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“生物医用材料研发与组织器官修复替代”
重点专项2016年度申报指南
随着生命科学、材料科学及物理、化学等学科的发展，特别是组织工程技术的发展，推动人体组织器官的修复替代进入了一个崭新的阶段。在我国人口老龄化的加速演进的新形势下，加快研发生物医用材料和组织工程技术及产品，对于培育我国战略新兴产业，转变经济发展方式，实现科技惠及民生具有重要战略意义。
为全面落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的相关任务，按照国务院《关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革的方案》和《关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》的总体要求，经国家科技计划（专项、基金等）战略咨询与综合评审特邀委员会、部际联席会议审议，“生物医用材料研发与组织器官修复替代”重点专项列为2016年优先启动的重点专项之一，并正式进入实施阶段。
本专项旨在面向国家保障全民基本医疗保健和转变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，
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以新型生物医用材料和植入器械、高值医用耗材为重点，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，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，为我国生物医用材料产业跻身国际先进行列奠定科学与技术基础。
本专项按照多学科结合、全链条部署、一体化实施的原则，部署前沿科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范等4大研究开发任务，实施周期为2016-2020年。
1. 前沿科学及基础创新
1.1 材料诱导组织形成的机制和理论基础
研究内容：深化生物材料组织诱导作用的细胞分子机制研究，重点揭示并阐明材料对非骨组织（如血管、心肌、软骨、肌腱、韧带、神经、角膜等）再生的诱导作用及其机制，形成相应理论体系，为组织再生性新一代生物材料的发展提供科学和技术基础。
考核指标：确证可诱导不少于5种上述非骨组织再生的生物材料，阐明其机理，为建立完整的组织诱导性生物材料科学理论基础提供实验依据；申请国际和国内核心发明专利不少于8项（国际专利2-3项），其中获得授权不少于5项；在国际一流期刊发表论文不少于20篇；完成生物材料组织诱导性研究专著1部。
支持年限：2016-2020年。
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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 材料表面/界面及表面改性研究
研究内容：重点研究与常规材料技术进步直接相关的表面／界面及其改性原理，包括：材料表面/界面的组成、分子构型、微/纳米结构、微图案、生物力学性质等的表征及其对蛋白/细胞的选择性吸附/黏附和细胞行为影响的定性、定量关系；对材料生物功能和特定组织再生的影响和机制等。
考核指标：建立抗凝血和抗组织增生的材料表面/界面的构建原理，高界面结合强度的生物活性涂层及可与软组织形成生物密封的活性表面的设计原理，抗菌表面设计及改性原理；利用每种原理设计及研发1-2种新型表面改性植入器械并进行体内外试验验证。申请国际和国内核心发明专利不少于8项（国际专利2-3项），其中获得授权不少于5项；在国际一流期刊发表论文不少于20篇；完成相关专著1部。
支持年限：2016-2020年。
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。
2. 关键核心技术
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2.1 个性化植、介入器械的快速成型及生物3D打印技术
2.1.1 个性化植、介入器械的快速成型与3D打印
研究内容：研究不含活体细胞的生物相容个性化骨、牙、关节、心血管系统和其他软组织植入器械的快速成型制造（CAD／CAM）及3D打印设备、原材料、软件及其集成；研究具有生物功能的3D打印构架设计、原材料研发、设备及其集成；制定设备及相关制品标准等。
考核指标：提供不少于3种具有自主知识产权的个性化生物相容性植入器械（颅颌面骨、牙冠、关节、盆骨、管腔等）快速成型（CAD／CAM）及3D打印设备、原材料和专用设计软件及其集成，打印精度小于2微米，其中3种以上设备获得CFDA产品注册证，相关植入器械应用于临床；利用研发的技术和设备，构建2种以上具有生物功能（生物活性、组织诱导性、抗凝血性等）的3D打印构架，并进入临床试验或取得CFDA产品注册证（至少有1个产品注册证）；核心技术获得国际和国内发明专利不少于6项（国际专利不少于2项）。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求产、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2:1。
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2.2 可降解及智能生物材料和植入器械制备技术
2.2.1 可降解高分子材料及植入器械制备技术
研究内容：研发可生物降解及吸收的医用高分子材料及植入器械，重点突破降解速率、分子量分布可控，以及可加工性等关键技术环节，实现工程化制备。包括开发新型催化剂及交联剂，研发高纯、高分子量及可功能化改性的医用聚氨基酸、聚己内酯等材料的绿色合成技术，以及相关植入器械的工程化加工技术等。
考核指标：研发的技术及产品，其技术指标应达到国际先进水平，相关高分子材料无金属残留，分子量分布系数小于1.3，杂质残留量不大于医用级标准，形成符合植入级产品生产质量管理规范要求的批量生产能力；开发2-3类新型绿色催化体系。3种医用可降解高分子材料制备的产品取得CFDA产品注册证，核心技术获得国际和国内发明专利不少于6项（国际专利不少于2项）。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求产、学、研、医联合申报，且单位、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 天然生物材料和组织免疫原性消除技术
2.3.1 动物源组织或器官免疫原性消除及防钙化技术
研究内容：开展猪、牛等异种动物组织和器官固定化、免疫
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原性消除及防钙化等的工程化技术研究，包括：动物源组织脱细胞新技术，提高组织强度、无有害物残留的固定化技术，消除应力集中的构形优化设计技术，内源性病毒控制技术，以及装载药物的防钙化技术等。
考核指标：制备介/植入缓钙化人工生物瓣膜、人工肌腱、膀胱、食道等产品，其防钙化效果、力学性能（抗疲劳性能、挠曲度、柔顺性等）达到国际同类产品技术水平、无残留有害毒物等；其中3种以上取得CFDA产品注册证；核心技术获得国际和国内发明专利不少于6项（国际专利不少于2项）。
支持年限：2016-2020年
拟支持项目：1-2项。
有关说明：要求产、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2:1。
2.4 组织工程技术
2.4.1 复杂组织构建的工程化技术
研究内容：基于复杂组织功能、空间结构等解剖学基础进行模拟分析及其仿生制备；开展用于多细胞共培养的支架材料研发及其培养体系的建立；进行赋予支架生物功能的设计、技术及体内外验证和系统评价。
考核指标：构建3种以上复杂组织的组织工程化产品，其中—6—
至少两项产品建立技术要求、获得进入临床试验的注册检验报告、临床试验性应用不少于30例；核心技术申报国际和国内发明专利不少于6项（国际专利不少于2项），授权2-3项。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求产、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2:1。
2.4.2 器官构建的工程化技术
研究内容：基于器官功能、结构等解剖学基础进行模拟分析及其仿生制备；模拟体内生理环境，开展新型细胞培养系统的研发；建立复杂组织器官的原创性三维细胞共培养系列技术和标准，并进行体内外评估和验证。探索肝、肾等工程化器官的构建。
考核指标：建立原创性肝、肾等器官构建的工程化技术，并完成材料和构建技术的体内外验证和评估，形成评估体系；建立相关技术要求不少于两项；核心技术申报国际和国内发明专利不少于6项（国际专利不少于2项），授权2-3项。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求产、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
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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 中枢神经再生材料和植入器械
研究内容：研究材料对中枢神经系统损伤后内源性神经发生微环境的影响，包括材料对内源性神经干细胞的激活、分化与神经损伤修复的关系；材料对非人灵长类神经网络形成及功能重建的影响；研究制定产品标准、诊断及评价神经再生和功能恢复的新方法，开展临床试验研究。
考核指标：完成脑损伤患者20例以上临床试验研究报告；完成20例以上急性或慢性脊髓损伤患者临床试验研究报告；建立脑脊液或外周血液诊断脊髓损伤/再生和功能恢复过程中基因表达谱的诊断标准；核心技术获得国际和国内发明专利不少于3项（国际专利不少于1项）；在国际一流临床研究相关杂志发表文章3篇以上。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求企业牵头申报，产、学、研、医结合，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。
3.1.2 周围神经再生材料和植入器械
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研究内容：研究周围神经损伤后微环境与神经再生的分子生物学机制及神经移植物对周围神经再生相互作用途径；重点研究周围神经长距离缺损的修复，突破神经诱导性移植物制备关键技术，开展基于诱导型组织工程神经如可降解细胞基质化组织工程神经的构建研究, 并建立相应产品质量标准, 完成临床前研究，开展临床试验研究；研究制定产品标准及评价神经再生和功能恢复的新方法，完成材料的体内安全性评价和有效性评价，建立生产线和质量保证体系，形成产品。
考核指标：2种产品获得国家三类医疗器械产品注册证，形成5万件/年生产能力，并实现产品销售；2-3种产品完成临床前研究，进入临床试验；周围神经缺损修复在人体内不短于8厘米，完成相关生物材料的全部安全性和有效性评价；核心技术获得国际和国内发明专利不少于3项（国际专利不少于1项）；在国际一流临床研究相关杂志发表文章3篇以上。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求企业牵头申报，产、学、研、医结合，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。
3.2 高值骨科材料及骨修复替代器械研发
3.2.1 新型人工关节
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研究内容：研发新型人工膝、髋关节。突破人工关节表面生物活性涂层与其基体高强度界面结合的制备技术，新型人工关节摩擦副材料的耐磨表面制备技术，表面抗菌技术等。
考核指标：研发新型人工膝关节、髋关节，并获得CFDA产品注册证。人工关节生物活性涂层具有自主知识产权，剪切强度不低于40MPa，剪切疲劳强度不低于20MPa。人工关节摩擦副材料具有自主知识产权，经过1000万次体外磨损实验，人工髋关节千万次质量磨损不大于0.05g，人工膝关节千万次质量磨损不大于0.1g；临床功能评价优良率不低于市售进口产品。核心技术获得国际和国内发明专利不少于3项（国际专利不少于1项）。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求企业牵头申报，产、学、研、医结合，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。
3.2.2 生物活性脊柱及节段骨缺损修复器械
研究内容：研发可诱导脊柱组织再生的新型脊柱融合器和节段骨缺损修复器械，包括兼具骨再生及治疗功能的替代材料，可降解高分子及金属材料等。
考核指标：研发生物活性脊柱修复器械及节段骨缺损修复器械各2种以上，其中至少各1种获得CFDA产品注册证。脊柱融—10—
合器初始抗压强度≥100Mpa，植入后可诱导脊柱骨组织再生，促进融合并具有人骨生物力学特性；节段骨缺损修复植入体可诱导会发生骨不连的节段骨（肢体骨，颌骨肢等）缺损再生或重建，对于大于4cm长度的缺损修复，初始抗压强度≥8MPa，植入人体内1周新骨开始形成，6个月左右可达站立负重能力。核心技术获得国际和国内发明专利不少于3项（国际专利不少于1项）。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求企业牵头申报，产、学、研、医结合，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。
3.3 心脑血管植、介入材料和器械
3.3.1 具有血管组织修复功能的新一代全降解聚合物支架
研究内容：研发具有血管组织修复功能的新一代全降解聚合物支架，突破支架设计和制备的工程化技术，包括支架材料的设计及制备技术；血管内皮和中层平滑肌细胞表型调控；血管组织修复中的逆转钙化技术和降解控制技术等。
考核指标：病变血管两年内基本完成修复重构，正常的内皮组织结构恢复，损伤血管自行修复并具正常血管顺应性，晚期管腔丢失率小于传统药物洗脱支架，血栓发生率不高于药物洗脱支架。产品申报或获得CFDA产品注册证，核心技术获得国际和国
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内发明专利不少于3项（国际专利不少于1项）。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求企业牵头申报，产、学、研、医结合，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。
3.3.2 全降解金属与合金冠脉血管支架
研究内容：研发全降解金属与合金冠脉血管支架，突破支架的设计和制备的工程化技术，包括产品用金属与合金材料、支架管材加工、支架结构设计与制造、载药涂层技术等；开展医用金属及其支架用管材质量稳定化制备技术研究，建立支架管材质控标准；开展金属血管支架与机体之间力学、化学、生物学交互作用与降解代谢研究；研究制定产品技术要求，进行临床前和临床试验研究。
考核指标：全降解金属与合金冠脉支架取得临床试验批件，并进行400例以上随机对照临床试验。核心技术获得国际和国内发明专利不少于3项（国际专利不少于1项）。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求企业牵头申报，产、学、研、医结合，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—12—
财政经费比例不低于3:1。
3.4 口腔植入材料及器械研发
3.4.1 新型牙种植体
研究内容：研发穿龈部分具有良好生物密封特性的新型牙种植体，突破牙种植体表面生物活化及抗菌改性技术，以及产品设计及精密加工等关键工程化技术，形成系列牙种植体并研发相应的配套器件及手术器具。
考核指标：新型牙种植体、种植体/基台系统的静态抗压强度和抗剪切强度，以及承受107次循环的抗压疲劳强度应高于市售同类产品；种植体植入后一年垂直骨吸收＜1.0mm，植入后一年牙龈下行＜0.5mm。骨整合时间≤2周；植入后骨结合率≥70%；1年后探诊深度＜3mm。产品获得CFDA产品注册证，核心技术获得国际和国内发明专利不少于3项（国际专利不少于1项）。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求企业牵头申报，产、学、研、医结合，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。
3.4.2 个性化颌面部软、硬组织修复材料
研究内容：研发用于颌面软、硬组织修复的生物材料，包括具有骨诱导性的个性化颌面骨修复材料和新型颌面软组织修复材料。
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开展临床试验,进行组织修复和功能重建的有效性评价。
考核指标：个性化颌面骨修复材料具有骨诱导性，能再生新骨修复颌骨肢缺损范围≥4cm，产品获得CFDA产品注册证；新型颌面软组织修复材料不低于市售进口产品性能，具有一定的抗唾液腺酶活性的能力、满足再生组织修复或替代缺损组织的时间要求，抗降解时间≥18个月，具有诱导上皮细胞生长和迁移，以及肌细胞再生的功能，产品获得CFDA产品注册证。核心技术获得国际和国内发明专利不少于3项（国际专利不少于1项）。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求企业牵头申报，产、学、研、医结合，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。
3.5 血液净化材料和体外循环系统或人工器官
3.5.1 血液透析材料及体外循环设备
研究内容：研发新型血液净化膜材料和滤器，以及血液透析耗材；研发便携式人工肾装置。
考核指标：血液透析膜材料实现国产化，相关产品获得CFDA 产品注册证；血液透析器在200ml/min血流量下的尿素清除率大于195ml/min，β2-微球蛋白下降率不小于40%，超滤系数达30-55ml/h/mmHg；吸附器中吸附剂吸附量高于现有吸附剂—14—
50-100%，可有效清除β2-微球蛋白、内毒素等生物毒素；便携式人工肾进入临床试验，重量＜5kg，电源持续时间≥8小时。上述产品性能达到国际先进水平，核心技术获得国际和国内发明专利不少于3项（国际专利不少于1项）。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求企业牵头申报，产、学、研、医结合，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. 标准及技术规范研究
研究内容：新一代生物材料（组织诱导性材料、组织工程化支架及产品等）检验和评价的基础科学研究。材料和产品的免疫原性、纳米生物特性、组织工程支架与细胞相容性等生物相容性评价的新方法研究，以及探索评价新一代生物材料安全性和可靠性的分子标记，形成国家标准和行业标准建议。研究新型植入器械的生物力学与耐久性检测与评价方法；研究包括植入性生物芯片等体内跟踪植入体的新方法。研究并形成生物3D打印、纳米材料、组织工程等产品的系列标准建议。
考核指标：协助制定15-25个生物材料新产品技术要求，并开展新检验方法的研究。制定新材料、检验方法系列化行业、国家标准建议或标准指南20项以上，包括具有组织诱导性、表面改
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性等新材料和3D打印、纳米材料、组织工程化产品、新型植入器械等领域的新产品标准10-15项，先进检验和评价方法标准5-10项；制定管理标准和其它技术文件5项以上。
支持年限：2016-2020年。
拟支持项目数：1-2项。
有关说明：要求专业单位牵头，鼓励产、学、研联合申报，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2:1。
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申报要求
1. 本专项所有项目均应整体申报，须覆盖全部考核指标。每个项目下设课题不超过5个，每个项目所含单位数不超过10家
2. 申报单位和个人必须签署具有法律约束力的协议，承诺各领域项目产生的所有科学数据无条件、按期递交到科技部指定的平台，在专项约定的条件下对专项各承担单位，乃至今后面向所有的科技工作者和公众开放共享。如不签署数据递交协议，则不具备承担专项项目的资格；签署数据递交协议后而不在商定的；期限内履行数据递交责任的，则由专项责令整改；拒绝整改者，则由专项追回项目资金，并予以通报。
3. 本专项研究涉及人类遗传资源采集、收集、买卖、出口、出境等须遵照《人类遗传资源管理暂行办法》相关规定执行。涉及实验动物和动物实验，要遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准及有关规定，使用合格实验动物，在合格设施内进行动物实验，保证实验过程合法，实验结果真实、有效，并通过实验动物福利和伦理审查。
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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：
《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
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；
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
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
《生物医用材料》课程教学大纲 课程编号：BFMA2004 课程类别：专业基础课 授课对象：材化部生物功能材料专业大学三年级本科生 开课学期：春季 学分：3 学分/54 学时 主讲教师：孟凤华教授 指定教材：巴迪?D.拉特纳等编著、顾忠伟等译校的《生物材料料学：医用材料导论(原书第2版中文版)》，2011。 教学目的： 生物医用材料学是生物医学科学中的最新分支学科，是生物、医学、化学和材料科学交叉形成的边缘学科。生物医用材料学是生物医学工程学的四大支柱之一，因此生物医用材料学是生物医学工程系本科学生必不可少的的一门专业课程。生物医学材料学是多门学科相互借鉴结合、相互交叉渗透、突破旧有学科的狭小范围而开创的一门新学科。本课程较系统的介绍生物医用材料学的基本概念，主要内容，研究现状及发展趋势，力求对生物医用材料学领域所涉及的材料学、化学、生物学、医学的有关知识进行较详细的介绍。以《生物医学材料学》为主要讲授内容，并结合科研和本学科发展最新动态，补充讲授纳米药物输送、组织工程等新内容。通过本课程的学习，使学生对生物医用材料学科的内容和知识有一个全面的了解，开拓知识面，为今后的深造和科研打下基础。 概述 课时：共1课时 教学内容： 序言 生物材料科学：多学科奋进的科学 生物材料的发展历史 第1部分材料科学与工程 第1章材料性质 课时：共2课时 教学内容： 1.1 引言 1.2 材料的本体性质 1.3 有限元分析 1.4 材料的表面性质和表征 1.5 水在生物材料中的作用 思考题： 1、简述影响材料的本体性质及测定方法。 2、简述材料的表面性质及常用的表面分析方法。 3、水在生物材料中起什么作用？ 第2章医用材料的种类 课时：共12课时 教学内容：
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。
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。
生物材料是用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断，治疗，替换，修复，诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。整体来看，生物材料学是一门高度综合性的学科，涉及到化学、物理、生物化学、等等各方问题。例如在天然生物材料方面，涉及到了生物的相关知识，天然生物材料包括结构蛋白质，结构多糖，生物矿物，生物复合材料。在结构蛋白和多糖方面涉及到了一些高中时学过的生物知识，像蛋白质的结构特征，多样性等等。还有像生物材料中存在的氢键等化学键有涉及到无机化学方面的相关知识。 学习过程中给我印象最深的是有一个很形象的比喻，人的身体像机器一样，机器的零件会随时间的推移而老化，人体的器官也是一样会老化，机器的零件很容易换，人体的器官也会很容易换吗？想的这个比喻就会想到生物医用材料，以前生物医用材料不发达的时候，人体器官的短缺造成很多人生活很不方便，也有的人因此失去生命，现在有很多人造器官应用成功的例子。比如课上看的视频中旅馆的老板安装的人造手臂，开始时肯定是很不适应新手臂，动作上会很不协调，但是随着磨合，人造手臂肯定会带来一定的方便之处。还有美国的一男子用尸体的手臂代替了原来自己被爆竹炸毁的手臂的案例都让我感到生物医用材料减缓了人体残疾的痛苦。 生物材料又有很多种，像生物医用材料，生物无机材料，生物高分子材料，以及生物金属材料等等。每种材料都存在各自的优缺点。生物医用金属材料：优点:良好的化学和力学性质而得到较广泛的应用。主要用于骨骼、关节、牙齿等硬组织的修复和替换。主要缺点是不具有生物活性，难于和生物组织形成牢固的结合；长期植入人体后由于化学稳定性下降，会有杂质离子析出，对周围组织造成危害；而且金属材料的弹性模量要比人骨大得多，这会造成局部应力屏蔽现象，使材料易断裂和人体不适。生物陶瓷材料：主要用于人工肩关节、膝关节、肘关节、足关节以及能够负重骨杆和椎体人工骨。优点是能在生理环境中具有高的强度和耐腐蚀性，化学稳定性好；缺点：它们不具有生物活性，与生物组织间的结合基本是机械嵌连。生物高分子材料：广泛用于人工皮肤、角膜、肌腱、韧带、血管、人工脏器等组织和器官的修复与制造；缺点是大多不具有生物活性优点是植入人体后，被降解为对人体无害的小分子产物，可通过新陈代谢途径排出体外，不影响人体组织的正常生长。 生物材料正在逐渐走入人们的生活，尤其是在医用方面，早期的生物材料的发展完全依附于材料科学的发展；现代的生物材料是相对独立的一门学科和研究领域，不断开发新型生物材料，应用领域的逐渐扩大，对生命现象的再认识，材料与生物体相互作用的理论研究，仿生材料与结构（原位诱导再生），高速增长的市场和经济效益无一不告诉我们生物材料的发展在逐渐趋向于成熟，以前人们对生物医用材料了解很少，比如人造器官等，但是现在人造器官不再是触不可及，甚至已经有人提出用动物心脏解决人体心脏的短缺。在未来20~30年内，生物医用材料和植入器械科学和产业将发生革命性变化：一个为再生医学提供可诱导组织或器官再生或重建的生物医用材料和植入器械新产业将成为生物医用材料产业的主体；表面改性的常规材料和植入器械作为其重要的补充。保守估计，2030 年左右两者可能导致世界高技术生物材料市场增长至≈US.5万余亿元，与此相应，带动相关产业新增间接经济效益可达US.5万余亿元。①数字来源于中国生物技术信息网。 生物医用金属材料 生物医用金属材料是指一类用作生物材料的金属或合金，又称外科用金属材料。它是一类生物惰性材料。通常用于整形外科、牙科等领域，具有治疗、修复固定和置换人体硬组织系统的功能。在生物医学材料中，金属材料应用最早，已有数百年的历史。人类在古代就已经尝试使用外界材料来替换修补缺损的人体组织。与生物陶瓷及生物高分子材料相比,生物医用金属材料,如不锈钢、钴基合金、钛和钛合金以及贵金属等具有高的强度、良好的韧性及抗弯曲疲劳强度、优异的加工性能等许多其它医用材料不可替代的优良性能。 生物医用金属材料的研究和发展要严格满足如下的生物学要求：良好的组织相容性 ,包括无毒性、无热源反应、不致畸、不致癌、不引起过敏反应或干扰机体的免疫机理、不破坏临近组织，也不发生材料表面的钙化沉着等；良好的物理、化学稳定性，包括强度、弹性、尺寸稳定性、耐腐蚀性、耐磨性
医用金属材料的研究进展 姓名：因 学号： 专业：材料
摘要：介绍了医用金属材料目前的研究现状、性能和应用,指出了医用金属材料 应用中目前存在的主要问题,阐述了近年来生物医用金属材料的新进展1。Medical metal materials with high strength toughness, fatigue resistance, easy processing and forming excellent properties become clinical dosage biggest and wide application of biomedical materials. 关键词：医用金属种类应用研究进展 一生物医用金属材料的简介 生物医用材料是指能够植入生物体或与生物组织相结合的材料,可用于诊断、治疗,以及替换生物机体中的组织、器官或增进其功能。生物医用金属材料是用作生物医用材料的金属或合金，又称外科用金属材料或医用金属材料，是一类惰性材料2。这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能，是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛，遍及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面。除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外，优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变，前者可能导致毒副作用，后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有纯金属钛、钽、铌、锆等、不锈钢、钴基合金和钛基合金等3。 二生物医用金属材料的特性 2.1材料毒性 生物医用金属材料的毒性主要来自金属表面离子或原子因腐蚀或磨损进入周围生物组织，由此作用于细胞，抑制酶的活性，组织酶的扩散和破坏溶酶体。具体可表现为与体内物质生成有毒化合物。并且金属离子进入组织液，会引起水肿、栓塞、感染和肿瘤等。一般才用的降毒方法包括合金化、提高耐蚀性、提高光洁度、表面涂层等4。 2.2生理腐蚀性 生物医用金属材料的生理腐蚀性是决定材料植入后成败的关键，其产物对生物机体的影响决定植入器件的使用寿命。 2.3力学性能 生物医用金属材料需要有足够的强度与塑性。一般说来，对人工髋关节金属材料的要求是：屈服强度>450Mpa；抗拉强度>800Mpa；疲劳强度>400Mpa；延伸率>8%。通常材料的弹性模量大于骨的弹性模量，由此会使得材料与骨应变不同，界面处发生的相对位移造成界面松动；除此产生应力屏蔽，引起骨组织的功能退化或吸收8。 2.4耐磨性 耐磨性影响植入摩擦器件的寿命；以及可能产生有害的金属微粒或微屑，导致周围组织的炎性、毒性反应。可通过提高硬度，表面处理等方法进行改善。 三医用金属材料的种类
生物医用材料项目 计划书 规划设计/投资分析/产业运营
报告说明— 生物医用材料是当代科学技术中涉及学科最为广泛的多学科交叉领域，涉及材料、生物和医学等相关学科，是现代医学两大支柱—生物技术和生 物医学工程的重要基础。由于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，加之现 代医学的进展和临床巨大需求的驱动，当代生物材料科学与产业正在发生 革命性的变革，并已处于实现意义重大的突破的边缘─再生人体组织，进 一步，整个人体器官，打开无生命的材料转变为有生命的组织的大门。在 我国常规高技术生物医用材料市场基本上为外商垄断的情况下，抓住生物 材料科学与工程正在发生革命性变革的有利时机，前瞻未来20-30年的世 界生物材料科学与产业，刻意提高创新能力，不仅可为振兴我国生物材料 科学与产业，赶超世界先进水平赢得难得的机遇，且可为人类科学事业的 发展做出中国科学家的巨大贡献。 该生物医用材料项目计划总投资18499.76万元，其中：固定资产投资15275.39万元，占项目总投资的82.57%；流动资金3224.37万元，占项目 总投资的17.43%。 达产年营业收入25185.00万元，总成本费用19480.33万元，税金及 附加309.62万元，利润总额5704.67万元，利税总额6801.14万元，税后 净利润4278.50万元，达产年纳税总额2522.64万元；达产年投资利润率
30.84%，投资利税率36.76%，投资回报率23.13%，全部投资回收期5.82年，提供就业职位434个。 生物医用材料及植入器械产业是学科交叉最多、知识密集的高技术产业，其发展需要上、下游知识、技术和相关环境的支撑，因此产业高度集 中(垄断)，产品多样或多角化是生物医用材料产业发展的又一特点和趋势。2010年世界医疗器械产业由27000个医疗器械公司构成，其中90%以上为 中小企业。发达国家的中小企业主要从事新产品、新技术研发，通过向大 公司转让技术或被大公司兼并维持生存。大规模产品生产及市场运作基本 上由大公司进行。不同于我国医疗器械企业“多、小、散”的局面，发达 国家医疗器械产业已形成“寡头”统治的局面，全球市场也呈现类似的格局。2009年，排名前50位的跨国大公司占有全球医疗器械市场的88%，其 中排名前25位的公司占有75%；2008年6家美、英公司：DePuy，Zimmer，Stryker，Biomet，Medtronic，SynthesMathys和Smith&Nephew占有全球 骨科材料和器械市场的≈75%，其中前4家美国公司和英国Smith&Nephew 公司占有人工关节市场的90%；6家大公司：Johnson&Johnson，Abbott，BostonScientific，Medtronic，CRBard(美国)，Terumo(日本)公司占有心 脑血管系统修复材料及植(介)入器械市场的80-90%；5家大公司：BaxterInternational(美国)，Fresenius(德国)，Gambro(瑞典)，Terumo 和AsahiMedia(日本)占有血液净化及体外循环系统材料和装置市场的80%；牙种植体和牙科材料市场基本上为Straumann(瑞士)，