2024年大學試題(醫(yī)學)-人工器官與生物醫(yī)學材料學考試近5年真題集錦（頻考類試題）帶答案

（圖片大小可自由調(diào)整）2024年大學試題(醫(yī)學)-人工器官與生物醫(yī)學材料學考試近5年真題集錦（頻考類試題）帶答案第I卷一.參考題庫(共100題)1.如果你的某位朋友需要置換人工心臟瓣膜（機械瓣或生物瓣），從人工器官的專業(yè)角度，你會給他一些什么建議？2.化學鍵存在哪些種類？請分別舉例說明其特征？3.心臟起搏器、主動脈內(nèi)氣囊反搏、動力性心肌成形術、骨骼肌心臟輔助，它們輔助心臟工作的原理？4.組織工程材料的要求、分類和研究內(nèi)容？5.何為生物醫(yī)學材料？6.根據(jù)材料的鍵和方式晶體通常可以分為幾類？它們在性能上有什么特點？7.生物活性骨水泥作為一種醫(yī)用材料，必須滿足哪些要求？8.生物醫(yī)用高分子材料根據(jù)來源，可分為（）和（）。9.組織工程皮膚的支架材料的研究進展如何？10.請詳細說明蛋白質(zhì)的主要性質(zhì)。11.生物活性玻璃陶瓷作為一種人工骨植入材料，要求它具有哪些性能？12.人工器官的常用材料？13.人工心臟的組成？泵的分類及特點？14.仿生研究主要包括仿生（）、（）和（）三個步驟。15.改善高分子材料抗凝血的方式有哪些？16.惰性生物玻璃陶瓷具有哪些性質(zhì)？17.什么是形狀記憶合金？可分為哪幾種？18.我國醫(yī)療器械管理的4個發(fā)展階段？19.選擇合適的膜材料成為人工肺技術發(fā)展的關鍵，請總結(jié)目前常用的膜材料。20.對于高分子材料而言，對組織生物學反應有影響的有哪幾個方面？21.生物醫(yī)用材料的生物相容性具體包括（）、（）和（）相容性。22.當前研究較活躍的的生物材料有：（）、（）、（）、（）、（）、血液凈化材料。23.碳質(zhì)材料具有哪些性質(zhì)？24.哺乳動物硬組織中主要的無機/有機成分是什么？25.生物醫(yī)學材料的分類有哪些？26.生物降解的機理分為哪幾類？27.材料設計大體可分為哪幾個層次？材料設計通常有哪幾種方法？28.生物降解、生物吸收、以及生物再吸收的區(qū)別（即定義）是什么？29.羥基磷灰石作為硬組織修復材料的應用有哪些？30.生物醫(yī)學工程的基本任務是什么？31.天然及合成高分子材料各有哪些優(yōu)缺點？32.生物降解材料有哪些優(yōu)勢？33.口腔材料有哪些要求（生物學性能？化學性能？物理性能？機械性能？）34.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。35.生物相容性具體包含哪幾方面？36.常用的消毒滅菌方式有幾種？37.什么是組織、器官以及器官系統(tǒng)？38.生物醫(yī)用材料有哪些滅菌方法？39.生物醫(yī)學材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢？40.滅菌效果評價方法？41.影響高分子材料老化的因素有哪些？42.生物醫(yī)學材料與生物體之間相互作用的主要內(nèi)容。43.生物惰性醫(yī)用無機材料44.羥基磷灰石的制備方法有哪些？本實驗室采用了哪些制備方法？45.皮膚具有哪些功能？46.干細胞的臨床應用？47.生物醫(yī)學材料熱滅菌法的分類、特點和應用范圍？48.口腔材料有哪些種類？49.機體對生物材料的影響有哪些？50.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？51.生物醫(yī)學工程的主要內(nèi)容是什么？52.牙組織主要由哪幾部分組成？53.生物醫(yī)學材料的主要性能？54.醫(yī)用磁性合金就磁學性能而言，主要有哪兩個發(fā)展方向？55.消毒和滅菌的定義？56.研究多孔金屬的目的是什么？57.生物醫(yī)學工程的重要性是什么？58.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？59.生物醫(yī)學材料學評價指標有哪8種方法？60.生物醫(yī)用材料和器材主要有三個方面的用途：（）、（）和康復。61.作為生物醫(yī)用金屬材料，首先必須滿足哪些基本條件？62.生物材料生物相容性分類有哪些？63.材料設計大體可分為三個層次：（）、（）和（）。64.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？65.生物醫(yī)學材料化學滅菌法的特點和應用范圍？66.表面改性的定義？生物醫(yī)用材料表面改性方法有哪些？67.什么是血液代用品？一種好的血液代用品應具備哪些特點？68.請舉例說明一種復合材料是怎么組成的？并指出其所具有的優(yōu)越性能？69.羥基磷灰石的燒結(jié)方法有哪些？70.概述人工器官的概念？71.目前機械瓣使用的材料主要有哪些？72.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？73.什么是生物醫(yī)用材料？74.各種人工肝支持系統(tǒng)的工作原理？75.生物醫(yī)用無機材料的基本條件與要求有哪些？76.納米藥物系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)藥物有哪些優(yōu)點？和不足？77.硬組織修復材料的要求（生物學性能，生物力學性能）有哪些？78.生物醫(yī)用復合材料及特點？79.人工腎進行血液凈化有哪幾種方法？80.生物醫(yī)用新材料從研究到臨床應用需經(jīng)過哪些生物學測試階段？有哪些研究內(nèi)容和評價方法？81.納米生物醫(yī)學材料如何分類？82.醫(yī)療器械的安全性評價程序有哪些？83.醫(yī)療器械評價有哪些重要標準？84.界面的結(jié)合力：（）、（）和（）。85.我國生物醫(yī)學材料的產(chǎn)品分類及審批制度？86.血液代用品的種類及其載氧機理？87.生物醫(yī)用復合材料的結(jié)構設計可采用（）和（）的結(jié)構設計方法進行結(jié)構材料設計。88.生物醫(yī)學材料的研究內(nèi)容有哪些？89.查閱文獻，了解人工心臟及心臟輔助裝置的研究。這是一個活躍的研究領域嗎？你發(fā)現(xiàn)研究的重點是什么？90.怎樣理解彈性模量與生物力學相容性之間的關系？91.生物醫(yī)用材料的生物相容性92.硬組織修復材料的定義。93.如果讓你設計并制作一個中空纖維膜肺，該怎么做？敘述你的設計、制作過程。94.什么是納米材料？它有哪些獨特的性質(zhì)？95.請歸納細胞的生命活動中的幾個特殊作用。96.口腔材料在生物材料中的地位。97.你所在的公司準備發(fā)展一種聚合物材料作為血管植入物，你是負責進行產(chǎn)品開發(fā)的生物醫(yī)學工程師，你會考慮哪些材料？解釋你的選擇。98.生物材料對生物體的影響有哪幾個方面？99.生物醫(yī)用高分子材料100.磁性納米粒子有哪些生物醫(yī)學應用，請簡單說明其原理。第I卷參考答案一.參考題庫1.參考答案： 我會先告訴他機械瓣與生物瓣各自的優(yōu)缺點， （1）機械瓣：耐久性優(yōu)異。但是血流動力學效果較生物瓣差；剛性非生物材料，關閉不柔和；易產(chǎn)生血栓栓塞，須終身抗凝；可能造成出血合并癥，創(chuàng)傷后大出血；價格較高。 （2）生物瓣：材料來源易得，造價較低；仿生性強，瓣葉具有柔性，中心血流型，血流阻力小，對血液成份破壞少，血流動力學效果較好；生物材料，血栓率低，一般不必終身抗凝；但是鈣化常造成生物瓣失靈；另外，原發(fā)性膠原組織退變而引起的瓣葉撕裂、穿孔、或鈣化變硬等，致使瓣膜失效。生物瓣的使用壽命多數(shù)介于7至10年，其耐久性不如機械瓣。不能用于兒童，不宜用于年輕人。此外，我還會將人工心瓣的選擇原則告訴他， （1）機械瓣：年輕患者（45歲以下）服抗凝藥無禁忌者、兒童。 （2）生物瓣：對抗凝治療有絕對禁忌者、希望妊娠的年輕婦女、60歲以上及心臟病嚴重，估計壽命不會超過15年者、邊遠地區(qū)無法進行抗凝治療與監(jiān)護者。2.參考答案： 所有的化學鍵都是由兩個或多個原子核對電子同時吸引的結(jié)果所形成?；瘜W鍵有3種極限類型，即離子鍵、共價鍵、金屬鍵。 一、離子鍵：是由帶異性電荷的離子產(chǎn)生的相互吸引作用，例如氯和鈉以離子鍵結(jié)合成氯化鈉。 二、共價鍵是兩個或兩個以上原子通過共用電子對產(chǎn)生的吸引作用，典型的共價鍵是兩個原子借吸引一對成鍵電子而形成的。例如，兩個氫核同時吸引一對電子，形成穩(wěn)定的氫分子。 三、金屬鍵則是使金屬原子結(jié)合在一起的相互作用，可以看成是高度離域的共價鍵。 四、定位于兩個原子之間的化學鍵稱為定域鍵。 五、由多個原子共有電子形成的多中心鍵稱為離域鍵。其中金屬離子被固定在晶格結(jié)點上，處于離域電子的“海洋”之中。 六、除此以外，還有過渡類型的化學鍵：由于粒子對電子吸引力大小的不同，使鍵電子偏向一方的共價鍵稱為極性鍵，由一方提供成鍵電子的化學鍵稱為配位鍵。極性鍵的兩端極限是離子鍵和非極性鍵，離域鍵的兩端極限是定域鍵和金屬鍵。3.參考答案： 心臟起搏器是通過發(fā)放電脈沖模擬心臟的沖動發(fā)生和傳導等電生理功能，治療由于某些心律失常所致的心臟機能障礙的一種電子裝置。1）構造：它由脈沖發(fā)生器和電極-導線構成?！っ}沖發(fā)生器：由能源、釋放與調(diào)節(jié)電脈沖的電路和外殼組成，要求小、輕、薄、功能多、壽限長、安全可靠?！る姌O按其接觸心肌的部位分為：心外膜-心肌電極、心內(nèi)膜電極；起搏方式分為單極起搏和雙極起搏。導線包括金屬絲導體和絕緣包鞘。 利用一根帶有氣囊的導管插入主動脈內(nèi)，配合病人的心臟的收縮與舒張進行抽吸與加壓，幫助心臟工作。分為以下兩個階段：1）收縮抽吸：在心室收縮之前的瞬間，控制裝置抽氣，致使氣囊收縮，主動脈壓力下降，留出主動脈空間，心臟射血進入主動脈，可緩解心臟負荷。 2）舒張加壓：在心室舒張之前的瞬間，氣囊突然充氣，排開一定的血液，使主動脈的壓力增大，心臟出口處壓力增高，冠狀動脈和其它幾個動脈分支灌注壓增大，血液被壓入這些動脈，使心肌缺血得到緩解，其它血管的血液供應也得到改善，心搏出量上升，并對腦及上肢的供血也得到改善。這一充氣擴張過程又叫做“反搏”。 應用帶神經(jīng)血管蒂的背闊肌包裹心室，同時植入心臟肌肉刺激系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的脈沖刺激下，移植的背闊肌轉(zhuǎn)化為耐疲勞肌肉，并與心室同步收縮，增強心臟的收縮功能，限制心室的繼續(xù)擴張，從而達到長期輔助心臟，治療慢性心力衰竭的目的。4.參考答案： 組織工程材料的基本要求是材料必須具有良好的生物相容性，包括： 1）材料能夠促進組織的生長，使細胞之間能夠溝通，并最大限度地獲得取營養(yǎng)物、生長因子和活性藥物分子； 2）在某些場合能防止細胞激活（如外科手術、防粘連的場合）； 3）指導和控制組織的反應（促進某一組織反應，抑制其他反應）； 4）促進細胞粘附及激活細胞（皮膚修復中成纖維細胞的黏附和增殖）； 5）抑制細胞的粘附和激活細胞（防止血小板粘附在血管上）； 6）防止某一生物反應的攻擊（在器官移植中，阻止抗體攻擊同種或異種細胞）。 組織工程材料除滿足以上的生物相容性要求以外，還應具備以下條件： 1）易于加工成三維多孔支架； 2）支架要有一定力學強度以支持新生組織的生長，并待成熟后能自降解； 3）低毒或無毒； 4）能夠釋放藥物或活性物質(zhì)如生長激素等。 分類：組織工程材料按性質(zhì)和應用大致分為四類：生物降解材料、組織引導材料、組織誘導材料和組織隔離材料。 組織工程研究內(nèi)容主要包括四個方面：種子細胞、生物材料、構建組織和器官的方法和技術以及組織工程的臨床應用。5.參考答案： 生物醫(yī)學材料學：是一門邊沿交叉學科，是多門學科相互借鑒結(jié)合、相互交叉滲透、突破舊有學科的狹小范圍而開創(chuàng)的一門新學科。生物醫(yī)學材料學處于“生命”和“材料”的交叉。從醫(yī)學角度看，人體主要是由細胞和細胞間質(zhì)組成，從材料學角度看，人體主要應從體內(nèi)的組成、結(jié)構深入地認識人體各組織的構成，使材料科學走出其傳統(tǒng)領域。如何更全面仔細的分析人體的真實組成和結(jié)構，必須使材料科學與生命科學、工程學相互交叉滲透，形成了一門新型的學科即生物醫(yī)學材料學。他是生物醫(yī)學工程領域的四大支柱之一（生物力學、生物材料學、人工器官、生物電子學） 生物醫(yī)學材料：是一類具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、檢查、治療疾患等醫(yī)療保健領域，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的材料。6.參考答案： 六、有四種主要的晶體鍵，因此可分為四類： 七、離子晶體：由正離子和負離子構成，靠不同電荷之間的引力（離子鍵）結(jié)合在一起。氯化鈉是離子晶體的一例。 一、原子晶體（共價晶體）：原子或分子共享它們的價電子（共價鍵）。鉆石、鍺和硅是重要的共價晶體。 二、金屬晶體：金屬的原子變?yōu)殡x子，被自由的價電子所包圍，它們能夠容易地從一個原子運動到另一個原子，可形象的描述為沉浸在自由電子的海洋里（金屬鍵）。當這些電子全在同一方向運動時，它們的運動稱為電流。 三、分子晶體：分子完全不分享它們的電子。它們的結(jié)合是由于從分子的一端到另一端電場有微小的變動。因為這個結(jié)合力很弱（范德華力和氫鍵），這些晶體在很低的溫度下就熔化，且硬度極低。典型的分子結(jié)晶如固態(tài)氧和冰。7.參考答案： 1）、漿體易于成型，可填充不規(guī)則的骨腔； 2）、在環(huán)境中能自行凝固，硬化時間要合理； 3）、有優(yōu)良的生物活性和骨誘導潛能； 4）、良好的機械性能和耐久性能； 5）、無毒和具有免疫性。8.參考答案：天熱生物醫(yī)用高分子材料；合成生物醫(yī)用高分子材料9.參考答案： 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。10.參考答案： ①兩性及等電點； ②膠體性質(zhì)； ③沉淀作用； ④蛋白質(zhì)變性； ⑤與金屬離子的配位性11.參考答案： ①良好的生物相容性； ②能與骨組織形成化學結(jié)合； ③良好的機械性能及化學穩(wěn)定性，在體內(nèi)能長期穩(wěn)定地行使骨組織的功能； ④有適當?shù)目紫抖?，便于組織長入。12.參考答案： 金屬材料---以不銹鋼和鈦合金為主； 無機材料---包括羥基磷灰石、生物陶瓷、生物玻璃、碳、碳纖維等； 高分子材料---包括硅橡膠、聚氨酯、滌綸、尼龍、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、纖維素等； 復合材料---碳纖維增強復合材料、玻璃纖維增強復合材料等； 雜化材料---由生物組織或細胞與人造材料組成的一種復合材料； 生物活性材料---未來發(fā)展方向。13.參考答案： A.人工心臟的組成 1）血泵。形狀容積、血流動力、溶凝、力學、老化、噪聲、協(xié)調(diào)。按搏動方式分為脈動式和非脈動式；按形狀分為容積式和葉片式。 2）監(jiān)測與控制系統(tǒng)。主要內(nèi)容包括血泵的功能（驅(qū)動壓力、搏出量、回流量等）；驅(qū)動裝置的運行指標；生理指標（心率、輸出量、壓力、血C02等） 3）驅(qū)動裝置。為血泵的搏動提供動能，有葉動式、氣動式、電動式、磁力驅(qū)動式。4）能源供給。有交流電源、電池、核能源和生物能源之分。 B.泵的分類及特點 1）容積式：A.優(yōu)點：脈動式，與人的正常生理結(jié)構相適應，有利于臟器的血液微循環(huán)灌注。 B.缺點：體積大，結(jié)構復雜，不易植入體內(nèi)；必須有管路連接體內(nèi)外，故易感染；關鍵部件瓣和膜易損壞，且是血栓易形成的部位；能耗大。 2）葉片式：A.優(yōu)點：不需要單向閥門，結(jié)構比較簡單，體積小，流量大，效率高，易植入體內(nèi)；與血液接觸面積小，抗血栓性能好；因可植入，感染問題可得到較好解決；耐久性好；功耗低；易于操作；價格較低。B.缺點：非仿生；葉片高速旋轉(zhuǎn)，對血液成份可能造成破壞；長期密封困難。14.參考答案：分析；設計；制備15.參考答案： 研究微相分離結(jié)構高分子生物醫(yī)用材料；材料表面的接枝改性；材料表面的肝素化；材料表面的內(nèi)皮細胞固定化16.參考答案： ①較高的機械強度和硬度； ②良好的化學穩(wěn)定性； ③耐腐蝕； ④抗氧化； ⑤無毒17.參考答案： 有些金屬材料，在發(fā)生了塑性變形后，經(jīng)過加熱到某一溫度之上（不需受力），就能夠回復到變形前的形狀，這種現(xiàn)象叫做形狀記憶效應。具有形狀記憶效應的金屬通常是兩種以上金屬元素組成的合金，這種合金叫做形狀記憶合金 單向、雙程和全程記憶三種18.參考答案： 一、供不應求，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準來引導，約束企業(yè)生產(chǎn)合格的醫(yī)療器械。對于企業(yè)不執(zhí)行標準，生產(chǎn)不合格品的行為，政府只能用行政方式給予批評，嚴重者追究其行政責任。 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)行標準；二是開展優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的評比，依據(jù)也是標準。以標準為依據(jù)來督促或引導企業(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19.參考答案： 目前常用的膜肺材料主要有兩大類， ⑴均質(zhì)膜材料是指各向均質(zhì)（即結(jié)構均勻）的致密膜，如硅橡膠。 優(yōu)點：氣體彌散性能好；由于氣血完全隔離，可有效防止氣栓形成；由于無孔，不會造成水蒸汽滲出形成“濕肺”影響功能，可較長時間用于呼吸衰竭的支持。 缺點：機械強度不高，還需改進CO2和O2透過系數(shù)之比使其更接近生理狀態(tài)。 ⑵多孔膜材料聚丙烯（polypropylene，PP）、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚苯烯等材料，以PP最為常用。 優(yōu)點：因有微孔，透氣性好，消除了氣血交換的膜阻力，提高了氣體傳輸功能；加工過程僅為物理過程，無化學過程，沒有化學添加劑；毒性??；血液相容性好；機械強度較高；價格較低。 缺點：長時間應用，氧合性能不穩(wěn)定；有產(chǎn)生氣栓的危險；有血漿滲漏的可能，由此造成液體隨氣體大量蒸發(fā)。20.參考答案： 1.高分子材料中的雜質(zhì)； 2.高分子材料的物理力學性能； 3.高分子材料的形狀； 4.表面的形狀結(jié)構； 5.高分子材料本體的化學結(jié)構； 6.材料表面的分子結(jié)構與性質(zhì)21.參考答案：血液；組織；力學22.參考答案：高抗凝血材料；生物活性陶瓷及玻璃；生物粘合劑；鈦及鈦合金鈦鎳記憶合金；智能和雜化材料23.參考答案： ①碳質(zhì)材料植入人體后化學穩(wěn)定性好，無毒性，無排異反應，與人體親和性好，雖然不能與人體組織形成化學鍵合，但人體組織會慢慢長入碳質(zhì)材料的孔隙中，具有誘發(fā)組織生長的作用。 ②碳質(zhì)材料具有優(yōu)良的抗血栓和抗溶血作用性質(zhì)，不會誘發(fā)血栓。 ③碳質(zhì)材料具有優(yōu)良的機械性質(zhì)，并可以通過不同的工藝改變其結(jié)構來調(diào)整其機械性能，以滿足不同用途的需要。24.參考答案： 無機成分是羥基磷灰石，有機成分是骨膠原蛋白。25.參考答案： （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。26.參考答案： 1.增溶 2.質(zhì)子化 3.化學水解 4.酶催化降解27.參考答案：微觀層次；亞微觀層次；宏觀層次方法：經(jīng)驗性設計；定量性設計；概率性設計28.參考答案： ①生物降解（Biodegradation）：通過增溶、水解或生物體中的酶以及其它生物活性物質(zhì)的作用使材料轉(zhuǎn)化成一些較小的復雜的中間產(chǎn)物或終產(chǎn)物。 ②生物吸收（Bioabsorption）：材料從其應用部位消失的現(xiàn)象。 ③生物再吸收（Bioresorption）：材料降解為可被生物體從體內(nèi)消除的低分子量物質(zhì)。29.參考答案： 陶瓷材料：陶瓷粉體材料、陶瓷燒結(jié)材料 涂層材料：不銹鋼基質(zhì)、純鈦基質(zhì)、鈦合金基質(zhì) 復合材料：與膠原復合、與聚乳酸復合、與殼聚糖復合30.參考答案： 生物醫(yī)學工程學是將工程學技術依據(jù)生物學原理應用于醫(yī)學領域所形成的融合性學科。其基本任務是運用工程技術手段，研究和解決生物學和醫(yī)學中的有關問題。31.參考答案： *天然高分子材料： ①優(yōu)點：生物相容性好，無毒副作用 ②缺點：力學性能較差，藥物釋放速度不可調(diào)控 *合成高分子材料： ①優(yōu)點：力學性能更好、更全面，藥物釋放速度可通過調(diào)節(jié)高分子載體 材料的降解速度來控制，易于對載體進行修飾。 ②缺點：需要選擇生物相容性好且毒副作用小的載體，這類載體材料的選擇范圍較窄。 合成高分子材料正逐漸取代天然高分子材料32.參考答案： 1.一般所指的生物降解材料是一種人工合成的高分子有機物，或天然高分子材料，其在體內(nèi)經(jīng)水解、氧化反應，最終代謝產(chǎn)物為CO2和H2O，通過呼吸系統(tǒng)或泌尿系統(tǒng)排出體外，不在體內(nèi)蓄積，也不需二次手術取出。2.生物降解材料具備足夠的強度，能起到很好的固定作用。 3.生物降解材料隨時間延長而逐漸失去強度，使正常的應力沿骨干傳遞。 4.生物降解材料具有良好的組織相容性、幾乎沒有毒性作用，可以促使骨折早日愈合、并盡可能減少并發(fā)癥的發(fā)生等。33.參考答案： 生物學性能： 一、微漏：在制作嵌體冠的材料及操作技術方面，都應考慮材料體與牙齒的密合性，盡量減少微漏。 二、溫度改變：必須考慮修復材料的溫度傳導和熱膨脹系數(shù)，力求修復材料在溫度改變中性能穩(wěn)定。 三、流電性：口腔內(nèi)不同金屬修復體之間能產(chǎn)生小電流，此種性質(zhì)即為流電性，如金合金與銀汞合金之間產(chǎn)生的電流，可能引起對牙髓的刺激，因之而產(chǎn)生敏感性。 四、材料的毒性：理想的牙科材料應是對牙髓無害，對軟組織無刺激，不導致過敏反應，沒有可擴散的毒性物質(zhì)被吸入循環(huán)系統(tǒng)引起全身性毒性反應，沒有潛在的致敏物質(zhì)而使日后發(fā)生變態(tài)過敏反應，并對長期接觸的操作人員無害。 化學性能：材料應能經(jīng)受口液、食物、牙粉、牙膏等口腔清潔劑的化學作用，否則水分、口腔溫度及pH值變化都可能使材料失去光澤和產(chǎn)生腐蝕作用。 一、失澤：指表面失去光澤，這是由于氧化物和硫化物生成的緣故。但是，顏色變暗并不一定是都是有害的，例如，鉻和氧生成的膜層，可以防止表面進一步氧化。 二、光學性質(zhì)：每一種材料，由于原子的結(jié)構和排列不同，在光學上具有透明、半透明和不透明性。為使牙科制品逼真美觀，選用材料時必須考慮這一特性。 三、腐蝕：指金屬和周圍介質(zhì)發(fā)生化學和電化學作用，產(chǎn)生表面變質(zhì)破壞的現(xiàn)象，稱為腐蝕。選用金屬材料時，應考慮它的抗腐蝕性能。 一、物理性能：牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)是良好的絕緣體，能保護牙髓不受溫度變化的影響，牙齒修復材料也應是良好的熱絕緣體，其熱膨脹系數(shù)應該盡可能近似牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)的數(shù)值。但義齒的基托材料，則要求有良好的熱導性，以保持口腔的感覺功能。 二、光學性質(zhì)：每一種材料，由于原子的結(jié)構和排列不同，在光學上具有透明、半透明和不透明性。為使牙科制品逼真美觀，選用材料時必須考慮這一特性。 機械性能： 一、拉力試驗：伸拉試驗是機械性能試驗中最基本的試驗方法。它包括材料在受單向靜力作用下的彈性模量、比例極限、抗拉強度、伸長率及斷面收縮率等的測定。 二、彎曲試驗：把試樣繞一定直徑的彎心彎曲，鑒定其韌性、延性和表面質(zhì)量的試驗，即為彎曲試驗。 三、沖擊試驗：測定材料在一定條件下承受沖擊載荷（彎曲、拉力、扭轉(zhuǎn)等）的能力，即為沖擊試驗。 四、硬度：對塑性變形、劃痕、磨損或切割等的抗力，即為硬度。 五、粘合性質(zhì)：粘合是兩表面由界面力結(jié)合在一起的狀態(tài)。這種界面力，是由價力或結(jié)合作用或兩者兼有所組成。應該研究能粘合牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)的材料。理想的粘合材料都應有極性基團，能和牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)的有機和無機成分起化學反應。34.參考答案：良好的生物相容性；雜質(zhì)及溶出物含量低；有效性35.參考答案： 血液相容性；組織相容性；力學相容性36.參考答案： ①高溫蒸汽滅菌 ②化學消毒滅菌 ③輻照滅菌 ④激光滅菌； ⑤氣體等離子體滅菌37.參考答案：組織是由細胞和非細胞形態(tài)的成分構成的。兩種或兩種以上的組織結(jié)合成較大的功能單位稱為器官。幾個功能密切相關的器官聯(lián)合在一起，彼此分工合作以完成一系列生理功能的稱為器官系統(tǒng)。38.參考答案： 生物醫(yī)用材料的滅菌方法主要有三種，即：熱滅菌法、化學滅菌法、輻射滅菌法。 ①熱滅菌法：熱滅菌法是借助高溫使微生物細胞蛋白質(zhì)凝固。熱滅菌可分為干熱滅菌和濕熱滅菌兩種類型。干熱滅菌又包括燃燒法和干烤法兩種；濕熱滅菌則可分為煮沸法和高壓蒸汽滅菌法兩種。干熱滅菌法的特點是使用方便，可以在干燥情況下對大規(guī)模的裝置進行殺菌操作，缺點是傳熱效果較慢，穿透力不是太強。適用于金屬、玻璃和其他不畏焦化物品。濕熱滅菌法的特點是穿透力較強，殺菌力增強；滅菌可靠，操作方便；易于控制，經(jīng)濟，適用于棉制品水液等不畏濕熱制品。 ②化學滅菌法：其原理是化學藥品滲入到微生物的細胞內(nèi)與其反應形成化合物，影響蛋白質(zhì)和酶系統(tǒng)的生理活性，破壞了細胞的生理機能而導致細胞死亡，達到滅菌效果。臨床及制品生產(chǎn)中經(jīng)常使用液體與固體的水溶液和氣體。優(yōu)點是臨床上經(jīng)常使用，極其方便有效，缺點是：化學試劑的殘留、毒性等。適用于不適于物理消毒滅菌而耐潮濕的物品，如銳利的金屬、刀、剪、縫針和光學儀器等。 ③輻射滅菌法：其原理是通過直接或間接的作用引起微生DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂類等有機分子中化學鍵的斷裂，導致微生物死亡。優(yōu)點：滅菌徹底、操作安全、不污染環(huán)境；穿透力強，效果好，可以在材料和器具包裝后再消毒；可在常溫下進行，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：高分子材料可能發(fā)生降解或交聯(lián)，顏色的變化--材料可能變黃甚至完全變暗。特別適用于“一次性使用”的高分子制品。39.參考答案： 我國研究現(xiàn)狀：1995年起資助和啟動了組織工程及相關領域的研究；1996年世界上第一個在裸鼠背上復制“人耳”形成了人耳廓形態(tài)軟骨的試驗由曹誼林教授完成。1999年，以上海第二醫(yī)科大學曹誼林教授為首席科學家的《組織工程基本科學問題》列入“國家重點基礎研究規(guī)劃”項目（即973）。 國外發(fā)展狀況：50年代開始推廣應用，60-70年代蓬勃發(fā)展，并形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)；美國生物材料及制品：1976年銷售額已達6.75美元，1986年猛增到30億美元。1997年美國已達到560億美元相當于其半導體工業(yè)產(chǎn)值，全球則已達1200億美元；1997年美國預測：未來十年生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)39項新產(chǎn)品中生物材料、人工器官與組織工程產(chǎn)品幾乎占50% 國內(nèi)生物材料的發(fā)展狀況：70年代中期只有零星的應用研究；70年代末80年代初開始真正發(fā)展；80年代中期一批材料工作者和化學工作者轉(zhuǎn)移到生物材料及其制品的開發(fā)研究方面；研究內(nèi)容遍及有機，無機以及天然生物材料。 國內(nèi)外發(fā)展趨勢： 一、致力提高材料的生物相容性，開發(fā)生物相容性更好，更能適應人體生理需要的新材料。 二、材料科學與生物學的融合，賦予材料生物結(jié)構和生物功能使之成為有“生命”的生物材料。 三、利用生物分子材料學和組織工程學研究人體器件替代人體器官。組織工程賦予材料誘導組織再生的生物功能。 四、常規(guī)材料產(chǎn)業(yè)相當長時間內(nèi)仍處于主導地位（不過這個時代即將過去） 途徑： 一、嘗試應用分子設計學方法和仿生學方法，開發(fā)生物相容性更好的新材料。 二、醫(yī)療技術發(fā)展：由通用到個體化，將大創(chuàng)傷轉(zhuǎn)變?yōu)槲?chuàng)傷，再轉(zhuǎn)變?yōu)闊o創(chuàng)傷。 三、醫(yī)用植入體和器械：矯形外科植入體和器械；心血管系統(tǒng)修復器械；人造心瓣膜、人造血管、血管內(nèi)支架；軟組織和神經(jīng)修復體；血液凈化材料和體外循環(huán)系統(tǒng)；藥物和生物活性物質(zhì)控制釋放。40.參考答案： 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)。41.參考答案： 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。42.參考答案： 人體是一個極其復雜的生理環(huán)境，人體會對材料產(chǎn)生種種影響，這種影響反過來又會產(chǎn)生新的生物反應，即材料與生物體之間相互作用。因此生物材料與機體相互作用包含了兩方面的內(nèi)容：生物材料對機體的影響以及機體對生物材料的響應。 生物材料對生物體的影響包括： 血液反應：血小板血栓、凝血系統(tǒng)的激活、纖溶系統(tǒng)的激活、溶血反應等； 免疫反應：補體系統(tǒng)的激活、抗原—抗體反應、免疫細胞的激活等； 組織反應：炎癥反應、細胞粘附、細胞增殖、形成偽內(nèi)膜、細胞質(zhì)轉(zhuǎn)變。 機體對生物材料的影響包括：物理性質(zhì)的變化、化學性質(zhì)的變化。 材料中物質(zhì)的釋放是影響材料生物相容性最重要的因素。釋放的離子可能對生理環(huán)境中的功能分子的結(jié)構進而對其功能造成影響。另一方面這些離子的釋放也有可能造成生理環(huán)境物質(zhì)組成的改變，從而對相關的組織活動造成影響。 材料表面物理化學性質(zhì)，如表面自由能、表面電荷、表面形貌，表面結(jié)構等，是影響材料與生理環(huán)境組成物質(zhì)相互作用最重要的因素。43.參考答案： 主要指化學性穩(wěn)定、生物相容性好的無機材料。44.參考答案： 人工合成法：濕式法（水溶液反應）、干式法（固相反應）、水熱法、溶膠—凝膠法。天然提取法：海珊瑚水熱轉(zhuǎn)化、牛骨、豬骨、人牙。 本實驗室采用了水熱法。45.參考答案： 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。46.參考答案： 1）、多能干細胞可以幫助我們理解人類發(fā)育過程中復雜事件，確定參與導致細胞特化的決定因素 2）、人體多能干細胞研究，能大大地改變研制制品和進行安全性實驗的方法 3）、人體多能干細胞最為深遠的用途是生產(chǎn)細胞和組織，許多疾病及功能失調(diào)往往是由于細胞功能障礙或組織破壞所致 4）體細胞核轉(zhuǎn)移方法是克服某些患者的組織不相容的一個方法，患者可以用自己的遺傳物質(zhì)制造適合自己的細胞。47.參考答案： 分為干熱滅菌法和濕熱滅菌法。 干熱滅菌法：特點是使用方便，可以在干燥情況下對大規(guī)模的裝置進行殺菌操作。缺點是傳熱效果較慢，穿透力不是太強。應用范圍：一般繁殖體在干熱80~100攝氏度中經(jīng)1小時可以殺死，然而在孢子形成菌里面，即使是300攝氏度，也有30%僥幸，所以要注意。 濕熱滅菌法：特點是穿透力較強，殺菌力增強；滅菌可靠，操作方便；易于控制，經(jīng)濟。應用范圍：不能適應工業(yè)規(guī)模高分子制品的滅菌要求。48.參考答案： 銀汞合金、粘固劑和粘結(jié)材料、復合樹脂、印模材料、模型材料、合金材料、義齒修復用高分子材料、烤瓷材料、口腔種植材料、輔助材料。49.參考答案： 一、受到物理、化學、生物、電等因素的復雜影響； 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、酶催化反應之中。50.參考答案： 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)皮細胞在手術前較短時間內(nèi)種植于人工血管管壁，直接用于手術。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技術，在植入的內(nèi)皮細胞中導入使血管擴張、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、力學性能等物理性能更優(yōu)良的材料。51.參考答案： 就現(xiàn)階段而言，生物醫(yī)學工程學的研究主要涉及生物力學、生物材料學、人工器官、生物系統(tǒng)的建模與控制、物理因子的生物效應、生物系統(tǒng)的質(zhì)量和能量傳遞、生物醫(yī)學信號的檢測與傳感器原理、生物醫(yī)學信號處理方法、醫(yī)學成像和圖像處理方法、治療與康復的工程方法等。52.參考答案： 牙組織由牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)和牙骨質(zhì)三部分組成53.參考答案： 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的新材料。凡是應用于人體的生物材料都應具有良好的生物性能，這是保證其臨床安全有效應用的重要技術指標。生物功能性和生物相容性是評價生物醫(yī)學材料最終能否應用于人體的兩個最基本的標準。54.參考答案： 一是更強的磁性，其重要指標為高的矯頑力和磁能積；二是優(yōu)良的軟磁合金，其重要指標為較低的矯頑力和較高的磁導率。55.參考答案： 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、化學滅菌、輻射滅菌。56.參考答案： 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相容性，開發(fā)出更多新型的多孔金屬人工骨。57.參考答案： 生物醫(yī)學工程學是生物工程的基本組成部分，而生物工程是當代最受重視、最具吸引力的高科技領域之一。美國國家研究委員會于年發(fā)表的“美國生物工程系統(tǒng)研究”專門報告中，選擇了個領域作為當前生物工程研究的重要領域，其中除三個領域?qū)偕锛夹g外，其余的八個領域均屬生物醫(yī)學工程。該報告強調(diào)，生物工程中的生物醫(yī)學工程和生物技術，特別是報告中列舉的個重要領域，對于人類的健康、生活及國家的經(jīng)濟前途都是至關重要的58.參考答案： 表面鈍化處理；高溫離子氮化及應用離子注入技術處理59.參考答案： 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60.參考答案：診斷；治療61.參考答案： 第一是無毒性；第二是耐生理腐蝕性。62.參考答案： 生物相容性按材料引起的生物學反應不同一般分為三類。 一、血液相容性：若材料用于心血管系統(tǒng)和血液直接接觸，主要考慮與血液的相互作用，稱為血液相容性，它表示材料與血液之間相互適應的程度，指材料和血液接觸后不引起血漿蛋白的變性，不破壞血液的有效成分，不導致血液的凝固和血栓的形成。 二、組織相容性：若與心血管系統(tǒng)外的其他活體組織和器官接觸，主要考察與組織的相互作用，稱為組織相容性，它表示材料與除血液之外的其他組織的相互適應程度，即不引起細胞突變，畸變，癌變以及排斥反應。 三、免疫相容性：當生物材料植入人體后，材料周圍的生物環(huán)境必定發(fā)生變化，人體自身的生理機能就會對變化著的環(huán)境進行防御和適應，若植入的材料在一定時期后適應了生物體的微環(huán)境，生物體對植入的材料無明顯的免疫應答，則認為植入的材料具有較好的免疫相容性。63.參考答案：微觀層次；亞微觀；宏觀層次64.參考答案： 1.透明軟骨 2.彈性軟骨 3.纖維軟骨65.參考答案： 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、縫針和光學儀器（胃鏡、膀胱鏡等）及皮膚、粘膜、病室空氣等均可采用此法。66.參考答案： 表面改性的定義：根據(jù)對生物醫(yī)用材料與生物體相互作用的認識，尤其是對分子水平上的信息傳遞與識別的了解，設計和制備出具有類似于生物體的表面結(jié)構并能夠避免被自體系識別為異物的人工器官的研究稱為表面修飾。 生物醫(yī)用材料表面改性方法：表面接枝聚合、離子注入表面改性、表面涂層與薄膜合成、自組裝單分子層、生物仿生化、生物體固定法等。67.參考答案： 血液代用品是指具有載氧能力的、能代替血液在組織中進行氧氣和二氧化碳交換的代用品。一種好的血液代用品應具備有效、安全、方便的特點，具體的講就是載氧力強，穩(wěn)定性高，在循環(huán)中的半衰期長，不長期滯留體內(nèi)，易保存，保存時間長68.參考答案： 復合材料，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，使復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：復合材料中以纖維增強材料應用最廣、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計纖維的排列。以碳纖維和碳化硅纖維增強的鋁基復合材料，在500℃時仍能保持足夠的強度和模量。碳化硅纖維與鈦復合，不但鈦的耐熱性提高，且耐磨損，可用作發(fā)動機風扇葉片。碳化硅纖維與陶瓷復合，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，構成耐燒蝕材料，已用于航天器、火箭導彈和原子能反應堆中。非金屬基復合材料由于密度小，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。69.參考答案： 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)70.參考答案： 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。71.參考答案： 瓣架、阻塞體（瓣葉）材料：硅橡膠（SiliconE.、聚四氟乙烯（Teflon）、縮醛樹脂（DerlinE.、鈷合金如CoCrMo合金〔stellite合金〕、鈦合金、不銹鋼、石墨、低溫各向同性熱解碳涂層、類金剛石涂層、聚氨酯。 縫合環(huán)材料：聚對苯二甲酸乙二醇酯（滌綸），針織物形式；聚四氟乙烯，針織物形式；超低溫各向同性碳，涂層形式。72.參考答案： 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饔谩Ｕ５难魉俣容^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，蛋白吸附還可誘導紅細胞粘附，溶血和釋放，最終也將產(chǎn)生相同結(jié)果。73.參考答案： 是用于生物系統(tǒng)疾病的診斷、治療、修復或替換生物體組織或器官，增進或恢復其功能的材料。74.參考答案： ⑴非生物型人工肝非生物型人工肝以血液透析、血液濾過、血液灌流、血漿置換、連續(xù)性血液凈化等血液凈化技術清除體內(nèi)毒性物質(zhì)，維持人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的技術方法。早期非生物型人工肝裝置的設計以小分子毒物血液解毒功能為主。到20世紀70年代，隨著膜材料技術的發(fā)展，血液凈化治療肝病的療效有所提高。血漿置換是國內(nèi)應用最多最廣泛的非生物人工肝治療方法，它依靠血漿交換、交換輸血技術，祛除毒性物質(zhì)補充生物活性物質(zhì)。近年來連續(xù)性血液凈化技術，以緩慢的血流速度持續(xù)穩(wěn)定進行溶質(zhì)交換和水分清除，具有血流動力學穩(wěn)定、有效地祛除細胞因子及炎性介質(zhì)，可提供充分的營養(yǎng)支持、改善組織氧代謝、持續(xù)維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等優(yōu)點。對于重癥肝病患者，尤其是血流動力學不穩(wěn)定和嚴重高分解代謝的患者，提供了有效地治療手段。 ⑵生物型人工肝生物型人工肝是利用人或動物的肝組織勻漿、分離的肝細胞、肝臟切片或全肝等與生物合成材料相結(jié)合的體外裝置，主要由肝細胞來源、細胞培養(yǎng)方式和生物反應器三要素構成。生物人工肝系統(tǒng)是將體外培養(yǎng)增殖的肝細胞（人肝細胞、動物肝細胞、人肝細胞系、基因轉(zhuǎn)化細胞）置于特殊的生物反應器中，利用體外循環(huán)裝置將肝功能衰竭患者的血液/血漿引入生物反應器內(nèi)，通過對患者血液/血漿中毒性物質(zhì)的攝取、轉(zhuǎn)化和代謝，同時合成患者機體所缺乏的必需物質(zhì)，從而穩(wěn)定肝功能衰竭患者的內(nèi)環(huán)境，達到病情改善的效果。 ⑶混合型人工肝混合型人工肝是將非生物型與生物型人工肝相結(jié)合的一套以血液凈化為基礎的治療設備，集成血漿置換、分子吸附和生物反應的混合型治療手段，在緩解重型肝炎、肝衰竭患者的病情上起到重要的支持功能，并為延長患者生命、爭取肝移植時間等方面發(fā)揮重要的作用。目前已進入動物實驗和Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗，并取得了良好效果，但它尚不能完全替代肝臟的功能。75.參考答案：①良好的生物相容性②雜質(zhì)元素及溶出物含量低③有效性強④良好的成型加工性能⑤良好的耐消毒滅菌性76.參考答案： 優(yōu)點：首先，由于納米微粒的超小體積和巨大比表面，納米藥物具有較高的載藥量，容易穿透血管而不引起血管內(nèi)皮損傷，保護藥物免受酶降解，藥物在體內(nèi)局部聚集濃度高，從而能提高療效，同時還可以降低藥物毒副作用。納米藥物目前已初步用于腫瘤、糖尿病和血管疾病等疾病的試驗和臨床治療。其次，納米微粒還具有表面反應活性高、活性中心多、催化效率高和吸附能力強等特性。因此納米藥物可以制成緩釋藥物，改變藥物在體內(nèi)的半衰期，延長藥物的作用時間；制成導向藥物后作為“生物導彈”達到靶向輸藥至特定器官的目的；在保證藥效的前提下，減少用藥量，減輕或消除毒副作用；提高藥物的穩(wěn)定性，有利于存儲；改變膜運轉(zhuǎn)機制，增加藥物對生物膜的透過性，有利于藥物透皮吸收及細胞內(nèi)藥效的發(fā)揮，增加藥物溶解度?？傊{米藥物具有緩釋特性，能夠延長藥物作用時間，靶向輸送藥物，保證藥物作用前提下減少給藥劑量，減輕或避免藥物毒副作用，提高藥物作用穩(wěn)定性，利于藥物儲存。能夠建立一些新的給藥途徑，通過修飾實現(xiàn)藥物的智能化。而且能夠?qū)崿F(xiàn)藥物向高產(chǎn)、自動化、大規(guī)模、低成本、攜帶儲存方便、服用方便、小劑量和低副作用方面發(fā)展。 不足：納米藥物的儲存存在問題，納米藥物在人體內(nèi)分散性、穩(wěn)定性存在問題，納米藥物的精準靶向性存在問題，納米藥物的毒副作用存在問題。77.參考答案： 生物學性能要求：具有生物相容性，除了無毒、不致畸等條件外，還要利于細胞粘附，增殖；材料應該是生物活性的，可與骨組織形成骨性鍵合，增強界面強度；生物降解性：在一定時間內(nèi)被宿主骨替代，不影響骨組織的修復，無毒副作用；誘導再生性：通過自身或添加骨誘導因素，刺激或誘導骨骼生長。 力學性能要求：材料應具有力學相容性，除了力學達到骨修復要求的力學性能外，還應和骨力學性能相匹配；材料在降解過程中，力學性能不能下降的太快；機械耐受性：在一定的時間內(nèi)保持支持功能。78.參考答案： 分類： 1）、按基體材料分類，有陶瓷基生物醫(yī)用復合材料，高分子基生物醫(yī)用復合材料，金屬基生物醫(yī)用復合材料。 2）、按增強體的形態(tài)和性質(zhì)分為纖維增強生物醫(yī)用復合材料和顆粒增強生物醫(yī)用復合材料。 特點： 1）、比強度、比模量高 2）、抗疲勞性能好 3）、抗生理腐蝕性好 4）、力學相容性能好 5）、組成多元。79.參考答案： 血液透析法、血液過濾法、血液透析過濾法、血漿交換法和血液毒素吸附法。80.參考答案： （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。81.參考答案： 按照材料科學的分類方法，納米生物醫(yī)學材料可以分為納米金屬生物材料、納米無機非金屬生物材料、納米高分子生物材料、納米復合生物材料幾種。但是按照其在生物醫(yī)學領域的應用則可分為：細胞分離用納米材料、細胞內(nèi)部染色用納米材料、抗菌及創(chuàng)傷敷料用納米材料、組織工程中的納米生物材料、生物活性材料幾種。82.參考答案： 物理化學性能評價—生物學評價—臨床研究83.參考答案： 國家標準GB/T16886.1等同采用ISO10993—1標準。 歐共體將ISO10993轉(zhuǎn)化成EN30993標準 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性文件。84.參考答案：機械結(jié)合力；物理結(jié)合力；化學結(jié)合力85.參考答案： 第一類：通過常規(guī)管理足以保證其安全性，有效性的醫(yī)療器械；第二類：對其安全性、有效性應當加以控制的醫(yī)療器械；第三類：植入人體。用于支持、維持生命，對人體具有潛在危險，對其安全性、有效性必須嚴格控制的醫(yī)療器械。 目前使用的生物醫(yī)學材料絕大部分屬于第二、三類，對這類產(chǎn)品的試產(chǎn)注冊我國醫(yī)療器械注冊管理辦法中規(guī)定了一系列的須提交材料以進行申報注冊，未經(jīng)核準注冊的醫(yī)療器械，將不得銷售使用。這些材料包括： 一、醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)資格證明 二、產(chǎn)品技術報告的編寫 三、安全風險報告分析 四、注冊產(chǎn)品標準及編制說明 五、產(chǎn)品性能自測報告 六、產(chǎn)品試產(chǎn)注冊形式檢測報告 七、兩家以上臨床試驗基地的臨床試驗報告 八、產(chǎn)品使用說明書 九、所提交材料真實性的自我保證說明86.參考答案：（1）血液代用品的種類：①以增加溶解氧為主的氟碳化合物人工血液；②另一類是通過化學結(jié)合而載氧的以血紅蛋白為基礎的人工血液。（2）載氧機理：①氟碳化合物人工血液；氟碳化合物人工血液，氟碳是一種合成的有機化合物，化學性質(zhì)十分穩(wěn)定，無毒，其半數(shù)致死量與麥芽糖和葡萄糖相似。氟碳化合物難溶于各種溶劑中，但是對氧有較好的溶解性。氟碳化合物載氧只是單純的物理溶解，而不是與氧可逆結(jié)合。其載氧量與氧分壓呈正比直線關系，而且根據(jù)環(huán)境氧分壓的高低而溶解或釋放氧；②血紅蛋白人工血液；血紅蛋白（HB.人工血液的載氧機理是血紅蛋白與氧氣發(fā)生化學反應，而與其結(jié)合成不穩(wěn)定化合物。以血紅蛋白為基礎的人工血液，血紅蛋白是體內(nèi)載氧的主要成分，與氧有可逆性結(jié)合的特點，并且具有理想的氧飽和和解離特性。87.參考答案：結(jié)構仿生；功能梯度材料88.參考答案： 一、生物體生理環(huán)境、組織結(jié)構、器官生理功能及其替代方法的研究； 二、具有特種生理功能的生物醫(yī)學材料的合成、改進、加工成型以及材料的特種生理功能與其結(jié)構的關系的研究； 三、材料與生物體的細胞、組織、血液、體液、免疫內(nèi)分泌等生理系統(tǒng)的相互作用以及減少材料毒副作用的對策研究； 四、材料滅菌、消毒、醫(yī)用安全評價方法與標準以及醫(yī)用材料與制品生產(chǎn)管理與國家管理法規(guī)的研究。89.參考答案：1.存在的問題A.抗血栓性能的提高；B.機械性能的改進，實現(xiàn)生理性調(diào)控；C.植入后感染；D.能源；E.長期性、永久性植入。2.發(fā)展方向A.小型化，微型化，同時具有高供血效能；B.無線自動控制，體內(nèi)外無連線，根據(jù)身體需要自動調(diào)控生理參數(shù)；C.不凝血，不老化，不腐蝕，經(jīng)久耐用；D.安全可靠的控制系統(tǒng)和能源供應90.參考答案： 彈性模量是生物醫(yī)用金屬材料的重要物理性質(zhì)之一，其值過高或過低都不利于廣泛應用，即呈現(xiàn)生物力學不相容性。91.參考答案： 指材料在生理環(huán)境中，生物體對植入體的生物材料的反應和產(chǎn)生有效作用的能力，用以表征材料在特定應用中與生物機體相互作用的生物學行為。92.參考答案： 硬組織修復材料是生物醫(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或誘導新生骨生長所用的材料。93.參考答案： （1）設計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.血流及氣體流道設計：目前主要有兩種結(jié)構，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，應減少血膜厚度和纖維直徑，并采用交叉流式結(jié)構設計。 C.外殼及內(nèi)芯設計：使用有機玻璃，根據(jù)纖維用