生物材料對人體的影響

生物材料植入人體內后，會對局部組織和全身產生作用和影響。主要包括局部的組織反應和全身的免疫反應。

       ⑴局部組織反應

       ①排異反應：生物材料植人體內后，可在植人物周圍發生不同程度的炎癥反應。這是機體對異物進行酶解和消化的結果。但大多數醫學生物材料比較穩定，不會被很快代謝掉。這時膠原纖維會包圍在植入物周圍形成被膜，或稱為包囊，將正常組織與植入物隔離開。纖維包囊形成后可發生以下變化：纖維囊增厚，從而影響局部血液供應，并為機體代謝產物和材料變性產物提供蓄積場所；纖維囊鈣化或變硬，引起機械性能不相配而產生疼痛；局部持續性感染，由于纖維囊血運較差，缺乏足夠的免疫細胞，壞死細胞清除較慢，使感染持續存在或加重。

       ②鈣化：生物材料表面形成鈣化經常導致材料喪失功能。引起鈣化有材料本身的原因，也有機體的原因，如材料的表面性質、死亡細胞的沉積、局部營養不良、體內鈣磷含量、機械運動等因素，都是產生或加速鈣化的原因。對于軟組織和心血管植入材料，應盡可能避免或減少鈣化的發生。而植入物刺激的鈣化對骨性組織的修復是有利的，如陶瓷以及復合材料制備的表面活性植入物，通過鈣化與組織結合，可防止界面活動。

       ③感染：感染是植入材料最常見的并發癥。植入材料常常增加臨床手術的感染發生率。其原因一方面是材料的污染，另一方面，植入材料本身具有很強的加重組織感染的易感性，植入材料通過限制巨噬細胞的遷移，阻斷抗感染的生理過程；某些植入物的表機或其釋放出的可溶性成分，可干擾巨噬細胞的殺菌機制等。因此，生物醫學材料應在不影響其性能的情況下，采用適當方法嚴格滅菌。其植入手術應加強無菌操作。避免因感染導致的植入失敗。

       ④血液反應：主要是血栓形成，見于植入循環系統與血液密切接觸的生物醫學材料。因此，與血液接觸的植入材料都必須有優良的抗凝血性能。

       ⑤腫瘤：生物材料的致癌性是一個引人注目的問題。盡管在臨床極少見，但在動物實驗中卻屢見不鮮。可能與以下因素相關：植入材料在生物老化過程中釋放致癌物質；植入材料被致癌物質污染l纖維包膜增厚，導致局部組織代謝障礙，代謝產物長期積蓄，細胞發生突變的可能性增加；植入物的表面形狀、粉末狀或海綿狀的材料幾乎不會發生惡性腫瘤，纖維狀的材料也很少發生，只有表面光滑的材料才容易發生。因此在材料的選擇和應用上，避免使用可能產生刺激性、乃至有毒可溶物質的材料，盡可能使用表面粗糙的材料，植入時盡量減少材料與組織的間隙等。

       ⑵免疫反應：有些生物材料植入后可導致全身性的免疫反應，包括體液免疫和細胞免疫反應。臨床研究發現這種免疫反應的發生與補體的激活密切相關。例如高分子材料可通過補體系統經典途徑的激活，滌綸人工血管材料植入后可通過經典途徑和旁路途徑激活補體。植人材料引起的免疫反應常見于應用接觸血液的生物醫學材料，如人工透析使用的透析膜等。在臨床上可表現為過敏反應，容易感染，惡性腫瘤發生率高，軟組織鈣化或纖維化，特別是肺纖維化、鈣化及動脈硬化等。