生物医学材料学复习题总结(增加最后六题,共55题)

1、生物医学工程的基本任务是什么？

生物医学工程学是将工程学技术依据生物学原理应用于医学领域所形成的融合性学科。其基本任务是运用工程技术手段，研究和解决生物学和医学中的有关问题。

2、生物医学工程的主要内容是什么？

就现阶段而言，生物医学工程学的研究主要涉及生物力学、生物材料学、人工器官、生物系统的建模与控制、物理因子的生物效应、生物系统的质量和能量传递、生物医学信号的检测与传感器原理、生物医学信号处理方法、医学成像和图像处理方法、治疗与康复的工程方法等。

3、生物医学工程的重要性是什么？

生物医学工程学是生物工程的基本组成部分,而生物工程是当代最受重视、最具吸引力的高科技领域之一。美国国家研究委员会于年发表的“美国生物工程系统研究”专门报告中,选择了个领域作为当前生物工程研究的重要领域,其中除三个领域属生物技术外,其余的八个领域均属生物医学工程。该报告强调,生物工程中的生物医学工程和生物技术,特别是报告中列举的个重要领域,对于人类的健康、生活及国家的经济前途都是至关重要的。

4、生物医学工程的发展趋势？

生物医学工程学研究领域十分广泛,并在不断扩展。目前,生物医学工程学的研究与应用已在传统的医学领域发挥了巨大作用,今后播继续加强现有的主要研究领域,并对应用于分子生物学、微创伤手术、老年医学和家庭健康监护等方面的研究给予特别注意。此外,生物医学工程学在农业、营养学、生态学和动物学等领域应用的研究也是值得注意的方向。根据目前的研究情况和潜在价值,当前生物医学工程学研究的重要领域主要有以下八个方面:生物力学、生物材料学、生物系统建棋与仿真、生物医学信号检侧与传感器、生物医学信息处理、医学图像技术、物理因子在治疗中的应用及其生物学效应、人工器官。

5、何为生物医学材料？

生物医学材料学：是一门边沿交叉学科，是多门学科相互借鉴结合、相互交叉渗透、突破旧有学科的狭小范围而开创的一门新学科。生物医学材料学处于“生命”和“材料”的交叉。从医学角度看，人体主要是由细胞和细胞间质组成，从材料学角度看，人体主要应从体内的组成、结构深入地认识人体各组织的构成，使材料科学走出其传统领域。如何更全面仔细的分析人体的真实组成和结构，必须使材料科学与生命科学、工程学相互交叉渗透，形成了一门新型的学科即生物医学材料学。他是生物医学工程领域的四大支柱之一（生物力学、生物材料学、人工器官、生物电子学）

生物医学材料：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。

6、生物医学材料的主要分类有哪些？

按医用材料的来源分类：

一、人体自身组织：如自身隐静脉；二、同种器官与组织：如人尸体角膜；

三、异种同类器官与组织：如猪肾脏；

四、天然生物材料的提取与改性：如动物皮、骨胶原的提取，经处理制成缝线；五、合成材料：如硅橡胶制作人工瓣膜。按材料的属性可分为：

一、无机生物材料（金属与合金材料（不锈钢、金、钛及其合金）、碳素材料、生物活性材料、玻璃材料）

二、有机生物材料（是具有一定生物相容性的合成高聚物材料，包括：硅橡胶、聚碳酸酯、聚胺酯及其嵌段共聚物、尼龙、聚丙烯晴、聚烯烃、聚醚、聚砜、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯等）三、复合生物材料

四、天然生物材料（再生纤维、胶原、弹性纤维原、透明质酸、甲壳素、软骨素等）五、杂化生物材料

按医用材料在人体的应用部位分为：

一、硬组织材料：齿科材料、骨科材料；二、软组织材料：各种填充、整复材料；三、心血管材料（抗凝血材料）：人工血管、人工导管等；四、血液代用材料：人工红血球、代用血浆。

五、透析及超滤用膜材料：血液净化、血浆分离用膜材料。按医用材料的使用要求分为：

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，心脏修补片；三、血液接触性材料和制品：聚氨酯，心脏反搏气囊；四、降解和吸收性材料与制品：聚乳酸，手术缝线；五、其他：聚苯乙烯，乳胶。其他生物医用材料：一、纳米生物材料；二、组织工程材料；三、基因芯片材料；

四、微电子植入系统材料。

7、生物医学材料的研究内容有哪些？

一、生物体生理环境、组织结构、器官生理功能及其替代方法的研究；二、具有特种生理功能的生物医学材料的合成、改进、加工成型以及材料的特种生理功能与其结构的关系的研究；

三、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；四、材料灭菌、消毒、医用安全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的研究。

8、生物医学材料的主要性能？

生物材料实质上是一种特殊的功能材料。是一类与人类生命和健康密切相关的新材料。凡是应用于人体的生物材料都应具有良好的生物性能，这是保证其临床安全有效应用的重要技术指标。生物功能性和生物相容性是评价生物医学材料最终能否应用于人体的两个最基本的标准。

9、生物医学材料的现状和发展趋势？

我国研究现状：1995年起资助和启动了组织工程及相关领域的研究；1996年世界上第一个在裸鼠背上复制“人耳”形成了人耳廓形态软骨的试验由曹谊林教授完成。1999年，以上海第二医科大学曹谊林教授为首席科学家的《组织工程基本科学问题》列入“国家重点基础研究规划”项目（即973）。

国外发展状况：50年代开始推广应用，60-70年代蓬勃发展，并形成规模产业；美国生物材料及制品：1976年销售额已达6.75美元，1986年猛增到30亿美元。1997年美国已达到560亿美元相当于其半导体工业产值，全球则已达1200亿美元；1997年美国预测：未来十年生物医学工程产业39项新产品中生物材料、人工器官与组织工程产品几乎占50%国内生物材料的发展状况：70年代中期只有零星的应用研究；70年代末80年代初开始真正发展；80年代中期一批材料工作者和化学工作者转移到生物材料及其制品的开发研究方面；研究内容遍及有机，无机以及天然生物材料。国内外发展趋势：

一、致力提高材料的生物相容性，开发生物相容性更好，更能适应人体生理需要的新材料。二、材料科学与生物学的融合，赋予材料生物结构和生物功能使之成为有“生命”的生物材料。

三、利用生物分子材料学和组织工程学研究人体器件替代人体器官。组织工程赋予材料诱导组织再生的生物功能。

四、常规材料产业相当长时间内仍处于主导地位（不过这个时代即将过去）途径：

一、尝试应用分子设计学方法和仿生学方法，开发生物相容性更好的新材料。

二、医疗技术发展：由通用到个体化，将大创伤转变为微创伤，再转变为无创伤。

三、医用植入体和器械：矫形外科植入体和器械；心血管系统修复器械；人造心瓣膜、人造血管、血管内支架；软组织和神经修复体；血液净化材料和体外循环系统；药物和生物活性物质控制释放。

10、生物材料与机体相互作用包括哪两个方面的内容？

包括材料对生物体的作用和生物体对材料的影响，从而反过来又会产生新的生物反应。

11、生物材料对生物体的影响有哪几个方面？

一、血液反应：血小板血栓，凝血系统的激活，纤溶系统的激活，溶血反应等；二、免疫反应：补体系统的激活，抗原—抗体反应，免疫细胞的激活等；

三、组织反应：炎症反应、细胞粘附，细胞增殖、形成伪内膜，细胞质转变；

12、机体对生物材料的影响有哪些？

一、受到物理、化学、生物、电等因素的复杂影响；二、受到各种器官的组织不停运动的动态作用；三、处于代谢、呼吸、酶催化反应之中。

13、生物医学材料安全性概念？

是指生物医学材料制品在临床使用前具有安全有效得性质，主要强调的是材料本身对人体安全无毒害。即所有应用于人体、与人体组织相接触的生物医学材料，必须首先保证材料对人体无毒性，无刺激性，无致癌性和致畸变等作用；且在体内正常代谢作用下，能保持其稳定状态，无生物退变性，代谢或降解产物对人体无害，无蓄积性。因此，任何用于人体的生物

医学材料在临床应用前均应首先进行生物安全性的检测，这一点目前国内外均已取得共识。

14、生物医学材料相容性概念？

强调的是材料与宿主之间相互作用的关系，材料与人体组织直接或间接接触时所产生的相互反应的能力。良好的生物相容性是指生物医学材料在生物体内静动态变化的过程中，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。即材料除了要能在生理条件下保持稳定的物理化学性质，还需要满足以下要求：引起的生物学反应最小，对生物体无不良刺激，无毒害，不引起毒性反应、免疫反应或干扰免疫机能，无变态和过敏，不致癌，不致畸，无炎症反应，不引起感染，不被排斥，植入机体后能较长期存在，能有助于愈合及附着。

15、生物材料生物相容性研究有哪几个层次？

生物相容性包含了两个方面的内容：一、材料对生理环境的影响；二、生理环境对材料的响应。（参考11、12题）

16、生物材料生物相容性分类有哪些？

生物相容性按材料引起的生物学反应不同一般分为三类。

一、血液相容性：若材料用于心血管系统和血液直接接触，主要考虑与血液的相互作用，称为血液相容性，它表示材料与血液之间相互适应的程度，指材料和血液接触后不引起血浆蛋白的变性，不破坏血液的有效成分，不导致血液的凝固和血栓的形成。二、组织相容性：若与心血管系统外的其他活体组织和器官接触，主要考察与组织的相互作用，称为组织相容性，它表示材料与除血液之外的其他组织的相互适应程度，即不引起细胞突变，畸变，癌变以及排斥反应。

三、免疫相容性：当生物材料植入人体后，材料周围的生物环境必定发生变化，人体自身的生理机能就会对变化着的环境进行防御和适应，若植入的材料在一定时期后适应了生物体的微环境，生物体对植入的材料无明显的免疫应答，则认为植入的材料具有较好的免疫相容性。

17、生物材料的物性要求有哪些？

一、溶出物及可渗出物含量低：一些高分子材料虽然不溶于水，而且低分子溶出物、渗出物极少，在体液的长期影响下仍会起分解作用；生物体组织液的PH值一般保持在7.2~7.4左右，接近中性，但考虑到有时候由于种种代谢产物的生成，PH值会发生变化，这时候溶解性问题就显得更为重要。

二、生物稳定性：在生物的复杂环境中材料的高次结构及低次结构不发生变化，不聚解，同时本身的组成不引起生物体的生物反应；生物稳定性好的材料，会形成稳定结构状态，对生物体一般不会产生太大的影响。如聚甲基丙烯酸甲酯。

三、机械物理性能：人体是一个生命体，各组织及器官间普遍存在着动态相互作用，植入体内的材料要考虑在应力作用下的性质。如：制造人工心脏材料要考虑在心脏有节律的收缩与舒张压力变化情况下的应力老化；假牙材料必须具有与活体牙相近的热膨胀系数、低导热性、高硬度以及优良的耐磨性。

四、成型加工性能：加工条件的改变对推进生物医学材料的开发和发展是十分重要的。易于加工是对生物医学材料的一项基本要求。

五、灭菌性能：对于一般玻璃制品或金属制品，常规采用高压蒸汽消毒；某些高分子材料受不住高温侵袭，而且热和湿气会对材料的性质产生明显地影响，也会影响高分子材料的血液相容性等生物性能；新的灭菌技术：气体灭菌、辐射灭菌。

18、根据材料的键和方式晶体通常可以分为几类？它们在性能上有什么特点？

六、有四种主要的晶体键，因此可分为四类：

七、离子晶体：由正离子和负离子构成，靠不同电荷之间的引力（离子键）结合在一起。氯化钠是离子晶体的一例。一、原子晶体（共价晶体）：原子或分子共享它们的价电子（共价键）。钻石、锗和硅是重要的共价晶体。

二、金属晶体：金属的原子变为离子，被自由的价电子所包围，它们能够容易地从一个原子运动到另一个原子，可形象的描述为沉浸在自由电子的海洋里（金属键）。当这些电子全在同一方向运动时，它们的运动称为电流。三、分子晶体：分子完全不分享它们的电子。它们的结合是由于从分子的一端到另一端电场有微小的变动。因为这个结合力很弱（范德华力和氢键），这些晶体在很低的温度下就熔化，且硬度极低。典型的分子结晶如固态氧和冰。

19、化学键存在哪些种类？请分别举例说明其特征？

所有的化学键都是由两个或多个原子核对电子同时吸引的结果所形成。化学键有3种极限类型，即离子键、共价键、金属键。

一、离子键：是由带异性电荷的离子产生的相互吸引作用，例如氯和钠以离子键结合成氯化钠。二、共价键是两个或两个以上原子通过共用电子对产生的吸引作用，典型的共价键是两个原子借吸引一对成键电子而形成的。例如，两个氢核同时吸引一对电子，形成稳定的氢分子。三、金属键则是使金属原子结合在一起的相互作用，可以看成是高度离域的共价键。四、定位于两个原子之间的化学键称为定域键。

五、由多个原子共有电子形成的多中心键称为离域键。其中金属离子被固定在晶格结点上，处于离域电子的“海洋”之中。

六、除此以外，还有过渡类型的化学键：由于粒子对电子吸引力大小的不同，使键电子偏向一方的共价键称为极性键，由一方提供成键电子的化学键称为配位键。极性键的两端极限是离子键和非极性键，离域键的两端极限是定域键和金属键。

20、请举例说明一种复合材料是怎么组成的？并指出其所具有的优越性能？

复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。

优越性能：复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料，其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到热膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性，因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的

铝基复合材料，在500℃时仍能保持足够的强度和模量。碳化硅纤维与钛复合，不但钛的耐热性提高，且耐磨损，可用作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合，使用温度可达1500℃，比超合金涡轮叶片的使用温度（1100℃）高得多。碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨，构成耐烧蚀材料，已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小，用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧，其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。

21、荷叶为何能出淤泥而不染，其在生物医学上有何运用？

为什么荷花会出淤泥而不染呢，就在于荷花表面有一层超疏水材料，使得水流聚股留下，冲洗着淤泥。超疏水材料具有很低的表面自由能和很好的抗粘附性能，因此，超疏水的材料也显示了良好的生物相容性。例如，Khorasani等人l3UJ研究发现超疏水聚PDMS比普通PDMS有更好的血液相容性。Sun等人在阵列型的碳纳米管基材上涂附含氟聚氨酯，得到了超疏水材料表面(CA>160。)，研究发现超疏水表面具有非常优异的血液相容性，为制备新的血液相容性材料，如直径小于6mm人工血管，提供了一条新的思路．但是将含氟聚合物涂附在垂直阵列型CNT上成膜时，很容易破坏表面的微细粗糙结构，而且这种方法不能将材料成型加工成各种植入装置，如人工血管，至今未见其它相关报道及动物实验的数据．此外，超疏水材料在基因传输、无损失液体输送、微流体、防污染、抗氧化等方面都能够得到广泛的应用．

22、医疗器械的安全性评价程序有哪些？

物理化学性能评价—生物学评价—临床研究

23、生物医学材料学评价指标有哪8种方法？

细胞毒性试验

溶血试验（体外使用材料可不做）

动态凝血时间（非与血液接触材料不做）过敏试验

致突试验（Ames试验）

短期肌肉植入试验（体外材料不做）局部刺激试验热原试验

24、医疗器械生物学评价标准中的问题和展望？

现有评价标准中存在的问题：

一、血液相容性试验只涉及需要评价的内容，而无标准的试验方法；亚急性和长期毒性试验提出了原则要求，也无标准的试验方法；

二、局部植入试验虽然有详细的试验操作过程和要求，但对结果的评价只提出了原则要求，太含糊，不易做出准确判断；

三、对体内可降解的材料或器械规定需要规定体内降解试验，但无标准的试验方法；四、在生物学评价项目和方法中缺少对免疫体系的评价项目和试验方法；

五、通过细胞学，组织学和整体动物学来评价医疗器械对生物体的影响，而没有深入到分子水平。

生物学评价标准化展望：

一、生物学评价原则的不断发展

二、生物学评价方法的不断完善（血液相容性、免疫毒性、亚急性（亚慢性毒性））三、降解产物的定性和定量

25、我国医疗器械管理的4个发展阶段？

一、供不应求，管理起步阶段：时间是在初期到文化大之间，这期间医疗器械管理的主要方式是依靠标准来引导，约束企业生产合格的医疗器械。对于企业不执行标准，生产不合格品的行为，只能用行政方式给予批评，严重者追究其行政责任。

二、质量矛盾上升阶段：时间是从文化大到改革开放之前。为了减少不合格品，采用了两种主要管理方法：一是组织开展行业质量大检查，检查企业是否执行标准；二是开展优质产品的评比，依据也是标准。以标准为依据来督促或引导企业生产合格品是这一阶段医疗器管理的主要方法。

三、把安全性、有效性摆上日程的阶段：改革开放是推动我国经济发展的大政方针，我国的医疗器械监督管理也受益于这一方针。四、走上法制化监督管理的阶段

26、医疗器械评价有哪些重要标准？

国家标准GB/T16886.1等同采用ISO10993—1标准。欧共体将ISO10993转化成EN30993标准

美国FDA将ISO10993转化成“生物相容性评价指南”ISO10993成为全球评价医疗器械安全性的纲领性文件。

27、我国生物医学材料的产品分类及审批制度？

第一类：通过常规管理足以保证其安全性，有效性的医疗器械；第二类：对其安全性、有效性应当加以控制的医疗器械；第三类：植入人体。用于支持、维持生命，对人体具有潜在危险，对其安全性、有效性必须严格控制的医疗器械。目前使用的生物医学材料绝大部分属于第二、三类，对这类产品的试产注册我国医疗器械注册管理办法中规定了一系列的须提交材料以进行申报注册，未经核准注册的医疗器械，将不得销售使用。这些材料包括：一、医疗器械生产企业资格证明二、产品技术报告的编写三、安全风险报告分析

四、注册产品标准及编制说明五、产品性能自测报告

六、产品试产注册形式检测报告

七、两家以上临床试验基地的临床试验报告八、产品使用说明书

九、所提交材料真实性的自我保证说明

28、硬组织修复材料的定义

硬组织修复材料是生物医用材料中的一个重要分支，它主要是指用于骨、齿组织缺损的填充、患病骨、齿组织的置换以及引导或诱导新生骨生长所用的材料。

29、常用的硬组织修复材料的种类和存在问题

医学领域长期以来广泛使用的金属，有机高分子等生物医学材料，其成分完全和自然骨不一

样，作为齿、骨的替代材料（人工骨、人工齿），填补骨缺损材料，其生物相容性和人体适应性都不能令人满意。近二十年来，研究接近或类似于自然骨成分的无机生物医学材料极其活跃，特别值得重视的是与骨组织生物相容性最好的羟基磷灰石生物活性材料的研究临床应用。

30、硬组织修复材料的要求（生物学性能，生物力学性能）有哪些？

生物学性能要求：具有生物相容性，除了无毒、不致畸等条件外，还要利于细胞粘附，增殖；材料应该是生物活性的，可与骨组织形成骨性键合，增强界面强度；生物降解性：在一定时间内被宿主骨替代，不影响骨组织的修复，无毒副作用；诱导再生性：通过自身或添加骨诱导因素，刺激或诱导骨骼生长。

力学性能要求：材料应具有力学相容性，除了力学达到骨修复要求的力学性能外，还应和骨力学性能相匹配；材料在降解过程中，力学性能不能下降的太快；机械耐受性：在一定的时间内保持支持功能。

31、哺乳动物硬组织中主要的无机/有机成分是什么？

无机成分是羟基磷灰石，有机成分是骨胶原蛋白。

32、羟基磷灰石的制备方法有哪些？本实验室采用了哪些制备方法？

人工合成法：湿式法（水溶液反应）、干式法（固相反应）、水热法、溶胶—凝胶法。天然提取法：海珊瑚水热转化、牛骨、猪骨、人牙。本实验室采用了水热法。

33、羟基磷灰石作为硬组织修复材料的应用有哪些？

陶瓷材料：陶瓷粉体材料、陶瓷烧结材料

涂层材料：不锈钢基质、纯钛基质、钛合金基质

复合材料：与胶原复合、与聚乳酸复合、与壳聚糖复合

34、硬组织修复材料中的复合材料有哪些种类？

HA/壳聚糖复合材料HA/胶原复合材料

HA/胶原—透明质酸复合材料HA/明胶复合材料

HA/纤维蛋白粘合剂复合材料HA/聚乳酸复合材料HA/聚乙烯复合材料

HA/聚羟基丙酸酯复合材料HA/聚甲基丙酸甲酯复合材料

35、消毒和灭菌的定义？

消毒：指杀灭（破坏）非芽孢型和增殖状态的致病微生物的过程。

灭菌：指杀灭物品中一切微生物的过程。方法有三种：热灭菌、化学灭菌、辐射灭菌。

36、灭菌效果评价方法？

芽孢是某些微生物生命周期中的正常休眠阶段，其耐杀灭性比增殖状态高许多倍。用消毒方

法不能杀灭芽孢、肝炎病毒等。由于芽孢膜致密耐热，对化学品等抵抗能力强，因此常以杀灭芽孢作为评价灭菌效果的依据。一般医用外科制品灭菌后芽孢的存活率要低于10-6，也就是说要求灭菌方法安全可靠，以确保灭菌后，在100万次无菌实验中，阳性率不大于1。灭菌过程中，灭杀微生物的速率通常与微生物的浓度或单位体积内微生物的数目成正比。杀灭微生物的速率的另一种表示法是用“1/10减少时间”的D值来表示，即杀灭90%微生物所需要的时间，其为速度常数的倒数。

37、生物材料消毒和灭菌主要有哪些方法？

主要消毒灭菌法：

一、热灭菌法（分干热灭菌法（燃烧法、干烤法）和湿热灭菌法（煮沸法、流通蒸汽灭菌法、间歇灭菌法、高压蒸汽灭菌法））

二、化学消毒灭菌法（浸泡法、擦拭法、熏蒸法、喷雾法、密闭消毒法）三、气体灭菌（环氧乙烷、过氧乙酸、二醛、卤族化合物）四、辐射灭菌法

五、进展：激光灭菌、超声协同灭菌、气体等离子体灭菌、微波灭菌。

38、生物医学材料热灭菌法的分类、特点和应用范围？

分为干热灭菌法和湿热灭菌法。

干热灭菌法：特点是使用方便，可以在干燥情况下对大规模的装置进行杀菌操作。缺点是传热效果较慢，穿透力不是太强。应用范围：一般繁殖体在干热80~100摄氏度中经1小时可以杀死，然而在孢子形成菌里面，即使是300摄氏度，也有30%侥幸，所以要注意。湿热灭菌法：特点是穿透力较强，杀菌力增强；灭菌可靠，操作方便；易于控制，经济。应用范围：不能适应工业规模高分子制品的灭菌要求。

39、生物医学材料化学灭菌法的特点和应用范围？

特点：临床上经常使用，极其方便有效，但医用制品的生产规模消毒灭菌较难实施。应用范围：凡不适于物理消毒灭菌而耐潮湿的物品，如锐利的金属、刀、剪、缝针和光学仪器（胃镜、膀胱镜等）及皮肤、粘膜、病室空气等均可采用此法。

40、生物医学材料辐射灭菌法的特点和应用范围？

特点：优点是灭菌彻底、操作安全、不污染环境，穿透能力强，效果好，可以在材料和器具包装后再消毒，可以在常温下进行，不必考虑材料耐热问题；过程可以连续化自动化，可靠性高，大量生产（或成批进行）时经济效果好；节约能源，处理费用较低。不会产生残留；对所有类型微生物都有效果。缺点是高分子材料可能发生降解或交联，材料颜色可能变黄甚至完全变暗。应用范围：相对湿度以45%~60%比较适宜。温度宜于10~55%范围；紫外线灯管无尘油垢。

41、新的灭菌方法有哪些？

激光灭菌

超声协同灭菌气体等离子灭菌微波灭菌纳米灭菌

42、什么是纳米材料？它有哪些独特的性质？

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。纳米材料具有一定的独特性，当物质尺度小到一定程度时，则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为，当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时，其粒径虽改变为1000倍，但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨，所以二者行为上将产生明显的差异。纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。就熔点来说，纳米粉末中由于每一粒子组成原子少，表面原子处于不安定状态，使其表面晶格震动的振幅较大，所以具有较高的表面能量，造成超微粒子特有的热性质，也就是造成熔点下降，同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体，当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时，即形成单磁区之磁性物质。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时，将成为优异的磁性材料。纳米粒子的粒径（10纳米～100纳米）小于光波的长，因此将与入射光产生复杂的交互作用。金属在适当的蒸发沉积条件下，可得到易吸收光的黑色金属超微粒子，称为金属黑，这与金属在真空镀膜形成高反射率光泽面成强烈对比。纳米材料因其光吸收率大的特色，可应用于红外线感测器材料。

43、磁性纳米粒子有哪些生物医学应用，请简单说明其原理。

磁性纳米粒子是一类智能型的纳米磁性材料,既具有纳米材料所特有的性质如粒径小,比表面极大,偶连容量高,又具有磁响应性及超顺磁性,可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸收电磁波产热。利用这些特性磁性纳米粒子被应用于药物载体、细胞分离纯化、磁电转染等方面。近年来由于其可作为对比剂用于磁共振成像、作为热疗介质用于癌症热疗,并且由于磁性纳米粒子在细胞内形成较高浓度后外加磁场可对其进行操纵而使其成为一种新用途/磁力组织工程0(Mag2TE)的材料而引起研究者们的广泛关注。

首先,MNP具有磁响应性,在恒定磁场下磁性粒子可以定向定位移动到靶部位,这是应用于磁性分离、磁力组织工程和肿瘤靶向治疗的基础;一定条件下,磁性粒子在交变电磁场中由于磁滞损耗吸收电磁波而产热,则是肿瘤热疗的基础。而且由于铁磁性物质本身具有居里温度的特点,磁性纳米颗粒可以进行自动控温、恒温,即当温度升至居里点后铁磁性物质失去磁性而降温,低于居里点后又恢复磁性而升温,这对深部肿瘤的热疗具有重要的意义。其次,作为纳米粒子,MNP还具有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应,并由此派生出传统固体不具有的许多特殊性质。

44、纳米生物医学材料如何分类？

按照材料科学的分类方法，纳米生物医学材料可以分为纳米金属生物材料、纳米无机非金属生物材料、纳米高分子生物材料、纳米复合生物材料几种。但是按照其在生物医学领域的应用则可分为：细胞分离用纳米材料、细胞内部染色用纳米材料、抗菌及创伤敷料用纳米材料、组织工程中的纳米生物材料、生物活性材料几种。

45、纳米药物系统相对于传统药物有哪些优点？和不足？

优点：首先,由于纳米微粒的超小体积和巨大比表面,纳米药物具有较高的载药量,容易穿透血管而不引起血管内皮损伤,保护药物免受酶降解,药物在体内局部聚集浓度高,从而能提高疗效,同时还可以降低药物毒副作用。纳米药物目前已初步用于肿瘤、糖尿病和血管疾病等疾病的试验和临床治疗。其次,纳米微粒还具有表面反应活性高、活性中心多、催化效率高和

吸附能力强等特性。因此纳米药物可以制成缓释药物,改变药物在体内的半衰期,延长药物的作用时间;制成导向药物后作为“生物导弹”达到靶向输药至特定器官的目的;在保证药效的前提下,减少用药量,减轻或消除毒副作用;提高药物的稳定性,有利于存储;改变膜运转机制,增加药物对生物膜的透过性,有利于药物透皮吸收及细胞内药效的发挥,增加药物溶解度。总之,纳米药物具有缓释特性,能够延长药物作用时间,靶向输送药物,保证药物作用前提下减少给药剂量,减轻或避免药物毒副作用,提高药物作用稳定性,利于药物储存。能够建立一些新的给药途径,通过修饰实现药物的智能化。而且能够实现药物向高产、自动化、大规模、低成本、携带储存方便、服用方便、小剂量和低副作用方面发展。

不足：纳米药物的储存存在问题，纳米药物在人体内分散性、稳定性存在问题，纳米药物的精准靶向性存在问题，纳米药物的毒副作用存在问题。

46、口腔材料在生物材料中的地位

WHO的十大健康标准之一就是牙齿清洁，无蛀牙，无疼痛，牙龈颜色正常，无出血。口腔健康是人类文明的窗口，社会进步的标志。

47、口腔材料有哪些种类？

银汞合金、粘固剂和粘结材料、复合树脂、印模材料、模型材料、合金材料、义齿修复用高分子材料、烤瓷材料、口腔种植材料、辅助材料。

48、口腔材料有哪些要求（生物学性能？化学性能？物理性能？机械性能？）

生物学性能：

一、微漏：在制作嵌体冠的材料及操作技术方面，都应考虑材料体与牙齿的密合性，尽量减少微漏。

二、温度改变：必须考虑修复材料的温度传导和热膨胀系数，力求修复材料在温度改变中性能稳定。

三、流电性：口腔内不同金属修复体之间能产生小电流，此种性质即为流电性，如金合金与银汞合金之间产生的电流，可能引起对牙髓的刺激，因之而产生敏感性。

四、材料的毒性：理想的牙科材料应是对牙髓无害，对软组织无刺激，不导致过敏反应，没有可扩散的毒性物质被吸入循环系统引起全身性毒性反应，没有潜在的致敏物质而使日后发生变态过敏反应，并对长期接触的操作人员无害。

化学性能：材料应能经受口液、食物、牙粉、牙膏等口腔清洁剂的化学作用，否则水分、口腔温度及pH值变化都可能使材料失去光泽和产生腐蚀作用。

一、失泽：指表面失去光泽，这是由于氧化物和硫化物生成的缘故。但是，颜色变暗并不一定是都是有害的，例如，铬和氧生成的膜层，可以防止表面进一步氧化。

二、光学性质：每一种材料，由于原子的结构和排列不同，在光学上具有透明、半透明和不透明性。为使牙科制品逼真美观，选用材料时必须考虑这一特性。三、腐蚀：指金属和周围介质发生化学和电化学作用，产生表面变质破坏的现象，称为腐蚀。选用金属材料时，应考虑它的抗腐蚀性能。

一、物理性能：牙釉质和牙本质是良好的绝缘体，能保护牙髓不受温度变化的影响，牙齿修复材料也应是良好的热绝缘体，其热膨胀系数应该尽可能近似牙釉质和牙本质的数值。但义齿的基托材料，则要求有良好的热导性，以保持口腔的感觉功能。

二、光学性质：每一种材料，由于原子的结构和排列不同，在光学上具有透明、半透明和不

透明性。为使牙科制品逼真美观，选用材料时必须考虑这一特性。

机械性能：

一、拉力试验：伸拉试验是机械性能试验中最基本的试验方法。它包括材料在受单向静力作用下的弹性模量、比例极限、抗拉强度、伸长率及断面收缩率等的测定。

二、弯曲试验：把试样绕一定直径的弯心弯曲，鉴定其韧性、延性和表面质量的试验，即为弯曲试验。

三、冲击试验：测定材料在一定条件下承受冲击载荷（弯曲、拉力、扭转等）的能力，即为冲击试验。

四、硬度：对塑性变形、划痕、磨损或切割等的抗力，即为硬度。

五、粘合性质：粘合是两表面由界面力结合在一起的状态。这种界面力，是由价力或结合作用或两者兼有所组成。应该研究能粘合牙釉质和牙本质的材料。理想的粘合材料都应有极性基团，能和牙釉质和牙本质的有机和无机成分起化学反应。

49、计算机在口腔材料研究中的应用有哪些？1数字化口腔设备

1.1数字化口腔医学影像

通过计算机对各类x光片的采集。主要包括牙片、全景、断层、CT等。目前主要有德国西门子Simens、美国西格Cygnus、法国Trophy、Digora、日本森田Mofita全景X光机Epocs550、国内一所、上海森德公司等，关键技术是x线传感器，只需约1／100的x放射线，速度快，不需要冲洗环节，方便计算机存储管理、网络传输及进一步的图像处理(如对比、数字减影等)。通常带有简单的计算机管理软件。口腔专用CT主要有日本森田，意大利NEWTOM。

1.2口腔内窥镜(口内摄像系统)

通过口腔专用摄像头采集口腔内的实时图像。可直接通过视频传输到普通视频显示器或通过内置／外置图像采集装置输出到计算机。大大方便各类资料的采集过程，可显著提高与患者的实时交流。目前主要有美国Cygnus、美国司贝塔Spectravu－SVx4等。

从目前的情况看上述二类技术已成为中高档牙椅的标准配置，以后会成为所有牙椅的标准配置。

1.3根管测量仪

采用微处理器技术，数字化显示根管参数。如法国康普特ComptoirENDY、日本森田ROOT2X、法国赛特力等。1.4下颌／髁突运动记录仪

采用微波、红外等三维测量技术，自动记录患者下颌／髁突运动情况，然后在全可调HE架上再现患者的下颌运动情况。产品有德国KAVO公司。2义齿CAD／CAM系统

固定义齿的计算机辅助设计、计算机辅助制造。目前可加工单冠、嵌体、贴面、固定桥等义齿类型，加工材料金属基底冠，全瓷等。国际上销售的约有10多种型号，国内主要引进的是Cerec系列。可分为二大类，一是技工设备概念的仿型制造，二是医生使用的椅旁CAD／CAM系统。目前价格约为100万，但是它是口腔医学修复学的重要发展方向之一。3三维测量技术

主要是采用工业领域的设备完成口腔医学的三维测量，设备都很昂贵。主要有三坐标测量仪和光学测量技术。美国的Cyberware，日本UNISN公司等。三维测量是口腔医学研究、

临床的重要基础工作。国内一直有学者从事这方面的研究。美国目前在正畸领域出现了Invisable的一种技术用于正畸治疗，也是使用三维测量、分析设计及快速成型技术。4快速成型技术

也是采用工业领域成熟的技术手段为口腔医学服务。如术前得到患者颅骨实物。主要技术步骤是患者CT三维数据，计算机三维重建，数据处理后转换为快速成型设备可接受的数据，然后加工。也可用于赝复体的制造。北京大学口腔医学院已实施多例。5教学实习系统

三维跟踪学生在仿头模上的操作，并自动给出与标准结果之间的差异。以色列的DENTSIM，KAVO公司，森田公司都有类似产品。6计算机软件

由于中国的实际情况，多数国外的商品化软件都无法直接在国内使用，汉化其实是一个小的问题。如口腔医院管理系统、口腔诊所管理系统等。主要由于医疗模式不同，如病历、保险、结算等。

50、材料表面形貌与生物相容性的关系？

生物材料的生物相容性与材料表面形貌密切相关：

平整光洁的材料表面：与组织接触后，周围形成一层较厚的与材料无结合的包囊组织。由成纤维细胞平行排列而成，容易形成炎症和肿瘤。

粗糙的材料表面：促使细胞核组织与材料表面附着和紧密结合。粗糙表面对于细胞、组织的作用并不完全是增加接触面积，而是粗糙表面择优粘附成骨细胞、上皮细胞。（3）“接触诱导”作用：即细胞在材料表面的生长形态受材料表面形态的，例如平行犁沟状表面成纤维细胞沿沟取向生长。已发现：上皮细胞、成纤维细胞、神经轴突、成骨细胞等，均存在“接触诱导”效应。

51、生物医用材料表面修饰有哪些方法？（参照ppt:p81~p82）

血管表面修饰的方法：（1）种植内皮细胞

（2）表面接枝（白蛋白涂层、聚氧化乙烯表面、磷脂基团表面、多糖表面）

52、生物医用材料表面修饰研究现状和发展趋势？

研究现状：已建立材料表面形貌与细胞、组织粘附行为之间的关系；发展趋势：从分子水平上研究材料表面形貌对细胞形态与功能的影响；研究材料表面形貌对基因表达的影响。

53、控制材料表面粗糙化的主要方法有哪些？

（1）用精密的机械加工方法在材料表面加工出约500um尺寸的螺线、台阶和孔等。

（2）用微机械和微刻蚀技术获得3um~10um深度且距离和形状均可精确控制的粗糙表面；（3）用等离子体喷涂赋型方法及离子束轰击方法，能获得精确的表面显微形貌。

54、等离子体表面改性有哪几种类型？

（1）等离子体表面聚合：等离子体表面聚合是对有机气态单体等离子化，使其产生各类基团，这些活性基团之间及活性基团单体之间进行加成反应而形成聚合膜。一般采用射频或微波放电以获得高离化率的等离子体。

（2）等离子体表面处理：等离子体表面处理主要是用非聚合性的无机气体产生的等离子体

对高分子材料进行处理。

（3）等离子体表面接枝：以聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等为衬底材料，通过处理表面获得含有大量聚氧化乙烯（PEO）基团的薄膜，并随着等离子电源功率的提高，PEO含量增大。

55、对人工血管壁表面进行修饰达到抗凝血有哪些方法？

（1）种植内皮细胞法（2）涂布白蛋白涂层法（3）磷脂基团表面法（4）多糖表面法