生物材料学复习资料

生物材料知识点（仅供参考）第一章、绪论1.生物材料、生物材料检验、生物监测、正常值、生物接触限值的定义；生物材料(biologicalmaterial)是生物体的体液(血液)、排泄物(尿液、呼出气)、毛发和试验动物脏器组织的总称。

生物材料检验(analysis of biologicalmaterial)是研究生物材料中化学物质或其代谢产物或由化学物质引起机体产生的生物学效应指标变化的分析测定方法。

生物监测是指定期(有计划)地检测人体生物材料中化学物质或其代谢产物的含量或由它们所导致的无害生物效应水平，以评价人体接触化学物质的程度及对健康的影响。

生物监测评价的是毒物的内剂量水平。

环境监测强调空气、水等生产环境中毒物的含量水平，估计毒物进入体内的接触水平，评价的是毒物的外剂量水平。

环境监测和生物监测的结果应该是相关的。

两者相辅相成，共同提供评价职业有害因素对人体危害的基础资料。

正常值(normal referencerange)是指正常人(无明显肝、肾及血液系统疾病，无职业有害因素接触史)的生物样品中某种成分的含量或生化指标值。

常通过对某地区的正常人抽样调查所得结果进行统计分析，取95%上限值(职业接触只引起升高的时候)或97.5%和2.5%上下限之间值(过高或过低均有一定的危害的时候)。

（本底值）生物接触限值(biological exposure limit,BEL)是为保护作业人员健康，对生物材料(尿、血、呼出气)中污染物或其代谢产物所规定的最高容许浓度，或某些生物效应指标改变所容许的范围。

其值相当于健康工人吸入或接触最高容许浓度的毒物时，生物材料中被测物的含量水平。

2.生物材料检验指标的选择原则：特异性好；具有良好的剂量-效应关系；稳定性好；有准确可靠的检测方法3.生物材料检验指标的分类生物材料检验指标主要有以下三个方面：(1) 生物材料中化学物质原形的检验：(2) 生物材料中化学物质代谢产物的检验：(3) 生物效应指标的检验：4.生物样品的选择原则(1)选用的生物材料中被测物的浓度与环境接触水平或与健康效应有剂量相关关系；(2)样品和待测成分(指标)足够稳定以便于运输和保存；(3)采集生物样品对人体无损害，能为受检者所接受。

817生物材料科学基础
【原创版】
目录
1.生物材料科学的定义与重要性
2.生物材料的分类与特点
3.生物材料科学的研究方法与技术
4.生物材料科学的应用领域
5.我国在生物材料科学领域的发展与前景
正文
生物材料科学是一门研究如何利用生物有机体或其衍生物制备、设计和改造新材料，以及研究这些材料在生物环境中的行为和作用的学科。

在现代科技领域中，生物材料科学具有举足轻重的地位，为众多领域的发展提供了有力支持。

生物材料可以分为多种类型，如生物医用材料、生物能源材料、生物环境材料等。

这些生物材料具有独特的性质，如有良好的生物相容性、可降解性、高强度等，使得它们在生物医学、能源、环境等领域具有广泛的应用前景。

生物材料科学的研究方法与技术涉及多学科交叉，包括生物学、化学、物理学、材料学等。

研究人员通过多学科的知识和技术，不断地发掘生物材料的新性能、新应用，并努力优化制备工艺，使得生物材料能够更好地服务于人类社会。

生物材料科学在多个领域具有广泛的应用，如生物医用材料在医疗器械、组织工程、药物递送等方面的应用；生物能源材料在生物燃料、生物发电等方面的应用；生物环境材料在生物降解塑料、水处理等方面的应用。

这些应用不仅促进了生物材料科学的发展，同时也为社会经济发展带来了
巨大的效益。

我国在生物材料科学领域取得了显著的发展，已经在许多方面达到了国际领先水平。

我国政府高度重视生物材料科学的发展，加大了资金投入和人才培养力度。

此外，我国在生物材料制备、性能研究、应用开发等方面取得了一系列重要成果，如新型生物医用材料、生物降解塑料等。

生物材料检验复习资料第一篇：生物材料检验复习资料生物材料检验：分析检验生物材料中化学物质及其代谢物的含量或因化学物质引起的的生物效应指标变化。

生物材料：是人体体液（如血液）、排泄物（如呼吸气、尿液）、毛发，指甲以及组织脏器等的总称。

生物标志物：指生物系统接触外源性物质后出现的一种变化。

分为三类：接触性生物标志物、效应性生物标志物，敏感性生物标志物。

生物接触限值（BEL）：大体相当于健康人吸入接触最高允许浓度的毒物时生物材料中被测物的水平。

尿液可分为全日尿，晨尿，定时尿和随时尿。

生物半减期：指进入生物体内的化学物质的里量通过各种途径消除一半所需要的时间，又代谢半减期。

一、检验方法的一般要求：1.方法的一般要求1）灵敏度选择符合生物监测的基本要求2）操作简便3）试剂易得、价廉4）效率高5）符合国情，易推行、推广2．选择和建立生物检测方法必须考虑的因素： 1）被测成分①溶解性，稳定性②含量水平高g/L水平低ug/L 二、方法研制准则的基本内容1．取样、运输、保存的原则1）取样：（1）容器工具材质不干扰测定（2）取样的操作要防止污染（3）取样时间根据半减期判断决定（4）取样的体积尿液>=50ml 静脉血>=5ml 末梢血500ul2)保存时间：一天，三天，一周，两周一般只要求两周 3）运输过程：保证分析物稳定，必要时要冷藏和冷冻运输4）防腐剂（尿）和抗凝剂（血）2.样品预处理原则1）尿液浓度按比重校正尿标准比重1.020，>1.030及<1.010的尿液应弃去2）样品预处理的目的是消除干扰（1）测定无机物时①用稀释液稀释后测定②混合酸消化（2）测定有机物成分：先水解，再分离（3）回收率>=75%3.制定分析方法的程序1）分析条件选择、优化2）确定检出限（1）影响检出限的因素：试剂的纯度，仪器的工作状态，电源稳定性光源的温度变化、污染等不可控制的因素。

（2）检出限的确定一般用统计法，一般用空白值的3倍标准差计算；色谱法用3倍噪音水平，检出限应小于0.3倍生物接触限值。

生物材料复习资料《生物材料学》复习资料1.生物材料，生物惰性材料，生物活性材料，生物降解材料，生物复合材料的概念生物材料：一种用于植入或与活体系统结合的无药理学和无生命性质的物质，包括所有植入人体体内且与体内组织直接接触并起到某一特定作用的材料。

生物惰性材料：是指一类在生物环境中能够保持稳定，不发生或仅发生微弱化学反应的生物医学材料，主要是惰性生物陶瓷类和医用金属及合金类材料。

生物活性材料：是一类能与周围组织发生不同程度生化反应的生物医学材料。

生物降解材料：是指那些被植入人体以后，能够不断发生降解，降解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料。

生物复合材料：是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医用材料。

2.一种用于植入或与活体系统结合的无药理学和无生命性质的物质天然材料：胶原、纤维蛋白、甲壳素、壳聚糖合成材料：聚乳酸（PLA) 聚羟基乙酸(PGA) 聚己内酯（PCL) 聚羟基烷基酸酯(PHA)3.包括所有植入人体体内且与体内组织直接接触并起到某一特定作用的材料4.细胞外基质细胞外基质是肌体发育过程由细胞分泌到细胞外的各种生物大分子，组装形成高度水合的凝胶，其中存在于各种纤维的网络。

5.材料与活体系统相互作用（1）材料反应：即活体系统对材料的作用，包括生物环境对材料的腐蚀、降解、磨损和退化，甚至破坏。

（2）宿主反应：即材料对活体系统的作用，包括局部和全身反应，如：炎症、细胞毒性、过敏等。

6.生物相容性的定义，分类，生物材料的生物相容性评价生物相容性：材料在生理环境中，生物体对植入材料会产生生物学反应以及植入材料应该产生有效作用的能力，用以表征这种生物体与生物材料之间相互作用的生物学行为就是生物相容性。

（1）血液相容性：与血液接触的材料应无溶血作用、不能破坏血液组成、不能有凝血作用和形成血栓。

（2）组织相容性：（1）植入材料不能对周围组织产生毒副作用，不能诱发基因病变和组织致畸；（2）植入体周围组织不能对材料产生强烈腐蚀和排斥反应。

生物医学材料学复习题1.生物医用材料的定义和研究内容。

2.生物医学材料的分类有哪些？3.生物医学材料与生物体之间相互作用的主要内容。

4.生物医用材料有哪些灭菌方法？5.生物医用新材料从研究到临床应用需经过哪些生物学测试阶段？有哪些研究内容和评价方法？6.组织工程的定义、基本原理和方法？7.组织工程材料的要求、分类和研究内容？8.表面改性的定义？生物医用材料表面改性方法有哪些？9.硬组织修复材料的定义、要求，常用的硬组织修复材料有哪些？10.生物医用材料的发展现状和趋势？参考内容（以下内容仅供参考，复习时请仔细阅读对照参考书，答题时尽量回答得详细）1、生物医用材料的定义：生物材料是一类具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、检查、治疗疾患等医疗保健领域，而对人体无毒，无副作用，不凝血，不溶血，不引起人体细胞的突变，畸变和癌变，不引起免疫排异反应的材料。

研究内容：生物医用材料研究主要根据近代医学以及材料化学、材料物理学的基本原理与理论以及近代医学的发现与实验，开展如下内容的研究：（1）生物体生理环境、组织结构、器官生理功能及其替代方法；（2）具有特种生理功能的生物医学材料的合成、改性、加工成型以及材料的特种生理功能与其结构关系；（3）材料与生物体的细胞、组织、血液、免疫、内分泌等生理系统的相互作用以及减少材料毒副作用的对策；（4）材料灭菌、消毒、医用安全性评价方法与标准以及医用材料与制品生产管理与国家管理法规。

2、生物医学材料的分类：（1）按材料性质分类：生物医用金属材料、生物医用无机非金属材料、生物医用高分子材料、生物医用复合材料（2）按材料来源分类：人体自身组织、用于器官移植的同种器官与组织、异种同类器官与组织、天然生物材料、人工合成材料（3）按材料的功能分类：硬组织相容性材料、软组织相容性材料、血液相容性材料、生物降解材料、生物衍生材料（4）按生物性能分类：生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料（5）按使用部位分类：硬组织材料、软组织材料、心血管材料、血液代用材料、分离、过滤、透析膜材料3、生物医学材料与生物体之间相互作用的主要内容：人体是一个极其复杂的生理环境，人体会对材料产生种种影响，这种影响反过来又会产生新的生物反应，即材料与生物体之间相互作用。

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。

第一章●生物材料：是一类具有特殊性能、特种功能，能用于人工器官制造、组织修复、理疗康复、诊断检查、治疗疾患等医疗、保健领域，而对人体组织、体液无不良影响的材料。

●金属材料●无机材料●生物玻璃●活性生物玻璃：是指能与人体组织结合为一体，没有明显的分界面，具有很好的生物相容性●碳素材料●有机生物材料●天然生物材料●药用生物材料●灭菌：指杀灭产品中一切微生物过程，使其达到无菌状态●消毒：指破坏非芽孢型和增殖状态的微生物过程，使其达到无害●湿热灭菌法：该法的原理是高温可使微生物细胞蛋白质凝固●化学灭菌法：该法的原理是使化学物质渗入到微生物的细胞内与其产生化学反应，影响蛋白质酶系统的生理活性，从而破坏细胞的生理机能而导致细胞灭亡，达到灭菌效果（醇类、过氧化物、卤族元素及其化合物、醛类、酚和酚衍生物、季铵化合物，环氧乙烷）要点1、生物材料的分类按材料的来源分类：天然生物材料、人工合成材料、自体生物器官或组织、同种异体器官或组织、异种同类器官与组织按材料的性质分类：高分子材料、无机非金属材料、金属材料、复合杂化材料按材料的应用部位分类：口腔材料、眼科材料、骨科材料、心血管材料等按材料的替代对象分类：硬组织材料、软组织材料、血液代用材料、膜分离材料、粘合材料、药用材料按与人体接触程度分类：体表接触材料、非植入性材料、半植入材料、植入材料、体内降解材料2、生物材料研究的内容1）生物体生理环境、组织结构、器官生理功能及其替方法的研究。

2）具有特种生理功能的生物材料的合成、改性、加工成型以及材料的特种生理功能与其结构关系的研究。

3）材料与生物体的细胞、组织、血液、体液、免疫、内分泌等生理系统的相互作用以及减少材料毒副作用的对策研究。

4）材料的灭菌、消毒、医用安全性评价方法与标准以及管理法规的研究。

3、生物材料的选择4、生物材料的评价重点1、生物材料的一般要求1)必须符合“医用级”标准2)溶出物和可渗出物含量低3)良好的生物稳定性（生物相容性）4)优良的机械性能5)便于灭菌和消毒6)价格便宜2、生物材料的发展趋势●血液相容性材料的研制●生物降解材料的研制及临床应用●人工器官的功能和性能改进●组织工程化器官支架材料●开发新型医疗器械●缓释控释药物的开发及临床应用3、骨组织置换材料的选择心血管材料的选择药物释放材料的选择4、生物材料的灭菌与消毒●塑料：常温下有一定形状，强度较高，在一定力的作用下形变●橡胶：常温下呈弹性，即受到很小的外力形变很大，可达原长的十余倍，去除外力以后又恢复原状的高分子材料●纤维：室温下分子的轴向强度很大，受力后形变很小，在一定的温度范围内力学性能变化不大的高分子材料。

1.生物材料的两种定义，一种是指天然生物材料，也就是由生物过程形成的材料，如结构蛋白（胶原蛋白、胶原纤维、蚕丝等）、生物矿物（骨、牙、贝壳等）和复合纤维（木材，竹等）。

另一种定义为活组织中的天然材料和用于修复人体的材料。

广义：生物体（生命体）材料和生物医用材料。

狭义：生物医用材料，即各种医用、特别是对生物体进行诊断、治疗、修复/置换人体受损组织和器官或增进其功能癿功能性材料。

2.生物材料的分类：按来源分可分为：天然材料和合成材料；按生物活性分可分为：生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料。

生物复合材料；按材料的组成和结构分为金属材料、非金属材料、高分子材料、复合物材料；按材料功能（临床用途）分为硬组织相容性材料、软组织相容性材料、血液相容性材料，生物降解材料。

3.表面界面效应：随着晶粒尺寸减小，晶界原子占总原子数的百分比快速增加。

4.物质的热效应都有哪些？热膨胀，热传导，热容，耐热性5.什么叫荷叶效应，及其在工程中的应用？荷叶效应是指荷叶表面具有超疏水以及自清洁的特性。

由于荷叶具有疏水、不吸水的表面，落在叶面上的雨水会因表面张力的作用形成水珠，水与叶面的接触角（contact angle）会大于140度，只要叶面稍微倾斜，水珠就会滚离叶面。

因此，即使经过一场倾盆大雨，荷叶的表面总是能保持干燥；此外，滚动的水珠会顺便把一些灰尘污泥的颗粒一起带走，达到自我洁净的效果。

6.什么叫Young方程？接触角的大小对固体的润湿性能好坏有怎样的关系？Young方程是描述固气、固液、液气界面自由能Y sg, Y SL, Y Lg与接触角。

之间的关系式，亦称润湿方程。

利用接触角的大小可以估计润湿程度：a< 90°,称为润湿，如：水在玻璃表面上；a > 90°,称为不润湿，如：汞在玻璃表面上；a = 180°,代表完全不润湿，尚未出现完全不润湿的固体；a= 0°,代表完全润湿，如：液体在固体表面的铺展；a < 10° ,为超亲水；a> 150°,为超疏水。

生物材料学生物材料学是研究生物体内存在并发挥功能的材料的学科。

它更关注于生物体内的材料性能、结构和功能特点，以及其在医学、工程和科学中的应用。

生物材料学是一个高度跨学科的领域，涉及生物学、化学、物理学、材料学和工程学等多个学科的知识。

它的研究对象包括生物体内的骨、牙齿、软组织、细胞、基质等各种生物材料。

生物材料学的研究内容主要包括材料的合成、表征、仿生设计以及生物材料与生物体之间的相互作用等方面。

通过研究材料的合成方法，可以开发出更好的生物材料，如合成更安全、耐用、生物相容的人工骨骼和人工器官。

同时，通过对材料的表征，可以了解材料的性能、结构和功能，从而对其进行优化和改进。

仿生设计是将生物体内的材料特点运用到人工材料中，以提高人工材料的性能和功能。

生物材料与生物体之间的相互作用研究可以帮助我们了解材料在生物体内的行为，从而进行更准确的预测和控制。

生物材料在医学领域有着广泛的应用。

例如，生物材料可以用于修复受损的组织和器官。

例如，骨折时可以使用生物陶瓷或金属材料来修复骨骼。

人工植入物可以用于代替受损的骨骼、关节、心脏瓣膜等器官。

此外，生物材料还可以用于药物输送系统。

通过将药物包裹在生物材料中，可以实现药物的控释和靶向送药，提高药物的效果和减轻副作用。

生物材料还可以应用于组织工程，通过材料的支架结构和生物材料的诱导，可以培养出具有特定结构和功能的组织。

在工程和科学领域，生物材料的研究也非常重要。

例如，生物材料可以用于开发新型的光电子器件和传感器。

生物材料的特殊性能可以用来提高光电转换效率和传感器的灵敏度。

此外，生物材料还可应用于环境保护和能源领域。

生物材料可以用来净化水体、去除有害物质和回收资源。

同时，生物材料还可以用来开发新能源，如微生物燃料电池和太阳能电池等。

总之，生物材料学是一个富有挑战性和潜力的学科。

通过研究生物体内存在并发挥功能的材料，可以开发出更好的生物材料，并应用于医学、工程和科学领域，以提高人类的生活质量和促进社会的发展。