生物医用材料研究与开发课件

生物医用材料研究与开发,姚康德,尹玉姬，周雪琴，成国祥天津大学高分子材料研究所天津300072,内容,生物医用材料产业生物医用材料开发研究挑战与机遇,一、生物医用材料产业,生物医用材料及其应用生物医用材料市场发展概况我国生物医用材料的产业化,1、生物医用材料及其应用,对生物体进行诊断、治疗和置换损坏组织、器官或增进其功能的材料。,生物医用材料,诊断,现代诊断系统,治疗,修复、置换、增进组织器官功能,先进控制释放系统,通用生物医用材料组织工程生物医用材料,2、生物医用材料市场发展概况,全球生物医用材料市场,我国生物医学材料的生物医学工程产业的市场增长率高达28(全球市场增长率20%),居全球之首。我国人工关节替换年增长率高达30，远高于美国的4。-国家科技部资料,中国生物医用材料市场,775万肢残患者和每年新增的300万骨损伤患者-需要大量骨修复材料2000万心血管病患者-每年需要24万套人工心瓣膜肾衰患者-每年需要12万个肾透析器,全球生物医用材料细分市场发展,增长率26%,增长率45%,市场将达800亿美元,高速增长,高速增长,全球释药系统市场（单位：亿美元）,全球释药系统细分市场,13%,11%,12%,9%,9%,20%,2002年市场情况及预测年增长率,前缘战略咨询公司(FL)市场分析报告,中国13亿人口,2002年药品市场达140亿美元，按10%比例估算，其中释药市场为14亿美元。随着人民购买力提高，保健意识增强，今后国内药品市场每年将以5000万美元幅度增加。,中国释药市场,我国生物材料和制品所占世界市场份额不足1.5；产品技术水平处于初级阶段，且产品单一；同类产品与国外产品比，基本上属于仿制，自主知识产权较少；生物医用材料与制品70-80%要依靠进口；产业正处于起步阶段。,生物医用材料产业现状:,3、我国生物医用材料的产业化,我国有6,000多家制药企业，但总体上技术资源、资金力量都比不上西方制药企业，其中控制释放系统的企业仅有有限几家。我国企业的研发投入总体很少，无法与国际制药相比。我国的控释制剂以研发为主，产业化商品少，市场上基本为进口药品制剂。,药物控制释放产业现状:,产业发展方向,市场迅猛发展的需求通用生物医用材料，控制释放系统，组织工程材料；加大研发力量，加强学科交叉，发展具有自主知识产权的技术与产品；加强产-学-研的结合。,二、生物医用材料开发研究,通用生物医用材料组织工程用生物材料先进控制释放载体材料,1、通用生物医用材料,钛合金系列材料生物陶瓷复合化与生物活性化高分子生物材料仿生化和高性能化,人造牙齿,钛铸造金属,纳米牙齿,人工关节,例如：德国产品UHMWPE材料,ISO5834-2ASTMF648可用为人工关节、人工骨骼植入人体极低的能耗,珊瑚骨修复材料,脊柱修复支架,InterporeCrossInternationalInc.SynergyTMIQLowBackSystem,人造血管,心脏起搏器,人工心脏瓣膜,代表性通用生物医用材料产品及公司,2、组织工程用生物材料,组织和器官损伤或缺陷常规治疗:移植(人或异种移植)外科修复人工假体、机械装置,组织工程的方法,以天然、合成或半合成的组织和器官进行模仿，赋予其功能。,组织工程的位置,异体细胞异体组织,合成材料生体源材料,免疫隔离膜,自体细胞人工细胞外基质(ECMs)生长因子载体,器官移植,人工器官,杂化人工器官(生物),组织重建,置换外科重建外科,组织工程,再生医学,组织工程相关材料与技术,人工皮肤,Silastic-Epidermal,Membrane-Dermal,Integra,治疗过程,Source:IntegraLifeSciencesCorporation,Source:IntegraLifeSciencesCorporation,双层人工皮肤Apligraf,组织工程人工骨缺损修复示意图,代表性组织工程产品及公司,3、先进控制释放载体材料,药物控制释放目的使药物在需要时间和时间间隔内对需要剂量释放至所需部位，防止药物失活。,控制释放的生物活性物质,半衰期短、毒副作用大的药物蛋白质和多肽药物基因和疫苗,控释药物的剂型与技术,口服注射制剂植入制剂喷雾剂经皮给药粘膜贴剂,缓释技术靶向技术纳米技术智能控制释放,口服缓释片剂、胶囊,植入型药物缓释棒,靶向纳米微球,细胞表面受体靶向,脂质体抑制肿痛在体内生长(C.A.Nartchowetal.TargesomeInc.,USA),pH敏感型控释制剂,被动式经皮贴剂,代表性药物控释系统及公司,三、挑战与机遇,挑战,市场：社会老龄化对生物医用材料的要求心血管、脑血管、癌症、艾滋病等的治疗常见病和传染性疾病的预防与治疗竞争：市场竞争、产业发展与高新技术及产品性价比技术：安全功能组织相容性,机遇,国家的政策扶植国家科学、技术、产业发展的一个重点领域国家重点基础研究发展（973)计划、国家高技术研究发展计划（863）、科技攻关计划、星火计划、火炬计划、科技型中小企业技术创新基金、国家重点新产品计划；国家自然科学基金面上、重点与重大项目；国家计委高技术产业化新材料专项，国家工程中心；国家教育部科技基础项目。国家中长期规划的第8（人口与健康），13（战略高技术与高新技术产业化），14（基础科学）三个专题中均有生物医用材料领域相关内容。,策略,学科交叉融合角度构思生物医用材料，形成学科交