医疗器械行业。 经相关文献报道，产品1无全身毒性、无亚急性和亚慢性毒性、无慢性毒性[1]，植入符合规定[2]、无细胞毒性[3]，无刺激性和致敏性[4]，组织相容性好等特点。 3、材料表征 3.1医疗器械材料的定性与定量的说明或分析 3.1.1 主要材料名称：明胶:由猪皮中含有的胶原蛋白不完全酸水解、碱水解或酶降解后纯化得到的一种制品。购自温州罗赛洛明胶有限公司，属于药品辅料，执行《中华人民共和国药典》2010版标准。 3.1.2 加工助剂：甲醛、氢氧化纳、液体石蜡、吐温80。 3.2医疗器械/材料与市售产品的等同性比较 3.2.1产品1栓塞剂与市售产品产品2颗粒栓塞剂比较

碳纳米管的改性研究进展

碳纳米管的改性研究进展 摘要：碳纳米管因其独特的结构与优异的性能，在许多领域具有巨大的应用潜力而引起了广泛的关注。由于碳纳米管不溶于水和有机溶剂，极大地制约了其性能的应用，因此碳纳米管的功能化改性 就成为目前研究的热点。本文简要介绍了碳纳米管及其性质作，详细阐述了碳纳米管的改性研究进展，并对今后的研究方向进行了展望。 关键词：碳纳米管；结构与性能；功能化；共价改性；非共价改性 1. 碳纳米管及其性能简介 1.1碳纳米管的结构 碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是1991年由日本筑波NEC公司基础研究实验室的Iijima在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时意外发现的一种具有一维管状结构的碳纳米材料。因其独特的准一维管状分子结构、优异的力学、电学和化学性质及其在高科技领域中潜在的应用价值，引起了世界各国科学家们的广泛关注，由此引发了碳纳米管的研究热潮和十多年来纳米科学和技术的飞速发展。 碳纳米管是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝、中空的 微管，每层纳米管是一个由碳原子通过SP2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的 六边形平面组成的圆柱面。根据构成管壁碳原子层数的不同，CNTs可以分为:单壁碳纳 米管(single-walled carbon nanotube，SWNT)和多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotube, MWNT)两种形式。MWNTs的层间接近ABAB堆垛，其层数从2～50不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距（0.34nm）相当。MWNTs的典型直径和长度分别为2～30nm 和0.1～50μm；SWNTs典型的直径和长度分别为0.75～3nm和1～50μm。与MWNTs 比，SWNTs是由单层圆柱型石墨层构成，其直径的分布范围小，缺陷少，具有更高的 均匀一致性。无论是MWNTs还是SWNTs都具有很大的长径比，一般为100～1000， 最大可达到1000～10000，可以认为是一维分子。CNTs有直形、弯曲、螺旋等不同外形。在MWNTs中不同石墨层的螺旋角各不相同，由Euler定理可知，在CNTs的弯曲处，一定要有成对出现的五元环和七元环才能使碳纳米管在弯曲处保持光滑连续，而封 闭的两端半球形或多面体的圆拱形是由五元环参与形成的。但是实际制备的CNTs或多 或少存在这样那样缺陷，主要缺陷有三种类型：拓扑学缺陷，重新杂化缺陷和非完全键

纳米材料的生物安全性

纳米材料的生物安全性 随着纳米技术的飞速发展，各种纳米材料大量涌现，其优良特性及新奇功能使其具有广泛的应用前景，人们接触纳米材料的机会也随之迅速增多。然而，现有的环境与职业卫生接触标准及安全性评价标准及方法能否直接适用于纳米材料还未能确定，纳米材料生物安全性评价体系的建立还处在探索阶段。 由于纳米材料种类繁多，理化性质各不相同，即使同一种纳米材料不同粒径也会出现不同的生物效应。因此，对每年不断涌现的新型纳米材料进行生物安全性评价就显得尤为紧迫和必要，对合适的研究模型和高通量筛选的方法以及系统的人群流行病学调查将成为纳米材料生物安全性评价体系建立的下一步研究重点。 纳米技术已迅速成为全世界关注的热点前沿科技领域,它能使人们能够在原子、分子水平上制造材料和器件。纳米技术与信息、环境、能源、生物、空间等高新技术相结合将形成以纳米技术为主旋律的纳米产业及产业链,成为21世纪新的经济增长点。但由于其独特的理化性质,且不能用常规的方法和手段进行检测,可能会对人体及生态环境造成污染,从而危及人类健康。同时,纳米材料的生物安全性研究还牵涉到环境保护、社会安全、伦理道德等许多方面。因此,科学家们逐渐认识和重视纳米材料可能带来的生物安全性方面的影响以及相关研究。纳米材料生物安全性研究产生背景纳米级颗粒本身和由它构成的纳米固体主要具有4个方面的效应,即小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,当人们将物体细分成超微颗粒( 纳米级) 后, 它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、磁学、力学以及化学方面的性质与大块固体时相比将会有显著的不同。 一、纳米材料的应用现状 1.在工业生产方面的应用 纳米材料的应用在工业生产中显示了独特的魅力。一些纳米材料如纳米二氧化硅用作橡胶、塑料、有机玻璃等材料的填充剂，可以改善材料的强度、韧性等

纳米材料的生物安全性

纳米材料的生物安全性研究 田蜜 （湖北的二师范学院化学与生命科学学院，武汉，430205） 摘要 综述了包括富勒烯(C60)、氧化铁、氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅等在内的多种典型的碳基纳米材料、金属及其氧化物纳米材料和半导体(绝缘体)纳米材料的生物安全性研究进展。 关键词：纳米材料；纳米生物安全；纳米毒理学：毒性 Abstract Including of fullerenes (C60) are reviewed in this paper, ferric oxide, aluminum oxide, zinc oxide, titanium dioxide, silica, such as a variety of typical carbon nano material and semiconductor, metal and oxide nanomaterials (insulator) biological safety of nanomaterials were reviewed. Key words: nano materials; Nano biological safety; Nanotoxicology: toxicity 引言 纳米粒子尺寸小、比表面积大、表面态丰富、化学活性高，具有许多块体及通粉末所没有的特殊性质，许多在普通条件没有生物毒性的物质，在纳米尺寸下却表现出很强的生物毒性[1]。与此同时，纳米材料可能产生的负面效应特别是对环境和健康的潜在影响，也引起了人们的关注。2003 年4 月，Science 首先发表文章讨论纳米材料可能产生的生物安全性问题[2]。随后，许多学者相继开展了纳米材料的毒理学研究。本文将一些学者的研究进行了综合，希望对各位有所帮助。 一、纳米安全性问题的提出 纳米科技预计也将给人类生活带来巨大的变化，因而成为发展最快的研究和技术开发领域之人们在逐渐认识纳米科学技术的优点和其潜在的巨大市场的同时，一个新的科学问题及社会问题—一纳米效应与安全性，引起人们广泛关注。首先，2003年的美国化学会年会上报告了纳米颗粒对生物可能的危害。2003年4月Science[2]引、7月Nature[3]相继发表编者文章，开始讨论纳米尺度物质的生物效应以及对环境和健康的影响问题。

生物材料和生物相容性

Biomaterials and Biocompatibility (3 Credits) 生物材料和生物相容性 Objectives To be familiar with the general types of materials used in biomedical applications. To understand the basic principles behind tissue response to artificial device implantation. To understand techniques utilized to control the physiologic response to implants. To be familiar with the design strategies and clinical applications of biomaterials. Topics 1.Introduction of different materials (polymers, metals, ceramics, glasses, and nature derived materials) 2.Surface analysis and surface modification 3.Protein adsorption and cell adhesion 4.Inflammatory host tissue response, foreign body reaction and wound healing 5.Immune response 6.Blood-biomaterial interaction 7.Calcification, tumorgenesis and Infection 8.In vitro and in vivo biocompatibility evaluation 9.Biomaterial design strategies in clinical applications (cardiovascular, neurological, drug delivery, etc.) Text/ Reference Temenoff and Mikos, Biomaterials: The intersection of Biology and Materials Science (2008). Buddy Ratner, Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine (2004). Grading Homework30% Quizzes 20% Final Exam 40% Participation10% Total100%

碳纳米管在电化学中的应用

碳纳米管在电化学中的应用 【摘要】对碳纳米管修饰电极的制备方法、应用以及碳纳米管修饰电极的发展趋势作比较全面的综述。 【关键词】碳纳米管；化学修饰电极 Application of the Carbon nanotube in electrochemistry Abstract The methods of preparation, applications and developing trends of carbon nanotube modified electrodes in the field of electrochemistry were reviewed. Key words Electrochemistry Carbon nanotube modified electrodes 碳纳米管，又名巴基管(buckytube)，是1991年由日本科学家饭岛澄男(Sumio Iijima)在高分辨透射电镜(HRTEM)下发现的一种针状的管形碳单质。它以特有的力学、电学和化学性质，以及独特的准一维管状分子结构和在未来高科技领域中所具有的潜在应用价值，迅速成为化学、物理及材料科学等领域的研究热点。目前，碳纳米管在理论计算、制备和纯化生长机理、光谱表征、物理化学性质以及在力学电学、化学和材料学等领域的应用研究方兴未艾，在一些方面已取得重大突破。碳纳米管(CNT)的发现，开辟碳家族的又一同素异形体和纳米材料研究的新领域。 由于CNT具有良好的导电性、催化活性和较大的比表面积，可使过电位大大降低及对部分氧化还原蛋白质能产生直接电子转移现象，因此被广泛用于修饰电极的研究。碳纳米管在作为电极用于化学反应时能促进电子转移。碳纳米管的电化学和电催化行为研究已有不少报道。 1碳纳米管的分类 CNT属于富勒碳系，管状无缝中空，具有完整的分子结构，由碳六元环构成的类石墨平面卷曲而成，其中每个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子发生完全键合，各单层管的顶端有五边形或七边形参与封闭。CNT的径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，具有较大的长径比。由单层石墨片卷积而成的称为单壁碳纳米管(SWNT)，制备时管径可控，一般在1~6 nm之间，当管径>6 nm后CNT 结构不稳定，易塌陷。SWNT轴向长度可达几百纳米甚至几个微米。由两层以上柱状碳管同轴卷积而成的称为多壁碳纳米管(MWNT)，层间距约为0.34 nm。

生物医用高分子材料的生物相容性的研究进展

海南大学 《生物医用材料学》课程期末论文 题目：生物医用高分子材料的生物相容性研究进展学号：20080W0126 姓名：田新斌 年级：2008级（本科三年级） 学院：材料与化工学院 系别：材料科学与工程 专业：材料科学与工程（理科实验班） 课程教师：尹学琼王江唐敏 完成日期：2011年 6 月22日

生物医用高分子材料的生物相容性研究进展 田新斌20080W0126 （海南大学材化学院08级理科实验班，海南海口570228） 摘要：随着人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展，生物医用材料在最近十多年发展地异常迅速，而高分子材料由于原料来源广泛、可通过分子设计改变结构、生物活性高、材料的性能多样等优点，成为生物医用材料发展的强势代表。但是，生物医用材料要在人体内使用，为了安全性，高分子材料的生物相容性就成了研究的重点。本文主要阐述了生物医用高分子材料的生物相容性研究进展，包括血液相容性和组织相容性两个方面，并简要作了总结和展望。 关键词：生物医用材料高分子材料生物相容性血液相容性组织相容性 The Research Development of Polymeric bio-materials， Biocompatibility Abstract：With the increase in the number of aged people, injuries of the young and patients with diverse diseases, biomedical materials are extremely rapidly developed in decades, as an aspect of high and new technology. Polymer materials are rich in sources and can be modified by molecular design in structure, biocompatibility and properties, thus becoming the represent of biomedical materials' development. However, since the biomedical materials are to be used in human body, biocompatibility of polymer biomedical materials has been brought to a research heat. In this paper, relevent research progresses are introduced, including blood biocompatibility and tissue biocompatibility. Summary and outlook are also indicated. Keywords：Biomedical materials，Polymeric bio-materials，Biocompatibility，Blood-compatibility，

碳纳米管_羟基磷灰石复合材料兔胫骨生物相容性研究_赵冬梅 (1)

25卷3期2006年6月中 国 生 物 医 学 工 程 学 报 Chinese Journal o f Biomedical Engineerin g Vol.25 No.3 June 2006 收稿日期:2005-11-20,修回日期:2006-04-27。基金项目:国家自然科学基金资助项目(30170269)。*通讯作者。 E -mail:dongmei zhao663@sohu.c om 碳纳米管/羟基磷灰石复合材料兔胫骨生物相容性研究 赵冬梅 1* 刘中浩1 武士清1 李爱民2 赵敬杰1 王 彭3 孙康宁 2 1(山东大学第二医院骨科,济南 250033)2 (山东大学材料科学与工程学院,济南 250061) 3 (北京协和医院中心实验室,北京 100005) 摘 要:目的:探讨不同比例碳纳米管/羟基磷灰石纳米复合材料兔胫骨的生物相容性。方法:将碳纳米管含量为2%和3%的碳纳米管/羟基磷灰石复合材料置入兔右侧胫骨的缺损处,在1周~12周分别进行x 线检查、组织学检查及分子生物学分析。结果:不同碳纳米管含量的复合材料均能诱导成骨,无排斥反应。X 线片、组织学检查、分子生物学检查均无明显差别。结论:碳纳米管/羟基磷灰石材料有良好的骨相容性。关键词:碳纳米管;羟基磷灰石;复合材料;胫骨;生物相容性 Biocompatibility of C arbon Nanotubes P Hydroxyapitite Composite with Tibia of Rabbit Z HAO Dong -Mei 1* LIU Zhong -Hao 1 WU Sh-i Qing 1 LI A-i Min 2 Z HAO Jing -Jie 1 WANG Pe ng 3 SUN Kang -Ning 2 1 (De pa rtmen t o f O rtho pe dics ,Th e Secon d Hospital o f Shan don g Un ive rsity ,Jina n 250033) 2 (Shool o f Ma te ria l Scie nce an d En gine erin g ,Sh an dong U ni versit y ,Jin an 250061) 3 (Pekin g Un ion Medic al Colleg e Hospital ,Be ijin g 100005) Abstract :Objective :To study the biocompatibility of carbon nanotubes P hydroxyapitite c omposite (CN Ts P HAP).M ethods :X -ray,histology observation and molecular biology were ca rried out for 1~12weeks after CNTs P HAP was implanted into the right tibia of rabbit.Resu lt :The composites c ould induce ossification without rejection.There was no t significant difference between the co mposites.Con clusion :CNTs P HAP have acc eptable bioc ompa t ibility.Key words :ca rbon nanotubes;hydroxyapatite;c omposi te;t ibia;bioc ompatibility 中图分类号 R318 文献标识码 A 文章编号0258-8021(2006)03-0342-04 引言 羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HAP),作为修复骨缺损的常用材料,存在强度低、韧性差的缺点,限制了其在骨外科领域的广泛应用。碳纳米管具有优异的力学和电学性能,已被用来增强各种材料,包括高分子材料、金属材料和陶瓷材料[1-3] 。本研究分析认为,将碳纳米管与羟基磷灰石复合,有可能发挥碳纳米管在力学性能方面的优势,同时可使复合材料具有良好的生物相容性。本研究将碳纳米管/羟基磷灰石复合材料(Carbon Nanotubes P Hydroxyapitite,C NTs P HAP)植入兔胫骨内,通过行 X 线片检查、组织学观察以及分子生物学检测,评价了该复合材料的生物相容性,为其应用于临床修复骨缺损提供实验依据。 1 材料与方法 111 材料 本实验中所使用的CNTs/HAP 由山东大学材料 科学与工程学院制备,其成分比例、制备方法、理化特性见表1。复合材料用高压灭菌。健康雄性新西兰大白兔30只,体重215kg ?100kg,月龄2月,由山东大学动物实验中心提供。