几乎每个人的身体里都有一种简单的生物材料。普通的牙齿填充物代表了第一代生物材料，但许多人也依赖于更关键的植入物，包括关节置换和心血管植入物。尽管这些技术已经取得了成功，但新一代的生物材料正在出现，它们将持续更长时间，更好地适应人体环境中欧洲杯足球竞彩的长寿。 羟基磷灰石-聚乙烯复合材料这第二代生物材料和植入物模拟人体组织，并为大幅度改进外科手欧洲杯足球竞彩术和工业创新提供了基础。其中一种材料是羟基磷灰石增强复合材料HAPEXTM这是玛丽皇后学院和韦斯特菲尔德学院首创的。它是一种羟基磷灰石(HA)在高密度聚乙烯中的复合材料，它模仿骨头，本身是一种羟基磷灰石在胶原蛋白中的复合材料。HA使聚乙烯变硬，聚乙烯使复合材料变韧。此外，由于骨矿物类似于羟基磷灰石，天然骨将在羟基磷灰石上生长。 设计的生物材料欧洲杯足球竞彩HAPEXTM强调在设计生物材料时需要同时掌握材料科学和材料与身体之间的生物相互作用的知识欧洲杯足球竞彩。欧洲杯线上买球为了生产一种能够在体内长时间存活的成功生物材料，需要专门开发用于临床应用的材料。欧洲杯足球竞彩首要要求是生物相容性，即材料无毒，并在硬度和强度方面具有适当的机械性能。 然而，除了这些基本要求外，还需要包括许多其他因素。通过选择合适的材料，可以实现鼓励周围组织与植入物结合的生物反应。调整机械性能，使其与所更换的车身部件的机械性能相匹配是有利的，因为它是一种类似物。 生物材料的起源欧洲杯足球竞彩最早的生物材料是缝合线，但生物材欧洲杯足球竞彩料作为关节置换植入物或假体的重要应用始于20世纪50年代末的英国，当时约翰·查利爵士发明了“低摩擦关节成形术”。这使髋关节置换术从一个偶然的主要抢救变为一个几乎常规的手术。英国每年大约有4万场，世界上有50万场。 聚甲基丙烯酸甲酯作为生物材料直到20世纪80年代，用于关节置换的材料欧洲杯足球竞彩都来自其他工程应用。John Charnley爵士使用的灌浆或骨水泥(聚甲基丙烯酸甲酯- PMMA)最初是用于制造假牙，但也适用于固定假体，目前仍用于80%以上的髋关节和90%以上的膝关节置换。 社会变革的影响当仅在老年人中进行髋关节置换时，这些材料是成功的，因为关节置换的寿命比患者长。欧洲杯足球竞彩然而，更年轻和更活跃的患者现在需要关节置换，而老年患者的寿命更长，因此遭受了置换失败的痛苦。单个的植入物不会断裂，但人体对植入物的生物反应意味着它们会在手术后5-20年内松动，导致植入物疼痛和“失败”。这是一个日益严重的问题——1995年，英国18%的髋关节置换是重复手术。 天然骨图1显示了一个天然髋关节和一个人工髋关节。构成大腿骨骨干的骨头是皮质骨，而在末端支撑关节表面的骨泡沫是松质骨，它与皮质骨具有相同的材料成分，但具有多孔性。大多数骨骼都是各向异性的，其最大力学性能与最大应力方向一致。所有的人类骨骼由大约40% (- 70% wt%)的骨矿(羟基磷灰石)组成，胶原蛋白是一种天然的复合材料。
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图1所示。自然髋关节和人工髋关节。 |
欧洲杯足球竞彩髋关节假体材料在髋关节假体中，天然髋关节的球体被一个位于柄端向下延伸到骨轴的金属球体所取代。通常采用316L不锈钢、钴铬合金或Ti-6%Al-4%V合金。球与半球形超高分子量聚乙烯杯连接。直到20世纪80年代，这两种组件都使用PMMA将其固定到预备骨中。最近，外科医生试图避免使用PMMA和股骨植入物作为压合。 髋关节假体的设计演变这不是很成功，引入了50-120µm的羟基磷灰石涂层。其目的是鼓励骨生长到种植体，并通过直接骨结合固定。其他想法包括多孔金属涂层，以鼓励骨长入假体。如果将机械性能进行比较，如表1所示，金属的硬度明显高于其植入的骨骼，而聚乙烯和PMMA的硬度明显较低。 表1。用于关节置换的骨和其他材料的机械性能。欧洲杯足球竞彩
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氧化铝 |
365 |
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羟磷灰石 |
85 |
40 - 100 |
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钴铬合金 |
230 |
430-1028 |
~ 100 |
~ 50000 |
奥氏体不锈钢 |
200 |
207 - 1160 |
~ 100 |
~ 50000 |
Ti-6%Al-4%V |
105 |
780 - 1050 |
～80 |
~ 10000 |
皮质骨 |
7-25 |
50-150 |
2-12 |
600-5000 |
松质骨 |
0.1 - -1.0 |
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PMMA骨水泥 |
770 |
1.5 |
400 |
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聚乙烯 |
1 |
20 - 30 |
0.4-40 |
~8000 |
理想的关节置换生物材料
在骨中植入金属可以减轻植入物周围骨的负担，因为新骨会根据施加在它身上的负担自行重塑，所以在植入物周围会发生骨吸收，从而导致松动。理想的关节置换材料需要与皮质骨相似的刚度，但需要更高的强度。它还需要具有生物活性，促进骨在植入物上的生长。进入HAPEXTM以及新一代的生物材料。欧洲杯足球竞彩 HAPEX的力学和生物学行为研究了HAPEX的力学性能TM对它的生物反应已被广泛描述。在人类成骨细胞（造骨细胞）的细胞培养研究中，细胞生长并扩散到复合材料上，附着在表面的羟基磷灰石颗粒上，见图2。体内试验表明，材料与植入骨之间形成了牢固稳定的界面。欧洲杯猜球平台
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图2。在HAPEX表面培养人成骨样细胞。这些细胞附着在羟基磷灰石颗粒上。欧洲杯猜球平台在复合。 |
HAPEX的临床行为1987年，两枚由HAPEX制成的植入物TM用于治疗临床问题。第一种设备是为那些眼眶底骨折的病人准备的，眼眶底是支撑眼睛的骨头。第二次植入是为那些失去了一只眼睛，随后在安装人工眼睛时遇到困难的病人。在两组患者中，植入物都是在眼眶的底部。它们与支撑骨紧密结合，没有从眼睛中挤出，不像以前使用的硅酮，只有一个软纤维囊保留。外科医生发现HAPEXTM可以在手术过程中使用标准工具进行整形，不像大块羟基磷灰石需要金刚石钻头。 HAPEX在中耳植入中的应用在这些试验成功后，HAPEXTM用于中耳植入。声音通过三块中耳骨从外耳传输到内耳，然后将振动转化为电信号供大脑处理。中耳骨的破裂会导致耳聋。中耳植入物使用了各种材料，由于人体对材料的反应，大部分材料从耳朵中挤出。欧洲杯足球竞彩 羟基磷灰石已成功用于与耳鼓接触。然而，植入物必须修整以适合患者，对于所有羟基磷灰石植入物，这是极其困难的。最新设计的羟基磷灰石头部带有HAPEXTM轴，可使用标准手术刀修剪成型，如图3所示。在食品和药物管理局（FDA）批准后，试验表明，这种植入物在手术室很容易成形，在恢复声传导方面很好，并且身体可以耐受。HAPEXTM于1995年9月在美国耳鼻喉科学院商业化推出，第一年在全球销售了1000多台设备。
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图3。带有羟基磷灰石头和HAPEX轴的中耳植入物。 |
总结生物材料材料技术预见材料战略委员会欧洲杯足球竞彩开始说:“生物材料拯救生命，减轻痛苦，提高大量患者的生活质量。”材料技术预测计划也将生物材料确定为优先领域，建议“大幅增加资源(用于生产)欧洲杯足球竞彩新一代生物材料，以鼓励和加强人体组织功能的恢复和修复”。HAPEXTM基于人工智能的替代系统是这一代的开始。 |