生物材料的发展已经有非常长的历史,自人类认识了解材料起,就有了生物材料端倪。早在公元前3500年,古埃及人就利用棉花、马鬃做缝合线,16世纪开始用板修复颚骨,用陶瓷材料做齿根;用金属固定内骨板以及用金属种植牙齿等。
生物材料,以字面拆之,除了相关的生物学特性和应用之外,还有材料的组成,特性以及相互作用的问题。从课程的角度讲,需要学好的有材料学,或者更专门的就是生物材料学,化学(有机,无机,分析,高分子等等),物理(普物),数学(比较简单的高数),普通生物学,生物化学,细胞生物学,人体解剖学,生理学,发育学,再就是简单的药学,比如药理药剂之类的,还有就是数理统计,软件应用,甚至简单的机械加工和电路等等。
跟传统的材料相比,纳米材料的尺寸效应和量子效应在生物应用上具有不可比拟的优势。小尺寸材料的比表面积大,能够做更多的修饰,同时也能装载更多的分子。量子效应体现在光电磁方面的一些特殊性质。
2013年-2015年,全球医疗器械销售总额先增后减;2016年以来,全球医疗器械销售总额不断增加,同比增长率在5%上下波动。
至2019年,全球医疗器械销售总额已达4519亿美元,同比增长率5.63%。2020年全球医疗器械销售总额达4000亿美元,同比增长5.64%。国际生物医用材料及其制品占医疗器械产品市场的份额为40%左右,据此计算,2019年全球生物医用材料及其制品行业销售规模约为1808亿美元。
根据中研普华研究院《2022-2027年中国生物材料行业市场深度调研及投资策略预测报告》分析:
全球生物材料应用产品大致可以区分为七大类,包括骨科、心血管、外科与整形、肠胃、泌尿、伤口照护及其他等。据统计,其中以骨科和心血管两类应用产品的需求最大,分别占全球生物材料市场的37.5%和36.1%,其次以伤口照护和整形外科为主,约占全球生物材料市场的9.6%和8.4%。从应用的方面讲,大体上有载药与成像,组织再生与替代,包料与敷料(例如邦迪),辅助功能性材料(例如隐形眼镜)。这些都是目前发展相对成熟的领域,但是这些材料里面,还没有加入微芯片。
生物医用材料的应用将引起外科领域中组织、器官缺损和功能障碍传统治疗方法和模式的变革,大幅度降低医疗费用,增强对其它相关行业的影响和渗透,将成为材料学、生命科学与医学等学科的强大发展动力,具有重要的行业意义并将带来巨大的经济效益。根据近年来全球生物医用材料及其制品行业的发展变化预测出2026年全球生物医用材料及其制品行业销售规模将在5571亿美元左右。
在不健康生活方式、环境污染、人口老龄化等因素的影响下,全球肿瘤、糖尿病等疾病群体不断扩大。与此同时,以单抗为代表的生物大分子药物在诊断和疾病治疗中的应用逐步增加,基于抗体的免疫诊断等临床诊断方法的推广对于提前发现疾病,减轻病人自身和全社会的医疗负担具有重要作用;而单克隆抗体等生物药物对于提高疗效和治疗精确度、减少治疗的副作用具有重要意义。
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