上游充通大 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering,SITU 高效节能 资源循环利用 先进环保 插电式混合动力 下一代信息网 半导体/集成电路 汽车 纯电动汽车 络 /平板显示芯片 高端软件和新兴信 燃料电池汽车 节能环保 息服务产业 新能源汽车 新一代信息技术 新型功能材料 先进结构材料 生物医药 生物医学工 高性能纤维及 共性基础材料 新材料 生物农业 生物制造 复合材料 生物 新能源 高端装备制造 核能 太阳能 风电 航空航天 轨道交通 智能电网 生物质能 海洋工程装备 智能制造装备
高效节能 资源循环利用 先进环保 下一代信息网 络 半导体/集成电路 /平板显示/芯片 高端软件和新兴信 息服务产业 生物医药 生物医学工 程 生物农业 生物制造 航空航天 轨道交通 海洋工程装备 智能制造装备 核能 太阳能 风电 智能电网 生物质能 新型功能材料 先进结构材料 高性能纤维及 复合材料 共性基础材料 插电式混合动力 汽车 纯电动汽车 燃料电池汽车
材料工程导论 医学 生物材料 生物 材料 凝固科学与技术研究中心 Institute of Solidification Science and Technolog http://sst.sjtu.edu.cn SST
医学 生物 材料 材料工程导论 生物材料 凝固科学与技术研究中心 Institute of Solidification Science and Technology http://sst.sjtu.edu.cn
上游充通大滓 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering,SJTU 历史发展 3500年前 古埃及人利用棉纤维、马鬃作缝合线缝合伤口 2500年前 中国、埃及墓葬中发现有假牙、假鼻和假耳 400年前 利用黄金板修复颚骨，利用金属固定体内骨折 200年前 采用硬胶木制作了人工牙托的颚骨 近现代 生物材料已超过1000种，每年耗用量以10~15% 的速度增长
历史发展 3500年前 2500年前 400年前 200年前 近现代 古埃及人利用棉纤维、马鬃作缝合线缝合伤口 中国、埃及墓葬中发现有假牙、假鼻和假耳 利用黄金板修复颚骨，利用金属固定体内骨折 采用硬胶木制作了人工牙托的颚骨 生物材料已超过1000种，每年耗用量以10~15% 的速度增长
上游充通大 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering.SJTU 概念 生物材料(Biomaterial,1960-1970,Clemson Univ..) Biological Materilas 天然生物材料：由生物过程形成的材料 结构蛋白、生物矿物 Biomedical Materials 生物医用材料：与活体结合的人工非生命材料 1997年Stupp教授 活体组织中的天然材料和用于修复人体的材料 Molecular manipulation of microstructures:biomaterials,ceramics and semiconductors.Science,1997.277:1242
概念 生物材料 (Biomaterial, 1960-1970, Clemson Univ.) Biological Materilas 天然生物材料：由生物过程形成的材料 结构蛋白、生物矿物 Biomedical Materials 生物医用材料：与活体结合的人工非生命材料 1997年 Stupp教授 活体组织中的天然材料和用于修复人体的材料 ——Molecular manipulation of microstructures: biomaterials, ceramics and semiconductors. Science, 1997, 277: 1242
上游充通大滓 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering,SJTU 全球生物医用材料市场 3500 3275 世界医疗器械市场 3000 生物材料和制品 《火笔 2500 2300 71% 2000 1650 1500 60% 1000 45% 500 0 2000 2002 2005 年份
全球生物医用材料市场
上游充通大 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering.SITU 我国生物医用材料市场 我国生物医学材料的生物医学工程产业的市 场增长率高达28%（全球市场增长率20%），居 全球之首。 我国人工关节替换年增长率高达30%，远高 于美国的4%。 国家科技部资料
我国生物医用材料市场 我国生物医学材料的生物医学工程产业的市 场增长率高达 28％(全球市场增长率20%),居 全球之首。 我国人工关节替换年增长率高达30％，远高 于美国的4％。 ————国家科技部资料
上游充通大 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering,SITU 我国生物医用材料市场 775万肢残患者和每年新增的300万骨损伤患者 需要大量骨修复材料 2000万心血管病患者 每年需要24万套人工心瓣膜 肾衰患者 每年需要12万个肾透析器 0●●。。● 市场巨大
我国生物医用材料市场 775万肢残患者和每年新增的300万骨损伤患者 ————需要大量骨修复材料 2000万心血管病患者 ————每年需要24万套人工心瓣膜 肾衰患者 ————每年需要12万个肾透析器 …… 市场巨大
上游充通， 内视透镜（人工品体）： 材料科学与] 甲基丙烯酸甲随，硅树脂 颅骨：316L不锈钢，饮，甲基丙烯酸 School of Materials Scie 甲酯，经基硝灰石，磷酸三钙 耳：经基碎灰石，三氧化二 铝，钛，硅树阳 领面重建：三氧化二铝。经基醉灰石，磷酸三钙，经 基商灰石家乳酸，生物玻璃，钛，钛-铝机合金 齿：甲基丙烯酸甲，金，316L不 锈钢，结格-组合金，仗，枝-铝饥 可降解维合线：聚乳酸，聚羟基乙酸，聚己内酯， 合金，三飘化二铝，经基磷灰石， PTMC.PDO 生物玻璃 心脏：结铬-相合金，钛-铝飘合金， 热解碳，彭体-聚四氟乙烯，聚对苯二 静柱：钴-格-相合金，钛，经基璃 甲酸乙二酯，聚氨酯 灰石，相高分子量聚乙烯 起將器：316L不锈锅，铂，聚氨酯， 硅树胎，聚对苯二甲酸乙二酯 生物材料 涵盖了各 修复关节：316L不锈铜，钴- 血首：影体-案四氟乙烯，聚 铬-相合金，饮，仗铝饥合金， 对苯二甲酸乙二醒 类材料一 建树脂，超高分子量聚乙烯， 金属材料 甲基丙烯酸甲酯 肌融和韧语：聚乳酸碳纤维，影体- 陶瓷材料 聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯， 超高分子量聚乙烯 和聚合物 材料。 骨修复：316L不锈绑，钻格-用合 金，钛，钛铝机合金，聚究酸羟 基磷灰石，聚乳酸，聚羟基乙酸
生物材料 涵盖了各 类材料— 金属材料， 陶瓷材料 和聚合物 材料
上游充通大学 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering,SJTU 分类 按与生体间相互作用分类 生物惰性材料 第一代，1960-80年代 生物活性材料 生物医用 第二代，1980-90年代 材料 与可降解生物 材料 细胞与基因活 第三代，1990年代后 性生物材料
分类 按与生体间相互作用分类 生物惰性材料 生物活性材料 与可降解生物 材料 细胞与基因活 性生物材料 生物医用 材料 第一代，1960-80年代 第二代，1980-90年代 第三代，1990年代后
上游充通大 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering.SJTU 分类 生物惰性材料 第一代生物材料。指生物化学性能稳定、 相容性好的材料 包括生物惰性金属、陶瓷、高分子材料等。 第一层次 生物活性材料与可降解生物材料 第二代生物材料。生物活性材料主要包括多孔陶瓷植入体 表面反应性陶瓷、玻璃等。可降解吸收材料包括可吸收陶 瓷、可吸收玻璃及可吸收高分子材料等。 第二层次 细胞与基因活性生物材料 第三代生物材料。期望在分子水平上激活特定细胞对材料 识别和反应，最大限度地使生物材料与主体组织融为一体 参与主体组织的修复过程。-组织工程 第三层次
生物惰性材料 第一代生物材料。指生物化学性能稳定、相容性好的材料， 包括生物惰性金属、陶瓷、高分子材料等。 生物活性材料与可降解生物材料 第二代生物材料。生物活性材料主要包括多孔陶瓷植入体， 表面反应性陶瓷、玻璃等。可降解吸收材料包括可吸收陶 瓷、可吸收玻璃及可吸收高分子材料等。 细胞与基因活性生物材料 第三代生物材料。期望在分子水平上激活特定细胞对材料的 识别和反应，最大限度地使生物材料与主体组织融为一体， 参与主体组织的修复过程。-组织工程 分类 第一层次 第二层次 第三层次