生物相容性材料是怎麼設計出來的?

時間 2021-05-31 15:49:11

1樓:高材君有料說

生物相容性包括血液相容性和組織相容性,我們以血液相容性材料為例說明生物相容性材料是如何被設計出來的。

血液為何凝固,血液接觸材料有何要求,血液相容性是什麼?

一.凝血和抗凝血的自然機制

血液是由血細胞和血漿構成的一種特殊流體,當血液在由內皮細胞作為內壁的血管中正常流動時,一般不會出現凝血現象。一旦血管內壁受到損傷,引起出血,使血液和內皮細胞下的組織發生接觸時,生命體系將自動"開啟"內部的凝血系統,在損傷部位及時止血。

血液的凝固(凝血)需要多種血漿蛋白質和血小板的共同參與。蛋白質水平上的凝血機制可用Macfarane提出的"瀑布學說"進行描述。當血液與非內皮細胞表面接觸時,將依次啟用一系列凝血因子,最後形成不溶性的纖維蛋白。

這一連鎖酶催化反應包括三個階段。第一階段包括內源( intrinsic )和外源 (extrinsic)兩條途徑的啟用,生成凝血活酶;第二階段是凝血酶的生成;第三階段是可溶性的纖維蛋白原轉變為不溶性的纖維蛋白。

凝血機制

血液的凝固(凝血)需要多種血漿蛋白質和血小板的共同參與。蛋白質水平上的凝血機制可用Macfarane提出的"瀑布學說"進行描述。當血液與非內皮細胞表面接觸時,將依次啟用一系列凝血因子,最後形成不溶性的纖維蛋白。

這一連鎖酶催化反應包括三個階段。第一階段包括內源(intrinsic)和外源(extrinsic)兩條途徑的啟用,生成凝血活酶;第二階段是凝血酶的生成;第三階段是可溶性的纖維蛋白原轉變為不溶性的纖維蛋白。 與此同時,血小板將經歷粘附、活化、變形、血小板內含物的釋放和聚集過程。

聚集的血小板和不溶性的纖維蛋白在損傷部位共同構成凝血塊,從而起到止血的作用。 凝血因子和血小板的凝血反應相互聯絡,彼此促進,且都具有自動放大和加速的特點,從而達到迅速止血。

二.材料--血液的相互作用

材料血液相互作用

三.血液相容性材料表面

血液相容性材料表面設計的基本策略:

其一是儘量減少高分子材料表面和血液中各種成份的相互作用, 即製備和血液成份的相互作用很小的"生物惰性材料"

具有微相分離結構的嵌段共聚物表面

帶負電荷表面的聚合物

含聚氧乙烯(PEO)鏈的共聚物表面

其二是控制高分子材料表面和血液的相互作用。 表面負載生物活性的抗凝血高分子材料,利用材料表面生物活性物質和血液成份的相互作用來實現所需的抗血栓效能

聚氧乙烯

根據對凝血機理的分析可知, 要防止血液在高分子材料表面形成血栓, 有兩條基本策略。其一是儘量減少高分子材料表面和血液中各種成份的相互作用, 即製備和血液成份的相互作用很小的"生物惰性材"。為此,人們模仿生物體表面,設計並合成了各種新型聚合物, 如帶負電荷表面的聚合物、具有微相分離結構的嵌段共聚物表面、含聚氧乙烯(PEO)鏈(特別是PEO側鏈)的共聚物表面。

這些"生物惰性材料"和血液的相互作用較小,顯示出較好的抗血栓性。其二是控制高分子材料表面和血液的相互作用。為此, 人們將某種生物活性物質通過適當方式固定於高分子材料表面, 製成所謂的表面負載生物活性的抗凝血高分子材料, 利用材料表面生物活性物質和血液成份的相互作用來實現所需的抗血栓效能。

2樓:Graywolf

作為乙個有機會混生物材料的人,我覺得生物相容性是個想對的東西,沒有絕對的感念。同意上面一位朋友的說,很多東西都是蒙出來的,然後做一些clinic實驗,證明OK,然後就生物相容性好啦。但是我想說的是,這些實驗的週期是不是太短了,沒有考慮到很多潛伏的毒性的問題。

你三年ok,但是第4年出問題,你能說你兩年的實驗週期,能證明生物相容性好?

所以我個人建議,在生物相容性問題上面,還要加上一點在試體死亡之前,該材料不會對試體造成滿意度的compromise。

3樓:peter

突然看到乙個跟自己現在所做領域相關的東西~談談我現在在做的表介面材料

1.提高親水性這一點非常重要,因為在生物體內只有親水才能真正用於體內。萬一這個東西疏水,那咋用?人體都排斥了,還能相容?

2.表面做一些改性表面改性的方法很多,我們現在在做的基本上有接枝的方法,接上物質,提高生物相容性。具體就無法說啦。

以後想到什麼就再更吧~

4樓:諸葛小明

材料本身的生物相容性都很差,畢竟相對於身體的免疫系統來說,都會自動識別為外來入侵物質,會激發免疫系統發生免疫反應,包裹,吞噬,排出體外。現在生物醫學材料的生物相容性的提現大都需要藥物塗層來實現,即通過對需要植入體內的金屬或高分子或無機非金屬材料表面進行藥物塗層處理,「騙過」身體的免疫系統,使得被識別為身體自身物質,進而實現植入材料的功能。

5樓:

我的回答並不專業,即使我搞這玩意。因為我是下游行業做工程的,往往不問材料本身的事情。

生物相容性材料有很多是天然材料的提取物,比如明膠,因為邏輯上講,這些材料本身出自與生物,毒性就不會太大,經過實驗也是如此。

然後是此基礎上的改性材料,一般會看修飾的集團會不會給材料性質帶了很大變化,這種是經驗和模糊的判斷。

但也有人工的材料,一般設計時首先都是親水的,然後考慮一下分解產物有沒有可能生成有毒的小分子,並且和動物實驗協同觀察。

時間長了,往往FDA這種機構會有乙個批准使用的列表。

總之,生物相容性材料並非是精心設計的,沒有太多理論,而是經驗和實驗迴圈論證的產物。

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