材料科学与工程分方向介绍(生物材料).ppt

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1、生物材料专业,杨宁 副教授天津工业大学材料科学与工程学院,一、生物材料及其应用,对生物体进行诊断、治疗和置换损坏组织、器官或增进其功能的材料。,生物医用材料,诊断,现代诊断系统,治疗,修复、置换、增进组织器官功能,先进控制释放系统,通用生物医用材料组织工程生物医用材料,荧光探针研究用于疾病检测,诊断-现代诊断系统,生物医用材料,诊断,现代诊断系统,治疗,修复、置换、增进组织器官功能,先进控制释放系统,通用生物医用材料组织工程生物医用材料,治疗-先进控制释放载体材料控释目的：使药物在一定时间和时间间隔内将所需剂量释放至特定部位，防止药物失活，降低药物毒性。,控释药物的剂型与技术,口服注射制剂植入

2、制剂喷雾剂经皮给药粘膜贴剂,缓释技术靶向技术纳米技术智能控制释放,口服缓释片剂、胶囊,植入型药物缓释棒,靶向纳米微球,细胞表面受体靶向,脂质体抑制肿痛在体内生长(C.A.Nartchow et al.Targesome Inc.,USA),pH敏感型控释制剂,生物医用材料,诊断,现代诊断系统,治疗,修复、置换、增进组织器官功能,先进控制释放系统,通用生物医用材料组织工程生物医用材料,通用生物医用材料,15,贵金属：14002000元,牙科：,17,固体硅橡胶,液体硅橡胶,外科：,注射胶原蛋白,医用胶体敷料产品展示,胃癌手术后涂抹成膜 胃癌术后三天,术后涂抹成膜 术后三天、无渗出、一级愈合,病人

3、术后第六天出院，实际愈合时间为五天，较平时提早两天出院。,人工关节,例如：德国产品 UHMWPE材料,ISO5834-2ASTM F648可用为人工关节、人工骨骼植入人体极低的能耗,珊瑚骨修复材料,脊柱修复支架,Interpore Cross International Inc.SynergyTM IQ Low Back System,人造血管,心脏起搏器,人工心脏瓣膜,生物医用材料,诊断,现代诊断系统,治疗,修复、置换、增进组织器官功能,先进控制释放系统,通用生物医用材料组织工程生物医用材料,Source:Integra LifeSciences Corporation,双层人工皮肤Apli

4、graf,组织工程人工骨缺损修复示意图,世界第一例3D打印技术用于临床,俄亥俄州的小男孩Kaiba Gionfriddo，极端罕见的先天性气管支气管软化症，无法自主呼吸，每日面临死亡威胁。密西根大学医学院根据CT影像利用3D打印机打印了一个气管支架植入体内，7天后撤离呼吸机自主呼吸。2013年5月23日发表在新英格兰医学杂志。,2013年11月7日，来自美国一家生物技术公司Organovo用3D打印机打印出功能正常的肝脏组织并存活了长达40天之久，再次打破该公司于5月份创造的存活5天的记录。,三、生物医用材料市场发展概况,全球生物医用材料细分市场发展,增长率26%,增长率45%,市场将达800

5、亿美元,高速增长,高速增长,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,中国生物医用材料市场,美国在“先进材料加工计划”中，将生物医学材料列为第一位发展的材料；日本将生物医学材料列入高技术新材料发展的前沿；我国国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年)也将“先进医疗设备与生物医用材料”列为优先主题。,为了适应社会需求和交叉学科的快速发展，以及为我国生物材料研发和应用注入更多后备力量，我院特别设置了生物学、医学和材料学交叉的生物材料专业。,四、学习课程及内容,本专业

6、方向大学一、二年级的课程与材料与工程专业其他方向一致。大三年级增设生物化学、生物医学材料学和生物材料概论等学科方向课程。增加选修课程，如组织工程学、控制释放理论与应用、生物可降解高分子等。,五、培养目标,具备高分子材料基生物材料科学与工程的基础知识和专业知识，具有材料学、生物学和医学多学科综合知识和创新能力的，具有国际视野和医学伦理观念，能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、生产及经营管理的、素质优良、有创新精神的综合型高级专门人才。,六、就业方向,由于生物功能材料是一门正在高速发展的交叉学科，因此随着相关研究和技术的进步，本专业毕业生就业、继续升学和

7、出国深造的前景广阔。,教师介绍,研究领域：主要从事生物高分子材料、智能高分子分离膜、高分子凝胶等智能高分子材料，以及智能材料及其在生物、医学、环境等各个领域的应用研究。,研究领域：高性能复合膜及其分离过程研究;化学纤维成形原理与工艺；特种纤维成形加工技术。人工肺微孔中空纤维的研制,主要研究方向：膜材料与中空纤维膜制备技术高生物相容性聚醚砜中空纤维血液透析膜研究,1.有机/无机纳米复合材料、2.功能吸附性材料、3.仿生材料、4.生物医用高分子材料、5.微生物多孔材料、6.药物释放微凝胶和宏观凝胶,1.蛋白质分子印迹膜材料及表面分子印迹技术；2.海藻酸盐杂化复合材料的制备及其在吸附分离、控制释放、催化降解中的应用；3.自支撑或接枝水凝胶过滤膜的制备及在水处理中的应用；4.海藻酸盐纳米纤维，多孔膜材料的制备及其在吸附分离、膜过滤、组织工程中的应用；,赵孔银副教授,研究领域：1.聚合物纳米复合材料 2.生物医用材料 3.改性与功能纤维 4.高分子结晶,研究领域:生物材料与细胞行为相互作用研究生物医用材料,谢谢!,