生物惰性

生物惰性，从狭义上起初主要指用于血管外科手术的材料与血液接触后不导致血液凝固和血栓的形成的性质，因此也被称为“血液相容性”；从广义上讲是指材料植入生物体内与周围组织不发生或仅发生微弱化学作用，不对宿主产生有害反应，并保持成分和结构稳定的材料特性。

1、定义

生物惰性，从狭义上起初主要指用于血管外科手术的材料与血液接触后不导致血液凝固和血栓的形成的性质，因此也被称为“血液相容性”；从广义上讲是指材料植入生物体内与周围组织不发生或仅发生微弱化学作用，不对宿主产生有害反应，并保持成分和结构稳定的材料特性。通常所说的“生物惰性”主要指后者，它包含两个方面的含义，一是材料在生物环境中自身不降解、不变性，保持化学成分与物理结构稳定性，并长期维持其使用功能；二是材料对植入部周围组织不产生免疫反应和不良刺激，除此之外，生物惰性材料表面呈现出较低的蛋白吸附量、细菌和炎症细胞黏附量。当生物惰性材料长期存在于生物体内时，有些惰性材料与生物机体发生渗出性组织反应（以纤维蛋白原渗出为主），在其表面形成纤维包囊。

2、分类与应用

生物惰性金属

常见生物惰性金属材料有不锈钢，纯钛、钽、铌、锆金属，以及钛基和钴基合金等生物惰性金属。

这类材料具有较高的强度、韧性、耐磨性和耐疲劳性能，常被用来制备承力植入物，广泛应用于硬组织修复（牙种植*备、骨组织重建）和外科辅助器材等各个方面。除具备良好的力学性能及相关的物理性质外，优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。

生物惰性陶瓷

常见生物惰性陶瓷有氧化铝、氧化锆、硼化物、硅化物等。

这类陶瓷材料结构稳定，组成分子间分子力强，具有较高的机械强度、耐磨性和化学稳定性。使用最广泛的惰性生物陶瓷是主相为刚玉的（α-Al2O3）氧化铝陶瓷，主要用于人工关节（承重、承力的髋关节和膝关节）的球和臼，牙种植体等。

生物惰性高分子

常见生物惰性高分子聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂等。

该类生物惰性高分子能够在生物体内长期保持稳定，不发生降解、交联或物理磨损等，物理机械性能好。部分高分子会产生少量的降解产物，但要求降解产物不对机体产生明显的毒副作用，同时材料不致发生灾难性破坏。该类材料主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等方面。

生物惰性碳素材料

生物惰性碳素材料包括低温热解各向同性碳、碳纤维、气相沉积碳、金刚石膜、碳/碳复合材料、含硅碳等。

牙齿受损伤脱落后，植入的人工牙根和牙槽骨之间难以形成新的牙周膜，容易松动，而且咀嚼时产生的应力直接作用到牙槽骨上，会引起不适感。用碳素材料制成的牙根，因为生物相容性好，弹性模量与骨质相近，植入牙床后不易松动。

在初期研制人工机械心脏瓣膜时发现，在合金材料人工心脏瓣膜表面产生血凝。低温热解同性碳具有抗凝血性，能与血液长期接触而不产生血凝。各向同性碳表面喷涂TiN和TiO2可提高机械瓣的抗凝血性能。

碳纤维用于制作肌腱组织工程支架。采用碳/碳复合材料制备的股骨头也已用于临床。

3、缺点

不具有生物活性，难于和生物组织形成牢固的结合，与组织间的结合主要是组织长入其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联，即形态结合。对金属植入物而言，材料长期植入人体后由于化学稳定性下降，会有杂质离子析出，对周围组织造成危害；而且金属材料的弹性模量要比人骨大得多，这会造成局部应力屏蔽现象，使材料易断裂和人体不适。