生物医用材料-赵红-生物医用材料-复习题.doc

1、生物医用高分子材料的主要应用类型。

C1)与生物体组织不直接接触的材料这类材料用于制造虽在医疗卫生部门使用，但不直接与生物体组织接触的医疗器械和用品。

C2)与皮肤、粘膜接触的材料用这类材料制造的医疗器械和用品，需与人体肌肤与粘膜接触，但不与人体内部组织、血液、体液接触，因此要求无毒、无刺激，有一定的机械强度。

C3)与人体组织短期接触的材料这类材料大多用来制造在手术中暂时使用或暂时替代病变器官的人工脏器，C4)长期植入体内的材料用这类材料制造的人工脏器或医疗器具，一经植入人体内，将伴随人的终生，不再取出。

(5)药用高分子这类高分子包括大分子化药物和药物高分子。

2、生物医用高分子材料的生产对环境一般有哪些要求？生物医用高分子材料的生产对环境具有一定的要求,即通常所说的无尘、无菌要求，具有一定的空气洁净度。

3、医用高分子制品的消毒主要有哪些方法？目前医用高分子制品的消毒主要有消毒剂灭菌和辐射灭菌。

常用化学消毒剂按其杀灭微生物的效能可分为：高效消毒剂，如含氯或含碘消毒剂、过氧乙酸、过氧化氢、臭氧、甲醛、戊二醛和环氧乙烷等；中效消毒剂，如乙醇和煤酚皂溶液等；低效消毒剂，如洗必泰和新洁尔灭等。

辐射灭菌主要是用钻-60 (锢-137)和Y射线辐射灭菌。

4、医用高分子材料的性能有哪些特殊要求？(1)化学隋性，不会因与体液接触而发生反应(2)对人体组织不会引起炎症或异物反应(3)不会致癌(4)具有良好的血液相容性(5)长期植入体内不会减小机械强度(6)能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性(7)易于加工成需要的复杂形状5、材料与生物体相互作用的主要类型有哪些？高分子材料与生物体的相互作用又叫生物相容性，是指植入生物体内的材料与肌体之间的适应性。

对生物体来说，植入的材料不管其结构、性质如何，都是外来异物。

出于本能的自我保护，一般都会出现排斥现象。

这种排斥反应的严重程度，决定了材料的生物相容性。

由于不同的高分子材料在医学中的应用目的不同，生物相容性又可分为组织相容性和血液相容性两种。

（word完整版）⽣物医⽤⾼分⼦材料书后习题第⼀章绪论（重点，概念）1.与⼩分⼦化合物相⽐，⾼分⼦化合物的特点有哪些？P1(1)分⼦量⼤(2)分⼦似“⼀条长链”，且具有⼀定的长径⽐(3)分⼦量的多分散性(4)分⼦所存在的状态不同(5)固体聚合物具有⼀定的机械强度(6)⾼分⼦的难溶性2.⾼分⼦分⼦量的表⽰⽅法有哪⼏种？P3(1)数均分⼦量：按聚合物中含有的分⼦数⽬进⾏统计平均的分⼦量，⾼分⼦样品中所有分⼦的总重量除分⼦(摩尔)总数。

(2)重均分⼦量：按照聚合物的重量进⾏统计平均的分⼦量，i-聚体的分⼦量乘以其质量分数的加和。

(3)黏均分⼦量：⽤⾼分⼦的黏度来表⽰⾼分⼦的分⼦量的⽅法。

3.⾼分⼦的聚集态结构有哪⼏种？P5(1)⾮晶态结构：⽆熔点，包含玻璃态、⾼弹态和黏流态；玻璃化转变温度Tg &黏流温度Tf。

Tg是聚合物玻璃态与⾼弹态的转变点(2)晶态结构：结晶熔融温度Tm，是结晶⾼聚物的主要热转变温度，是聚合物由从固体到液体的临界温度。

(3)液晶态结构：兼有晶体和液体性质的过渡状态。

Tg和Tm是评价聚合物耐热性的重要指标。

4.⽣物医⽤⾼分⼦材料的主要应⽤类型有哪些？P10(1)直接治疗：⽣物组织、⼈⼯器官、⼀般医疗(2)医药和制剂：控制释放系统、⾎液制剂(3)检查和诊断：功能检查、⽣体检查5.⽣物医⽤⾼分⼦材料的⽣产对环境⼀般有哪些要求？P11⽆尘、⽆菌和⼀定的空⽓洁净度6.什么是⽆尘概念？如何进⼊⽆尘洁净室？P12⽆尘净化级别主要是根据每⽴⽅⽶空⽓中粒⼦直径⼤于划分标准的粒⼦数进⼊⽆尘洁净室，必须先进⼊⽆尘更⾐室，穿上⽆尘帽、⽆尘⼝罩、⽆尘⾐、静电防尘⼿套、⽆尘裤、⽆尘靴。

还应当洗⼿和消毒7.医⽤⾼分⼦制品的消毒主要有哪些⽅法？P15(1)消毒剂灭菌：⾼效、中效和低效消毒剂三类(2)辐射灭菌：主要是⽤钴-60（铯-137）γ-射线辐射灭菌(3)医⽤压⼒蒸汽灭菌⼀般不适合医⽤⾼分⼦制品（湿热空⽓：115度30min；121度20min；126度15min）8.常⽤化学消毒剂的类型、特点和原理是什么？P16A.环氧⼄烷：常温常压下，为⽆⾊⽓体，可穿透玻璃纸；液体⽆⾊透明，具⼄醚⽓味。

生物医用材料复习题内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）1.什么是生物医用材料是用于生物系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能的材料。

2.软骨的功能有哪些润滑、受力、减震。

3.生物相容性具体包含哪几方面血液相容性组织相容性力学相容性4.生物相容性的主要表现包括哪两种各是什么含义宿主反应：是生物机体对植入材料的反应。

材料反应：是材料对生物机体作用产生的反应，可导致材料结构破坏和性质改变。

5.生物医用材料设计方法除了依据一般材料设计的原则，还应考虑哪几个方面生物机体组织及器官的组成与构造；生物机体及器官的功能；生物机体的生物力学性能；除上述要求外，材料的选择还应满足制备加工以及消毒等要求。

6.影响高分子材料老化的因素有哪些①原子间的结合力不均匀、不牢固，或一些基团受外界因素作用产生交联或裂解；②结晶度；③太阳光紫外线；④热量；⑤电、高温辐射、机械力；⑥氧、臭氧、水、介质、腐蚀气体；⑧生物机体中的生理环境。

7.植入用新型合金材料的开发一般应遵从哪些原则（1）材料必须具备较高的化学稳定性及在生理环境下的耐腐蚀性能，呈现生物惰性，减小植入后的生理组织反应，提高生物相容性；（2）材料除具有足够的力学强度外，还必须具有一定的综合力学性能，以满足临床应用的需要，对用于骨科的金属材料，还需考虑降低材料的弹性模量，以提高材料的生物力学相容性；（3）对有摩擦发生的材料，还必须提高其硬度和耐磨性，减少磨损产物对人体的危害。

8.材料与生物体组织可能发生的生物反应有几种血液反应、组织反应和免疫反应9. 材料设计大体可分为哪几个层次材料设计通常有哪几种方法微观层次亚微观层次宏观层次方法：经验性设计定量性设计概率性设计10.请说明血液的作用和功能。

①血液在血管中由于心脏收缩的推动作用而遍布全身，浸润着各个生活细胞，使它们进行各种生命活动。

②血液接受由消化道吸入的水、养分和由呼吸器官吸入的氧供给细胞，同时把细胞代谢废物和二氧化碳送到排泄器官，排出体外。

生物医用材料期末知识点整理（2013）一、概念1、生物材料：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、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料，亦称生物材料。

2、生物材料的生物相容性：材料在宿主的特定环境和部位，与宿主直接或间接接触时引起适当的宿主反应和材料反映的能力，即能够被生物体或其组成单位接受或容纳的能力，材料与生物体之间相互作用后产生的各种生物、物理、化学等反应的一种概念。

生物相容性分为细胞相容性、组织相容性、血液相容性、分子生物相容性。

（生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题。

）3、组织工程：是应用工程学及生命科学的原理及方法，在正确认识哺乳动物正常及病理两种状态下组织结构与功能关系的基础上，研究、开发生物性代替物，以修复、重建或增进因创伤、疾病或老化而损坏的组织的工程。

这一学科的应用领域直接与临床医学和人类健康密切相关，是再生医学的一个分支。

4、聚合物分子量：重复单元的分子量与重复单元数的乘积；或结构单元数与结构单元分子量的乘积。

5、聚合物的玻璃化温度：当非晶态聚合物从玻璃态到高弹态之间的转变称为玻璃化转变温度。

在高聚物发生玻璃化转变时，许多物理性能特别是力学性能会发生急剧变化，材料从坚硬的固体变成柔性弹性体；玻璃化转变是一个有着重要的理论意义和实际意义的性质；T g是聚合物作为塑料使用的最高温度，橡胶使用的最低温度。

6、生物材料的生物降解：指材料在生物体内通过溶解、酶解、细胞吞噬等作用，在组织长入的过程中不断从体内排出，修复后的组织完全替代植入材料的位置，而材料在体内不存在残留。

7、生物材料的拓扑结构：生物材料微纳米级的物理结构（粗糙度、孔洞的大小及其分布、沟槽的深度宽度、纤维的粗细）接触诱导即细胞根据下层材料表面的拓扑形貌而取向生长。

8、纳米生物材料：纳米生物材料是指用于对生物体进行诊断、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纳米材料，在1~100纳米的尺度里。

生物医用材料期末试卷试题注：材料2为2012级材料一、名词解释1.生物材料见材料22.组织工程见材料23.智能水凝胶见材料24.药物控释系统见材料25.玻璃化转变温度见材料2+Tf是高弹态向粘流态的转变温度，是加工成型的下限温度。

二、简答题1.生物材料定义与分类1）定义——见上2）分类——见材料22.生物材料的生物相容性指材料在宿主的特定环境和部位，与宿主直接或间接接触时所产生相互反应的能力。

是材料在生物体内处于静动态变化过程中，能耐受宿主各系统作用而保持相对稳定，不被排斥和破坏的生物学性质。

+材料2（）3.如何利用组织工程的原理构建工程化组织或器官（1）应基于仿生学的原理，针对不同组织或器官，设计制备不同组成和结构的支架，用于组织修复与再生。

组织工程三要素：○1支架：微环境——调控细胞行为和生长方式支撑和模板——引导或诱导组织再生○2生长因子：促进或调控细胞生长或分化○3种子细胞：组织的基本单位，包括成体细胞和干细胞（2）构建方法组织工程技术的基本原理是将组织细胞(或者干细胞)贴附于生物相容性良好的生物材料上，形成细胞—生物材料复合物；将其植入到体内特定部位，或者置于体外特定环境下，在生物材料逐步降解的同时，细胞产生基质，形成新的具有特定形态结构及功能的相应组织。

技术核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体。

细胞通过大量分泌胞外基质完成组织结构的架构，细胞在新组织内的生物学活动维持了组织结构的长期稳定，并使再生组织具有特定的生理功能。

生物材料为细胞提供了适合其生长、基质合成及发挥其功能的生物学空间，克服了以往单一的细胞移植中细胞不易成活、基质合成能力低下等缺点。

生物材料支架降解前为三维组织形成提供了临时的机械支撑，同时也是未来所构建组织与器官的三维形态模板。

细胞与生物材料之间的相互作用是组织形成即组织工程化组织构建的关键，生物材料上细胞接种必须保持一定的高密度，生物材料降解速率必须与细胞的生长与细胞外基质合成速率相互匹配，才能保证组织构建的成功。

、生物惰性医用无机材料：主要指化学性稳定、生物相容性好地无机材料.、活性生物玻璃陶瓷：通常将生物活性玻璃陶瓷也称为生物活性微晶玻璃，它是一种多相复合材料，含有一种以上地结晶相及玻璃相.文档来自于网络搜索、生物医用高分子材料：生物医用材料是以医用为目地，用于和活体组织接触，具有功能地无生命材料.、生物医用复合材料：由两种或两种以上不同材料复合而成地生物医用材料，它主要用于人体组织地修复，替换和人工器官地制造.文档来自于网络搜索、功能材料：就是通过电、磁、声、光、热等直接效应和耦合效应以及化学和生物效应实现某种使用功能地材料，它一般包括无机非金属功能材料、有机高分子功能材料、金属功能材料和复合功能材料等.文档来自于网络搜索、仿生学：是研究生物系统地结构性质、能量转换和信息传递与处理地原理，它将所获得地知识，用来改进和完善现有科学设备、装置，以及为创造新科学技术装置、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图.它运用生物系统地方法来解决工程问题，是系统设计地一种新方法.文档来自于网络搜索、组织工程：应用工程学和生命科学地原理和方法来了解正常地和病理地哺乳类组织地结构——功能地关系，并研制活地生物组织代用品，用于修复、维持、改善人体组织地功能.文档来自于网络搜索、生物医用材料标准：用于评价和生产生物医用材料及其制品地技术规范，是由官方或民间组织提供地或得到公众认可地法规性文件.文档来自于网络搜索、干细胞：是未成熟细胞，它未充分分化，具有再生各种组织和器官和人体潜在功能，医学上成为万能细胞.、生物医用材料是用于生物系统疾病地诊断、治疗、修复或替换生物组织或器官，增进或恢复其功能地材料、生物医用材料地生物相容性：指材料在生理环境中，生物体对植入体地生物材料地反应和产生有效作用地能力，用以表征材料在特定应用中与生物机体相互作用地生物学行为.文档来自于网络搜索、杂化材料：指由活体材料和非活体材料所组成地复合体.用于修复、维持、改善人体组织地功能.填空、生物医用材料和器材主要有三个方面地用途：诊断、治疗和康复.、生物医用材料地生物相容性具体包括血液、组织和力学相容性.、材料设计大体可分为三个层次：微观层次、亚微观和宏观层次.、生物医用复合材料地结构设计可采用结构仿生和功能梯度材料地结构设计方法进行结构材料设计.、材料与生物体作用主要包括血液反应、组织反映和免疫反应.、原子示踪法分：简单示踪法、物理混合示踪法和标记化合物示踪法.、当前研究较活跃地地生物材料有：高抗凝血材料、生物活性陶瓷及玻璃、生物粘合剂、钛及钛合金钛镍记忆合金、智能和杂化材料、血液净化材料.文档来自于网络搜索、医用金属材料最重要地应用：骨折内固定板、螺钉、人工关节、牙根种植体.、巨噬细胞对陶瓷地降解包括细胞内降解和细胞外降解两个方面.、生物医用高分子材料根据来源，可分为天热生物医用高分子材料和合成生物医用高分子材料.、界面地结合力：机械结合力、物理结合力和化学结合力.、仿生研究主要包括仿生分析、设计和制备三个步骤.、钛及其合金表面活化医用无机材料地基本条件和要求：良好地生物相容性、杂质及溶出物含量低、有效性、成型加工性能、良好地耐消毒和灭菌性.文档来自于网络搜索简答题生物医用复合材料及特点？分类：）、按基体材料分类，有陶瓷基生物医用复合材料，高分子基生物医用复合材料，金属基生物医用复合材料.文档来自于网络搜索）、按增强体地形态和性质分为纤维增强生物医用复合材料和颗粒增强生物医用复合材料. 特点：）、比强度、比模量高）、抗疲劳性能好）、抗生理腐蚀性好）、力学相容性能好）、组成多元.干细胞地临床应用？）、多能干细胞可以帮助我们理解人类发育过程中复杂事件，确定参与导致细胞特化地决定因素）、人体多能干细胞研究，能大大地改变研制制品和进行安全性实验地方法）、人体多能干细胞最为深远地用途是生产细胞和组织，许多疾病及功能失调往往是由于细胞功能障碍或组织破坏所致）体细胞核转移方法是克服某些患者地组织不相容地一个方法，患者可以用自己地遗传物质制造适合自己地细胞.文档来自于网络搜索、生物医用材料分类？）、材料按属性分类分为医用金属、高分子、无机和复合材料；）、按功能分为血液相容性材料、软组织、硬组织相容性材料、生物降解材料、高分子药物；）、按来源分为自体组织、同种异体器官及组织、同种异体器官及组织、天然生物材料人工合成材料；）按使用部位分为硬组织、软组织材料、心血管材料、血液代用和分离过滤透析膜材料文档来自于网络搜索、金属地毒性？主要作用于细胞，可抑制酶地活性，阻止酶通过细胞膜地扩散，和破坏溶酶体，一般可通过组织或细胞培养、急性和慢性毒性试验，溶血实验等来检验.文档来自于网络搜索、碳优点？）、碳涂层有足够地强度，十分耐磨.）、具有优异地血液相容性，不会引起血溶和血栓.）、抛光后地涂层是致密不透性地，不会引起降解反应.）、无毒无刺激性，不致癌.文档来自于网络搜索、生物活性骨水泥作为一种医用材料，必须满足那些要求？）、浆体易于成型，可填充不规则地骨腔；）、在环境中能自行凝固，硬化时间要合理；）、有优良地生物活性和骨诱导潜能；）、良好地机械性能和耐久性能；）、无毒和具有免疫性.。

第一章生物材料1、什么是生物医用材料？系统研究材料的结构和性能与生物功能之间的关系，尤其关注材料的种类和表面结构与细胞、蛋白以及一些生物大分子之间的相互作用机制。

第一代：生物惰性（1950-1980）第二代：生物活性或生物可吸收性（1980-1990）第三代：生物活性和生物可吸收性（1990-2000）第四代：组织工程材料、纳米生物材料（2000-至今）2、生物材料和其他材料相比的特点是什么？3、你认为研发一种具有临床应用前景和市场竞争力的生物材料制品关键要考虑哪些方面？答：研发一种具有临床应用前景和市场竞争力的生物材料制品是一个复杂而具有挑战性的任务。

以下是一些关键方面，需要在研发过程中仔细考虑：1.生物相容性和安全性：与生物体的相容性：材料应当对人体组织具有良好的相容性，避免引发免疫反应或排斥反应。

安全性评估：进行全面的安全性评估，包括细胞毒性、炎症反应等，确保材料对人体没有不良影响。

2. 功能性与性能：设计具体功能：根据应用需求，确定生物材料应具备的具体功能，如支持细胞生长、促进组织再生等。

稳定性与可控性：考虑材料的稳定性和可控性，以确保在不同环境和条件下都能维持预期的性能。

3. 可降解性与生物降解产物：可降解性设计：如果适用，考虑设计可降解的材料，以避免二次手术和潜在的并发症。

生物降解产物：研究生物降解产物的性质，确保它们不会对周围组织造成不良影响。

4. 制备工艺和成本：可扩展的生产工艺：考虑材料的制备工艺，确保可扩展到大规模生产，降低成本。

成本效益：在研发的早期阶段就要考虑成本效益，以确保最终产品在市场上具有竞争力。

5. 合规与标准：符合法规：确保研发过程符合相关的法规和伦理规范，保障临床试验和市场上的合规性。

标准遵循：遵循行业和国际标准，以提高产品的可比性和可信度。

6.临床可行性与效果验证：临床可行性研究：进行合适的临床前研究，验证生物材料的可行性和预期效果。

临床试验：在临床试验中验证生物材料的安全性和有效性，获取可靠的临床数据。

生物医用材料期末考试姓名：曾惜学号：2011222702专业：2011级生物技术学院：检验医学院一、试述细胞黏附、迁移机制，举例说明其生物学特性。

答：细胞粘附定义：在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程。

细胞粘附分子（cell adhesion molecule，CAM）是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的分子。

细胞粘附指细胞间的粘附，是细胞间信息交流的一种形式。

而信息交流的可溶递质称细胞粘附分子(cell adhesion molecule,CAM)。

CAM 是一类独立的分子结构，是通过识别与其粘附的特异性受体而发生相互间的粘附现象。

细胞迁移指的是细胞在接收到迁移信号或感受到某些物质的浓度梯度后而产生的移动。

移动过程中，细胞不断重复着向前方伸出突触/伪足，然后牵拉后方胞体的循环过程。

细胞骨架和其结合蛋白，还有细胞间质是这个过程的物质基础，另外还有多种物质会对之进行精密调节。

黏附分子cadherin分子超家族参与机体内许多生物过程,包括调节钙介导的细胞黏附、细胞极性及形态形成,细胞的聚集和迁移,细胞的识别和信号传导机制,近年来研究发现cadherin分子与肝癌的恶性生物学特征如肿瘤恶性增殖、侵袭及转移特征有密切相关性.如经典的E-cadherin的表达下调与肝癌细胞的高侵袭表型、癌细胞扩散密切相关.非经典的cadherin分子T-cadherin 已发现具有抑制乳腺癌和胶质母细胞瘤增殖及转移的特征,肝癌中T-cadherin表达缺失可能提示与肝癌的恶性生物学特征的相关性.cadherin分子与肝癌的生物学特征的关系的研究进展,可为肝癌的治疗提供新的研究思路.参考文献：百度（百度百科—细胞粘附分子）：/view/1477919.htm谷歌（维基百科—细胞迁移）：/wiki/细胞迁移《医学免疫学》第5版人民卫生出社出版主编金伯泉副主编熊思东世界华人消化杂志：2006年7期二、试论述生物矿化原理，举例说明其生物学意义。

1.什么是生物医用材料？是用于生物系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能的材料。

2.软骨的功能有哪些？润滑、受力、减震。

3.生物相容性具体包含哪几方面？血液相容性组织相容性力学相容性4.生物相容性的主要表现包括哪两种？各是什么含义？宿主反应：是生物机体对植入材料的反应。

材料反应：是材料对生物机体作用产生的反应，可导致材料结构破坏和性质改变。

5.生物医用材料设计方法除了依据一般材料设计的原则，还应考虑哪几个方面？生物机体组织及器官的组成与构造；生物机体及器官的功能；生物机体的生物力学性能；除上述要求外，材料的选择还应满足制备加工以及消毒等要求。

6.影响高分子材料老化的因素有哪些？①原子间的结合力不均匀、不牢固，或一些基团受外界因素作用产生交联或裂解；②结晶度；③太阳光紫外线；④热量；⑤电、高温辐射、机械力；⑥氧、臭氧、水、介质、腐蚀气体；⑧生物机体中的生理环境。

7.植入用新型合金材料的开发一般应遵从哪些原则？（1）材料必须具备较高的化学稳定性及在生理环境下的耐腐蚀性能，呈现生物惰性，减小植入后的生理组织反应，提高生物相容性；（2）材料除具有足够的力学强度外，还必须具有一定的综合力学性能，以满足临床应用的需要，对用于骨科的金属材料，还需考虑降低材料的弹性模量，以提高材料的生物力学相容性；（3）对有摩擦发生的材料，还必须提高其硬度和耐磨性，减少磨损产物对人体的危害。

8.材料与生物体组织可能发生的生物反应有几种？血液反应、组织反应和免疫反应9. 材料设计大体可分为哪几个层次？材料设计通常有哪几种方法？微观层次亚微观层次宏观层次方法：经验性设计定量性设计概率性设计10.请说明血液的作用和功能。

①血液在血管中由于心脏收缩的推动作用而遍布全身，浸润着各个生活细胞，使它们进行各种生命活动。

②血液接受由消化道吸入的水、养分和由呼吸器官吸入的氧供给细胞，同时把细胞代谢废物和二氧化碳送到排泄器官，排出体外。