生物醫用材料

作者:Cheryl and ein   |   2015 / 02 / 07

文章來源:股感知識庫   |   圖片來源:Olivia


生物醫用材料 (簡稱:生醫材料,Biomedicalmaterials) 一般是指用於人體內或體外的醫療器材所使用的材料,特性是會與人體內的組織、體液及血液持續接觸,甚至可被植入或結合入人體中而成為身體的一部分。

生物醫用材料所應用的產品項目分散在醫療器材各個領域範圍中,像是:繃帶、隱形眼鏡、注射針筒、醫用導管、人工器官等,都屬於生物醫用材料的應用範圍。生物醫用材料是知識密集度極高的科技產業,蘊含了化學、生物、免疫及醫學等不同專業領域,而近年來因科技水準持續進步,產品也越趨精緻、多元化,大大提升了人類的健康水準及生活品質。

生物醫用材料_01

選擇要件:生物相容性、毒性、致癌性、耐用度、便宜經濟

生物醫用材料因為要使用於人體,因此良好的『生物相容性』(Biocompatibility) 顯得格外重要!甚麼叫生物相容性呢? 意思是當此材料與人體中的組織、體液或血液接觸後所產生的一切現象。人體天生的免疫系統是會排斥外來不屬於自身的異物,當有異物進入人體時,免疫功能就會被啟動而發生嚴重的發炎反應或是血液異常凝固的現象,甚至可能分解掉外來異物。其實所有的材料若是使用於人體,多少都會發生上述的排斥反應,良好生物相容性的生醫材料代表著身體的排斥反應較低,使用後材料周圍的組織還能正常生長,被植入的人體也能正常生活。

除了生物相容性以外,生物醫用材料可能是要長期使用於人體中的,因此是否有毒性、致癌性,耐用度等也是在材質挑選上備受重視的。若是要使用於硬組織的生物醫用材料,例如:人工髖關節、牙齒,還必須要考慮到在使用時抵抗外力的抗壓強度,並與骨骼產生良好的結合,以符合人體所需。當然最重要的一點是材料必須便宜經濟,才能大量生產。

生物醫用材料分類

生物醫用材料已廣泛的運用於現今醫療領域當中,像是骨科材料、心腦血管系統修復材料、人工臟器、皮膚蓋膜、軟組織修復、藥物傳輸系統…等,可用做替換身體缺損的部分、協助傷口癒合,以及具有修復不正常組織器官的能力,臨床需求十分龐大,而隨著科技日益進步,材料的應用也從原本的單一材料進入到複合性材料的使用。目前所使用的生醫材料可分為四大類:醫用金屬、生物陶瓷、醫用高分子及醫用複合材料,在臨床上的應用及代表產品可於下表做簡單的了解:

生物醫用材料_02

醫用金屬材料(Biomedical Metallic Materials),在使用時耐用度高、抗壓強度也高,是臨床應用中承載力最好的植入材料;生物陶瓷(Biomedical Ceramics)的化學性質穩定性佳,具有良好的生物相容性,惰性生物陶瓷的強度高、耐磨性好,但缺點是脆性也高,表面活性陶瓷具有能與組織形成化學鍵結的特性,達到結合力更強的固定做用;醫用高分子(Biomedical Polymer)原料來源相對成本較低,又可分為『天然』及『人工合成』材料,特性有可塑性高、易於加工生產、耐用性強且具有良好的生物相容性,還具有能傳遞細胞訊號的特性,有利於促進細胞的增值及分化,在臨床上已廣泛應用於人體中各種軟硬組織的產品;醫用複合材料(Biomedical Composites)是由至少兩種不同的材料複合而成,期待利用各個材料的優點達到近似人體組織的臨床目標,主要用於修復或替代人體器官或增進其功能的產品。

生物醫用材料是具有高技術、高研究資金,及產品多樣化等特性的產業,進入此產業的門檻相當的高,由於使用於人體上,品質可靠度及產品信賴度在產品的選擇上相對重要,導致少數生醫材料廠商掌握了大半的市場,像是金屬生醫材料產業主要領導的公司有美國的ATI公司、Carpenter Technology及瑞典Sandvik等。但由於目前是以製造為導向的開發模式,因此開發風險遠較新藥開發為小,故台灣政府也鼓勵產學界朝此產業研究開發。

全球醫療器材的使用量與日俱增,帶動生物醫用材料產業的需求增加和應用商機,全球生醫材料應用產品的市場規模於2012年已達440億美元,預期將以超過10%的年複合成長率成長,生醫材料的潛在應用市場龐大,令人期待!

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一位投入家庭的藥師,在服務病人與寫文章時都力求『真理』,會查閱各方觀點後綜合出最佳意見,所以呈現出的內容多為平實簡單但實用
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