附件10
“生物医用材料研发与组织器官修复替代”
重点专项2018年度项目申报指南
“生物医用材料研发与组织器官修复替代”重点专项旨在面向国家发展大健康产业和转变经济发展方式对生物医用材料的重大战略需求，把握生物医用材料科学与产业发展的趋势和前沿，抢抓生物医用材料革命性变革的重大机遇，充分利用我国生物医用材料科学与工程研究方面的基础和优势，以新型骨骼—肌肉系统、心血管系统材料、植入器械及高值医用耗材为重点，开发一批新产品，突破一批关键技术，培育一批具有国际竞争力的高集中度多元化生产的龙头企业以及创新团队，构建我国新一代生物医用材料产业体系，引领生物医用材料产业技术进步，为我国生物医用材料产业跻身国际先进行列提供科技支撑。
本专项按照多学科结合、全链条部署、一体化实施的原则，鼓励产、学、研、医联合申报，围绕项目的总体目标，部署前沿
科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范4大研究任务，以及涉及前沿科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范等的医用级原材料的研发及产业化、标准和规范研究、临床及临床转化研究3项重点任务。
2018年将继续围绕前沿科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范4大研究任务部署12个方向，拟支持19个项目，国拨经费约为3亿元。实施周期为2018—2020年。
1. 前沿科学及基础创新
1.1纳米生物材料及其纳米生物学效应与风险的基础研究
研究内容：自然组织的纳米结构及其装配；合成纳米生物材料的积极和负面的纳米生物学效应及其临床应用前景和风险，包括：特定自然组织的纳米分层结构及其自装配原理及高通量计算模拟和实验研究，纳米粒子对细胞选择性凋亡和增殖的作用机制研究，纳米生物材料在体内的降解机制、降解产物对组织再生的影响及生物学风险研究，纳米生物陶瓷及复合材料的高生物活性
及其产生的机制及与纳米晶粒的化学组成、尺度和结构的关系，模拟自然组织装配或制备纳米生物材料的软纳米技术探索等。
考核指标：在国内外一流期刊发表12篇以上高水平学术论文（被SCI收录且他引多次，或被学术期刊或权威机构正面点评或推荐等），申请或获得发明专利不少于8项；实验装配或制备硬、软组织纳米材料各1～2种，提供第三方理化检测及生物学试验报告。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：鼓励学科交叉联合申报,并且鼓励海外团队参与合作研究。
1.2材料及组织工程化制品与机体免疫防御和再生系统的相互作用及对组织再生的影响
研究内容：植入材料和组织工程化制品对机体免疫防御和再生系统的作用和调节机制；炎症反应和巨噬细胞对细胞行为和组织再生的影响；植入材料和组织工程化制品中，细胞增殖、分化、
回归及材料和宿主免疫再生系统对其影响和机理。
考核指标：揭示植入材料和工程化组织激发的机体免疫耐受机制和材料的调节作用，对机体再生系统的动员和分子调控机制，以及两者的相互作用对组织再生和细胞回归的影响；利用研究结果构建具有低免疫原性的1～2种硬、软组织生物活性材料并通过临床前试验；在国内外一流期刊发表10篇以上高水平学术论文（被SCI收录且他引多次，或被学术期刊或权威机构正面点评或推荐等）；申请或获得发明专利不少于5项。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：多学科交叉联合申报，鼓励海外单位团队参与合作研究。
1.3植入材料物理特性对细胞行为、组织结合与再生的调控作用及其分子机制
研究内容：植入材料宏观及表面/界面力学性质（强度、弹性模量、刚性）、表面/界面电荷、电位及分布、晶粒度、粗糙度、
拓扑构型，以及孔隙结构（孔隙率、孔隙尺度及分布等）的表征及其对细胞招募、迁移、锚定、增殖、分化、凋亡及与组织结合的影响及其定性及半定量关系；对组织再生及与软、硬组织结合的影响及分子机制。
考核指标：揭示植入材料物理特性对细胞行为的影响及其转导为细胞内分子信号调控组织再生的机制，及其对材料与硬、软组织结合的影响和机制；基于材料物理特性构建1～2种组织再生性植入器械及2～3种骨键合及经皮或经粘膜生物密封植入器械，并进入临床试验；在国内外一流期刊发表12篇以上高水平学术论文（被SCI收录且他引多次，或被学术期刊或权威机构正面点评或推荐等）；申请或获得发明专利不少于8项。
拟支持项目：1～2项。
有关说明：鼓励学科交叉联合申报，并且鼓励海外团队参与合作研究。
2. 关键核心技术
2.1植、介入器械表／界面生物功能化及改性技术
2.1.1肌肉—骨骼系统修复材料和植入器械及其表面改性的工程化技术
研究内容：研究用于肌肉—骨骼系统修复和经皮植入器械的表面生物活化及抗菌等生物功能化改性的工程化技术，包括具有骨诱导性的生物活性陶瓷涂层及复合涂层技术，基体及其深部孔隙表面生物矿化，表面纳米化、接枝功能团等赋予表面生物活性、抗菌、经皮生物密封等生物功能的工程化技术；突破提高涂层与基底材料界面结合强度的关键技术。
考核指标：研发金属及PEEK（聚醚醚酮）等合成高分子材料的表面生物活化改性工程化技术，包括组织诱导性生物活性涂层、表面生物矿化等工程化技术，以及表面掺杂、纳米化、接枝功能团等抗菌或高生物活性等生物功能化技术；要求涂层与基底材料界面结合均匀且强度>40MPa，并具有骨诱导性或经皮生物密封性等；抗菌表面抑菌率≥85%；建立符合GMP（药品生产质量
管理规范）要求的中试生产线；应用研发的技术制备具有或兼具上述生物功能的涂层及表面改性植入器械3种以上，不少于2种申请或获得CFDA（国家食品药品管理总局）产品注册证，其他通过临床前试验；申请或获得发明专利8项以上。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于2:1。
2.1.2心脑血管系统修复材料和植/介入器械表面改性技术
研究内容：突破心脑血管系统修复材料和植/介入器械抗凝血、抗组织增生的表面改性技术；针对医用高分子小口径人工血管、人工机械心脏瓣膜、医用导管、脑血管支架等产品，研究开发表面抗凝血和抗组织增生涂层、接枝官能团或生物分子、微图案化以及提高亲水性等改性技术，实现诱导内皮化、抗凝血、抗组织增生，以及防粘连和高润滑性等生物功能。
考核指标：突破4～5种植/介入器械表面抗凝血涂层、接枝
官能团或生物分子、微图案化以及超亲水性改性等的关键工程化技术，建立符合GMP要求的中试生产线；技术用于人工机械瓣膜，优于市售各种同类抗凝血涂层；用于高分子人工血管，可制备直径小于4mm的小口径人造血管；用于脑血管支架，可治疗脑血管缺血性和出血性卒中等疾患；用于输注类和介入治疗等医用导管可替代进口产品，并可较长期（＞14天）存留于体内，且无感染，无组织粘连发生。申请或获得CFDA产品注册证3项以上，发明专利8项以上。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于2:1。
2.2天然生物材料和组织免疫原性消除技术
2.2.1海洋源生物材料的制备及纯化技术
研究内容：重点研究高纯羧甲基壳聚糖的低成本、规模化的绿色制备工程化技术及其杂蛋白、内毒素的去除纯化和高脱乙酰
度的控制技术；海藻酸钠中的杂蛋白、内毒素及杂多酚等去除的纯化技术；医用海洋源生物材料的纳米颗粒、凝胶、纤维、薄膜、纺织品等的产业化生产技术。
考核指标：研发的羧甲基壳聚糖规模化绿色制备技术较之现有技术节水80%以上，效率提高1倍以上，壳聚糖脱乙酰度达85%以上，重金属≤10μg/g，蛋白质≤0.2%，内毒素≤50 EU/g；海藻酸钠植入材料分子量75～200kDa，古洛糖醛酸含量≥60%，内毒素≤100 EU/g。研发出用于快速止血、心衰治疗、神经导管及创伤敷料等5种以上医用三类新产品，建立符合GMP要求的中试生产线，申请或获得CFDA产品注册证3项以上；纤维、薄膜、纺织品等一、二类产品实现自动化大规模生产；申请或获得发明专利8项以上。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于2:1。
2.3纳米生物材料制备技术
2.3.1促进组织再生的纳米生物材料制备及载药技术
研究内容：根据不同组织再生修复的特点和周期，选择典型软、硬组织缺损修复和再生作为模型，研发具有促进缺损或病变组织再生和修复等生物功能的纳米有机、无机药物/活性元素或因子的载体及其制备技术，包括可促进各种组织再生修复的纳米材料及具有多级结构的原位复合纳米材料设计和制备，以及材料中活性元素/因子的固载、控制释放等技术。
考核指标：研发4～5种具有重要应用前景的可促进组织再生的纳米或其原位复合控释载体及其控释（药物、基因、生长因子等）系统的制备技术；申请核心发明专利8项以上；建立符合GMP要求的中试生产线，申请或获得2种以上利用上述关键技术开发的组织修复器械CFDA产品注册证，其它产品进入临床试验。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会
渠道资金等）与中央财政经费比例不低于2:1。
2.4组织工程技术
2.4.1组织工程的生物力学微环境研究及实验技术
研究内容：建立生理和病理条件下组织工程产品或组织工程支架植入后与周围宿主细胞及组织相互作用的生物力学和力学生物学模型，以及生物力学特性测试技术及试验装置；建立基于多孔支架结构传质特性、细胞及组织力学生物学特性、结构组织或器官生物力学强度的计算机仿真模拟技术和组织植入体形态、结构优化设计软件，提供体外试验装置和动物实验验证技术。
考核指标：提供2～3种典型组织或器官的组织工程产品的生物力学优化设计软件及体外试验装置；利用研究结果构建2～3种组织工程产品，并通过动物实验验证，申请或获得发明专利5项以上。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会
渠道资金等）与中央财政经费比例不低于2:1。
3. 产品开发
3.1组织诱导性生物材料及植入器械
3.1.1关节软骨再生性植入材料研发及功能评价
研究内容：突破可保障关节长期负重功能的可再生软骨的生物材料空间结构设计及制备关键技术；开发针对修复不同类型关节软骨的个性化植入器械和临床植入手术，建立临床手术规范及术后康复计划,包括影像学在内的临床试验评价的术后跟踪统计分析的模型和方法。
考核指标：开发具有负重功能的可再生修复软骨损伤的生物材料，建立产品体内外安全性和有效性检测技术，突破其工程化制备技术，建立符合GMP要求的中试生产线；至少两种产品进入临床试验，不少于1种产品申请或获得CFDA产品注册证；建立相应产品规范化临床手术技术方案；提供示范性手术和视频资料；完成相应产品临床应用专用手术器械的研发；研究制定术后
康复指导方案，以及用于临床效果评价及术后跟踪分析模型。申请或获得发明专利4项以上。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：要求企业牵头，产、学、研、医联合申报，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于3:1。
3.1.2角膜再生性材料
研究内容：研究材料组成、结构对干细胞、角膜上皮细胞、内皮细胞及基质细胞定向生长和分化的影响，突破材料有序结构装配和角膜植入体成型关键技术，建立中试生产线，进行安全性评价及角膜再生有效性评价，开展临床试验。
考核指标：提出角膜构建、再生设计原理，突破人工（高分子）角膜装配的关键工程化技术，制备出透明、生物力学性能良好、生物相容性佳的人工角膜材料，其生物相容性符合ISO10993要求，植入后愈合良好，透光率、生物力学性能等接近正常人眼
角膜；建成符合GMP要求的人工角膜中试生产线，申请或获得CFDA产品注册证；申请或获得发明专利不少于4项。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：要求企业牵头申报，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于3:1。
3.1.3眼科高值耗材
研究内容：研发恢复眼眶组织正常生理结构和功能的眼眶软、硬组织再生性材料，揭示材料组织诱导性对眼眶软、硬组织再生及功能的影响；基于新型超支化聚合物和超分子结构的人工玻璃体、新型眼科粘弹剂，以及用于视网膜病变、青光眼治疗等的填充物及药械组合植入器械等；提出上述材料的设计原理，突破工程化制备技术，开展临床试验。
考核指标：眼眶硬、软组织修复材料具有组织再生性，植入器械满足个性化修复要求，建成符合GMP要求的中试生产线，申请或获得CFDA产品注册证至少1项；人工玻璃体植入动物眼
内180天以上不出现浑浊现象并可提供有效的视网膜保护，新型眼科粘弹剂在角膜保护、术后眼压变化等方面优于市售产品，两者完成或进入临床试验，申请或获得CFDA产品注册证不少于1项；1种以上药械组合产品进入临床试验；上述各类材料申请或获得核心发明专利总计10项以上。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：要求企业牵头申报，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于3:1。
3.1.4高强度韧带再生性材料
研究内容：以高强度韧带再生和十字韧带修复为主要目标，研发合成高分子基韧带再生性材料，实现韧带的再生或重建；以实现十字韧带与骨的融合为重点，研发十字韧带撕裂后的高效修复材料；扩大材料对其他承力管腔组织修复的应用。
考核指标：除满足临床试验前检验评价要求外，韧带修复材料：拉伸强度＞80Mpa，刚度＞570N/mm，植入体内6个月后再
生韧带拉伸强度≈正常对照的50%；十字韧带—骨融合材料：具有骨和韧带组织诱导性，韧带与骨固定后8～12周基本实现骨—韧带组织融合，植入后一年拉伸强度不低于对照（自然韧带）50%；韧带再生性材料完成临床试验，建立符合GMP要求的中试生产线，申请或获得CFDA产品注册证；韧带—骨融合材料完成临床试验；申请或获得发明专利6项以上。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：要求企业牵头申报，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于3:1。
3.1.5促进成骨细胞增殖且诱导骨组织再生的纳米生物材料
研究内容：研发可预防和治疗骨质疏松的纳米生物材料，重点突破可促进骨细胞增殖和骨组织再生的可注射型纳米材料的设计和制备技术，以及纳米粒子的化学组成、粒度和浓度的优化设计。
考核指标：材料植入后骨质疏松部位成骨相关细胞增殖、分
化功能上调，植入后8～12周，新骨生成，骨密度显著提高，用于骨折修复，骨不连发生率显著低于对照组；研发预防和治疗骨质疏松骨折的可注射型纳米修复材料2种以上，其中不少于1种申请或获得CFDA产品注册证，建立符合GMP的中试生产线；申请或获得发明专利5项以上。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：要求企业牵头申报，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于3:1。
3.2血液净化材料和体外循环系统或人工器官
3.2.1生物人工肝
研究内容：优化大规模体外培养肝细胞的新型生物反应器结构、材料与设计，建立新型肝细胞保存运输新技术和新方法；基于人工肝治疗原理构建生物型或混合型人工肝系统，并通过肝衰竭大动物模型实验；构建治疗乙型重型肝炎肝衰竭的有效性和安全性评价体系；在优化新型人工肝治疗仪的基础上，集成含生物
反应器、供氧系统等的生物反应箱，优化多变量协同控制策略，以期获得性能优越的人工肝装置并开展临床试验。
考核指标：建立一次性获取≥1011个成熟肝细胞的生物反应器或系统；研制完成不少于1套新型生物型或混合型人工肝系统及人工肝装置（样机），其中细胞源传代50代细胞不发生分化，细胞功能丢失率≤5%，建立生物型人工肝系统细胞源评价体系，系统毒素清除率≥50%；研究制定产品技术要求，建立评价体系，完成临床试验，申请或获得CFDA产品注册证不少于1项，发明专利不少于5项。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：要求企业牵头申报，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于3:1。
3.3心脑血管植、介入材料和器械
3.3.1人用红细胞代用品中试工艺优化及功能评价
研究内容：利用现代生物学技术，研制具有携释氧功能的人
用红细胞代用品及其工程化制备技术，并建立相关产品的质量评价技术要求、中试生产质量管理体系、产品的稳定性及药包材与产品的相容性；开展产品用于灵长类动物的安全性和有效性试验研究，重点开展在特殊病理条件下（如超量换血模型、低血容量休克模型等）产品的安全性及有效性研究。
考核指标：产品可有效替代天然人红细胞，无血型限制，适用任何血型人员无明显不良反应；在2~8℃可稳定保存一年以上；中试生产线符合GMP要求，生产规模达到每批次50升以上；完成灵长类动物的安全性和有效性评价；制定产品技术要求，进入临床试验；申请或获得发明专利不少于4项。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：要求企业牵头申报，鼓励产学研相结合，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于3:1。
4. 医用级原材料的研发与标准研究及产业化
4.1医用级原材料的研发与标准研究及产业化
4.1.1新型医用金属材料及其产业化研究
研究内容：研发具备高强度、低模量、无有害杂质、形状记忆、抗感染、可生物降解等性能的新型医用金属和合金，突破均质化、微纳化、低成本、质量稳定等全流程产业化技术；建立中试或产业化生产线，完成临床试验。
考核指标：研发出不含有害元素的高强度低模量钛合金及形状记忆合金，高强度纯钛以及用于矫形外科的可生物降解金属等，建立符合GMP要求的中试或产业化生产线，其中3种以上新产品符合CFDA产品申报指南要求，申请或获得CFDA产品注册证；申请或获得发明专利8项以上。
拟支持项目数：1～2项。
有关说明：要求企业牵头申报，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于3:1。
4.1.2新型医用金属材料及植入器械产品标准及其审评科学
生物医用材料产业发展现状及思考生物医用材料是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官或增进其功能的一类高技术新材料，与人类的健康息息相关。随着经济发展水平提高，大健康概念日趋升温，加之当代材料科学与技术、细胞生物学和分子生物学的进展在分子水平上深化了材料与机体间相互作用的认识，当代生物医用材料产业已经成为快速发展的高科技新兴产业。 一、生物医用材料及其产业概述生物医用材料又称为生物材料，其传统领域主要包括支持运动功能人工器官（骨科植入物、人工骨、人工关节、人工假肢等），血液循环功能人工器官（人工血管、人工心脏瓣膜等）整形美容功能人工器官、感觉功能人工器官（人工晶体、人工耳蜗等）等，新型领域主要包括分子诊断、3D 打印等。 生物医用材料的特征主要包括：安全性、耐老化、亲和性，及物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当。同时，便于消毒灭菌、无毒无热源，不致癌不致畸也是必须考虑的。对于不同用途的材料，其要求各有侧重。其产业特征包括：低原材料消耗、低能耗、低环境污染、高技术附加值，高投入、高风险、高收益、知识与技术密集。 二、生物医用材料及其产业发展现状 （一）市场分析
2016 年全球生物医用材料市场规模为709 亿美元，预计2021 年将达到1491.7 亿美元，2016 ～2021 年的复合年增长率为16% 。骨科植入材料和心血管材料是生物医用材料市场占比最高的两个细分领域，其中骨科植入材料占据了全球生物医用材料市场的头把交椅，市场占有率为37.5% 。心血管材料占据生物医用材料市场的36.1% 。其他的主要细分领域还包括牙科材料、血液净化材料、生物再生材料和医用耗材。 （二）竞争态势全球生物医用材料和制品持续增长，美国、欧盟、日本仍然占据绝对领先优势。2015 年，在全球医疗器械生产和消费方面，美国、欧盟、日本的市场占比分别为41% 、31% 和14% 。 美国的生物医用材料产业集聚于技术资源丰富的硅谷、128 号公路科技园、北卡罗来纳研究三角园，以及临床资源丰富的明尼阿波利斯及克利夫兰医学中心等；德国聚集于巴州艾尔格兰、图林根州等地区；日本聚集于筑波、神奈川、九州科技园等。 图1 ：主要国家生物医用材料销售收入占全球医疗器械市场比例分析 中国和印度拥有最多的人口，且其医疗保健系统正在发展 当中尚未成熟，因此在医学发展和临床巨大需求的驱动下最具
2011–2012学年第2学期 生物医用材料期末论文 题目：壳聚糖生物材料的研究进展姓名：黄清优 学号： 20090413310072 专业： 09材料科学与工程 学院：材料与化工学院 任课教师：曹阳王江唐敏 完成日期： 2012年6月7日
壳聚糖生物材料的研究进展 黄清优 （海南大学材料科学与工程专业海口570228） 摘要：壳聚糖作为一种新型天然生物材料，越来越成为国内外研究热点。本文对近年来壳聚糖改性方面的研究进展及其在生物医学方面的应用进行了综述，并对壳聚糖的发展趋势进行了展望。 关键词：壳聚糖；化学改性；应用；生物材料 The Research Progress of Chitosan Biomaterial Qingyou Huang (Department of Material Science and Engineering Hainan University Haikou 570228) Abstract: Chitosan, as a kind of novel natural biomaterials, increasingly becomes a research pot at home and abroad. This paper summarized the progress in chemical modification of chitosan，and application of it in biomedical fields recently. At last, the developing trend of chitosan was predicted. Keywords: chitosan; chemical modification; application; biomaterial 1前言 壳聚糖是一种新型的天然生物医用材料。虾、蟹类作为壳聚糖的原料，在我国具有分布量大，资源丰富的特点，从环保、经济可持续发展的角度来考虑，壳聚糖作为一种天然的材料，不仅无毒、无污染，而且还具有很好的生物降解性和相容性。因此非常有必要加大对壳聚糖的研究，以开发更多的产品[1,2]。 由于壳聚糖安全性良好，且具有可降性和组织相容性，在医药领域具有很高的应用价值。但壳聚糖存在水溶性、稳定性、力学性能差等缺点，在一定程度上使其应用受到很大限制。对壳聚糖进行化学改性，可改善其物理、化学性质，拓宽了壳聚糖及其衍生物的应用领域，是近几年壳聚糖研究的热点之一。文章综述了近几年壳聚糖化学改性方面的研究进展，及其在生物医用方面的应用[2,3]。
医用羟基磷灰石的研究进展 摘要： 羟基磷灰石(HA)是人体骨、牙无机组成的主要成分，组成生物体骨、牙组织的磷灰石晶体为纳米级、低结晶度、非化学当量和被多种离子的置换的针状纳米微晶．纳米羟基磷灰石由于与生物硬组织结构成分相似，以及在结构上的可模拟性，在生物医用材料研究中占据着重要的地位，并以各种应用形式出现在各类医学研究中。 羟基磷灰石[Calo(P04)6(0H)2】(hydroxyapatite，HAp)是一种生物活性材料，具有独特的生物相容性，是人体和动物骨骼、牙齿的主要无机成分【I】，基于HAp良好的生物活性以及生物相容性，使其成为理想的硬组织替代材料，广泛应用于硬组织修复、药物载体和抗肿瘤活性的研究。 关键词：羟基磷灰石；特性；医用功能 前言： 生物材料是生命科学和材料科学的交叉边缘学科，成为现代医学和材料科学的匿要领域之一．预计生物材料的发展将成为21世纪国际经济的主要支柱产业之一。 生物医学材料的历史与人类的历电一样漫长，最初人们用木、金属、动物牙齿作为牙齿种植修复的材料．到19世纪，金、镀、锦等开始用T-口腔修复中，而陶瓷作为骨种植材料具有意义的研究是smitll在20世纪印年代开始的。70年代玻璃陶瓷、羟基磷灰石等进入n舱临床以后，把口腔种植修复推向丁新阶段，特别是80年代以来各种复合材料的H}现，使几腔种植的临床应用更加广泛。 纳米羟基磷灰石是人体骨、牙无机组成的主要成分，具有骨引导作用，在较短的时间内能与骨坚固结合，结合了生物材料和纳米材料的优点，临床已广泛应用，在生物医用材料中也占据着重要的地位． 羟基磷灰石(HA)具有骨引导作用，在较短的时间内能与骨坚固结合，临床已广泛应用．生物体内天然羟基磷灰石以纳米晶体的形式存在，为65～80 nm的针状结晶体．根据“纳米效应”理论，单位质量的纳米级粒子的表面积明显大于微米级粒子，使得处于粒子表面的原子数目明显增加，提高了粒子的活性，十分有利于组织的结合．目前人工合成的纳米羟基磷灰石直径在1—100 nm之间，钙磷比值约为1．67，因而与人骨的结构和成分很相似，是一种理想的组织植入材料．然而以羟基磷灰石作为骨植入材料因强度偏低，尤其是脆性太大尚难直接应用于人体承载部位。 正文： 羟基磷灰石概念： 羟基磷灰石制备方法：1.高温分解法2．煅烧磷酸钙法3．干法合成4．湿法合成：
医学细胞生物学期末复习资料 第一章绪论 一、A型题 1. 世界上第一个在显微镜下看到活细胞的人是 A. Robert Hooke B、Leeuwenhoek C、Mendel D、Golgi E、Brown 2. 生命活动的基本结构和功能单位是 A、细胞核 B、细胞膜 C、细胞器 D、细胞质 E、细胞 3. 被誉为十九世纪自然科学三大发现之一的是 A、中心法则 B、基因学说 C、半保留复制 D、细胞学说 E、DNA双螺旋结构模型 4. 细胞学说的提出者是 A、Robert Hooke和Leeuwenhoek； B、Crick和Watson； C、Schleiden和Schwann； D、Sichold和Virchow； E、以上都不是 二、X型题 1. 当今细胞生物学的发展热点集中在_______等方面 A、细胞信号转导 B、细胞增殖及细胞周期的调控 C、细胞的生长及分化 D、干细胞及其应用 E、细胞的衰老及死亡 2. ______促使细胞学发展为分子细胞生物学 A、细胞显微结构的研究 B、细胞超微结构的研究 C、细胞工程学的发展 D、分子生物学的发展 E、克隆技术的发展 三、判断题 1. 细胞生物学是研究细胞基本结构的科学。 2. 细胞的亚显微结构是指在光学显微镜下观察到的结构。 3. 细胞是生命体的结构和生命活动的基本单位。 4. 英国学者Robert Hooke第一次观察到活细胞有机体。 5. 细胞学说、进化论、遗传学的基本定律被列为19世纪自然科学的“三大发现”。 四、填空题 ?细胞生物学是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科。?1838年，施莱登和施旺提出了细胞学说，认为细胞? ?是一切动植物的基本单位。 ?1858年德国病理学家魏尔肖提出一切细胞只能来自原来的细胞的观点，通常被认为是对细胞学说的一个重要补充。 第二章细胞的起源及进化 一、A型题 1. 由非细胞原始生命演化为细胞生物的转变中首先出现的是 A、细胞膜； B、细胞核； C、细胞器； D、核仁； E、内质网 2. 在分类学上，病毒属于 A、原核细胞 B、真核细胞 C、多种细胞生物 D、共生生物 E、非细胞结构生物 3. 目前发现的最小的细胞是 A、细菌 B、双线菌 C、支原体 D、绿藻 E、立克次氏体 4. 原核细胞和真核细胞都具有的细胞器是 A、中心体； B、线粒体； C、核糖体； D、高尔基复合体； E、溶酶体 5. 一个原核细胞的染色体含有 A、一条DNA并及RNA、组蛋白结合在一起； B、一条DNA及组蛋白结合在一起； C、一条DNA不及RNA、组蛋白结合在一起； D、一条以上裸露的DNA； E、一条以上裸露的DNA及RNA结合在一起 6. 关于真核细胞，下列哪项叙述有误 A、有真正的细胞核； B、体积一般比原核细胞大； C、有多条DNA分子并及组蛋白结合构成染色质； D、遗传信息的转录及翻译同时进行； E、膜性细胞器发达 7. 下面那种生物体属于真核细胞 A、酵母 B、蓝藻 C、病毒 D、类病毒 E、支原体 8. 下列哪种细胞属于原核生物 A、精子细胞 B、红细胞 C、细菌细胞 D、裂殖酵母 E、绿藻 9. 原核细胞的mRNA转录及蛋白质翻译 A、同时进行； B、均在细胞核中进行； C、分别在细胞核和细胞质中进行；
医学分子生物复习资料 一. 名词解释 1.基因的现代分子生物学概念：基因是核酸分子中贮存遗传信息 的遗传单位，是RNA和蛋白质相关遗传信息的基本贮存在形式， 是指存RNA序列信息和有功能的蛋白质多肽链序列信息，以及表 达这些信息所必须的全部核苷酸序列。大部分生物中构成基因的 核酸物质是DNA，少数生物（如RNA病毒）中是RNA。 2.DNA双螺旋结构：DNA是反方向平行的互补双链结构、DNA分子 是右手双螺旋、疏水性碱基堆积力和氢键是DNA双螺旋结构的稳 定力。 3.多顺反子mRNA：在操纵子结构中，数个功能上有关联的结构基 因串联排列，共同构成信息编码区。这些结构基因共用一个启动 子和1个转录终止信号序列，因此转录合成时仅产生一条mRNA 长链，为几种不同的蛋白质编码。这样的mRNA分子携带了几个 多肽链的编码信息，被称为多顺反子mRNA。 4.质粒：是细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA分子，能稳 定地独立存在于染色体外，并传递到子代，不整合到宿主染色体 DNA上。 5.冈崎片段：DNA复制过程中，2条新生链都只能从5端向3端延 伸，前导链连续合成，随后链分段合成，这些分段合成的DNA片 段成为冈崎片段。 6.端粒酶：是反转录酶，由蛋白质和RNA共同组成，能以自身的 RNA为模版反复延伸端粒的重复序列。 7.切除修复：切除修复是生物界最普遍的一种修复方式，通过修 复系统将不正常的碱基或核苷酸除去并替换掉。依据识别损伤机 制的不同，可分为碱基切除修复和核苷酸切除修复两种方式。 8.碱基切除修复：依赖于生物体内存在的一类特异的DNA糖基化 酶。整个修复过程包括：识别水解，切除，合成，连接 9.基因表达：是指基因所贮存的遗传信息通过RNA转录和蛋白质 生物合成产生具有生物功能的RNA或蛋白质的过程。 10.氨基酰tRNA合成酶：参与肽链合成的氨基酸需要活化并与相应 tRNA结合，该过程由氨基酰tRNA合成酶所催化的耗能反应。 11.操纵子：是原核生物基因表达调控的基本单位。 12.顺式作用元件：一个基因的调控区和结构基因位于同一个DNA 分子中的相邻部位，这种调节方式称为顺式调节，相应的DNA序 列称为顺式调控元件或成顺式作用元件。 13.G蛋白三聚体：是一类和GTP或GDP相结合、具有GTP酶活性的 位于细胞膜胞质面的膜蛋白。 14.遗传病：指由遗传物质发生改变而引起或者由致病基因控制的 疾病称遗传性疾病，简称遗传病。15.原癌基因：（是指细胞内或病毒内存在的，编码产物能促使正 常细胞恶性转化，即发生恶性变的基因）。存在于反转录病毒中 的成为病毒癌基因，存在于细胞中的成为细胞癌基因或者原癌基 因。 16.抑癌基因：是一类可抑制细胞生长并有潜在抑癌作用的基因， 当其受阻碍，失活，丢失，或其表达产物丧失功能可导致细胞恶 性转化；反之，若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。 17.退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退 火。 18.核酸分子杂交：在DNA变形后的复性过程中，如果将不同种类 的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子 之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度及离 子强度）下，就可以在不同的分子见形成杂化双链。这种杂化双 链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子 间或者RNA与RNA分子之间形成，这种现象成为核酸分子杂交。 19.基因诊断：凡是用分子生物学技术对生物体的DNA序列及其产 物进行的定性，定量分析，都称为分子诊断，通常又将针对DNA 的分子诊断成为DNA诊断或基因诊断。 20.基因治疗：是以改变遗传物质为基础的生物医学治疗，即通过 一定方式将正常基因或有治疗作用的DNA片段导入人体靶细胞以 矫正或置换致病基因的治疗方法。 二简答题 1.简述真核生物基因的基本结构：结构基因呈断裂式，以单顺反 子转录，结构基因在基因组中所占比例远小于非编码区域，存在 多基因家族。内含子等于外显子减一 3.DNA复制的共同特点 ①半保留复制方式保证了遗传信息的忠实传递。 ②基因组DNA都有固定的复制起始点。 ③复制子是基本复制单位 ④双向复制形成复制泡和复制叉 ⑤半不连续复制方式客服了DNA空间结构对DNA新链合成 的制约 5.遗传密码的特点：方向性，连续性，简并性，摆动性，通用 性。 6.试述cAMP –PKA 介导的信号途径及PKA的功能 A 途径：此类信号转导途径中的细胞外信号分子包括胰高血糖 素，肾上腺素，促肾上腺皮质激素等。激素与受体结合后激活G 蛋白，释放活化的ɑ亚基，ɑ亚基活腺苷酸化酶（AC）。AC催化 产生小分子信使cAMP。cAMP结合PKA，通过变构调节作用激活 PKA。 B PKA通过磷酸化作用激活或抑制各种效应蛋白，继续传递信 号。①调节代谢②条件基因表达③调节细胞极性。 7.简述基因克隆中获取目的基因的方法：①用PCR技术获取基因 ②用反转录PCR技术获取基因③从基因文库中获取基因④人工合 成基因 8.简述基因克隆的基本步骤：限制性内切酶消化，连接，导入， 筛选及克隆 9.简述基因诊断的基本流程：样品的核酸抽提，目的序列的扩 增，分子杂交，信号检测
《生物医用材料》课程论文生物医用材料的发展与应用 姓名 学院 专业 学号 指导教师 ２０15年５月１6日
生物医用材料的发展与应用 摘要：随着社会文明进步、经济发展和生活水平日益提高,人类对自身的医疗康复事业格外重视。生物医用材料是近年来发展迅速的新型高科技材料,生物医用材料的应用对挽救生命和提高人民健康水平做出了重大贡献,随着现代医学飞速发展不断获得关注,发展前景广阔。本文主要介绍了近年生物医用材料的发展状况、分类以及在医学上的一些应用。 关键词:生物医用材料；发展;应用 The development and apｐliｃatｉon of biomedicalｍatｅriａ lｓ Abｓｔrａct：Ｗｉtｈthｅｐrogresｓｏf sｏcial cｉｖilｉzatｉon,economic deｖelｏpmｅｎt and the improｖemeｎt of tｈe lｉvｉnｇleveｌ,the ｃａuse of human mｅdｉcａｌreｈabiｌｉtaｔion for thｅir aｔteｎtion.Biｏｍｅdｉｃaｌmateｒｉalsｉｓa newｈｉgh-tｅｃhｍａｔerial develｏped raｐidly in rｅceｎt years，the applicatｉon oｆｂiomedｉcal ｍａｔerials has madｅｇrｅat contrｉｂutioｎto savｅｌives and imｐｒoveｐeoｐlｅ'ｓｈｅalｔh levｅl,alｏng ｗith t ｈe rａpid develoｐｍenｔof modｅrｎmeｄicinｅhas gaｉned attentiｏn，bｒoad prｏspectｓfor develｏpｍeｎｔ.Ｔｈｉｓpaper mainｌy ｉntｒｏduces tｈeｓtatus aｎd deｖelopmeｎt of biomｅdicaｌmateriａls,claｓsifｉcａtion and aｐｐｌiｃａｔｉoｎin mｅdiｃｉne. Keywｏrd:Ｂiomｅdｉcaｌmａｔeriａls; Develoｐｍenｔ；Apｐlication
生物医用高分子材料研究进展及趋势
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文生物医用高分子材料的研究及发展趋势
学院名称：材料科学与工程 专业班级：金属1302 学生姓名：钱振 指导教师姓名：王宝志 2016年 10 月 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号：63 班级：金属1302 材料科学与工程学院 摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，分子材料在各领域得到了显著应用，在医用领域应用更多，本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件，概述了医用高分子材料的研究现状及其用途，并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词：生物材料，生物医用高分子材料，现状，应用，展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科，它是生物学、医学、化学、 物理学和材料学交叉形成的边缘学科，是用于人工组织或器官制备、高性能医疗
器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料，简称生物材料(BiomaterialS)，是一类具有特殊性能或功能，用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[，生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等）。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料取得了长足的进展，目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展，出现了大量的医用新材料和人工装置，如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来，由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展，医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 生物医用高分子材料是生物材料的重要组成部分，它发展最早、应用最广泛、用量最大、品种繁多，主要包括：塑料、橡胶、纤维、粘合剂等。随着医学的发展，这些材料在医学领域得到广泛的应用。如:膨体聚四氟乙烯人造血管、聚矾中空纤维人工肾、硅橡胶医用导管、介入栓塞材料、介入诊疗导管以及护理方面使用的一次性医疗用品等，都是由高分子材料制成的。这些产品在临床诊断、治疗、护理等方面起着越来越重要的作用。正是由于高分子材料在医学上的独特作用，因而在高分子化学上出现了一个新的分支—医用高分子(Medical highpolymers)。它是把高分子化学的理论、研究方法、临床医学的需要结合起来，用于研究生物体的结构、生物体器官的功能及医用材料的应用等的一门年轻而边缘性的学科]4[。
1、细菌以微米（）为单位。按其外形主要有球菌、杆菌和螺旋菌三大类。 2、细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各种细菌都有，是细菌的基本结构；荚膜、鞭毛、菌 毛、芽胞仅某些细菌具有，为其特殊结构。 3、细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，这种细胞壁受 损的细菌在高渗环境下仍可存活者称为细菌细胞壁缺陷型。又称细菌L型。 4、质粒是染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。 5、根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。 6、某些细菌在一定的环境条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体， 是细菌的休眠形式，称为芽孢。产生芽孢的细菌都是G+菌。 7、革兰氏染色：原理：（1）革兰阳性菌细胞壁结构较致密，肽聚糖层厚，脂质含量少，乙 醇不易透入；而格兰阴性菌细胞壁结构较疏松，肽聚糖层少，脂质含量多，乙醇易渗入。 （2）革兰阳性菌的等电点低（pI2~3），革兰阴性菌等电点较高（pI4~5），在相同pH条件下，革兰阳性菌所带负电荷比革兰阴性菌多，与带正电荷的结晶紫染料结合较牢固且不易脱色。（3）革兰阳性菌细胞内含有大量核糖核酸镁盐，可与结晶紫和碘牢固地结合成大分子复合物，不易被乙醇脱色；而革兰阴性菌细胞内含极少量的核糖核酸镁盐，吸附染料量少，形成的复合物分子也较小，故易被乙醇脱色。 方法：（1）初染：将结晶紫染液加于制好的涂片上，染色1min，用细流水冲洗，甩去积水。 （2）媒染：加卢戈碘液作用1min，用细流水冲洗，甩去积水。（3）脱色：滴加95%酒精数滴，摇动玻片数秒钟，使均匀脱色，然后斜持玻片，再滴加酒精，直到流下的酒精无色为止（约30s），用细流水冲洗，甩去积水。（4）复染：加稀释石炭酸复红染10s，用细流水冲洗，甩去积水。 结果：Ｇ+菌：紫色G—菌：红色 8、根据细菌所利用的能源和碳源的不同，将细菌分为自养菌和异养菌两大营养类型。 9、某些细菌生长所必需的但自身又不能合成，必须由外界供给的物质称为生长因子。 10、营养物质进入菌体内的方式有被动扩散和主动转运系统。 11、根据细菌代谢时对分子氧的需要与否，可以分为四类：专性需氧菌、微需氧菌、兼性厌 氧菌、专性厌氧菌。 12、研究细菌的生物学性状（形态染色、生化反应、药物敏感试验等）应选用对数期的细菌。 13、各种细菌所具有的酶不完全相同，对营养物质的分解能力亦不一致，因而其代谢产物有 别。根据此特点，利用生物化学方法来鉴别不同细菌称为细菌的生化反应试验。 14、吲哚（I）、甲基红（M）、VP（V）、枸橼酸盐利用（C）四种试验常用于鉴定肠道杆菌， 合称为IMViC试验。 15、热原质或称致热源，是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反映的物质。 16、外毒素是多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质； 内毒素是革兰阴性菌细胞壁的脂多糖，当菌体死亡崩裂后游离出来，外毒素毒性强于内毒素。 17、某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质称为 抗生素。某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质称为细菌素。 18、在培养基中加入某种化学物质，使之抑制某些细菌生长，而有利于另一些细菌生长，从 而将后者从混杂的标本中分离出来，这种培养基称为选择培养基。 19、鉴别培养基是用于培养和区分不同细菌种类的培养基。 20、可根据培养基的物理状态的不同分为液体、固体和半固体培养基三大类。 21、将标本或培养物划线接种在固体培养基的表面，因划线的分散作用，使许多原混杂的细 菌在固体培养基表面上散开，称为分离培养。单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细菌
《生物医用材料》复习题 生物惰性材料、生物活性材料、生物可降解性材料的概念？作为 硬组织替代材料，它们与活体组织界面的结合特点有何不同？各举一 例材料。 5. 生物相容性的概念是什么？主要包括哪两个方面? 6. 生物医用材料两个最基本的性能要求是什么? 7. 材料与活体系统相互作用包括那两个方面？宿主反应有哪些方 面？材料反应有哪些方面？ 8. 影响材料血液相容性的因素有哪些？改善材料表面血液相容性的 方法有哪些？ 9. 目前常用的临床治疗心肌梗塞使用的心血管支架是什么材料？金 属裸支架可能产生什么并发症？如何降低? 10. 什么是硬组织替代物的应力屏蔽（应力遮挡）现象？如何降 低？ 11. 生物医用新材料从研究到临床应用需要进行哪些生物学检测 阶段？ 12. 医用金属材料、陶瓷材料、高分子材料的优缺点？应用中存在 的主要问题？如何解决? 1. 骨组织中主要的无机/有机成分是什么? 2. 血细胞的组成及主要作用? 3. 按材料生物反应性质，生物材料可以分为哪几类? 4.
13.钛合金的生物相容性特点？鎳钛形状记忆合金的超弹性和形 状记忆性能？举例说明在医学中各有何用途? 14.作为硬组织植入材料，金属腐蚀对人体有何影响？ 15.了解常用三类医用金属材料主要成分、力学特性、生物相容性、 临床应用o 16.如何改善金属硬组织替代物的生物活性？ 17.硬组织植入物的表面孔隙对植入物与骨结合强度有何影响？ 18.生物医用无机材料的基本要求是什么？ 19.氧化铝的力学性能、生物性能、临床应用？ 20.碳素材料的力学性能、生物学性能、临床应用？ 21.什么是生物活性玻璃？其主要成分是什么？ 22.生物玻璃陶瓷（微晶玻璃）的相组成特点是什么？与生物活性 玻璃相比，作为骨植入材料有何优势? 23.轻基磷灰石的分子式、力学性能、生物学性能、临床应用， 涂层制备方法? 24磷酸二钙的分子式，力学性能，生物学性能，临床应用？ 叶* K J U J / J J 亠、，XV J l-JL. hJQ 9_ J A/ J 1—L* HO 25.生物医用天然高分子和合成高分子材料的性能有哪些优缺 点？各举一例? 26.甲壳素、胶原、有机玻璃、硅橡胶、聚乳酸作为生物材料在有 何医学应用？ 27.什么是超高分子量聚乙烯？性能有何特点？试举一例其医学 应用？
全球生物医用材料市场分析 一、市场规模 生物材料是一门新兴的多学科交叉融合的前沿科学。自20世纪90年代后期以来，世界生物材料科学和技术迅速发展，全球的生物医用材料和医疗器械市场以每年13%的速度快速增长。即使在当今全球经济低迷的大环境下，生物材料和医疗器械仍是少数几个保持高增长的朝阳产业之一，充分体现了生物材料具有强大的生命力和广阔的发展前景。 近年来，世界生物材料市场发展势头更为迅猛，其发展态势可与信息、汽车产业在世界经济中的地位相比。根据1988年美国国家健康统计中心调查，美国已有1100万人（不包括齿科材料）植入了一件以上的生物医用材料，全球达3000万人以上，1995年世界生物医用材料市场已达200亿美元。中国科学院在2002年《高技术发展报告》中披露，1990年至1995年，世界生物医用材料市场以每年大于20%的速度增长。2000年，全球医疗器械市场已达1650亿美元，其中生物医学材料及制品约占40%至50%，发展到2005年，全球生物材料市场已超过2300亿美元。 生物医学材料在2010年的全球市场规模达3209亿美元，年增长率为10.8%。就市场需求面而言，主要市场增长动能来自于欧、美、日等国家老年人口数目提升及慢性疾病问题逐渐增加，对于人工关节等骨科应用及心脏支架等心血管应用的需求持续攀升，预期未来市场将仍维持稳定成长趋势。同时由于全球生医材料的应用领域的扩展、产品技术的改良和人们对生物材料产品接受度的逐渐提升，也是促使生物材料市场需求和提升市场规模的主要推动力。 近20年来，全球生物医用材料和制品持续增长，美国、西欧、日本仍然占据绝对领先优势。中投顾问发布的《2017-2021年中国生物医用材料行业投资分析及前景预测报告》数据显示：2015年，美国、欧盟、中国、日本销售收入占全球医疗器械市场之比分别为39%、28%、12%和11%。 图表主要国家生物医用材料销售收入占全球医疗器械市场比重 中投顾问·让投资更安全经营更稳健
生物医用材料的研究进展 生物医用材料是用来对于生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料, 它是研究人工器官和医疗器械的基础, 己成为材料学科的重要分支, 特别是随着生物技术的莲勃发展和重大突破, 生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。研究动态 迄今为止 ,被详细研究过的生物材料已有一千多种 ,医学临床上广泛使用的也有几十种 ,涉及到材料学的各个领域。当前生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下寻找组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料, 具体体现在以下几个方面: 1. 提高生物医用材料的组织相容性 途径不外乎有两种, 一是使用天然高分子材料, 例如利用基因工程技术将产生蛛丝的基因导入酵母细菌并使其表示; 二是在材料表面固定有生理功能的物质, 如多肽、酶和细胞生长因子等, 这些物质充当邻近细胞、基质的配基或受体 ,使材料表面形成一个能与生物活体相适应的过渡层。 2. 生物医用材料的可降解化 组织工程领域研究中 ,一般应用生物相容性的可降解聚合物去诱导周围组织的生长或作为植入细胞的粘附、生长、分化的临时支架。其中组织工程材料除了具备一定的机械性能外, 还需具有生物相容性和可降解性。 英国科学家创造了一种可降解淀粉基聚合物支架。以玉米淀粉为基本材料, 分别加入乙烯基乙烯醇和醋酸纤维素 ,再分别对应加入不同比例的发泡剂 (主要为羧酸 ), 注塑成型后就能够获得支撑组织再生的可降解支架。 3. 生物医用材料的生物功能化和生物智能化 利用细胞学和分子生物学方法将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等固定在现有材料的表面 ,经过表面修饰构建新一代的分子生物材料 ,来引发我们所需的特异生物反应 ,抑制非特异性反应。例如将一种名叫玻璃粘连蛋白 (ＶＮ)的物质固定到钛表面, 发现固定ＶＮ的骨结合界面上有相对多的蛋白存在。4．开发新型医用合金材料
医学生物学解答题 (一)蛋白质的结构单位是什么?它的结构特点是什么？ 氨基酸每个氨基酸的α-碳上连接一个羧基，一个氨基，一个氢原子和一个侧链R基团。20种氨基酸结构的差别就在于它们的R基团结构的不同。 （四）蛋白质的空间结构包括哪几级结构？在哪级结构上表现出生物学活性？ 一二三四级结构；三级结构 （六）蛋白质的变构与变性？蛋白质的变性在医学上有何重要用途？ 变构:在生物体内复杂多变的环境中，某些代谢中间物或变构剂能是蛋白质的构象发生轻微变化，从而使其生物活性发生改变，使其更有效地完成生理功能。这种通过蛋白质构象变化而实现调节功能的现象，称为变构或变构调节。 变性:蛋白质分子受到某些物理因素，如高温、高压、紫外线照射等，或化学因素，如强酸、强碱、有机溶剂等的影响时，空间结构发生破坏，理化性质改变，生物活性丧失，这一过程称为蛋白质的变性。 变性作用：当在保存蛋白质制剂，如酶、血清、疫苗时，需要低温保存，以防止蛋白质的变性，而当用高压、高温、紫外线照射等方法消毒杀菌时，可使病原微生物的蛋白质变性。（七）酶的化学本质及特性是什么？ 酶的化学本质：大多数由蛋白质组成（少数为RNA）。 酶的特性:1、高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快；2、专一性：一种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽；3、多样性：酶的种类很多，大约有4000多种；4、温和性：是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。5、活性可调节性：包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。 6.有些酶的催化性与辅因子有关。7.易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。 （八）核酸的基本结构单位是什么？磷酸、戊糖、碱基是如何构成核苷酸的？ 核酸的基本结构单位是核苷酸。核苷中戊糖5’位碳上的羟基（—OH）和磷酸上的氢（—H）结合，脱掉一分子的水，形成的化合物，称为核苷酸，即单核苷酸，其连接键为磷酸酯键。（九）什么是3，-5，磷酸二酯键？什么是多核苷酸的5，端和3，端？ 是由前一个核苷酸戊糖3’碳位上的羟基与后一个核苷酸戊糖5’碳位磷酸上的氢结合，在核酸聚合酶的催化下，脱掉一分子连接而成。 在戊糖5’碳位上油磷酸基游离者，称为5’端，即首段。而戊糖3碳位上油羟基游离者，称为3端，即尾端。 （十三）DNA的功能？ DNA是遗传物质，是遗传信息的载体。在遗传信息的传递过程中，DNA分子要进行自我复制，然后经过细胞分裂，将遗传信息传给子代细胞，并且在子代细胞中，DNA分子中的遗传信息经过转录、翻译，才能表达出相应的遗传性状。：1.DNA的半保留复制。2.DNA的转录。 (十四) RNA的种类有哪些?它们的结构特点和功能？ tRNA（转运RNA）, rRNA（核糖体RNA）, mRNA（信使RNA）。还有核酶和微小RNA等。功能：mRNA 从细胞核内的DNA分子上转录出遗传信息。并带到细胞质的核糖体上，作为合成蛋白质的模板。 tRNA 是识别被激活的氨基酸，合成氨酰-tRNA复合体，并借自身的反密码子与mRNA上的密码子‘咬合’，将携带的氨基酸运输到核糖体，供合成蛋白质需要。
第八章第二节寄生现象与人体微生态系 正常菌群：在正常人体体表与外接相同的腔道粘膜寄居着不同种类和数量的微生物，当人体 免疫正常时，这些微生物对宿主无害，有些对人体还有利，通称正常菌群。 机会致病菌：在某些情况下，正常菌群与宿主之间的生态平衡被打破，原来不致病的正常菌 群可引起致病，成为机会致病菌。 正常微生物群的生理作用：生物拮抗、营养作用、免疫作用（如双歧杆菌能刺激肠粘膜下淋巴细胞增殖，诱导SIgA【分泌型免疫球蛋白】等产生）、延缓衰老抗肿瘤。 微生态失调与条件致病的主要原因：（1）寄居部位改变（2）宿主免疫低下（3）菌群失调 第四节病原生物的控制 消毒：杀死物体上或环境中病原微生物的方法，并不一定能杀死细菌芽胞或非病原微生物。 灭菌：杀死物体上所有微生物（包括杀灭细菌芽胞在内的全部病原微生物和非病原微生物） 的方法。 无菌操作：医学上将防止病原微生物进入人体或者物品的操作技术或措施成为无菌操作。 病原微生物的控制方法： 【物理方法】 热力灭菌法：干热灭菌法、湿热灭菌法（煮沸消毒法、流通蒸汽灭菌法）、高压蒸汽灭菌法（为实验室及生产中最常用的灭菌方法）、巴氏消毒法（饮品加热至62℃，维持30min）。辐射：红外线与微波、紫外线（波长200-300nm，其中波长260nm杀菌力最强。用途：适 用于空气及物品表面消毒。特点：穿透力弱）、电离辐射（优点:能量大、穿透力强、不需 加热、方法简便、不污染环境、无残留毒性） 其他方法：滤过除菌法、干燥与低温、臭氧消毒法。 影响消毒与灭菌效果的因素： 病原生物的种类、生活状态与数量（芽胞对理化因素的耐受力远大于其繁殖体，炭疽杆菌繁 殖体在80℃只能耐受2-3分钟，但其芽胞在湿热120℃ 10分钟才能被杀灭） 消毒灭菌的方法、强度及作用：PS 70%-75%的乙醇消毒效果最好。 第九章医学病毒 第一节病毒的形态与结构 病毒体：完整的成熟病毒颗粒，是细胞外的结构形式，且具有典型的形态、结构和感染性。 病毒的结构：由核心和衣壳组成，称为核衣壳。有些病毒在核衣壳的外表面有一层包膜包裹 衣壳：（1）螺旋对称型（2）20面体立体对称型（3）复合对称型：衣壳具有抗原性 包膜意义：（1）具有保护病毒核衣壳的作用（2)包膜能吸附或融合易感细胞，有助于病毒 的感染（3）包膜构成病毒的表面抗原，具有抗原性 第二节病毒的增殖与培养 病毒的复制：病毒在宿主细胞中增殖的过程称为病毒的复制。 病毒的复制周期：1.吸附2.穿入3.脱壳4.生物合成5.装配6.成熟7.释放 病毒的人工培养：动物接种、鸡胚培养、细胞培养。 第四节病毒的感染与抗病毒免疫 病毒传染源：1.病人：潜伏期2.病毒携带者3.被病毒感染的动物或携带病毒的动物（包括 媒介节肢动物） 病毒感染的传播方式：垂直传播、水平传播 持续性病毒感染：【概念】可在机体内长期携带病毒，可出现/不出现临床症状，可称为重 要的传染源【包括】1.潜伏性病毒感染：水痘带状疱疹病毒引发水痘，免疫下降时引起带 状疱疹2.慢性病毒感染：慢性HBV/HCV 3.慢发病毒感染：HIV 4.急性病毒感染的迟发并发症：麻疹引发的SSPE（亚急性硬化性全脑炎）
医用高分子材料 高分子材料科学与工程，高材1006班，王中伟， 摘要：随着高分子材料在社会的各个领域的广泛应用，尤其是在航天工程、医学等领域的应用。功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词：医用高分子材料人工人体器官对人类健康的促进相容性 前言：现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外, 医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料．医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。 正文：
生物医用纺织材料及其器件研究进展 生物医用纺织材料是生物医用材料的重要组成部分，是以纤维为基础、纺织技术为依托、医疗应用为目的的医用材料，用于临床诊断、治疗、修复、替换以及人体的保健与防护。生物医用纺织材料是纺织与材料、生物、医学及其他相关基础学科深度交叉融合产生的一类医用材料，其产品是医疗器械的一个重要组成部分，由各级食品药品监督部门监管。与服用和家用纺织品相比，生物医用纺织品研发流程长，产品审批手续复杂，故新产品注册上市所需时间更长。 生物医用纺织材料按来源分类可分为生物医用金属纤维( 如不锈钢丝缝合线) 、生物医用无机非金属纤维( 如氧化铝纤维) 和生物医用高分子纤维。其中，以高分子纤维居多。生物医用高分子纤维包括: 1) 天然高分子基生物医用纤维，含纤维状的天然物质直接分离、精制而成的天然纤维和用天然高分子为原料经化学和机械加工制成的纤维，如纤维素及其衍生物纤维( 氧化纤维素) 、甲壳素及其衍生物纤维、蚕丝和骨胶原纤维等; 2) 合成高分子基生物医用纤维，如聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乳酸纤维等。 生物医用纺织材料纤维的主要成型方法有: 干法纺丝、湿法纺丝、熔融纺丝、干湿纺丝、乳液纺丝、凝胶纺丝等。不同的纺丝方法可获得不同的截面形态和直径尺度的纤维。截面形态包括圆形、三角、核壳及中空型等。根据不同的成型方法可获得从纳米级到毫米级的不同纤维尺度。熔融和湿法纺丝的纤维直径与大多数动植物细胞尺度相近，而静电纺丝纤维更接近于病毒的尺度。 生物医用纤维可经纺织手段制备成一维(线状)、二维(平面) 或三维(管状)纺织品。其手段主要是指机织、针织、编织、非织、静电纺及复合成型方法。实际研发过程中，常常根据医疗产品的需求，可选择1种或数种纺织手段来进行成型。生物医用纺织品具有规则的多孔结构且连续贯穿，表面拓扑形貌规则且易控，厚度可在1 × 102～ 1 × 107nm范围内调节。通过不同的纺织手段获得的纺织品，其力学性能各具特色且调节范围大。 生物医用纺织材料在临床上具有广泛的用途，可独立或参与制成人体器官或组织的替代物，不同的产品具有不同的医学功能。1) 支持运动功能: 人工关节、人工骨、人工肌腱等; 2) 血液循环功能: 人工心脏瓣膜、人工血管等; 3) 呼吸功能: 人工肺、人工气管、人工喉等; 4) 血液净化功能: 人工肾、人工肝等; 5) 消化功能:人工食管、人工胆管、人工肠等;6) 泌尿功能: 人工输尿管、人工尿道等; 7) 生殖
登陆QQ邮箱，对比重点是否有出路 1、败血症：病原菌侵入血流，并在其中生长繁殖，同时，产生毒素，引起严重中毒症状。 2、病原微生物：对人类和动物、植物具有致病性的微生物称病原微生物。 3、潜伏感染：宿主与致病菌在相互作用过程中暂时处于平衡状态，病菌潜伏在病灶内或某些特殊组织中，一般不出现在血液、分泌物或排泄物中，一旦机体抵抗力下降，潜伏致病菌大量繁殖，即可使疾病复发。 4、菌群失调：是指在原微生境或其他有菌微生境内正常微生物群发生的定量和定性的异常变化。这种变化主要是量的变化，故也称比例失调。 5、消毒：杀灭物体上的病原微生物，但不一定能杀死芽胞的方法 6、无菌操作：防止微生物进入人体或其他物体的操作方法。 7、条件致病微生物：某些微生物在正常情况下不致病，但在正常菌群当其菌群失调、定位转移、宿主转换或宿主抵抗力的严重降低时，可引起疾病，称条件致病菌。 8、显性感染：当机体抗感染的免疫力较弱，或侵入的致病菌数 量较多、毒力较强，以致机体的组织细胞受到不同程度的损害，生理功能也发生改变，并出现一系列的临床症状和体症。 9、菌落：单个细菌经培养后分裂繁殖成的一堆肉眼可见的细菌集团 10、毒血症：致病菌侵入宿主体内后，只在机体局部生长繁殖，病菌不进入 血循环，但其产生的外毒素入血。外毒素经血到达易感的组织和细胞，引起特殊的毒性症状。 11、半数感染量：表示在规定时间内，通过指定感染途径，使一定体重或年龄的某种动物半数感染所需最小细菌数或毒素量。 12、灭菌：杀灭物体上所有微生物，包括病原微生物、非病原微生物和芽胞的方法。 13、微生物：自然界中一些个体微小、结构简单、肉眼直接看不到 的微小生物。 14、CPE：即致细胞病变效应，是指病毒感染引起的、光学显微镜下可见的受感染组织细胞的形态学改变。 15、侵袭力：是指致病菌突破机体的防御功能，在体内定居、繁殖和扩散的能力。 与细菌的表面结构和产生的胞外酶有关 16、肥达试验：系用已知的伤寒杆菌O、H抗原和甲、乙型副伤寒杆菌的H抗原，与不同稀释度的待检血清作定量凝集试验，根据抗体的含量和动态变化以辅助临床诊断伤寒、副伤寒的一种血清学试验。 17、菌群失调症：是指在原微生境或其他有菌微生境内正常微生物群发生的定量和定性的异常变化。这种变化主要是量的变化，故也称比例失调。 18、结核菌素试验：属于迟发型超敏反应，用结核菌素试剂做皮肤试验，感染过结核分枝杆菌或接种过卡介苗者一般都出现阳性反应 19、慢发病毒感染：病毒或致病因子感染后，经过很长的潜伏期，有的可达数年或数十年之久，以后出现慢性进行性疾病，直至死亡。如HIV的艾滋病和麻疹病毒的亚急性脑。。 20、溶原性转换：是指当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶原状态时而使细菌获得新的性状。 1、简述破伤风梭菌的致病机制及防治原则。 感染条件：伤口需形成厌氧微环境，伤口窄而深（如刺伤），伴有泥土或异物感染;大面积创伤、烧伤，坏死组织多，局部组织缺血；同时有需氧菌或兼性厌氧菌混合感染。