2024年大學(xué)試題(醫(yī)學(xué))-人工器官與生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)筆試歷年真題薈萃含答案

2024年大學(xué)試題(醫(yī)學(xué))-人工器官與生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)筆試歷年真題薈萃含答案（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.參考題庫(共30題)1.材料與生物體作用主要包括（）、（）和（）。2.請舉例說明一種復(fù)合材料是怎么組成的？并指出其所具有的優(yōu)越性能？3.生物醫(yī)用材料的生物相容性具體包括（）、（）和（）相容性。4.常用的硬組織修復(fù)材料的種類和存在問題。5.生物醫(yī)學(xué)材料相容性概念？6.生物醫(yī)用新材料從研究到臨床應(yīng)用需經(jīng)過哪些生物學(xué)測試階段？有哪些研究內(nèi)容和評價方法？7.滅菌效果評價方法？8.作為生物醫(yī)用金屬材料，首先必須滿足哪些基本條件？9.雜化材料10.提高鈦及鈦合金的抗腐蝕能力以及硬度和耐磨性的方法有哪些？11.原子示蹤法分：（）、物理混合示蹤法和標(biāo)記化合物示蹤法。12.材料與生物體組織可能發(fā)生的生物反應(yīng)有幾種？13.概述人工器官的概念？14.生物醫(yī)學(xué)材料的主要分類有哪些？15.查閱人工肝方面的文獻，了解目前人工肝支持系統(tǒng)通常都使用什么技術(shù)？16.組織工程的定義、基本原理和方法？17.消毒和滅菌的定義？18.生物醫(yī)學(xué)材料化學(xué)滅菌法的特點和應(yīng)用范圍？19.機體對生物材料的影響有哪些？20.生物相容性的主要表現(xiàn)包括哪兩種？各是什么含義？21.影響高分子材料老化的因素有哪些？22.惰性生物玻璃陶瓷具有哪些性質(zhì)？23.生物降解的機理分為哪幾類？24.生物醫(yī)用材料和器材主要有三個方面的用途：（）、（）和康復(fù)。25.羥基磷灰石的燒結(jié)方法有哪些？26.醫(yī)療器械評價有哪些重要標(biāo)準(zhǔn)？27.生物材料與機體相互作用包括哪兩個方面的內(nèi)容？28.鈦及其合金表面活化醫(yī)用無機材料的基本條件和要求：（）、（）、（）、成型加工性能、良好的耐消毒和滅菌性。29.小直徑人工血管為什么沒有滿意的使用效果？查閱文獻，你發(fā)現(xiàn)解決的途徑有哪些？30.如果讓你設(shè)計并制作一個中空纖維膜肺，該怎么做？敘述你的設(shè)計、制作過程。第1卷參考答案一.參考題庫1.參考答案:血液反應(yīng)；組織反映；免疫反應(yīng)2.參考答案: 復(fù)合材料，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。 優(yōu)越性能：復(fù)合材料中以纖維增強材料應(yīng)用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度和比模量大。例如碳纖維與環(huán)氧樹脂復(fù)合的材料，其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數(shù)倍，還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹脂復(fù)合可得到熱膨脹系數(shù)幾乎等于零的材料。纖維增強材料的另一個特點是各向異性，因此可按制件不同部位的強度要求設(shè)計纖維的排列。以碳纖維和碳化硅纖維增強的鋁基復(fù)合材料，在500℃時仍能保持足夠的強度和模量。碳化硅纖維與鈦復(fù)合，不但鈦的耐熱性提高，且耐磨損，可用作發(fā)動機風(fēng)扇葉片。碳化硅纖維與陶瓷復(fù)合，使用溫度可達1500℃，比超合金渦輪葉片的使用溫度（1100℃）高得多。碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨，構(gòu)成耐燒蝕材料，已用于航天器、火箭導(dǎo)彈和原子能反應(yīng)堆中。非金屬基復(fù)合材料由于密度小，用于汽車和飛機可減輕重量、提高速度、節(jié)約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合制成的復(fù)合材料片彈簧，其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當(dāng)。3.參考答案:血液；組織；力學(xué)4.參考答案: 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域長期以來廣泛使用的金屬，有機高分子等生物醫(yī)學(xué)材料，其成分完全和自然骨不一樣，作為齒、骨的替代材料（人工骨、人工齒），填補骨缺損材料，其生物相容性和人體適應(yīng)性都不能令人滿意。近二十年來，研究接近或類似于自然骨成分的無機生物醫(yī)學(xué)材料極其活躍，特別值得重視的是與骨組織生物相容性最好的羥基磷灰石生物活性材料的研究臨床應(yīng)用。5.參考答案: 強調(diào)的是材料與宿主之間相互作用的關(guān)系，材料與人體組織直接或間接接觸時所產(chǎn)生的相互反應(yīng)的能力。良好的生物相容性是指生物醫(yī)學(xué)材料在生物體內(nèi)靜動態(tài)變化的過程中，能耐受宿主各系統(tǒng)作用而保持相對穩(wěn)定，不被排斥和破壞的生物學(xué)性質(zhì)。即材料除了要能在生理條件下保持穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，還需要滿足以下要求：引起的生物學(xué)反應(yīng)最小，對生物體無不良刺激，無毒害，不引起毒性反應(yīng)、免疫反應(yīng)或干擾免疫機能，無變態(tài)和過敏，不致癌，不致畸，無炎癥反應(yīng)，不引起感染，不被排斥，植入機體后能較長期存在，能有助于愈合及附著。6.參考答案: （1）初篩試驗階段 體外試驗：細胞毒性試驗，溶血試驗，凝血時間試驗。 體內(nèi)試驗：急性全身毒性試驗，過敏試驗，局部刺激實驗，短期肌肉植入實驗（7~14天）。 （2）第二階段試驗 體外試驗：Ames試驗，血小板粘附試驗，蛋白吸附試驗，血紅蛋白測定。 體內(nèi)試驗：使用部位的刺激和植入試驗，6個月的肌肉植入試驗。 （3）慢性和特定毒理試驗階段 體外試驗：血液相溶性體外模擬實驗，耐生物老化試驗。 體內(nèi)試驗：長期肌肉植入試驗（2~3年），致癌試驗，形態(tài)致癌試驗。7.參考答案: 芽孢是某些微生物生命周期中的正常休眠階段，其耐殺滅性比增殖狀態(tài)高許多倍。用消毒方法不能殺滅芽孢、肝炎病毒等。由于芽孢膜致密耐熱，對化學(xué)品等抵抗能力強，因此常以殺滅芽孢作為評價滅菌效果的依據(jù)。一般醫(yī)用外科制品滅菌后芽孢的存活率要低于10-6，也就是說要求滅菌方法安全可靠，以確保滅菌后，在100萬次無菌實驗中，陽性率不大于1。滅菌過程中，滅殺微生物的速率通常與微生物的濃度或單位體積內(nèi)微生物的數(shù)目成正比。殺滅微生物的速率的另一種表示法是用“1/10減少時間”的D值來表示，即殺滅90%微生物所需要的時間，其為速度常數(shù)的倒數(shù)。8.參考答案: 第一是無毒性；第二是耐生理腐蝕性。9.參考答案: 指由活體材料和非活體材料所組成的復(fù)合體。用于修復(fù)、維持、改善人體組織的功能。10.參考答案: 表面鈍化處理；高溫離子氮化及應(yīng)用離子注入技術(shù)處理11.參考答案:簡單示蹤法12.參考答案:血液反應(yīng)、組織反應(yīng)和免疫反應(yīng)13.參考答案: 廣義地講，不論體內(nèi)的還是體外的、短期的還是長期的、局部的還是全部的補償、替代或修復(fù)人體天然器官或其功能的人造裝置。 狹義地講，只有那些替換了原來自然器官的位置，并能發(fā)揮其全部功能的和具有生物活性的人造裝置才是真正的人工器官。 實際上，人工器官作為一種醫(yī)療方法和裝置，是對人體器官的某種模擬。14.參考答案: 按醫(yī)用材料的來源分類： 一、人體自身組織：如自身隱靜脈； 二、同種器官與組織：如人尸體角膜； 三、異種同類器官與組織：如豬腎臟； 四、天然生物材料的提取與改性：如動物皮、骨膠原的提取，經(jīng)處理制成縫線； 五、合成材料：如硅橡膠制作人工瓣膜。 按材料的屬性可分為： 一、無機生物材料（金屬與合金材料（不銹鋼、金、鈦及其合金）、碳素材料、生物活性材料、玻璃材料） 二、有機生物材料（是具有一定生物相容性的合成高聚物材料，包括：硅橡膠、聚碳酸酯、聚胺酯及其嵌段共聚物、尼龍、聚丙烯晴、聚烯烴、聚醚、聚砜、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯等） 三、復(fù)合生物材料 四、天然生物材料（再生纖維、膠原、彈性纖維原、透明質(zhì)酸、甲殼素、軟骨素等） 五、雜化生物材料 按醫(yī)用材料在人體的應(yīng)用部位分為： 一、硬組織材料：齒科材料、骨科材料； 二、軟組織材料：各種填充、整復(fù)材料； 三、心血管材料（抗凝血材料）：人工血管、人工導(dǎo)管等； 四、血液代用材料：人工紅血球、代用血漿。 五、透析及超濾用膜材料：血液凈化、血漿分離用膜材料。 按醫(yī)用材料的使用要求分為： 一、非植入性材料和制品：聚丙烯聚乙烯，一次性注射器； 二、植入性材料和制品：聚四氟乙烯，心臟修補片； 三、血液接觸性材料和制品：聚氨酯，心臟反搏氣囊； 四、降解和吸收性材料與制品：聚乳酸，手術(shù)縫線； 五、其他：聚苯乙烯，乳膠。 其他生物醫(yī)用材料： 一、納米生物材料； 二、組織工程材料； 三、基因芯片材料； 四、微電子植入系統(tǒng)材料。15.參考答案: 1）非生物性人工肝輔助——指不包括生物部分構(gòu)成的人工肝支持系統(tǒng)，其功能以解毒為主。如：血液透析、血液灌流、血液濾過、血漿置換。目前治療肝衰竭的主要技術(shù)。 2）生物性人工肝輔助——將同種或異種動物的器官、組織或細胞等與特殊材料或裝置結(jié)合構(gòu)成的人工肝支持系統(tǒng)。如離體肝灌流、人-哺乳類動物交叉灌流。 3）混合式人工肝輔助——由生物及非生物部分共同構(gòu)成的人工肝支持系統(tǒng)。16.參考答案: 組織工程的定義：應(yīng)用生命科學(xué)與工程學(xué)的原理與技術(shù)，在正確認(rèn)識哺乳動物的正常及病理兩種狀態(tài)下的組織結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究、開發(fā)用于修復(fù)、維護、促進人體各種組織或器官損傷后的功能和形態(tài)的生物替代物。 組織工程的基本原理和方法：為從機體獲取少量的活體組織，用特殊的酶或其它方法將細胞（又稱種子細胞）從組織中分離出來并在體外進行培養(yǎng)擴增，然后將擴增的細胞與具有良好生物相容性、可降解和可吸收的生物材料按一定的比例混合，使細胞粘附在生物材料上形成細胞-材料復(fù)合物。該生物材料所形成的三維結(jié)構(gòu)不但為細胞獲取營養(yǎng)、生長和代謝提供了一個有利的空間，也為植入的細胞分泌細胞外基質(zhì)并最終形成相應(yīng)的組織或器官提供了一個良好的環(huán)境。然后將細胞-材料復(fù)合物植入機體的組織或器官病損部位，隨著生物材料在體內(nèi)逐漸被降解和吸收，植入的細胞在體內(nèi)不斷增殖并分泌細胞外基質(zhì)，最終形成相應(yīng)的組織或器官，達到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目的。17.參考答案: 消毒：指殺滅（破壞）非芽孢型和增殖狀態(tài)的致病微生物的過程。 滅菌：指殺滅物品中一切微生物的過程。方法有三種：熱滅菌、化學(xué)滅菌、輻射滅菌。18.參考答案: 特點：臨床上經(jīng)常使用，極其方便有效，但醫(yī)用制品的生產(chǎn)規(guī)模消毒滅菌較難實施。應(yīng)用范圍：凡不適于物理消毒滅菌而耐潮濕的物品，如銳利的金屬、刀、剪、縫針和光學(xué)儀器（胃鏡、膀胱鏡等）及皮膚、粘膜、病室空氣等均可采用此法。19.參考答案: 一、受到物理、化學(xué)、生物、電等因素的復(fù)雜影響； 二、受到各種器官的組織不停運動的動態(tài)作用； 三、處于代謝、呼吸、酶催化反應(yīng)之中。20.參考答案: 宿主反應(yīng)：是生物機體對植入材料的反應(yīng)。 材料反應(yīng)：是材料對生物機體作用產(chǎn)生的反應(yīng)，可導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)破壞和性質(zhì)改變。21.參考答案: ①原子間的結(jié)合力不均勻、不牢固，或一些基團受外界因素作用產(chǎn)生交聯(lián)或裂解；②結(jié)晶度； ③太陽光紫外線； ④熱量； ⑤電、高溫輻射、機械力； ⑥氧、臭氧、水、介質(zhì)、腐蝕氣體； ⑧生物機體中的生理環(huán)境。22.參考答案: ①較高的機械強度和硬度； ②良好的化學(xué)穩(wěn)定性； ③耐腐蝕； ④抗氧化； ⑤無毒23.參考答案: 1.增溶 2.質(zhì)子化 3.化學(xué)水解 4.酶催化降解24.參考答案:診斷；治療25.參考答案: 有常規(guī)燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和冷等靜壓燒結(jié)26.參考答案: 國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16886.1等同采用ISO10993—1標(biāo)準(zhǔn)。 歐共體將ISO10993轉(zhuǎn)化成EN30993標(biāo)準(zhǔn) 美國FDA將ISO10993轉(zhuǎn)化成“生物相容性評價指南” ISO10993成為全球評價醫(yī)療器械安全性的綱領(lǐng)性文件。27.參考答案: 包括材料對生物體的作用和生物體對材料的影響，從而反過來又會產(chǎn)生新的生物反應(yīng)。28.參考答案:良好的生物相容性；雜質(zhì)及溶出物含量低；有效性29.參考答案: 對動脈粥樣硬化引起的小直徑血管梗塞或狹窄是目前臨床上的常見問題，然而目前的小直徑人工血管卻不并不能達到滿意的使用效果，其原因有二：其一是由于小直徑血管直徑小，血流慢，易形成血栓栓塞；其二是小直徑血管直徑小，血液中的一些蛋白、脂肪等易停留在血管壁，導(dǎo)致內(nèi)皮增生。 解決途徑一：人工血管內(nèi)皮化在材料表面種植內(nèi)皮細胞。 （1）單期種植法：將新鮮獲取的內(nèi)皮細胞在手術(shù)前較短時間內(nèi)種植于人工血管管壁，直接用于手術(shù)。但是通暢率無明顯提高。 （2）二期種植法：將新鮮獲取的內(nèi)皮細胞先離體培養(yǎng)，再高密度種植于人工血管，然后植入人體，且通暢率明顯高于未種植內(nèi)皮細胞的人工血管。 解決途徑之二：基因修飾利用分子生物學(xué)技術(shù)，在植入的內(nèi)皮細胞中導(dǎo)入使血管擴張、抗血栓形成的基因片段，有望從根本上提高人工血管的通暢率。 抗凝基因的選擇： 1.纖溶酶原激活物基因如組織型纖溶酶原激活物（t-PA.，尿激酶型纖溶酶原激活物、尿激酶。 2.水蛭素 3.一氧化氮合成酶、Ⅹa因子抑制劑、組織因子旁路抑制物、環(huán)氧合酶-1、前列腺環(huán)素合成酶等。 解決途徑之三：改進、優(yōu)選材料。探究生物相容性、力學(xué)性能等物理性能更優(yōu)良的材料。30.參考答案: （1）設(shè)計A.選材：首先根據(jù)醫(yī)用高分子材料的基本性能要求，常用的有均質(zhì)膜材料，如硅橡膠和多孔膜材料，如聚丙烯。二者各有優(yōu)缺點，前者氣血完全隔離，可有效防止氣栓形成；由于無孔，無血漿滲漏。但是，其機械強度較低，且氣血交換阻力大。后者透氣性好，氣血交換阻力低；毒性低；血液相容性好；機械強度較高；價格較低。但是有氣栓的危險、血漿滲漏等問題。但相比均質(zhì)膜材料而言，總體的性能優(yōu)于前者。故我將選用PP膜材，其尺寸根據(jù)有效面積計算。 B.血流及氣體流道設(shè)計：目前主要有兩種結(jié)構(gòu)，管殼流式（內(nèi)走血）和交叉流式（外走血）。前者血液流動呈細線狀，氣體與血液之間的交換阻力較大，幾乎占全部阻力的90%。而后者由于血液側(cè)流動的混合特性，其流道彎曲，方向多變，眾多的阻擋形成局部的二次流，從而降低了血液側(cè)傳質(zhì)阻力，可使總傳質(zhì)系數(shù)相對于管殼流式提高2-3倍。為了克服層流，增大血氣交換，應(yīng)減少血膜厚度和纖維直徑，并采用交叉流式結(jié)構(gòu)設(shè)計。 C.外殼及內(nèi)芯設(shè)計：使用有機玻璃，根據(jù)纖維用量設(shè)計外殼、內(nèi)芯的長度和內(nèi)外徑。注意纖維束與外殼內(nèi)芯要緊密接觸，避免血液短路。 （2）制作 A.制膜其大致過程是原材料紡絲清洗充填甘油卷繞 其中，紡絲方法有兩種，a融熔紡絲法將聚合物加熱熔融后壓入紡絲頭的環(huán)形噴口，噴出成為液態(tài)細流，在氣體或液體介質(zhì)中冷卻成為纖維的紡絲方法。B.溶液紡絲法將聚合物溶液壓入紡絲頭的環(huán)形噴口，噴出成為液態(tài)細流，立即進入凝固浴使之固化成纖維的紡絲方法。根據(jù)凝固方式的不同可分為濕紡和干紡： （1）濕紡——在液態(tài)介質(zhì)中固化，噴出的液態(tài)細流中的溶劑向液體介質(zhì)中擴散，聚合物（細流）析出（固化）。 （2）干紡——在氣態(tài)介質(zhì)中固化，噴出的液態(tài)細流中的溶劑快速揮發(fā)并被熱氣流帶走，聚合物（細流）固化。 B.組裝和離心封端 C.安裝零部件和氣密試驗 D.包裝，滅菌，檢驗，出廠第2卷一.參考題庫(共30題)1.生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)評價指標(biāo)有哪8種方法？2.生物醫(yī)學(xué)材料的分類有哪些？3.戊二醛處理生物瓣的作用？4.材料設(shè)計大體可分為哪幾個層次？材料設(shè)計通常有哪幾種方法？5.目前在組織工程皮膚研究中，哪些細胞作為種子細胞研究得較多？6.軟骨的功能有哪些？7.血紅蛋白的修飾方法有哪些？各有什么優(yōu)缺點？8.生物惰性醫(yī)用無機材料9.植入用新型合金材料的開發(fā)一般應(yīng)遵從哪些原則？10.組織工程皮膚的支架材料的研究進展如何？11.生物醫(yī)用高分子材料12.生物醫(yī)學(xué)材料的主要性能？13.生物醫(yī)學(xué)材料輻射滅菌法的特點和應(yīng)用范圍？14.皮膚具有哪些功能？15.醫(yī)用磁性合金就磁學(xué)性能而言，主要有哪兩個發(fā)展方向？16.研究多孔金屬的目的是什么？17.硬組織修復(fù)材料的定義、要求，常用的硬組織修復(fù)材料有哪些？18.什么是生物瓣的鈣化？鈣化是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物化學(xué)過程，有大量的研究報告。查閱文獻，了解鈣化的因素有哪些？19.我國醫(yī)療器械管理的4個發(fā)展階段？20.請歸納細胞的生命活動中的幾個特殊作用。21.敘述血透、腹透、血濾、血液灌流、雙重膜式血漿分離如何實現(xiàn)對血液的凈化處理并維持人體正常的生理環(huán)境。22.生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展趨勢？23.何為生物醫(yī)學(xué)材料？24.有大量的文獻涉及控制血液與材料的相互作用。通過查閱文獻，詳細了解人體血栓形成的機理，描述由材料引發(fā)的血栓形成的途徑，這些途徑之間有聯(lián)系嗎？有怎樣的聯(lián)系？25.生物醫(yī)用材料的定義和研究內(nèi)容。26.我國生物醫(yī)學(xué)材料的產(chǎn)品分類及審批制度？27.生物醫(yī)用高分子材料根據(jù)來源，可分為（）和（）。28.軟骨中根據(jù)基質(zhì)纖維的性質(zhì)和含量不同可分為哪幾類？29.生物醫(yī)學(xué)材料與生物體之間相互作用的主要內(nèi)容。30.化學(xué)鍵存在哪些種類？請分別舉例說明其特征？第2卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: 細胞毒性試驗 溶血試驗（體外使用材料可不做） 動態(tài)凝血時間（非與血液接觸材料不做） 過敏試驗 致突試驗（Ames試驗） 短期肌肉植入試驗（體外材料不做） 局部刺激試驗 熱原試驗2.參考答案: （1）按材料性質(zhì)分類：生物醫(yī)用金屬材料、生物醫(yī)用無機非金屬材料、生物醫(yī)用高分子材料、生物醫(yī)用復(fù)合材料。 （2）按材料來源分類：人體自身組織、用于器官移植的同種器官與組織、異種同類器官與組織、天然生物材料、人工合成材料。 （3）按材料的功能分類：硬組織相容性材料、軟組織相容性材料、血液相容性材料、生物降解材料、生物衍生材料。 （4）按生物性能分類：生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料。 （5）按使用部位分類：硬組織材料、軟組織材料、心血管材料、血液代用材料、分離、過濾、透析膜材料。3.參考答案: A.使膠原分子交聯(lián)，使處理后的生物組織更結(jié)實、更穩(wěn)定，增加材料的強度和耐久性； B.封閉抗原基，使抗原性大大降低； C.消毒。4.參考答案:微觀層次；亞微觀層次；宏觀層次方法：經(jīng)驗性設(shè)計；定量性設(shè)計；概率性設(shè)計5.參考答案: 種子細胞：具有特定的分化表型或定向分化潛能，不引發(fā)移植免疫排斥反應(yīng)，來源可靠。目前來源有：自體細胞、異種細胞、同種異體細胞。干細胞最有應(yīng)用前景。 ⑴自體細胞 從理論上講，最理想的皮膚組織工程種子細胞需攜帶全部基因組型，滿足此條件的目前只有自體組織細胞，如：成纖維細胞、血管內(nèi)皮細胞與表皮細胞。 ①成纖維細胞成纖維細胞是皮膚組織損傷后的主要修復(fù)細胞，在修復(fù)過程中，成纖維細胞主要是通過分泌膠原纖維和基質(zhì)成分，重新建立真皮與表皮之間的再次連接，為表皮細胞的覆蓋創(chuàng)造條件。將成纖維細胞與膠原混合構(gòu)成的類真皮層可促進上皮細胞生長及真皮與表皮的重組，提高愈后皮膚的結(jié)構(gòu)性能并改善移植后創(chuàng)面的外觀。此外，成纖維細胞還可以分泌成纖維細胞生長因子，調(diào)節(jié)與表皮細胞間相互作用，從而促進表皮細胞的增殖、遷移及分化，在調(diào)節(jié)表皮細胞形態(tài)及細胞外基質(zhì)的合成方面也起到重要的作用。 ②血管內(nèi)皮細胞與表皮細胞在自體皮膚移植的實驗中，血供不足是造成移植物成活率低的重要原因。將內(nèi)皮細胞引入支架材料中，可以促進人工皮膚的血管化速度。將血管內(nèi)皮細胞與成纖維細胞共培養(yǎng)，還可形成毛細血管樣結(jié)構(gòu)。表皮細胞的培養(yǎng)受自身增殖能力的限制，需要三四周的培養(yǎng)時間，對于急需覆蓋創(chuàng)面的大面積創(chuàng)傷患者，還不能滿足治療需要。提取自體細胞都要從自體取材，不僅會造成新的損傷，而且體外擴增能力極為有限，多次傳代后即喪失形成能力。對大面積Ⅲ度燒傷、廣泛瘢痕切除、外傷性皮膚缺損以及皮膚潰瘍等導(dǎo)致的嚴(yán)重皮膚缺損，僅靠自體取材難以實現(xiàn)皮膚的再生，因此要構(gòu)建出滿足臨床需要的皮膚替代物，就必須找到一種新的理想的種子細胞。 ⑵干細胞 皮膚干細胞是目前引起廣泛關(guān)注的一類成體干細胞，當(dāng)皮膚因外傷、疾病等原因?qū)е聯(lián)p傷時，皮膚干細胞會及時增殖分化生成相關(guān)細胞，從而修復(fù)機體受損結(jié)構(gòu)，因此干細胞的培養(yǎng)與分離對于皮膚損傷修復(fù)具有重要意義。利用皮膚干細胞的增殖分化特性制備人工皮膚是目前重要的研究方向，較受關(guān)注的研究有表皮干細胞、骨髓間充質(zhì)干細胞、毛囊干細胞和脂肪干細胞等。 ①表皮干細胞表皮干細胞來源于外胚層，具有雙向分化的能力，位于與真皮乳頭層頂部相連的基底層或表皮基部的基底層。正常情況下，大部分的表皮干細胞處于靜息狀態(tài)，只有部分細胞脫離干細胞群落進入分化周期，向下遷移可分化為表皮基底層細胞，進而生成毛囊；向上遷移則最終分化為各種表皮細胞。移植到創(chuàng)面的表皮干細胞可以向表皮分化，具有分化為毛囊和汗腺等結(jié)構(gòu)的潛能 ②骨髓間充質(zhì)干細胞骨髓間充質(zhì)干細胞是一種近年來被廣泛關(guān)注的種子干細胞，它具有向多種中胚層和神經(jīng)外胚層來源的組織細胞分化的能力。當(dāng)把骨髓間充質(zhì)干細胞植入體內(nèi)，其可在多種組織如肺、骨、軟骨、皮膚等處增殖和分化，并表現(xiàn)出相應(yīng)組織細胞的表型。自體骨髓間充質(zhì)干細胞接種于表皮細胞誘導(dǎo)體系3d后細胞即發(fā)生形態(tài)改變，誘導(dǎo)分化的細胞大部分為表皮干細胞；將骨髓間充質(zhì)干細胞和支架材料復(fù)合后移植可明顯促進皮膚缺損創(chuàng)面愈合。因此，骨髓間充質(zhì)干細胞作為種子細胞構(gòu)建具有生物學(xué)功能的組織工程化全層皮膚具有很好的可行性。 ③毛囊干細胞目前研制得較好的組織工程皮膚在體外及移植于創(chuàng)面后具有正常表皮的自我更新能力，即保留了干細胞自我更新與分化潛能的特性，但如何在復(fù)合皮中實現(xiàn)毛囊、汗腺、皮脂腺等附屬器的重建是組織工程皮膚研究的又一大挑戰(zhàn)。位于表皮之下的毛囊隆突處的毛囊干細胞，不僅能向下轉(zhuǎn)移到毛囊，生成毛囊組織中的多種細胞，而且還能從毛囊外根鞘向上遷移形成表皮。因此其也是一種具有潛力的可以進一步完善組織工程皮膚性能的功能細胞。 ④脂肪干細胞由于其可直接從抽吸出的皮下脂肪顆粒中分離獲取，即使是大面積皮膚缺損的患者，也可以通過脂肪抽吸術(shù)獲取足夠量的脂肪顆粒懸液或脂肪組織。脂肪干細胞在體外可大規(guī)模培養(yǎng)和擴增并且具有多向分化的潛能，相對于從骨髓中獲取骨髓間充質(zhì)干細胞對患者造成的創(chuàng)傷小得多，同時也避免了許多倫理問題。脂肪干細胞可被誘導(dǎo)分化為中胚層的眾多細胞系，包括骨細胞、軟骨細胞、肌肉細胞和脂肪細胞等。脂肪干細胞分化為表皮細胞的研究目前還不多，如果能取得突破性進展的話，將對解決臨床上嚴(yán)重創(chuàng)傷、大面積燒傷患者的皮膚來源緊張問題和促進難愈創(chuàng)面的修復(fù)等問題提供很好的解決方法。因此，脂肪干細胞可能成為今后皮膚組織工程研究的理想種子細胞。6.參考答案: 潤滑、受力、減震。7.參考答案: 血紅蛋白（HB.的修飾方法有三種， ①交聯(lián)血紅蛋白在α或β鏈之間進行化學(xué)連接，維持Hb四聚體結(jié)構(gòu)，同時降低Hb氧親和力，增加向組織釋氧的能力。但循環(huán)半衰期仍然較短，不能滿足臨床應(yīng)用要求。 ②聚合血紅蛋白在交聯(lián)的基礎(chǔ)上進一步進行分子間聚合，加大分子量，延長循環(huán)半衰期。但分子量不均一。 ③共軛連接血紅蛋白分子間聚合，將游離的Hb四聚體接于其它可溶性大分子聚合物上，從而加大Hb的分子量，穩(wěn)定四聚體結(jié)構(gòu)。8.參考答案: 主要指化學(xué)性穩(wěn)定、生物相容性好的無機材料。9.參考答案: （1）材料必須具備較高的化學(xué)穩(wěn)定性及在生理環(huán)境下的耐腐蝕性能，呈現(xiàn)生物惰性，減小植入后的生理組織反應(yīng)，提高生物相容性； （2）材料除具有足夠的力學(xué)強度外，還必須具有一定的綜合力學(xué)性能，以滿足臨床應(yīng)用的需要，對用于骨科的金屬材料，還需考慮降低材料的彈性模量，以提高材料的生物力學(xué)相容性； （3）對有摩擦發(fā)生的材料，還必須提高其硬度和耐磨性，減少磨損產(chǎn)物對人體的危害。10.參考答案: 1）分為合成/天然材料或可降解/非降解材料。合成材料易于加工成型和對材料性能控制，但缺乏細胞識別信號，存在免疫排斥問題。天然材料正好相反。 2）作用A.在新生組織完全形成前提供足夠的機械強度；B.提供細胞生長的三維支架，是使細胞粘附，并指導(dǎo)細胞正常分化、增殖的底物；參與工程組織與受體組織的整合過程。支架對細胞生長發(fā)育的影響 3）支架在三個尺度范圍可以控制組織的生長發(fā)育過程：A.大尺度范圍（mm-cm級）決定工程組織總的形狀和大??；B.孔隙的形態(tài)結(jié)構(gòu)和大小（μm級）調(diào)節(jié)細胞的遷移與生長；C.支架材料的表面化學(xué)性質(zhì)（nm級）影響、調(diào)節(jié)細胞的粘附、鋪展與基因表達過程。 組織工程中的支架材料：1）分為合成/天然材料或可降解/非降解材料。合成材料易于加工成型和對材料性能控制，但缺乏細胞識別信號，存在免疫排斥問題。天然材料正好相反。 2）作用A.在新生組織完全形成前提供足夠的機械強度；B.提供細胞生長的三維支架，是使細胞粘附，并指導(dǎo)細胞正常分化、增殖的底物；參與工程組織與受體組織的整合過程。支架對細胞生長發(fā)育的影響 3）支架在三個尺度范圍可以控制組織的生長發(fā)育過程：A.大尺度范圍（mm-cm級）決定工程組織總的形狀和大??；B.孔隙的形態(tài)結(jié)構(gòu)和大?。é蘭級）調(diào)節(jié)細胞的遷移與生長；C.支架材料的表面化學(xué)性質(zhì)（nm級）影響、調(diào)節(jié)細胞的粘附、鋪展與基因表達過程。11.參考答案: 生物醫(yī)用材料是以醫(yī)用為目的，用于和活體組織接觸，具有功能的無生命材料。12.參考答案: 生物材料實質(zhì)上是一種特殊的功能材料。是一類與人類生命和健康密切相關(guān)的新材料。凡是應(yīng)用于人體的生物材料都應(yīng)具有良好的生物性能，這是保證其臨床安全有效應(yīng)用的重要技術(shù)指標(biāo)。生物功能性和生物相容性是評價生物醫(yī)學(xué)材料最終能否應(yīng)用于人體的兩個最基本的標(biāo)準(zhǔn)。13.參考答案: 特點：優(yōu)點是滅菌徹底、操作安全、不污染環(huán)境，穿透能力強，效果好，可以在材料和器具包裝后再消毒，可以在常溫下進行，不必考慮材料耐熱問題；過程可以連續(xù)化自動化，可靠性高，大量生產(chǎn)（或成批進行）時經(jīng)濟效果好；節(jié)約能源，處理費用較低。不會產(chǎn)生殘留；對所有類型微生物都有效果。缺點是高分子材料可能發(fā)生降解或交聯(lián)，材料顏色可能變黃甚至完全變暗。應(yīng)用范圍：相對濕度以45%~60%比較適宜。溫度宜于10~55%范圍；紫外線燈管無塵油垢。14.參考答案: ①皮膚表面有一層酸性皮脂，能抑制病菌的繁殖。 ②皮膚表面的汗液可以洗凈粘附皮膚上的菌落，起到保護機體的作用。 ③皮膚中毛細血管的擴張與收縮可以促進和阻止人體熱量的傳遞，可作為人體溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一部分。 ④皮膚汗腺將水分傳遞到體外，起排泄器的作用。15.參考答案: 一是更強的磁性，其重要指標(biāo)為高的矯頑力和磁能積；二是優(yōu)良的軟磁合金，其重要指標(biāo)為較低的矯頑力和較高的磁導(dǎo)率。16.參考答案: ①生物組織可以長入到多孔金屬的孔隙中，從而可以提高機械固定作用。目前，研究主要集中在具有良好生物相容性的多孔金屬鈦及鈦合金方面。其方法主要為真空燒結(jié)法，即將鈦及合金制備成球形粉，真空下松裝燒結(jié)，獲得了氣孔率為40％的多孔鈦合金。 ②與無孔金屬相比，多孔金屬的彈性模量更低，更接近人骨的彈性模量，從而可以提高其力學(xué)相容性，開發(fā)出更多新型的多孔金屬人工骨。17.參考答案: 硬組織修復(fù)材料的定義：硬組織修復(fù)材料是生物醫(yī)用材料中的一個重要分支，它主要是指用于骨、齒組織缺損的填充、患病骨、齒組織的置換以及引導(dǎo)或誘導(dǎo)新生骨生長所用的材料。 硬組織修復(fù)材料是模擬硬組織制成的植入性材料，以代替病變或損傷的硬組織并恢復(fù)其功能，作為一種植入性材料，必須滿足： 1）生物相容性好：無不良影響，無毒，無排異反應(yīng)，滿足國家有關(guān)管理規(guī)定； 2）生物力學(xué)相容性好：與生物組織彈性形變，組織形變匹配，協(xié)調(diào)，耐疲勞，耐磨損，耐腐蝕且具有高疲勞強度； 3）生物結(jié)合性好，固定性好。不發(fā)生相對移動； 4）壽命長：對于金屬類長期植入材料及非降解材料，其設(shè)計壽命一般為20-50年； 5）生物活性：能在植入材料表面形成活性磷灰石層，或與機體硬組織形成緊密直接結(jié)合，或材料降解并誘導(dǎo)組織再生。 常用的硬組織修復(fù)材料： ①醫(yī)用金屬材料，包括金屬和合金； ②無機生物材料，包括生物惰性和生物活性兩種，生物惰性醫(yī)用無機材料有氧化物陶瓷，非氧化物陶瓷，碳質(zhì)材料，惰性生物玻璃陶瓷等。生物活性無機材料有生物玻璃、羥基磷灰石和生物活性玻璃陶瓷等； ③醫(yī)用高分子材料，主要有硅橡膠，聚甲基丙烯酸甲酯，聚乳酸，聚羥基乙酸以及其共聚物，超高分子量聚乙烯等； ④醫(yī)用復(fù)合材料。18.參考答案: （1）生物瓣的鈣化：主要是鈣、磷以結(jié)晶形式沉積在生物瓣組織中，導(dǎo)致生物瓣材料彈性、韌性和機械強度發(fā)生很大變化，造成生物瓣失靈。鈣化沉積物是一種復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的羥基磷灰石樣物質(zhì)。 （2）影響因素：宿主、血流動力學(xué)、瓣膜表面電荷、瓣膜材料、材料應(yīng)力分布、戊二醛處理、生物瓣表面缺乏完整的內(nèi)皮細胞、制造工藝與設(shè)計等。19.參考答案: 一、供不應(yīng)求，管理起步階段：時間是在解放初期到文化大革命之間，這期間醫(yī)療器械管理的主要方式是依靠標(biāo)準(zhǔn)來引導(dǎo)，約束企業(yè)生產(chǎn)合格的醫(yī)療器械。對于企業(yè)不執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)不合格品的行為，政府只能用行政方式給予批評，嚴(yán)重者追究其行政責(zé)任。 二、質(zhì)量矛盾上升階段：時間是從文化大革命到改革開放之前。為了減少不合格品，政府采用了兩種主要管理方法：一是組織開展行業(yè)質(zhì)量大檢查，檢查企業(yè)是否執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；二是開展優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的評比，依據(jù)也是標(biāo)準(zhǔn)。以標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)來督促或引導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)合格品是這一階段醫(yī)療器管理的主要方法。 三、把安全性、有效性擺上日程的階段：改革開放是推動我國經(jīng)濟發(fā)展的大政方針，我國的醫(yī)療器械監(jiān)督管理也受益于這一方針。 四、走上法制化監(jiān)督管理的階段20.參考答案: ①細胞的運動； ②吞噬作用； ③胞飲作用； ④分泌作用21.參考答案: 主要是根據(jù)半透膜原理，將患者血液與透析液引入透析器中，血液與透析液被透析器中的透析膜（半透膜）分隔在兩側(cè)，反方向流動，利用各自不同的濃度和滲透壓互相進行擴散和滲透，血液內(nèi)多余的有毒物質(zhì)可向透析液中擴散，透析液中的有用離子物質(zhì)向濃度高的一側(cè)滲透，經(jīng)過透析的血液回流進患者體內(nèi)，循環(huán)往復(fù)，達到清除血液中的代謝廢物和毒物，調(diào)節(jié)血液中水、電解質(zhì)及酸堿平衡的目的，達到治療效果并維持人體正常的生理環(huán)境。22.參考答案: 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)研究領(lǐng)域十分廣泛，并在不斷擴展。目前，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的研究與應(yīng)用已在傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用，今后播繼續(xù)加強現(xiàn)有的主要研究領(lǐng)域，并對應(yīng)用于分子生物學(xué)、微創(chuàng)傷手術(shù)、老年醫(yī)學(xué)和家庭健康監(jiān)護等方面的研究給予特別注意。此外，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)在農(nóng)業(yè)、營養(yǎng)學(xué)、生態(tài)學(xué)和動物學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用的研究也是值得注意的方向。根據(jù)目前的研究情況和潛在價值，當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)研究的重要領(lǐng)域主要有以下八個方面：生物力學(xué)、生物材料學(xué)、生物系統(tǒng)建棋與仿真、生物醫(yī)學(xué)信號檢側(cè)與傳感器、生物醫(yī)學(xué)信息處理、醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)、物理因子在治療中的應(yīng)用及其生物學(xué)效應(yīng)、人工器官。23.參考答案: 生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)：是一門邊沿交叉學(xué)科，是多門學(xué)科相互借鑒結(jié)合、相互交叉滲透、突破舊有學(xué)科的狹小范圍而開創(chuàng)的一門新學(xué)科。生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)處于“生命”和“材料”的交叉。從醫(yī)學(xué)角度看，人體主要是由細胞和細胞間質(zhì)組成，從材料學(xué)角度看，人體主要應(yīng)從體內(nèi)的組成、結(jié)構(gòu)深入地認(rèn)識人體各組織的構(gòu)成，使材料科學(xué)走出其傳統(tǒng)領(lǐng)域。如何更全面仔細的分析人體的真實組成和結(jié)構(gòu)，必須使材料科學(xué)與生命科學(xué)、工程學(xué)相互交叉滲透，形成了一門新型的學(xué)科即生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)。他是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的四大支柱之一（生物力學(xué)、生物材料學(xué)、人工器官、生物電子學(xué)） 生物醫(yī)學(xué)材料：是一類具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、檢查、治療疾患等醫(yī)療保健領(lǐng)域，而對人體無毒，無副作用，不凝血，不溶血，不引起人體細胞的突變，畸變和癌變，不引起免疫排異反應(yīng)的材料。24.參考答案: 1）正常的血管內(nèi)膜光滑，血小板不易粘附、聚集。 2）內(nèi)皮細胞能產(chǎn)生抗凝血的物質(zhì)（如抗凝血酶Ⅲ）和抗血小板聚集的物質(zhì)（如前列腺環(huán)素）。 3）正常血流速度和流向?qū)Ψ乐寡ㄐ纬善鹬匾饔?。正常的血流速度較快，有形成份（細胞）在血管中心流動（軸流），血漿在邊緣流動（邊流），使血小板不易與血管壁的內(nèi)皮細胞發(fā)生粘附和聚集。 4）正常時，血液中的凝血因子雖不斷被激活，但又不斷被血液稀釋或沖走；盡管血管上時有微量的纖維蛋白沉著，但又不斷地被纖維蛋白溶解酶所溶解。 生物材料表面與血液接觸后，將通過凝血因子活化途徑及血小板活化途徑產(chǎn)生凝血，形成血栓。 ㈠凝血因子活化途徑：生物材料表面與血液接觸，活化凝血因子Ⅻ，繼而活化凝血因子Ⅺ、Ⅸ、Ⅹ、XIII，產(chǎn)生凝血酶原激活物，激活凝血酶，水解纖維蛋白原，造成纖維蛋白沉積，形成血栓；或者通過組織因子作用，按照外源性途徑同樣形成血栓。 ㈡血小板活化途徑：生物材料與血液接觸后，首先發(fā)生蛋白吸附，進而導(dǎo)致血小板粘附，變形，釋放和聚集，最終形成血小板血栓；此外，蛋白吸附還可誘導(dǎo)紅細胞粘附，溶血和釋放，最終也將產(chǎn)生相同結(jié)果。25.參考答案: 生物醫(yī)用材料的定義：生物材料是一類具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、檢查、治療疾患等醫(yī)療保健領(lǐng)域，而對人體無毒，無副作用，不凝血，不溶血，不引起人體細胞的突變，