什麼是生物相容性

材料在特定用途中,伴隨適當的生物體反應而發揮所需功能的能力。不只材料本身,形狀、表面狀態與使用部位也要一併評估。

日文名稱: 生体適合性

「生物相容性」出現在1領域的1道練習題中(生醫材料等)。

這個名詞所屬的領域: 生醫材料

生物相容性的定義

生物相容性定義為「材料在特定用途中,伴隨適當的宿主反應而發揮功能的能力」。過去重視的是在體內不反應、不造成傷害,但隨著與骨結合的陶瓷、被吸收而由組織取代的高分子等利用與生物體積極反應的材料增加,改為依用途判斷是否發生理想的反應。即使是相同材料,在骨中、接觸血液的部位與皮膚上,所要求的性質也不同,因此生物相容性是對材料與用途之組合的評估。

生物體的反應與材料的分類

把材料放入體內時,表面首先吸附蛋白質,細胞再在其上產生反應。生物惰性材料的周圍,多半會形成薄的纖維性膜,把材料與周圍組織隔開。生物活性材料在表面與骨化學結合,生物可吸收材料則逐漸分解而由組織取代。對接觸血液的材料而言,抑制血小板附著與血栓形成的血液相容性很重要。溶出的離子與磨耗碎屑可能引起發炎或過敏,因此不只表面,劣化所產生的物質也是評估的對象。

評估的方法

生物相容性是組合細胞毒性試驗(使細胞接觸材料或其萃取液)、致敏性與刺激性試驗、基因毒性試驗、動物植入試驗等來評估,其架構整理在醫療器材生物學安全性評估的國際標準(ISO 10993系列)中。需要哪些試驗,依接觸身體的部位與期間而定。植入物還需要力學上的相容性,強度不足會破損,比骨硬太多則會因應力遮蔽而使骨變薄。化學安全性與力學性質兩者兼備,才能在該用途中獲得生物相容性。

練習生物相容性的題目

關於生醫材料的生物相容性,下列觀念何者正確?

  1. A只有在體內完全不與生物體反應的材料,才具有生物相容性
  2. B在特定用途中,能伴隨適當的生物體反應而發揮所需功能
  3. C只要不含有毒元素,就可以說在任何用途都具有生物相容性
查看答案與解析

正確答案:B. 在特定用途中,能伴隨適當的生物體反應而發揮所需功能

生物相容性不是材料本身固有的性質,而是定義為「在特定用途中,伴隨適當的宿主反應而發揮功能的能力」。人工髖關節的股骨頭適合使用不與骨反應的氧化鋁或氧化鋯,但填補骨缺損的材料,反而要求能與骨結合,或被吸收而由骨取代的反應。由於理想的反應因用途而異,完全不反應並不是條件。此外,即使不含有毒元素,若因太硬而造成應力遮蔽、磨耗碎屑引起發炎,或接觸血液而形成血栓,就不適合該用途。形狀、表面狀態與使用部位也都要一併評估。

常見問題

具有生物相容性的材料,用在任何地方都安全嗎?

不是。生物相容性是針對各用途的評估,在骨中使用沒有問題的材料,在接觸血液的部位也可能形成血栓。形狀、表面狀態、使用期間、磨耗碎屑與離子溶出也會影響結果,因此必須針對每種用途確認。

在體內越不反應的材料,生物相容性越高嗎?

不一定。有些用途像人工關節的股骨頭,以不反應為佳,但骨缺損的填充材使用與骨結合的生物活性材料、縫合線使用會被吸收而消失的材料,效果較好。發生該用途所需的反應,才是生物相容性的條件。

鈦為什麼被大量用作生醫材料?

因為表面的TiO₂鈍化膜在體液中穩定、耐蝕性高,而且會發生骨直接接觸表面的骨整合。比強度高,楊氏模數比不鏽鋼與Co-Cr合金低,也是其優點。

解析中的「生物相容性」

出現「生物相容性」的題目(1題)

  1. 關於生醫材料的生物相容性,下列觀念何者正確?

相關名詞

應力遮蔽 生物可分解高分子 骨水泥 骨整合 氫氧基磷灰石 超彈性 β型鈦合金

前往名詞解釋列表