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Nouvelles de la société
Développement et application des matériaux composites biomédicales
Jun 08, 2016

ARésumé : le matériau composite biomédical (biomedical matériaux composites par deux ou plus de deux sortes

des matériaux composites et biomédicales de différents matériaux, elle est principalement employée pour la fabrication, de réparation et

remplacement de tissus humains et organes du corps humain. Application clinique à long terme, a conclu que la

médical traditionnel en métal matériaux et matériaux polymères ayant une activité biologique, organisation et n’est pas

facile à fermement combinés, des effets environnementaux et physiologiques dans l’environnement physiologique ou

implantés dans le corps, entraînant des ions métalliques ou libération de monomère, entraînant des effets néfastes sur le corps.

Et des biomatériaux en céramique bien qu’a la bonne stabilité chimique et de compatibilité, de haute résistance et

résistance à l’usure, résistance à la corrosion, mais la résistance à la flexion du matériau est faible, grande fragilité, dans le

l’environnement physiologique de la fatigue et la résistance à la rupture n’est pas élevé, en n’a pas rempli des mesures fortes en vertu,

Il sert uniquement à transporter une charge, ou supporter seule situation de contrainte de compression net. Par conséquent, le seul matériau peut

ne répond pas aux exigences de l’application clinique. En utilisant les différentes propriétés du composite et

matériau composite biomédicale, a les propriétés des matériaux et obtenir un groupe de matériau unique fait

n’ont pas la nouvelle performance, afin d’obtenir la structure et les propriétés sont semblables à des tissus humains pour

matériaux biomédicaux ouvre un diamètre large voie, matériau composite biomédicale deviendra le plus

active dans le domaine de la recherche biomédicale sur les matériaux et le développement.


Une vue d’ensemble des matériaux composites biomédicales :


1, l’évolution de la situation :


Avec les progrès de la civilisation sociale, développement économique et l’amélioration du niveau de vie,

les gens plus attentifs à leur propre réadaptation médicale. Dans le même temps, social rapide de la population

croissance, outils de trafic à grande échelle, l’accélération de la vie, maladies, catastrophes naturelles, accidents,

sport traumatismes et blessures sont fréquents, résultant en surtension accident au peuple. Par conséquent, la

développement des Bio matériaux médicaux pour la réparation et la régénération de tissus et d’organes humaine est très social

avantage. Perspectives pour les prothèses dentaires en Colombie-Britannique début 3500 ans, fibre de coton égyptien, la suture de crin plaie ;

Des Indiens mexicains de bois réparation crâne blessé ; BC 500 ans des tombeaux chinois et égyptien ont été trouvés,

faux nez et les oreilles des prothèses. En 1936, l’invention du verre organique, bientôt faire des prothèses dentaires et soins dentaires, afin

présent, est encore en usage. En 1949, aux États-Unis d’abord publié papiers médicaux polymère, introduites à l’aide de

PMMA comme l’OS crânien, le joint et le fémur à l’aide de fibre de polyamide comme une suture chirurgicale de l’application clinique ;

50 ans, polymère de silicone est utilisé dans le domaine médical, accélérer le développement de cosmétiques, substitution, orgue.

Ainsi, nous pouvons voir que ces matériaux utilisés dans la réparation des organes humains ont une longue histoire de développement,

ils sont appelés matériaux biomédicaux.


Matériel biomédical est un nouveau type de matériel, a une perspective d’application large, seulement matériel moléculaire élevé,

dans le monde entier dans le médical demande d’avoir plus de 90 variétés, plus de 1800 genres de

produits et consommés par les pays occidentaux dans les matériaux polymères médicaux chaque année à un taux de 10 %

environ 20 % de croissance. Avec le développement de la science moderne et de la technologie, en particulier la grande percée

de la technologie biologique, l’épandage de matières biologiques sera plus étendue.


2, définition :


Matériaux biomédicaux étant un champ nouvellement mis au point, il n’y a aucune définition stricte. Cela a été interprété comme

suit : matériaux biomédicaux est d’implanter des organismes ou combiné avec le matériel de tissu biologique. Il peut être

utilisé pour le diagnostic, le traitement et le remplacement des organismes dans les tissus, organes, ou d’améliorer leur

fonctions. Ces matériaux sont utilisés pour les tissus durs et réparer des tissus mous et le remplacement de longue durée, courte

terme et la réparation de surface.


3, classement :


Selon la composition et les propriétés des matériaux :


Matériaux polymères médicaux (polyéthylène, polyuréthane, PTFE, poly méthacrylate de méthyle, caoutchouc de silicone,

poly acide lactique, poly hydroxy acide acétique) ;


Matériaux médicaux en métal (acier inoxydable, alliages de cobalt basée, titane et alliages de titane et précieux

métaux) ;


、Medical matériaux céramiques (hydroxyapatite) ;

M

édicale matériaux composites (système de revêtement en céramique de matrice métallique, etc.).


Niveau de réaction chimique biologique dans le milieu physiologique :


Matériaux biomédicaux inertes, matériaux actifs biologiques, biomatériaux biodégradables et absorbée


Selon l’utilisation de :


Système musculaire squelettique réparer des matières et des matériaux de remplacement (OS, tendon conjoint, dent)


Matériel de tissus mous (peau, du sein, œsophage, vessie respiratoire)


Matériaux du système cardiovasculaire (valve cardiaque artificielle, vaisseau sanguin, intubation cardiovasculaire)


Matériel médical membrane (membrane de purification sanguine et membrane de séparation, membrane sélective de perméation de gaz, des lentilles cornéennes)

Éléments de release de drogue, etc...

4, exigences de sélection de matériaux composites biologiques et médicales

En raison de la complexité de l’environnement physiologique du corps humain, les matériels médicaux implantés aura des facteurs physiques, chimiques et biologiques à long terme et l’organe ou tissus biologiques il existe beaucoup d’interactions dynamiques, donc il faut des matériels biomédicaux satisfaire aux exigences suivantes :

Bonne organisation et compatibilité physique ;

A l’excellente stabilité chimique, autrement dit, la structure ou la nature de la matière médicale n’est pas à cause de l’environnement biologique et le rôle des changements, tandis que le matériel médical ne peut pas provoquer le rejet des organismes ;

(3) possède d’excellentes propriétés mécaniques, à savoir médicales matériaux devraient avoir la souplesse et une résistance mécanique suffisante et pour résister à des forces mécaniques en matières biologiques et médicales choisies de tissus biologiques et la force de traction et de flexion, module, de dureté et d’usure de la résistance est conforme ;

Il a des propriétés antibactériennes et processus de formation d’excellentes performances, non pas à cause des difficultés d’usinage qui restreint sa demande [1].

Deux. Statut de la recherche de composites biomédicales

Deux. Statut de la recherche de composites biomédicales

Selon les matériaux de matrice différente, biomedical composites peuvent être divisées en trois types, le métal basé, Tao Ciji et composites à matrice polymère. À travers le processus correspondant, procédé de formation, toutes sortes de matériaux sont transformés en matériaux composites biologiques dans différents domaines médicaux.

1, base de métal biomédicales matériaux composites

Biomédicale matériaux composites à matrice métallique, tels que l’acier inoxydable, alliage de titane, comparé avec les matériels médicaux traditionnels, matériau composite médical matrice métallique à haute résistance mécanique, excellente flexibilité, performance de résistance de fatigue est bon, excellent moulage. Mais les seul matériaux métalliques dans l’application de l’environnement physiologique est confrontée à un important problème de corrosion, les ions métalliques à la diffusion de tissus biologiques provoquera des effets secondaires toxiques et la dégradation de sa propre nature est facile à conduire à l’échec de l’implant. Par conséquent, il n’est pas facile à la corrosion et a une bonne biocompatibilité du matériau composite biomédicale matrice métallique est un nouveau type de personnel de recherche à développer.

Quand il s’agit de matériaux métalliques, les premières personnes penseront des matériaux de base de titane. Matériel médical titane en raison de sa haute résistance, la dureté et le procédé de moulage bon est largement utilisé des os artificiels et articulation artificielle, matériel de racine. Titane surface modifiée en matériau composite de la matrice de revêtement titane. Il non seulement a suffisamment de force et de ténacité, mais a aussi bonne biocompatibilité, est considéré comme l’un des avantages des matériaux métalliques et autres matériaux de la manière la plus efficace. Milella [2] en ajoutant une petite quantité d’eau dans la solution d’alcool de titanate avec la sol - gel technology., polymérisation hydrolyse ester d’un colloïde polymérique. Dans la solution, les échantillons ont été extraits, séchées et un traitement thermique à haute température et gel de titane a été préparé le titane et la surface d’alliage de titane. Si vous ajoutez sel et phosphate de calcium dans le sol de TiO2, composite, revêtement contenant de calcium et de phosphore. Sélection de différent ratio Ca/P/Ti, extraction multiple, l’enduit de la composition est une distribution de gradient. Entre le revêtement et le substrat est le phosphate de calcium et de la concentration de titane, de calcium et de phosphore de l’extérieur vers l’intérieur, tandis que la teneur en titane est tout le contraire. Après l’implantation du corps humain ont montré la bonne biocompatibilité. Zhu Minggang [3] en utilisant le même sol gel méthode, par le rapport de masse de 2. 86 : trimethyl 1 nitrate de calcium et de phosphate dans la préparation de la solution du sol, par le biais de multiples revêtement, frittage, sur la surface du métal titane soutiennent la porosité pour 12 % du revêtement bioactif HA. La formation d’une couche de Ti, Ca, zone de transition P composant, traction expériences montrent que l’interfacial force de 28MPa de liaison.

Dans le même temps, en alliage de titane médical a été employé couramment dans la pratique clinique. Su Xiangdong [4] de biocompatibilité en alliage NiTi de recherches montrent que, pH dans la gamme acide, neutre ou alcaline, 0. 9 % NaCl liquides physiologiques, Hankand #39 ; s simulés, liquides organiques, Tyrodeand #39 ; s simulation sang rédox potentiels différents NiTi alliage Ni ion communiqué de montant de la différence, dont Tyrodeand #39 ; simulation s d’ions Ni dans le sang pour libérer une quantité plus élevé ; NiTi alliage Ni montant communiqué ion d’influence avec la valeur de pH de simulation des fluides corporels diminue avec Cl - concentration a augmenté et ; NiTi alliage dans les liquides physiologiques montré fort Ni élément un comportement corrosion sélective, Ti la corrosion faible, piqûres est la corrosion principale.

2, Tao Ciji composite biomédicale

En céramique, en verre comme la substrat des composites à matrice céramique est fabriquée une a la perspective de l’application générale des matériaux médicaux, c’est par le biais de la gaufrette, moustaches, particules, fibres et autre différent matériau de renfort dans la céramique obtenue d’une sorte de matériau composite. Les données de la littérature montrent que la teneur totale du calcium et du phosphore dans les os humains a atteint 58 %, tant de chercheurs ont mis au point des céramiques de phosphate de calcium comme un matériau de greffe osseuse. L’utilisation précoce des matériaux céramiques dans la vie du corps ne peut pas se greffer avec tissu osseux, tels que la céramique de l’alumine, à le 70and #39 ; s est apparu un certain nombre de céramiques bioactives. Avec l’application clinique, céramiques bioactives comme un matériau de réparation osseuse a graduellement commencé à être appliqué. Cependant, le matériau céramique bio elle-même possède les caractéristiques de faible résistance à la flexion et de mauvaises propriétés élastiques, donc il ne peut pas répondre au développement du niveau médical actuel. Cependant, après la combinaison des céramiques bioactives et d’autres matériaux, une sorte de fonction biomédicale composite céramique avec des propriétés différentes et de nouvelles propriétés a été formée.

Towler [5] grâce à l’utilisation de matériaux frittés de nano ZrO2 par les haute densité relative HAP-ZrO2 biocéramique matériaux composites, afin de réduire la température de frittage et l’utilisation de nano ZrO2, ha à haute température se décomposent pas, ha phase est la phase principale. Dans le processus de frittage traditionnel, ce genre de décomposition souvent se produit, et par rapport aux pur HA, la résistance du composite est supérieure à celui de l’ancien. Huang Chuanyong et ainsi de suite [6] établi par la méthode de précipitation chimique co et deux poudre ultrafine zircone, grâce à l’optimisation de la combinaison de différents matériaux, la préparation de HAP-ZrO2

La composition et la microstructure des matériaux ont été révélées par l’analyse du spectre infrarouge, diffraction des rayons x, microscope électronique à balayage et au microscope électronique de transmission. La composition et la microstructure du système deux éléments ressortent également. La résistance à la flexion du système deux élément biologique en céramique composite HAP-ZrO2 atteint 120MPa, la ténacité a atteint 1 M-1 2 74MPa, la performance était presque deux fois celui du pur HA, qui était proche de tissu osseux humain. La résistance à la flexion des os humains denses peut atteindre 160MPa, et la ténacité est 2 M-1 / / 2 2MPa. Les résultats ont montré que les composites céramiques biologiques avaient bonne performance dans les aspects de propriétés mécaniques, stabilité chimique et biocompatibilité. À l’heure actuelle, les pays étrangers ont été préparés


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