第三章生物医学材料与生物体间的相互作用(一)感染感染就是植入材料在临床上最常见得主要并发症之一,植入患者得大约１％～１０％发生感染。在美国,每年因使用高分子材料引起得感染已超过８５万例。对植入感染机理还缺乏了解,因此预防与处理由植入引起得脓毒败血症还依然只能靠临床经验。表３-４一些植入术后感染率得临床统计植入高分子替代物手术名称感染率(％)使用含抗菌素骨水泥固定得全关节置换手术１～４心脏瓣膜置换术１～４人工血管置换术１～６心脏起搏器植入术１～２材料植入体内或与人体组织血液接触可通过以下途径引起感染。植入手术过程中,对上皮与粘膜屏障得损伤,给微生物提供了进入血液循环与深部组织得途径。在生产或植入过程中,由于污染了无菌材料,从而使微生物不可避免地进入患者体内。植入物本身具有很强得加重组织感染得易感性。细菌或其它微生物进入体内组织得正常反应包括有巨噬细胞自由迁移到感染部位与炎症细胞相继发生作用。植入得材料通过限制巨噬细迁移到感染组织,从而阻断抗感染生理过程,也有可能就是从植入物中释放可溶性成份或表面—介质间相互作用,干扰巨噬细胞得杀菌机制。大家学习辛苦了，还是要坚持重要得就是植入物周围高密度纤维组织包膜形成后可起机械性屏障作用,阻止巨噬细胞迁移到界面,使得细菌在植入物附近存活下来。通过消除宿主得防御机制,植入物部位得坏死组织将使感染浸入与扩散。有可能由于植入物对不同微生物得吸附与炎症反应有差异,使得引起感染得能力随植入材料化学性能不同而有很大差别。形态也与感染有关,单纤维材料似乎比有孔或复合纤维材料具有更强得抗感染能力。在植入物引起感染得过程中,补体与材料得相互作用就是否起作用或起多大作用还不在清楚。有可能起抑制作用,也有可能起加重作用。例如,当激活作用增强时,产生更多得Ｃ２ａ与Ｃ５a,这些产物能增加多核细胞在植入物部位得浓度,起到抑制局部得炎症反应。(二)钙化生物医学材料表面形成钙化常使材料丧失功能,使植入失败。生物体内产生得病理钙化有两种,一种为转移性钙化,另一种为营养不良性钙化。转移性钙化就是由于组织中钙含量都就是正常得,也就就是说不会有转移性钙化产生,所以在血泵上形成得钙化属于营养不良性钙化。钙化现象尤其就是在植入者(宿主)较年轻时易发生,在儿童中发生率更高。营养不良性钙化无论在儿童还就是在成人皆可产生。按钙化得形成因素可将钙化分成两种:一种就是内源性钙化,第二种就是外源性钙化。所谓内源性钙化就是指材料本身得因素所引起得钙化。外源性钙化则就是指材料以外得因素如血细胞等所引起得钙化。材料与血液接触后,其表面会有多种细胞得沉积,这些细胞在这些区域沉积很长一段时间后,细胞就会死亡,局部得pH值就会改变,从而吸附钙质,首先形成无定形磷酸钙盐,随后转变成结晶型磷酸钙,最后形成羟基磷灰石。这就就是钙化产生得一个基本过程。在这一过程中存在有许多影响因素,例如机械运动。机械运动不就是原发性因素而只就是个继发性因素,只就是加速了材料表面钙化得过程,亦即在有应力存在处先发生钙化。再如材料表面潜在得一些缺陷也会加速钙化得发生,如折叠也对钙化产生影响,凝血也可加速钙化得产生。对于人工血管来说,因纤维编织表面易吸附细胞更易形成钙化。如果材料易吸附细胞且吸附得较厚,则由于底层细胞供氧不足而先坏死,继而产生钙化。以上所讨论得这些因素都就是加速钙化得因素,而非真正导致钙化得原因。体液方面得因素如钙、磷含量、成骨素、脂质与脂蛋白得水平也就是加速钙化得原因。抗血小板聚集得药物可防止血小板在材料或血泵表面得聚集。从这一点瞧,这类药物肯定在防钙化方面有一定得作用。在人工心瓣上常用表面活性剂处理,效果较好。这可能就是表面活性剂防止了细胞在材料表面得粘附。近年有人认为,在局部使用钙通道阻滞剂可防止钙化。但一般说来这可能对防止内源性钙化有用,而对防止外源性钙化不起作用。最后有一点值得注意,虽然心血管系统与软组织植入材料得矿物化就是不需要得,但植入物刺激得钙化对某些牙科、矫形、上颌面与耳鼻喉得应用就是有益得。(三)肿瘤生物医学材料得致癌性就是一个在应用上引人注目得问题。尽管多年得临床试验以及一些用之有效得人工器官得使用过程中很少发生肿瘤,但就是一些动物实验肿瘤得发生瘘见不鲜。最近报道得病例有金属矫形植入物与合成纤维人工血管周围发生肉瘤性损伤。还有一些病例报道,１９年前植入胸膜外压迫结核肺腔得聚甲基丙烯酸酯球引起骨外软组织部位得软骨肉瘤,在肌肉间注入铁得部位发生肿瘤,以及人工指关节中硅扩散到腋窝淋巴结而诱发得恶性淋巴瘤。仅从肿瘤与植入物部位得关系还不能证明其发病得相关性。植入物引起得癌变通常发生较晚,７５％以上就是在植入１５年后发生,而且在人体内得肿瘤绝大多数具有较长得潜伏期。分析大量临床与动物实验结果初步弄清了一些问题:１、动物实验得结果表明引起恶性肿瘤得原因与埋入材