表面生物控制——生物材料

现有的生物材料植入体内，虽然有较好的生物相容性和一定的治疗效果，但它所引发的“广播”治疗过程却不太“理想”。人们试图利用学和分子生物学方法将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等固定在现有的材料的表面，通过表面修饰构建新一代的分子生物材料不太来引发我们所需的特异生物反应，抑制非特异性反应。所以，材料表面生物化处理在提高材料生物相容性的同时，又添加新的生理活性，这将是下一世纪生物的主要研究方向。     

组织工程相关生物材料与巨噬细胞相互作用研究进展

宿主的炎症反应是组织对损伤和异物的正常应答,炎症的强度和持久性影响生物材料在体内的生物相容性和稳定性.巨噬细胞是调控宿主免疫和炎症反应的重要细胞.因此它对生物材料的响应性在对认知材料-宿主反应中有重要作用.本文综述了组织工程相关生物材料与巨噬细胞相互作用的研究进展.通过设计材料的物理化学结构和表面特性,可以调控巨噬细胞在材料表面的黏附、激活、融合、凋亡等行为以及材料在动物体内引发的宿主反应,从而提高生物材料的生物相容性.     

用于心血管医疗装置的聚合物材料表面构建与生物相容性研究Ⅱ-心血管医疗装置聚合物的表面构建与生物反应行为

背景:用于心血管医疗的生物材料在血液接触性条件下必须具有抗血栓性、对抗生物降解性与抗感染性。目的:研制用于心血管组织工程的新型植(介)入型聚合物材料(表面),从聚合物生物材料的表面构建与生物反应行为方面考察各种相应改性表面的生物相容性、血液相容性和细胞相容性。方法:检索1984至2013年PubMed数据库及万方数据库,英文检索词为"Biocompatibility,Blood compatibility,Biomedical Materials,Biomedical polymer materials",中文检索词为"生物相容性材料;血液相容性材料;生物医用材料;医用高分子材料"。结果与结论:通过对蛋白质吸附、细胞黏附中的生物识别、凝血与纤溶过程中的酶催化作用"瀑布模型",以及生物材料表面构建与蛋白质表面吸附行为4个方面的归纳分析,研制用于心血管组织工程的新型植(介)入型聚合物材料(表面)关键在于对聚合物生物材料生物功能性表面的构建,以及对其相应生物相容性与内皮细胞相容性的研究。通过对聚合物生物材料种类与应用及其心血管医疗器件和可植入性软组织替代物的深入研究可以发现,表面与本体的差别将体现在从表面向本体延伸的很多层分子上,而两种主要因素决定了其包括本体/表面差异及表面相分离在内的本体/表面行为,即表面能和分子运动性。如果考虑到对本体-表面组成差异的理解,还必须追加附加决定因素,即各组分的结晶行为。     

人工材料与人工脏器的生物相容性

目前临床上使用的许多装置都是用金属、玻璃、陶瓷和高分子等材料制作的,现在一般把这些医用材料统称为“生物材料”(Biomaterial)。研究这些材料,首先遇到的问题是如何快速、准确地评价材料的生物相容性,这对于研究新生物材料和加快研究周期将起着重要的作用。但只有少数体外试验能对表面进行很好的表征,并与体内试验结果有相关性。因此,本文结合作者的研究工作,简要介绍生物材料与血液的生物相容性以及生物相容性的评价方法。     

目前生物医用材料领域的研究热点

<正>1生物材料表面改性改进和发展生物医用材料的血液相容性和组织相容性以及生物材料分子相容性评价新方法研究。今后对材料生物相容性的研究主要集中在以下3个方面:①生物医用材料对组织、器官的     

以自组装单层为模型研究生物材料表面化学和生物相容性的关系

生物材料表面性质对生物相容性而言是至关重要的。生物材料表面组成和结构的复杂性,使得人们很难确切弄清楚材料表面的化学性质和结构是怎样控制表面与蛋白质、细胞间的生物学反应。自组装单层(Self-assembled monolayers,SAMs)具有表面结构确定、表面化学性质能系统性改变的特点,而且可以用多种表征手段定性或定量确定自组装单层本身及同蛋白质、细胞的作用,因而成为研究生物材料表面化学性质与生物相容性关系的合适模型。     

用于心血管医疗装置的聚合物表面构建与生物相容性研究Ⅲ——聚合物生物材料表面的凝血及抗凝血涂层改性（英文）

背景:用于心血管医疗的生物材料在血液接触性条件下必须具有抗血栓性、对抗生物降解性与抗感染性。目的:研制用于心血管组织工程的新型植(介)入型聚合物材料(表面),从聚合物生物材料表面的凝血及抗凝血涂层改性方面考察各种相应改性表面的生物相容性、血液相容性和细胞相容性。方法:检索1983至2014年PubMed数据库及万方数据库。英文检索词为"biocompatibility,blood compatibility,biomedical materials,biomedical polymer materials",中文检索词为"生物相容性材料;血液相容性材料;生物医用材料;医用高分子材料"。排除与研究目的相关性差及内容陈旧、重复的文献,保留与生物医用高分子材料的血液相容性研究,进行归纳总结。结果与结论:通过对血液与植入物间的相互作用和生物材料表面的抗凝血涂层改性两个方面的归纳分析,从聚合物生物材料表面的凝血及抗凝血涂层改性方面考察了各种相应改性表面的生物相容性、血液相容性和细胞相容性。研制用于心血管组织工程的新型植(介)入型聚合物材料(表面)关键在于对聚合物生物材料表面的凝血及抗凝血涂层改性以及对其相应生物相容性与内皮细胞相容性的研究。通过对心血管医疗用聚合物生物材料的种类与应用及其心血管医疗器件和可植入性软组织替代物的深入研究可以发现表面与本体的差别则将体现在从表面向本体延伸的很多层分子上,而2种主要因素决定了其包括本体/表面差异及表面相分离在内的本体/表面行为,即表面能和分子运动性。如果考虑到对本体-表面的组成差异的理解,则还必须追加另以附加决定因素,即各组分的结晶行为。     

生物材料引起机体炎症反应的研究进展

炎症反应是生物材料与机体反应的重要内容，而研究细胞对材料的趋化、黏附、细胞在材料表面及内部的生长、增殖和分化，并监测细胞的重要功能分子表达一直是生物材料领域的重点和难点，同时对于炎症反应的各方面研究也为提高生物材料相容性和建立生物材料评价的免疫学指标提供了依据。     

骨组织工程植入物的表面修饰

文题释义：骨组织工程：是应用生物学和工程学的原理,研究开发能够修复、维持和改善骨组织功能的生物替代物的一门研究。替代物包括自体组织、同种异体组织、异种组织和人工合成物质。 表面修饰：通过无机成分、有机成分或改变植入物表面地貌的方法来对骨科植入材料进行表面的生物修饰,从而改善骨植入物的生物性能。 背景：骨组织工程植入物已被广泛应用于骨科治疗,但现有的骨植入物往往还存在着力学性能差、免疫反应、微生物感染、愈合不良等缺点,不同的表面修饰技术可以有效弥补这些不足。 目的：对现有骨组织工程植入物的表面修饰技术做一综述。 方法：由第一作者检索 2000至2019年 PubMed数据库、中国知网、维普中国期刊网等收录的与骨组织工程表面修饰相关的文献,优先选择近期发表或发表在权威杂志上的文章。英文检索词为“bone tissue engineering;bone implant;surface modification;coating”,中文检索词为“骨组织工程;骨植入物;表面改性;涂层”。 结果与结论：通过无机成分、有机成分或改变植入物表面地貌的方法来对骨组织工程植入材料进行表面生物修饰,不同程度地改善了骨植入物的成骨性、骨传导性、抑菌性、生物相容性等。但是要将这种新植入体应用与临床,还需要解决一下问题：如何确定不同表面修饰成分的最佳浓度,最大限度地促进骨愈合和抑制细菌活性,且避免其他不良反应;如何避免随着时间的推移,这些骨组织工程植入物发生表面磨损而产生的颗粒导致的异物反应和免疫反应;如何将各种生长因子、蛋白质、和其他生物分子纳入涂层,而不损害其各自的化学结构和功能;如何以协同和可控的方式引导生长因子和分子的释放。 ORCID: 0000-0001-7045-7776(方旭) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

生物材料表面仿生磷脂化改性的研究概况

细胞膜为磷脂双分子层结构,是细胞进行生化反应的重要场所。因此,对生物材料表面进行仿细胞膜磷脂化改性成为提高材料生物相容性及生物反应活性的重要方法。本研究介绍了用于生物材料表面仿生磷脂化改性的几种主要磷脂分子并分析其改性效果,简要阐述了几种常用的仿生磷脂化改性方法。同时,对生物材料表面仿生磷脂化改性的应用做了展望。     

生物材料诱发血栓形成机制的研究进展

本文对生物材料诱发血栓的机制进行了综述。着重介绍了材料通过影响血管内皮细胞、组织因子、血小板、基质蛋白和细胞因子等几方面进而引发血栓形成的机制，并对将来生物材料血液相容性的研究方法和从分子水平上设计新型生物材料进行了展望。     

不同诱导材料修复骨损伤的生物相容性分析

目的:对组织工程康复手段康复过程中生物材料生物相容性的必要性和重要性进行阐述。方法:第一作者应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,在标题和摘要中以"急性损伤,骨,生物材料"或"Acute Injury,Bone,Biological Materials"为检索词进行检索。选择内容与骨急性损伤治疗手段、材料学特点、生物相容性及其应用效果相关文献,共纳入20篇文献进行分析。结果:早期组织工程学骨组织治疗手段以自体移植与异体移植为主,这两种移植均存在缺陷,前者易对患者造成二次伤害,后者面临较大的生物安全隐患,因此人工骨组织修复生物医用材料越来越受到临床青睐。目前所用的骨移植人工生物材料主要包括:骨衍生材料、高分子材料、无机材料和复合材料等,这类材料具有对机体组织进行修复、替代与再生的作用,其中生物材料是否具备良好的生物相容性,对其运用的成败起到至关重要的作用。结论:理想生物材料的选择必须重视其良好的生物相容性,其生物相容性的好坏直接决定着骨康复治疗的效果,可以说良好的生物相容性应是组织工程治疗手段过程中生物材料选择的基础和必要条件。     

生物材料引起机体炎症反应的研究进展

炎症反应是生物材料与机体反应的重要内容,而研究细胞对材料的趋化、黏附、细胞在材料表面及内部的生长、增殖和分化,并监测细胞的重要功能分子表达一直是生物材料领域的重点和难点,同时对于炎症反应的各方面研究也为提高生物材料相容性和建立生物材料评价的免疫学指标提供了依据。     

聚氨酯的血液相容性评价

血液相容性是生物多材料研究领域里最受关注的问题之一，血液相容性是一个涉及血液和生物医学材料表面作用的复杂现象。影响因素繁多。对材料的血液相容性的测试和评价同样是一个复杂问题，涉及到多学科，多领域的技术和方法。本文以聚氨酯为例，对生物材料血液相容性的概念、生物医学材料表面和血液的相互作用以及评价方法作一综述。     

类金刚石薄膜表面界面特性表征方法以及检测技术

类金刚石薄膜作为一种新型生物材料得到越来越广泛的应用,其表面界面特性决定了生物相容性的好坏.本文阐述了生物材料表面界面特性与生物相容性的关系以及类金刚石薄膜表面界面参数的表征方法和检测技术.     

生物医用材料与免疫反应的关系

生物医用材料与免疫反应的关系朱明华，曾怡，黄聘和综述吴增树审阅随着生物材料及人工器官的广泛应用川，人们对生物材料的生物相容性要求越来越高。在过去的十多年，对生物材料的生物相容性评价重点在一般的血液相容和组织相容［２，３］，但在研究中也曾发现某些材料引...     

生物材料诱发血栓形成机制的研究进展

本文对生物材料诱发血栓的机制进行了综述。着重介绍了材料通过影响血管内皮细胞、因子、血小板、基质蛋白和细胞因子等几方面进而引发血栓形成的机制，并对将来生物血液相容性的研究方法和从分子水平上设计新型生物材料进行了展望。     

不同材料因素影响骨髓间充质干细胞的增殖及成骨分化

文题释义：表面微观形貌：材料表面所具有的所有微观几何形状及相关物理量统称为表面微观形貌,包括孔径大小、孔径率、表面凹凸程度、底物刚度、弹性模量、表面能等方面,同一种材料不同的表面微观形貌将会对材料表面的物质产生不同的影响。 表面能/润湿性：表面能是指恒温、恒压、恒组成情况下可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功,润湿性是指一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性。 背景：在利用组织工程技术治疗骨缺损或骨损伤的过程中,生物材料对移植的骨髓间充质干细存活率与增殖分化潜能有影响。 目的：对生物材料如何影响骨髓间充质干细胞的增殖及成骨分化的研究进展进行综述,指导材料合理应用。 方法：应用计算机检索中国知网、PubMed、Web of science及万方数据库,检索词为“骨髓间充质干细胞、成骨分化、生物材料、微观形貌、Bone marrow mesenchymal stem cells、Osteogenic differentiation、Biological materials、The microstructure”,根据标准纳入不同生物材料因素影响骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的文献。结果与结论：①金属材料具有良好的生物相容性、骨传导性、机械性能,非金属材料具有良好的生物相容性、骨传导性、再吸收性及三维塑形性;②材料的表面微观形貌因素众多,即使是同一种材料,表面能/润湿性越高越利于骨髓间充质干细胞的增殖与成骨分化,表面粗糙程度相对越高越利于细胞的增殖、黏附及分化,孔径直径越大、孔径率越小越利于细胞的成骨分化,底物刚度相对高及弹性模量相对大有利于骨髓间充质干细胞的成骨分化,以上材料的各种因素等都能够影响骨髓间充质干细胞的增殖及成骨作用,这些新的研究进展进一步提高了骨髓间充质干细胞种植于各类生物材料用于临床治疗的应用。ORCID: 0000-0001-8325-9867(王旸昊) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

韧带急性损伤与组织工程人工材料修复的生物相容性分析

背景:阐述组织工程人工材料在韧带修复过程中生物相容性的必要性与重要性。方法:由第一作者应用计算机检索PubMed数据库与CNKI数据库中与韧带急性损伤治疗手段、材料学特点、生物相容性及其应用效果相关的文章。结果:韧带急性损伤后的修复手段中传统疗法较为保守,大多以物理疗法为主,在损伤不太严重的情况下修复效果较好,但对较为严重的韧带断裂或撕裂很难起到良好的修复效果。运用组织工程人工材料对严重的韧带断裂或撕裂进行韧带重建会起到很好的修复效果。在运用组织工程人工材料重建韧带过程中,理想生物材料的选择必须重视其良好的生物相容性,其生物相容性的好坏直接决定着韧带修复的效果,可以说良好的生物相容性应是组织工程治疗手段过程中生物材料选择的基础和必要条件。结论:随着组织工程人工材料研究的进步,在多样化的生物材料中,保证生物材料良好的生物相容性是选择理想材料的基础。     

生物材料体外评价的理论与应用

一、体外评价方法的范围和局限性采用体外测试方法对生物材料进行测试的主要目的是测试其生物相容性。生物相容性可定义为:在特定的应用场合下。材料能够正常发挥作用而只引起适当的宿主反应的能力。这必然包括排除对细胞有毒性作用的材料,直到目前这仍是生物相容性测试的一项重要内容。下面我们将谈到这不是体外方法的唯一目的,的确也不只是生物相容性本身的唯一特点。体外毒