硬组织替代及再生用高分子材料课件.ppt
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- 组织 替代 再生 高分子材料 课件
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1、1硬组织替代与再生用高分子材料硬组织替代与再生用高分子材料主要内容:主要内容:1、人工骨和人工关节、人工骨和人工关节 2、齿科材料、齿科材料 2 骨骼是人体的支架。它具有保护体内的脑、心、肝、骨骼是人体的支架。它具有保护体内的脑、心、肝、脾、肺及盆腔内诸器官、支持体形、承受体重的作用,脾、肺及盆腔内诸器官、支持体形、承受体重的作用,并作为肌肉收缩和活动时的杠杆,通过并作为肌肉收缩和活动时的杠杆,通过关节关节而产生各种而产生各种运动。运动。人体骨骼由人体骨骼由206块骨头组成。可分为颅骨、躯干骨和块骨头组成。可分为颅骨、躯干骨和四肢骨三大部分。各骨端借助韧带、关节连接起来构成四肢骨三大部分。各骨
2、端借助韧带、关节连接起来构成骨骼。骨骼。骨骼象其它活动组织一样,也有其生长、发展和衰骨骼象其它活动组织一样,也有其生长、发展和衰老的新陈代谢过程。老的新陈代谢过程。1、人工骨和人工关节人工骨和人工关节3人体骨骼示意图人体骨骼示意图41、优点、优点 高分子材料作为骨科材料有很多优越性:如比重轻、高分子材料作为骨科材料有很多优越性:如比重轻、成型加工容易、价廉、在体内老化与腐蚀性小。成型加工容易、价廉、在体内老化与腐蚀性小。2、注意事项、注意事项 高分子材料作为骨科材料高分子材料作为骨科材料耐磨性差耐磨性差;在加工制作中;在加工制作中还必须注意聚合反应的完全;即使材料本身已是化学稳还必须注意聚合反
3、应的完全;即使材料本身已是化学稳定的,埋入组织后,仍有可能发生周围组织因代谢不全定的,埋入组织后,仍有可能发生周围组织因代谢不全而坏死的现象。而坏死的现象。1.1 高分子材料用作骨科材料的优点及其注意事项高分子材料用作骨科材料的优点及其注意事项5 同时人工骨与生物体骨愈合时,当承受过重外力的同时人工骨与生物体骨愈合时,当承受过重外力的情况下,又会发生情况下,又会发生骨吸收现象骨吸收现象而造成与人体骨的脱离。而造成与人体骨的脱离。在这里高分子材料与生物组织的物理化学、生物化学方在这里高分子材料与生物组织的物理化学、生物化学方面的相互影响,也必须进一步积累动物试验与临床试验面的相互影响,也必须进一
4、步积累动物试验与临床试验的数据,而进行更深入的研究。的数据,而进行更深入的研究。61.2 应用实例应用实例 因肿瘤、骨性关节炎、类风湿性关节炎、先天性发因肿瘤、骨性关节炎、类风湿性关节炎、先天性发育异常以及外伤等造成关节严重病损时,无论关节大小,育异常以及外伤等造成关节严重病损时,无论关节大小,如髋关节、肩关节、肘关节、膝关节、腕关节、掌指关如髋关节、肩关节、肘关节、膝关节、腕关节、掌指关节、指间关节、踝关节、趾间关节等,均可考虑用节、指间关节、踝关节、趾间关节等,均可考虑用人工人工关节关节来代替病损的关节。来代替病损的关节。股骨、肱骨、胫骨等缺损或严重病变时,亦可用股骨、肱骨、胫骨等缺损或严
5、重病变时,亦可用人人工骨工骨来代替。来代替。7 人工关节是模拟人体关节制成的植入性假体,以替代人工关节是模拟人体关节制成的植入性假体,以替代病变或损伤的关节并恢复其功能。病变或损伤的关节并恢复其功能。用作人工关节的材料必须满足:用作人工关节的材料必须满足:生物相容性好;生物生物相容性好;生物力学相容性好;生物结合性能好、固定好;寿命长,一般力学相容性好;生物结合性能好、固定好;寿命长,一般设计寿命约为设计寿命约为2050年。年。现有人工关节材料主要有金属材料、陶瓷材料、有机现有人工关节材料主要有金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料及复合材料。高分子材料及复合材料。8 用于人工关节的高分子材料主要
6、有用于人工关节的高分子材料主要有硅橡胶、聚乙烯和硅橡胶、聚乙烯和超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯等。等。硅橡胶主要用于指关节和肘关节等。但硅橡胶假体易硅橡胶主要用于指关节和肘关节等。但硅橡胶假体易疲劳折断,机械性能的维持时间短;另外,生物相容性差,疲劳折断,机械性能的维持时间短;另外,生物相容性差,磨损颗粒可引起异物反应。磨损颗粒可引起异物反应。聚乙烯是最早被用于人工关节的高分子材料。目前超聚乙烯是最早被用于人工关节的高分子材料。目前超高分子量的聚乙烯在人工膝关节、人工髋关节等方面已获高分子量的聚乙烯在人工膝关节、人工髋关节等方面已获得成功,较好地解决了人工关节的摩擦磨损问题,延长了得成功,较
7、好地解决了人工关节的摩擦磨损问题,延长了使用寿命。使用寿命。9 但长期随访病例显示,由于晚期磨损严重,造成人工但长期随访病例显示,由于晚期磨损严重,造成人工关节出现晚期松动现象。虽然目前认为聚乙烯磨损碎屑是关节出现晚期松动现象。虽然目前认为聚乙烯磨损碎屑是影响人工关节使用寿命的最主要的因素,但仍缺乏理想的影响人工关节使用寿命的最主要的因素,但仍缺乏理想的替代材料。替代材料。10人造膝关节人造膝关节11聚丙烯人工指关节聚丙烯人工指关节12 人工关节的长久固定是十分重要的。在固定人工关节人工关节的长久固定是十分重要的。在固定人工关节时,常用到时,常用到粘固剂粘固剂。常用粘固剂是聚甲基丙烯酸甲酯类高
8、常用粘固剂是聚甲基丙烯酸甲酯类高分子材料分子材料。这种粘固剂采用这种粘固剂采用粉状固体粉状固体与与液体分装液体分装的形式。的形式。固体固体常常为聚甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸甲酯苯乙烯共聚物,为聚甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸甲酯苯乙烯共聚物,并含有微量的过氧化苯甲酰。并含有微量的过氧化苯甲酰。液体液体常为甲基丙烯酸甲酯单常为甲基丙烯酸甲酯单体,以及少量的氢醌,体,以及少量的氢醌,N,N二甲基对甲苯胺。二甲基对甲苯胺。13 使用时将粉剂与液体混合,迅速搅拌,反应甚为剧使用时将粉剂与液体混合,迅速搅拌,反应甚为剧烈。稍待几分钟,趁其尚未完全固化时,迅速将该聚合烈。稍待几分钟,趁其尚未完全固化时,迅速将
9、该聚合物塞入骨髓腔中,待固化后,就能将人工关节的长柄固物塞入骨髓腔中,待固化后,就能将人工关节的长柄固定于骨髓腔中。骨粘固剂凝固过程很快,总共十几分钟定于骨髓腔中。骨粘固剂凝固过程很快,总共十几分钟便完全固化,粘固作用是相当强的。便完全固化,粘固作用是相当强的。14 粘固剂优点虽多,但也存在一定的缺点,主要问题是粘固剂优点虽多,但也存在一定的缺点,主要问题是在聚合过程中会放出热量,温度最高可达在聚合过程中会放出热量,温度最高可达90,这就容易,这就容易造成周围活组织的热坏死。造成周围活组织的热坏死。存在的另一个问题是在聚合过程中,单体并不全部参存在的另一个问题是在聚合过程中,单体并不全部参加反
10、应,总有一小部分会立即挥发。加反应,总有一小部分会立即挥发。因此在使用这类粘固剂时,一要因此在使用这类粘固剂时,一要积极采取降温措施积极采取降温措施,二要二要尽量减少单体用量尽量减少单体用量。152、齿科材料、齿科材料16 齿科所用的材料包括高分子材料、合金、陶瓷等。齿科所用的材料包括高分子材料、合金、陶瓷等。其中高分子材料的研究、发展和应用最为活跃。其中高分子材料的研究、发展和应用最为活跃。将从将从龋齿填补、假牙镶补及在颚骨内埋植龋齿填补、假牙镶补及在颚骨内埋植等三个方等三个方面阐述高分子材料的研究和应用情况。面阐述高分子材料的研究和应用情况。172.1 龋齿填补用树脂龋齿填补用树脂 龋齿填
11、补用树脂是充填于龋齿空洞部分所采用的高龋齿填补用树脂是充填于龋齿空洞部分所采用的高分子材料的通称。这种材料必须在填补以后,常温下几分子材料的通称。这种材料必须在填补以后,常温下几分钟之内硬化,补好空洞,抑制龋蛀,保护牙组织的正分钟之内硬化,补好空洞,抑制龋蛀,保护牙组织的正常生理功能。因此常生理功能。因此这种树脂必须具备以下条件:这种树脂必须具备以下条件:具有与人体组织的适应性具有与人体组织的适应性,对齿组织及口腔粘膜,对齿组织及口腔粘膜等没有危害作用;等没有危害作用;18 具有化学稳定性具有化学稳定性,在口腔内长期留置,不受唾液、,在口腔内长期留置,不受唾液、食物、细菌、酶等的分解,不易老化
12、,不会溶解渗出其食物、细菌、酶等的分解,不易老化,不会溶解渗出其他物质;他物质;色泽稳定色泽稳定,从美容的观点出发,应具与人齿及牙,从美容的观点出发,应具与人齿及牙根相似的色泽,不易变色,不被污染,受紫外线照射也根相似的色泽,不易变色,不被污染,受紫外线照射也不变色和退色;不变色和退色;形状、尺寸稳定形状、尺寸稳定,聚合固化时收缩小,咬合受压,聚合固化时收缩小,咬合受压时变形小,热膨胀系数小;时变形小,热膨胀系数小;19 有适当的机械性能有适当的机械性能,如具有一定的硬度、抗拉强,如具有一定的硬度、抗拉强度、压缩强度、弹性率、耐磨擦性、耐疲劳性等;度、压缩强度、弹性率、耐磨擦性、耐疲劳性等;与
13、人齿粘结性好,能把龋洞完全封闭,同齿组织与人齿粘结性好,能把龋洞完全封闭,同齿组织结合紧密,防止再次发生龋蛀结合紧密,防止再次发生龋蛀;能进行能进行X射线造影,在诊断上易于判断效果射线造影,在诊断上易于判断效果;20 操作简便操作简便,在口腔内几分钟时间就能完成填补操,在口腔内几分钟时间就能完成填补操作,并具有相应的粘度和迅速的固化时间,配合相应的作,并具有相应的粘度和迅速的固化时间,配合相应的器械,形成使医师易于接受的新的整套工艺。器械,形成使医师易于接受的新的整套工艺。用这种方法治疗龋齿,还必须注意,在治疗以后龋蚀用这种方法治疗龋齿,还必须注意,在治疗以后龋蚀不应再发生或扩大,这就对树脂提
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