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生物医用材料机遇与挑战并存休闲皮鞋卫星模型女士浴衣华为手机爆谷机Frc

发布时间:2023-11-30 01:22:34 阅读: 来源:板鞋厂家
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生物医用材料:机遇与挑战并存

随着医学的发展,在现代医疗领域中经常需要一些暂时性的材料,如骨折内固定材料、药物控制释放体系等,这就要求植入的材料在创伤愈合或药物释放过程中可生物降解。另外,在人体组织工程研究中,需要在一些合成材料上培养组织细胞,让其生长成组织器官,如软骨或骨、肝、血管等,这就对材料提出了更高的要求。由此诞生出一个新兴的产业——技术附加值最高的生物医用材料产业。

生物医用材料(Biomedical Materials),又称生物材料(Biomaterials),是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官或增进其功能的一类高技术新材料,可以是天然的,也可以是合成的,或是它们的复合。

PLA 和PGA可降解医用材料研究

生物医学中对可降解医用材料的要求是既要具有优异的力学性能,又要具有良好的生物相容性,还必须具有与应用时间相匹配的降解速率。在生物医用可降解材料领域,PLA和PGA是目前国内外应用较多的两种合成高分子材料。

聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物相容性和可生物降解的聚合物,是食品药品监督管理局(FDA)认可的一类生物降解材料。它是热塑性塑料,可通过模塑、挤压、溶剂浇铸等技术加工成各种结构形状,具有良好的机械强度、弹性模量和热成型性,且体内降解生成乳酸无毒。在骨组织工程和软骨组织的再生与修复等领域中基本能满足作为细胞生长载体材料的要求。

在PLA的注塑的市场应用中,较为广泛的是改性后的树脂。尽管纯PLA有着高透明度、高光泽度等优点,但是其硬而脆、加工难度大且不耐热等缺点影响了它在注塑方面的应用。当然,化学、塑料工业界都一直致力解决这些问题。例如,利用BPM-500这种添加剂可以提高PLA的冲击强度;加入少量一种名为Biomax Strong的乙烯基共聚物可以改进 PLA的韧性;与另一种生物降解树脂PHA共混可以改善PLA的一些性能;另外,日本的科学家们则开发出了一种添加纸浆的耐热PLA树脂。通过以上一些方式改性后的聚乳酸制品牺牲了透明性,但是却改进了聚乳酸在耐热性、柔韧性、抗冲性等方面的缺陷,提高了其加工难易程度,因此应用范围也得到了拓展。在海正的注塑级树脂销售中大约有70%为改性聚乳酸。

而整体上,相对高昂的成本是阻碍PLA在注塑市场上广泛应用的最大原因。虽然纯树脂通过填充改性可以降低一些成本,但是在保证其性能的前提下,这一措施的作用也有限,如果需要在全生物降解这一前提之下改善”PLA性能上的缺陷,比植毛机如耐热性能,成本则更高。

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高分子量的聚乳酸有非常高的力学性能,在欧美等国已被用来替代不锈钢,作为新型的骨科内固定材料如骨钉、骨板而被大量使用,其可被人体吸收代谢的特性使病人免收了二次开刀之苦。其技术附加值高,是医疗行业发展前景的高分子材料。

聚角阀乙醇酸(PGA)同样具有较好的生物相容性,适合细胞的粘附和增殖。它可通过熔融纺丝制成纤维,纤维具有良好的机械强度和可加工性,应用于组织工程肌腱、韧带等纤维类支架中。其中,有些是直接将PGA纤维作为支架,而有些是将PGA纤维编织后作为支架。

但PGA的降解半衰期约为2周,由于降解速度过快,在工程化食管粘膜尚未形成之前不能提供足够的支撑强度,且亲水性差,细胞吸附力较弱。

人工合成材料具有良好的物理机械性能和丰富的加工手段,并可通过改变分子量及其分布来调节降解速度。但不具备细胞可识别的特定位置信息,从而不具备良好的细胞亲和性,这是其作为理想的组织工程材料的主要障碍之一。

因此,如何通过共聚改性、表面修饰等多种方法使材料具有细胞识别信号的结构,从而改善细胞亲和性,成为组织工程支架材料研究的一个重点和热点。

国外生物医用材料产业现状、规模

生物医用材料及植入器械产业是学科交叉最多、知识密集的高技术产业,其发展需要上、下游知识、技术和相关环境的支撑,多数聚集在经济、技术、人才较集中或临床资源较丰富的地区,产业高度集聚是发达国家医用生物医用材料产业的重要特点。

生物医用材料产业不同于家电或通讯行业,单一产品的市场容量不大,绝大部分单一产品销售额小于US$100亿元。为提升企业市场竞争力,回避风险,发展壮大智能水表企业,国外跨国公司已从最初的较单一产品生产,通过企业内部技术创新和并购其它企业,不断进行产品生产线延伸和扩大,实现多品种生产。

生产和销售国际化是生物医用材料发展的突出趋势。几乎所有生物医用材料的大型企业均是跨国公司,其销售额的相当部分来自国际市场

为开拓国际市场,跨国公司通过向境外技术和资金输出,在国外建立子公司和研发中心,就地生产和研发。同时,为适应国际贸易的发展,国际标准化组织(ISO)不断制定和发布生物医用材料和制品的国际标准

国内生物医用材料发展概况

经过近十年的发展,我国现代生物医用材料产业已具雏形,并进入高速发展阶段。

十一五”期间,我国投入4亿元用于生物医用材料研究。“十二五”期间,该数字增至5.1亿元。同时,研发先进医疗设备和生物医学材料被纳入国家中长期科学和技术发展规划,我国已进入生物医用材料研发应用的重要机遇期。

2013年,我国医疗器械销售额达2800亿美元,年增长率约为20%,其中生物医用材料销售额约为1200亿美元,年增长率大于25%。

但尽管我国生物医用材料基础研究已达到国际先进水平,但受专业技术壁垒及企业资金投入的限制,进口产品仍占据我另外国高端市场的半壁江山。

有报告指出,全球生物医用材料市场集中度较高,强生、美敦力、贝朗等跨国公司控制了主要市场。近几年,跨国公司通过并购强化了国内的市场地位,国内部分港股和海外上市的优秀公司以及未上市公司,已经被外企收购。

面对外资蚕食,本土生物医用材料及其制品产业想要突围,过程会相对艰难和漫长。

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