提到醫用材料的檢測，力晶小天首先想到了幾個常見的概念：醫用包裝材料、醫用衛生材料、醫用高分子材料、生物醫用材料、醫療器械材料等，這些概念各自涵蓋了多種分類且互有交叉，頓覺醫用材料檢測是個大話題。我們就從這兩年比較火的生物醫用材料開始聊起吧，今年年初儀器信息網根據各大上市企業披露的2019年度財報，盤點了二十余家我國生物醫用材料市場主流上市企業2019年度營收情況，其中最高凈利增幅高達3680.33%，這些企業幾乎全部實現了良好的增長。
生物醫用材料又稱生物材料，是用于診斷、治療、修復、替換人體組織及器官或增進其功能的一類高技術新材料，是人工器官和醫療器械發展的基礎，應用于眾多醫學分支領域。
生物醫用材料按用途可分為骨、牙、關節、肌腱等骨骼-肌肉系統修復材料，皮膚、食道、呼吸道、膀胱等軟組織材料，人工心瓣膜、血管、心血管內插管等心血管系統材料，血液凈化膜和分離膜、氣體選擇性透過膜、角膜接觸鏡等醫用膜材料，組織粘合劑和縫線材料，藥物釋放載體材料，臨床診斷及生物傳感器材料，齒科材料等。
生物醫用材料按材料的組成和性質可以分類如下：
| 1. 生物醫用金屬材料 |
| 用作生物醫用材料的金屬或合金，又稱外科用金屬材料或醫用金屬材料，需要具有高機械強度和抗疲勞性能，是臨床應用最廣泛的承力植入材料。除了具有良好的力學性能及相關的物理性質外，優良的抗生理腐蝕性和生物相容性也是其必須具備的條件。應用中的主要問題是由于生理環境的腐蝕而造成的金屬離子向周圍組織擴散及植入材料自身性質的退變，前者可能導致毒副作用，后者常導致植入失敗。已經用于臨床的主要有純金屬鈦、鉭、鈮、鋯、不銹鋼、鈷基合金和鈦基合金等。 |
| 2. 生物醫用無機非金屬材料或生物陶瓷 |
| 這類醫用材料化學性質穩定，具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷和生物活性陶瓷兩類。惰性生物陶瓷（如氧化鋁、醫用碳素材料等）具有較高的強度，耐磨性良好，分子中的鍵力較強。生物活性陶瓷（如羥基磷灰石和生物活性玻璃等）具有能在生理環境中逐步降解和吸收，或與生物機體形成穩定的化學鍵結合的性質，因而具有極為廣闊的發展前景。 |
| 3. 生物醫用高分子材料 |
| 有天然產物和人工合成兩個來源，近年來合成高分子醫用材料迅速發展，通過分子設計，可以獲得很多具有良好物理機械性和生物相容性的生物材料。生物醫用高分子材料可分為非降解型和可生物降解型兩類，前者在生物環境中須能長期保持穩定，不發生降解、交聯或物理磨損等，并具有良好的物理機械性能，主要用于人體軟、硬組織修復體、人工器官、人造血管、接觸鏡、膜材、粘接劑和管腔制品等，主要材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等。而可降解型高分子可在生物環境作用下發生結構破壞和性能蛻變，其降解產物能通過正常的新陳代謝或被機體吸收利用或被排出體外，主要用于藥物釋放和送達載體及非永久性植入裝置，材料包括膠原、線性脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己內酯等。 |
| 4. 生物醫用復合材料 |
| 由兩種或兩種以上不同材料復合而成的生物醫用材料，與其所有單體的性能相比，復合材料的性能都有較大程度的提高。主要用于修復或替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的制造。它除應具有預期的物理化學性質之外，還必須滿足生物相容性的要求。按基材分生物復合材料可分為高分子基、金屬基和無機非金屬三類。它們既可以作為生物復合材料的基材，又可作為增強體或填料，它們之間的相互搭配或組合形成了大量性質各異的生物醫用復合材料。其中鈷合金和聚乙烯組織的假體常用作關節材料；碳-鈦合成材料是臨床應用良好的人工股骨頭；高分子材料與生物高分子（如酶，抗原，抗體和激素等）結合可以作為生物傳感器。 |
| 5. 生物醫用衍生材料 |
| 由經過特殊處理的生物組織形成的生物醫用材料，包括維持組織原有構型而進行的固定、滅菌和消除抗原性的輕微處理，如經戊二醛處理定型的豬心瓣膜，牛心包、人頸動脈、臍動脈等，以及拆散原有構型、重建新的物理形態的強烈處理，如再生膠原、殼聚糖、透明質酸等粉體，纖維膜，海綿體、凝膠等。 |
由于生物醫用材料與人體健康密切相關，因此對其化學結構組成、物理機械性能，及其與人體接觸時的生物相容性等指標的安全性評價，具有非常重要的實際意義。生物醫學材料的安全性評價涉及以下方面：
其中，生物學評價是安全性評價的關鍵環節，生物相容性是生物醫用材料研究設計中考慮的首要問題。生物相容性是指生物醫用材料在特定生理環境中，生物體對植入的材料的反應和產生有效作用的能力，用以表征材料在特定應用中與生物機體相互作用的生物學行為。生物醫用材料的生物相容性與其材料結構、表面性能及分子量等方面都息息相關，具體如下圖所示：
對于上述生物醫用材料的各項性能的表征，主要涉及以下方面及相應的檢測儀器：
關于每一類表征及其涉及儀器的介紹，且看下回分解。請大家關注力晶科學公眾號，了解更多檢測熱點和技巧，順便監督力晶小天不再拖更吧O(∩_∩)O。
