生物材料答案(华东理工)

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1、该版本经过华东理工大学高材卓越110班和复材112班部分同学整理，整合了老师上课的ppt上的内容以及一些文献上的知识。但非考试标准答案，仅供参考。特别感谢SKH,SJW,LTY,WHJ等各位同学。（1）“生物材料导论”这门课涉及了什么基本内容？生物材料学是一门新兴的边缘性和综合性学科，涉及到化学、物理、材料科学、生命科学和临床医学等各方问题。本门课程中，涉及到了生物材料的基本概念和特点，生物材料的功能及其特性，材料的生物相容性及生物活性，并介绍了医用金属材料，生物陶瓷，医用高分子材料，医用复合材料，生体内吸收分解材料，以及当前研究热点和对生物材

2、料发展的展望。（2）请列出“生物材料”的定义，试举出医用生物材料的一些应用例子。一般认为，能对机体的细胞、组织和器官进行诊断、治疗、替代、修复、诱导再生或增进其功能的特殊的功能材料（及其终端产品）称为生物医用材料或生物材料。其中还包括狭义和广义的定义。狭义定义：只包括长期与生物体相接触的、或植入生物体内起某种生物功能的天然或人工合成材料。广义定义：还包括用于医学治疗方面的生物材料，如医学诊断试剂、药物释放材料、一次性临床使用材料以及制造生物医药的各种原材料等。比如人工关节、人工心脏等替代人体组织和内脏的修复和置换材料是生物材料，与眼角膜接触的隐

3、形眼镜、缝合组织用的手术线、保存血浆用的输血袋、治疗骨折用的固定材料等也都归属于生物材料。（3）与生物材料相关联的学科有哪些？生物材料学是一门新兴的边缘性和综合性学科。除了与材料科学的基础理论相关外，它还涉及到机械工学、化学、物理、生物科学、病理学、药物学、解剖学等多门学科，综合运用于材料基础研究、医用组件相关研究、动物实验和临床应用研究，所以生物材料学的发展是各学科进步的结晶。（4）试说明生物材料的研究与发展过程的特点。研究特点：高性能、多功能、超复合；众多学科间的交叉与融合；高新技术及产业化的基石；改变生活质量与生活方式。为保证生物材料在人

4、体中使用的绝对安全性，考察周期的长年累月也是此类材料开发的一大特点。同时，比起普通材料，除了要考虑材料的物化性能，可加工性能和耐药品性能，医用生物材料还需要注重生物相容性和血液适应性。发展过程特点：第一代（1950s）生物材料特点：生物惰性。获得合适的生理性能的组合来与被替换组织相匹配，同时对宿主有很小的毒性反应。例如不锈钢及其合金，钛及其合金做人工关节，60年代初聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为骨水泥开始用于硬组织的修复，不降解；70年代起一些重要的医疗器械与器材，如人工心瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起搏器、植入型全人工心脏、人工肝、

5、肾、胰、皮、骨、接触镜、角膜、人工晶体、手术缝合线等相继研制成功，在临床上得到了广泛应用。第二代特点(1980s)：生物活性或生物可吸收性。生物活性指在生理环境下能引起一种可控行为和反应。如在人体硬组织修复和置换方面起了至关重要作用的生物陶瓷：生物活性玻璃(Hench)，生物活性微晶玻璃（小久保正）羟基磷灰石陶瓷等复合材料。90年代后期，在生物陶瓷构架（支架材料）中引入活体细胞或生长因子，使生物陶瓷具有生物学功能成为生物陶瓷的一个重要研究方向。可吸收性指：界面问题被解决了。例如生物可降解缝线，可吸收骨折固定板等。第三代特点(1990s)：生物活

6、性和生物可吸收性结合了。第三代生物医用材料在生物体内能被降解，最终为基体所吸收，同时材料本身又具有生物活性，能参与集体的生理活动，在分子水平上激活基因，刺激相关细胞，产生响应，从而诱导组织和器官的形成，是细胞和基因的活化性材料（cellandgene-activatingmaterials），例如骨形态发生蛋白（ＢＭＰ）生物活性复合材料。（4）试述医用金属材料的种类及特点。为提高金属钛及其合金的生物活性可采取什么方法？主要存在什么优缺点？目前所用的医用金属材料主要是：不锈钢、钴基合金、医用钛与钛合金、医用钽、铌、锆；医用贵金属及其合金（金、银和

7、铂及其合金）；医用磁性材料；医用形状记忆合金（TiNi合金）。不锈钢：不锈钢按其组织相的特点可分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢和奥氏体不锈钢，后者因具有良好的耐蚀性能和综合的力学性能而得到广泛的临床应用。不锈钢器件植入体内，其合金元素会通过生理腐蚀和磨蚀而导致金属离子溶出，后者进入组织液会引起机体的一些不良反应。钴基合金：医用钴基合金包括钴铬钼合金、钴铬钨镍合金、钴镍铬钼钨铁合金和MP35N钴镍合金及其烤瓷合金。医用钴基合金的耐磨性是所有医用金属材料中最好的，故钴基合金植入体内不会产生明显的组织反应。合金植入体内后一般保持钝化状

8、态。与不锈钢相比，钴基合金的钝化膜更稳定，耐蚀性更好。因此相对不锈钢而言，医用钴基合金更适于制造体内承载苛刻的长期植入件。钴铬钼合金的点蚀倾向非常小，