生物医用材料课堂笔记
生物医用材料
导论
1.生物医用材料定义
广义的生物材料：一是指用于生物体内的材料，达到治疗康复的目的，例如隐形眼镜、人工髋关节；二是指来源于生物体，可能用于或不再用于生物体内。
生物医用材料：对生物系统的疾病进行诊断、治疗、外科修复、理疗康复、替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能，而对人体组织不会产生不良影响的材料。
2.生物医用材料的分类：
2.1按材料的传统分类法分为：
(1)合成高分子材料
(2)天然高分子材料
(3)金属与合金材料
(4)无机材料
(5)复合材料
2.2按材料的医用功能分为：
(1)血液相容性材料
用于人工血管、人工心脏、血浆分离膜、血液灌流用的吸附剂、细胞培养基材。因为与血液接触，所以不可以引起血栓、不可以与血液发生相互作用。
(2)软组织相容性材料
如果用作与组织非结合性的材料，必须对周围组织无刺激、无毒副作用；如果用作与组织结合性的材料，要求材料与周围组织有一定粘结性、不产生毒副反应。
(3)硬组织相容性材料
硬组织生物材料主要用于生物机体的关节、牙齿及其他骨组织。包括生物陶瓷、生物玻璃、钛及合金、碳纤维、聚乙烯等。
(4)生物降解材料
生物降解材料在生物机体中，在体液环境中，不断降解，或者被机体吸收，或者排出体外，植入的材料被新生组织取代。可以用于可吸收缝合线、药物载体、愈合材料、粘合剂、组织缺损用修复材料。
(5)高分子药物
高分子药物是一类本身具有药理活性的高分子化合物，可以从生物机体组织中提取，也司以通过人工合成、基因重组等技术，获得天然生物高分子的类似物。
专题一、生物医用材料的生物相容性及其生物学评价
第一节、生物相容性概念和原理
生物相容性，是生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物理、化学反应的一种概念。生物医用材料必须对人体无毒、无致敏、无刺激、无遗传毒性、无致癌性，对人体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应。
生物相容性的分类
生物医用材料的生物相容性分为两类：
若材料用于心血管系统与血液直接接触，主要考察与血液的相互作用，称为血液相容性；
若与心血管系统外的组织和器官接触，主要考察与组织的相互作用，称为组织相容性或一般生物相容性。
第二节组织相容性
组织相容性要求医用材料植入体内后与组织、细胞接触无任何不良反应。
毒性反应：，脓肿组织酸度高，腐蚀性大，将加速对金属表面的腐蚀，而更多的腐蚀产物又加速组织的坏死。其组织学特征是周围细胞固缩，细胞核增大，染色深。
包绕反应：一方面金属不再与组织液过多接触，降低了腐蚀速度，另一方面周围组织降低了与金属表面的接触，从而使副作用降低到最低的限度。其组织学特征是包绕层致密，无血管形成。
活性反应：组织学特征是包绕层疏松且薄，有毛细血管穿行其中。
评价软组织相容性的方法：包绕层的厚薄以及其中毛细血管的数量，可以反映材料的生物相容性高低。
影响生物相容性的因素：1.材料的化学成分；2.表面的化学成分；3.形状和表面的粗糙度：生物医用材料与炎症
生物医用材料和医用装置植入体内后，引起感染的原因主要是植入物灭菌不彻底或植入物被污染。造成细菌性感染的原因有以下几点：
(1)植入手术过程中对皮肤和组织造成损伤体内组织的机会；
(2)植入生产过程中已被细菌污染的材料和制品或无菌材料已被污染；
(3)植入材料能抑制体内的抗炎防御系统的反应性。增加了局部组织易感染性；
(4)植入材料能抑制和吸附补体，增加多核白细胞在植入物附近局部组织中的数量，使抑制局部炎症反应的能力减弱。
生物医用材料诱发肿瘤可能与下列因素有关：
(1)引起肿瘤的原因与植入材料的外形有明显的相关性。
(2)与植入材料的埋植方法有关。
(3)与植入材料表面的租糙程度有关。
(4)被致癌物污染的材料或生物老化时能释放致癌物的材料，植入动物体内能诱发恶性肿瘤。
(5)与植入材料在体内形成的纤维包膜厚度有关。
(6)材料中残留的有毒或刺激性的小分子物质使局部组织长期受毒或受刺激，可诱发恶性肿瘤。
第三节血液相容性
生物材料对血液影响主要有以下几方面：
a) 血小板激活、聚集、血栓形成；
b) 凝血系统和纤溶系统激活、凝血机能增强、凝血系统加快、凝血时间缩短；
c) 红细胞膜破坏、产生溶血；
d) 白细胞减少及功能变化；
e) 补体系统的激活或抑制；
f) 对血浆蛋白和细胞因子的影响。
影响血液相容性的因素：
1. 材料表面光洁度：表面越粗糙，暴露在血液上的面积就越大，凝血的可能性就增大。
2. 表面亲水性：亲水性材料比疏水性材料有更好的血液相容性。
3. 表面带电性：表面带负电的材料具有更好的血液相容性。
目前使用较多的抗凝血的表面：
1.肝素表面。肝素是一种糖。
2.低温裂解碳。
3.二氧化钛表面，氧化钽表面。
凝血过程：
过程是：材料与血液接触的数秒内，首先被材料吸附的是血浆蛋白，然后血小板在材料表面粘附、聚集、变形，向血小板血栓形成的方向发展，同时血液内一系列凝血因子相继被激活，参与到材料表面的血栓形成过程，最终形成红血栓。血管内的小血块称血栓，漂流到脑动脉中就引起中风，漂流到冠状动脉中就引起心肌梗塞，因此，血相容性是血液接触材料
关系重大的性能。
生物医用材料与补体系统
补体是血液中的一群蛋白质。是存在于正常人和动物血清与组织液中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质。一般认为补体在机体抵御感染中起重要作用。新鲜血液中含有一种不耐热的成分，可辅助和补充特异性抗体，介导免疫溶菌、溶血作用，故称为补体。
补体激活对机体产生下面的影响：
(1)可引起患者过敏症状。患者首次透析时出现头痛、恶心、呕吐等症状。
(2)在透析时观察到患者有血氧下降或低血压现象。
(3)C3b将引起白细胞在材料表面粘附，促进血小板聚集，参与血栓的形成。
(4)出现慢性并发症，在长期透析患者中见到的这些症状与反复长期使用透析膜而对补体系统产生的影响有关。
(5)植入物的表面拈附大量的白细胞，是由于C3b结合在材料表面，起到白细胞在材料表面粘附的调理作用。
第四节、生物医用材料的生物相容性评价
1、生物学评价项目的选择：
(1)接触部位有体表和体内组织、骨骼、牙齿、血液；
(2)接触方式有直接接触和间接接触；
(3)接触时间是：暂时接触小于24小时，中短期接触长于24小时至30日，长期接触长于30日；
(4)用途：一般的功能、生殖与胚胎发育及生物降解；
第五节骨组织反应
用于骨修补和骨替代的材料除了用软组织反应的宿主反应来评价其生物相容性外，还应具备一些特殊的生物学性能：
(1)骨生物活性
(2)骨诱导性
(3)骨传导性
专题二、生物医用材料表面改性
一、表面形貌与生物相容性
控制材料表面的粗糙化主要合以下方法：
(1)用精密的机械加工方法在材料表面加工出约500μm尺寸的螺线、台阶和孔；
(2)用微机械和微刻蚀技术获得3μm-10μm深度且距离和形状均可精确控制的粗糙表面
(3)用等离子体喷徐复型方法及离子束轰击方法获得精确的表面显微形貌。
二、生物医用材料的表面修饰
材料表面修饰是材料改性的最直接方法。进行表面修饰有以下几种方法：
(1)种植内皮细胞
正常血管的血管壁表面内皮细胞层。是维持血管表面不发生凝血的重要组织。内皮细胞是否能在人工血管表面有效地粘附，是决定内皮细胞种植技术成败的重要因素。
(2)涂布白蛋白涂层
材料与血液接触时，首先在材料表面吸附血浆蛋白。蛋白质吸附层的组成与构象决定了材料的血液相容性行为。白蛋白在材料表面表现出的结合状态是白蛋白能否发挥作用的关键。
(3)聚氧化乙烯表面接枝
材料表面具有一端悬挂的长键结构，是材料表面具有良好血液相容性的一个条件。PEO 具有良好的血液相容性，是因为它水合了的悬挂长链能影响血液与材料界面微观的动力学环境，使血浆蛋白与材料间的相互作用降低，阻碍血浆蛋白的吸附以及构象变化。
4)磷脂基团表面
类磷脂结构的高分子材料表面具有强烈吸附血液中磷脂分子的作用。
三、等离子体表面改性
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体化，使它产生各类基团，这些活性基团之间以及活性基团与单体之间进行加成反应，形成聚合膜。典型的内电极式等离子体聚合装置，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，在表面导入各种官能团，使材料表面的润湿性和表面张力显著变化，使蛋白质及细胞在材料表面的粘附行为发生变化，进而对材料的血液相容性和组织相容性产生影响。
3、等离子体表面接枝
等离子体接枝聚合的过程是：首先将高分子材料进行等离子体表面处理，使表面产生活性基团，形成活性中心，然后与单体接触，引发单体与基体表面进行接枝聚合反应。等离子体表面改性的优点是过程简单，成本低，可大幅度改变材料的表面性质。
四、离子注入表面改性
80年代未离子注入技术开始应用于高分子生物材料表面改性。离子注入的特点是：推确地在材料表面预定深度注入预定剂量的高能量离子，使材料表层的化学成分、相结构和组织发生显著变化，以改变材料与生物体相互作用行为。
五、表面涂层与薄膜合成
在生物材料表面合成的薄膜(涂层)主要是陶瓷薄膜(涂层)和高分子薄膜(涂层)。
1)生物陶瓷涂层
采用激光熔覆法可以获得与基体高结合强度的HA涂层：先将HA粉末预置涂覆在金属表面，用高能量激光束照射并在材料表面扫描，使HA预覆层和基体材料表面熔化，结合成一层与基体结合牢固的生物陶瓷复合涂层。
2)低温液相沉积
等离子体喷涂生物活性陶瓷(如羟基磷灰石)的技术虽已得到应用，但受等离子体喷涂过程的视线角度限制，一些形状复杂的植入物表面涂层的成本较高。
3)气相沉积
气相沉积是在真空条件下引入气态物质，参与气相反应后沉积在材料表面，主要分为化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、物理气相沉积。
4)离子束薄膜合成
向材料表面沉积薄膜(蒸发或溅射沉积)的同时，用离子束轰击材料表面，这个方法称为离子束辅助沉积。
5)溶胶凝胶方法
溶胶凝胶方法的原理是：在乙醇等挥发性溶液中，在酸催化剂作用下，金属的烃基氧化物水解，形成含有金属氧化物的薄膜，随后经过加热处理形成所需要的晶态薄膜材料。
六、自组装单分子层
自组装单分子层是十分新颖的材料表面生物化技术。分子一端吸附在衬底材料上，另一端(单分子层的表面)为可改变的功能基团X，这是对材料表面进行微观设计的新方法。
专题三生物玻璃
生物玻璃的最大优点是具有很高的生物活性，快速与骨组织结合；但它的缺点是强度太低。生物玻璃是软的玻璃，最后的形状尺寸由机械加工得到。常用的机械加工手段都可以用于加工生物玻璃。
专题四、生物医用复合材料的研究进展及趋势
一、概述
定义：生物医用复合材料是由两种或两种以上的不同材料复合而成的生物医用材料，它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造。
生物医用复合材料组分材料的选择要求：
生物医用复合材料根据应用需求进行设计：基体材料+增强材料或功能材料。
复合材料的性质取决于组分材料的性质、含量、组分间的界面。
生物医用组分材料必须满足下面几项要求：
(1)具有良好的生物相容性和物理相容性，保证材料复合后不出现有损生物学性能的现象；
(2)具有良好的生物稳定性，材料的结构不因体液作用而有变化，同时材料组成不引起生物体的生物反应；
(3)具有足够的强度和韧性，能够承受人体的机械作用力，所用材料与组织的弹性模量、硬度、耐磨性能相适应，增强体材料还必须具有高的刚度、弹性模量和抗冲击性能；
(4)具有良好的灭菌性能，保证生物材料在临床上的顺利应用。
(5)生物材料要有良好的成型、加工性能，不因成型加工困难而使其应用受到限制。
二、生物医用复合材料的种类
1、陶瓷基生物医用复合材料
陶瓷基复合材料是以陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷基体，通过引入颗粒、晶片、晶须、纤维等增强体材料或者生物活性材料而获得的一类复合材料。
2、高分子基生物医用复合材料
几乎所有的生物体组织都是由两种或两种以上的材料所构成的，人体骨骼和牙齿就是由天然有机高分子构成的连续相和弥散的羟基磷灰石晶粒复合而成。复合材料的弹性模量处于骨杨氏模量范围之内，具有极好的力学相容性，并且具有引导新骨形成的功能。
3、金属基生物医用复合材料
生物活性陶瓷能与骨形成直接的骨键合：以金属材料为基体，表面涂覆生物活性陶瓷，使其既具有金属材料的优良力学性能，又具有生物活性陶瓷的表面生物活性特征。
三、生物医用复合材料的研究趋势与展望
1、整体材料性能按梯度变化
对生物材料来说，生物相容性、力学适应性、抗血栓性，都是不可缺少的条件。研究植入体在人体骨骼系统的各种受力状态下的力学行为，从生物力学方面指导材料的结构设计与加工处理，研究材料多相结构与多孔性机体组织的力学相容性、疲劳过程以及损伤的影响因素，调整其结构及有关相的组成，使得整体材料性能按梯度变化。
2、生物医用复合材料研究与生物材料的生理活化研究相结合
胶原与颗粒状的HA复合也已成为克服牙槽嵴萎缩的理想材料。具有诱导成骨作用的骨形态蛋白同磷酸钙生物陶瓷复合，可赋予原本只具有骨传导生长作用的磷酸钙生物陶瓷以诱导成骨能力，从而为具有长寿命的新一代人工骨材料的研制展现良好的前景。
3、生物医用复合材料研究与仿生材料研究相结合
最为理想的生物材料就是机体自身的组织，天然生物材料经过亿万年的演变进化，形成具有结构复杂精巧、效能奇妙多彩的功能原理和作用机制。
4、生物医用复合材料研究与组织工程材料研究相结合
生物材料的研究目前已从植入材料与生物组织的界面相容性、植入材料的力学相容性研究转移到组织工程材料研究。通过建立组织再生环境，调动生物组织的主动修复能力，诱导组织再生。组织工程材料的研究为利用细胞培养制造生物材料和人造器官开辟了光明前景。
专题五、人工心瓣膜
瓣膜相当于单向阀门，人的心脏中有四个心瓣膜，保证血液向一个方向流动。在这四个心瓣膜中，左心室的两个瓣膜容易失效，其中又以主动脉瓣最易失效。机械式瓣膜的特点：（1）使用寿命长，适合年轻的患者使用；（2）尽管瓣膜涂层有较好的血液相容性，但是瓣
膜的抗凝血能力仍然低，患者需要长期服用抗凝血药物以抵抗表面凝血。
生物瓣膜的特点和适应症：
(1) 生物瓣膜使用寿命较短，血液回流比机械瓣大；
(2) 相对来讲，生物瓣膜抗凝血性能优于机械瓣，因此适合于年老的患者，或不能长期服用抗凝血药物的患者。
专题六组织工程材料与人工器官---软组织修复与重建
组织工程是指用生命科学与工程的原理构建一个生物装置来维护、增进人体细胞和组织的生长，以恢复受损组织或器官的功能。
一、组织工程的基本原理和方法
种植的细胞在生物支架逐步降解吸收的同时，继续增殖并分泌基质，形成新的、具有与自身功能和形态相应的组织器官。具有生命力的活体组织能对病损组织进行形态、结构、功能的重建并达到水久性替代。
二、组织工程材料——软组织修复与重建
1、组织工程材料应具备的条件
(1)材料能够促进组织的生长，使细胞之间能够沟通，并最大限度地获取营养物、生长因子和活性药物分子；
(2)在某些场合能防止细胞激活(如外科手术、防粘连的场合)；
(3)指导和控制组织的反应(促进某一组织反应，抑制其他反应)
(4)促进细胞粘附及激活细胞(皮肤修复中成纤维细胞的粘附和增殖)
(5)抑制细胞的粘附和激活细胞(防止血小板粘附在血管上)：
(6)防止某一生物反应的攻布(在器官移植中，阻止抗体攻击同种或异种细胞)。
(7)易于加工成三维多孔支架：
(8)支架要有一定力学强度以支持新生组织的生长，并待成熟后能自行降解；
(9)低毒或无毒；
(10)能够释放药物或活性物质如生长激素等。
组织工程材料按件质和应用大致分为生物降解材料、组织引导材料、组织诱导材料和组织隔离材料。
2、生物降解材料：生物降解材料通常分为天然生物降解材料与合成生物降解材料。
天然生物降解材料：与细胞的相容性比较好。
（1)Ⅰ型胶原
胶原是哺乳动物体内结缔组织的主要成分，共有14种， I型最丰富，且性质优良，因此被广泛用作生物医用材料。它是由3股螺旋多肽链结构组成的。胶原分子能提供这样的结合点。
（2)氨基葡聚糖
氨基葡聚糖是几种由双糖重复单位聚合成高分子直链的杂多糖，一般包括一个醛酸部分和一个胺基糖部分。透明质酸无免疫原性，不产生炎症或免疫排斥反应，因此成为令人感兴趣的生物材料，主要缺点是强度和稳定性较差。
（3)壳聚糖
壳聚糖是生物合成的多糖。取向的壳聚糖纤维具有很强的湿拉力。壳聚糖是智能性材料，利用它的带电性能可以调节和控制产品的物理和化学性质。
（4)聚羟基烷基酸酯
聚羟基烷基酸酯是生物降解和生物相容的热塑性材料。它是由微生物制成的，随生长条件不同，分子量可由一万到十几万。
(5)发展中的可降解材料
合成生物分子近年来在医药中受到重视。利用多肽化合物和工程菌，合成一些有类似弹
性蛋白结构的聚合物。其共聚物己用于肌骨骼修复。这类具有重复多肽结构的蛋白质聚合物是一类新兴的材料。
3、合成生物降解材料
（1)聚羟基乙酸及其共聚物聚羟基乙酸结晶度高、熔点高、溶解度低，是第—个全合成、可降解的缝合线。
（2)聚ε-己内酯它的特点是熔点低，只有57℃。聚ε-己内酯无毒，是生物相容性材料，它具有良好的药物通透性，常用于药物释放载体。
（3)聚原酸酯和聚酐聚原酸酯是一族合成降解物，可以水解，用它制成的装置可通过“表面溶蚀”进行降解。
（4)聚磷腈聚磷腈是以磷、氮为骨架的无机聚合物。它的衍生物具有良好的血液相容性和药物释放作用。（杂交瘤抗体技术的基本原理是通过融合两种细胞而同时保持两者的主要特征。）
(5)聚氨基酸蛋白质是由氯基酸组成的，聚氨基酸作为生物材料有很多优点；①品种多；②支链能够与小肽、药物或交联剂等连接，制成各种不同性能的产物；③由于聚合物降解成氨基酸，毒性很低。
4、组织引导材料
组织引导材料主要是引导组织的再生。皮肤的修复有时伴随生成大量的疤痕细胞，有时还会产生组织收缩。人体皮肤的愈合是靠纤维蛋白支架。人工制作和研究这种支架是组织工程的任务。利用这种支架可以引导组织的生长，从而控制新生组织或皮肤的质量。
5、组织诱导材料
生物活性的生物医用材料可以对这些反应起诱导作用，方法是在材料表面连接活性配体，让材料释放生物活性信息分子；或者将细胞贴附在材料表面，并释放生物信息来达到目的。利用生物材料的诱导作用，可以恢复或延缓肝细胞功能。
6、组织隔离材料
组织隔离材料是组织工程材料的另一重要方而。组织的正常应答反应是免疫排斥，很多疾病的治疗都与植入细胞免疫隔离有关。利用中空纤维作为隔离膜包埋肝细胞，挽救肝衰病人的生命。同样用牛嗜铬细胞可以抑制晚期癌症难以控制的疼痛。
三、组织工程支架的研究与制备方法
支架的功能是指导种植的细胞或者迁移到支架周围的细胞生长或增殖。支架是能够使细胞粘附、分化、增殖、迁移的底物。通常选择生物降解材料。支架的多孔性能使细胞迁移或增殖。组织工程支架的几种制备方法：
(1)纤维连结法
这个方法制成的支架有较好的强度和高比表面积，但无法调节和控制孔隙率。
(2)溶剂浇铸和孔隙制取法
膜的结晶度通过热处理调控。制备膜时可以控制孔隙率和孔径。缺点是只能制作膜材，无法获得三维空间支架。
(3)层压膜法
软骨或骨的修复需要三维空间支架。用溶剂浇铸法制成多孔膜后，再将其层压成具有三绝空间的支架，按设计的几何形状切割，按解剖学要求制成可降解的聚乳酸或其共聚物支架。
(4)熔融膜压法
熔融膜压法是将聚合物加热熔融后加压制成膜材。聚乙丙交酯共聚物用熔融膜压法制三维多孔性支架时所用的致孔剂为明胶微球或其他水溶性物质，用水提取致孔剂后可得到多孔性支架。
(5)纤维增强法
设计骨再生支架，首先要设计三维多孔性、形状不规则的聚合物支架；其次要求其具有高强度，能承受受损骨应力，直到长出新骨。将羟基磷灰石的短纤维均匀混入聚合物中可提
高强度。用羟基磷灰石纤维增强的聚合物多孔支架与末增强的材料相比，其抗压强度显著增加。
(6)相分离法
支架中引入的活性物质植入人体后进行释放，对组织的生长和细胞的功能都有巨大作用。制造多孔聚乳酸支架时为了使活性物质避免化学、高温的恶劣环境，可采用相分离法。将聚合物溶于溶剂，加入活性分子，冷却后形成液—液相，急冷，固化，再升华除去溶剂，得到含有活性因子的多孔支架。
(7)原位聚合法
原位聚合的方法将单体置于损伤处进行聚合。为了制成多孔固化材料，可以在聚合交联时加入氯化钠，形成的孔道能使组织长入。为了促进骨的生长，可加入β-三磷酸钙或其他骨诱导剂。聚富马酸丙烯酯是生物降解材料，新骨生长后材料逐渐降解，并从体内排出。
四、细胞与材料的界面反应
1、细胞与材料界面反应的评价方法
通常是在体外用细胞培养的方法来评价细胞与聚合物界面的反应状况。将细胞置于聚合物表面，在细胞培养条件下测定细胞粘附、扩散、生存、功能、死亡等参数。
(1)细胞的粘附和扩散
人体多数细胞是贴壁细胞，生长过程中需贴附于固体表面。很多因素影响细胞贴壁。
最简单的测定方法分三步：①将细胞分散到聚合物表面；②进行细胞培养；③在一定作用力下脱附那些贴附较弱的细胞，最后统计贴壁的细胞数。
(2)细胞的迁移
细胞迁移在组织工程中同样是重要的，因为关系到新组织的形成和修复。细胞迁移不易测定，尤其在复杂环境中。在某些特殊条件下，可用种群技术测定细胞的迁移。
(3)细胞的聚集
细胞聚集是研究组织形成的重要途径，它可以提高杂化人工器官的功能及植入组织的重建。某些特定技术可以制取细胞聚集体。
(4)细胞的功能
在软骨细胞、成骨细胞和成纤维细胞中，生成细胞外间质蛋白是重要的生理现象。用细胞功能优劣可评价细胞与材料的界面反应。
2、材料化学表面对细胞的影响
聚合物表面的化学组成对细胞的贴附和扩散有重要影响。聚合物表面有亲水基团有利于细胞的贴附和生长。聚苯乙烯表面常用硫酸或等离子体处理，以增加表面带电基团，从而改善细胞的附着。
3、降解材料及一般聚合物表面修饰对细胞的影响
骨细胞附着在聚磷腈聚合物上，用不同衍生物可调控细胞生长与材料降解速度之间的关系。一般合成聚合物通过表面修饰可促使细胞粘附，在材料表面吸附一层蛋白，细胞就可以在上面贴附、迁移、生长。将胶原、短序列氨基酸、多糖、糖酯固定在聚合物表面，能改变材料的表面性能。
4、材料物理表面对细胞的影响
多数情况下，细胞沿着纤维或螺纹处取向或迁移，取向程度取决于螺纹深度。不同形态和组成的表面对细胞的生长有不同的影响。
5、细胞与悬浮聚合物的影响
在组织工程中，有时需要贴壁细胞附着在聚合物微载体上：在人工肝支持装置中，微载体的表面性质对细胞生长具有重要影响。壳聚糖、胶原和海藻酸钠等加到中空纤维内腔中作为细胞的基质，以提高细胞的生长和功能。
五、组织与细胞的微环境
它们之间的相互作用决定了细胞的定位、迁移和生长，对这些物质进行仿生或模拟，使
生物材料界面更好地与细胞相容。组织微环境主要涉及三个方面，即：细胞要素、可溶性生长因子、胞外基质。
1、细胞要素
细胞的发育是按照明确的层次进行的。骨细胞的生长是通过细胞之间的胞内信号相互作用进行的。
2、可溶性生长因子
可溶性特异生长因子是细胞增殖和分化不可少的物质。
3、胞外基质
胞外基质是由蛋白质和糖胺聚糖经化学和物理交联形成的复合物。它的主要成分是胶原、蛋白多糖和一些糖蛋白。
(1)蛋白多糖和糖胺聚糖
蛋白多糖对细胞的增殖和分化起重要作用。
(2)血小板反应蛋白
血小板反应蛋白是二硫键连接的糖蛋白三聚体，分子量为450000。它的主要功能是促使细胞结合，以及结合胞外基质中的其他的蛋白分子。
(3)纤维结合素
纤维结合素是球形蛋白，普遍存在于胞外基质中，能促使细胞与细胞的粘连。造血细胞能合成纤维结合素，并与其粘连。粘连是通过纤维结合素分子中两个区域进行的。
(4)胶原蛋白
胶原蛋白是组织细胞的结构蛋白。它以多种形式存在于胞外基质中，很多蛋白都与它连接，并与整合素直接相连。
六、组织工程中的人工器官
组织工程可以分为两个方面：第一方面，在体外用分离的细胞建造人工组织；第二方面，在体内调整细胞的生长和功能，例如植入聚合物导管促使损伤的神经细胞生长并连接。
1、人工皮肤
第一个用组织工程技术制作成功并用于临床的器官是人工皮肤。组织工程皮肤除了能代替人体受损伤的皮肤外，还能作为化学药品毒性测定的模型。
2、人工肝支持装置
人工肝支持装置是利用组织工程原理设计的一种能够代替人体肝脏功能的体外装置。组织工程人工肝的核心部分是细胞反应器。它的功能是在一个较小的体积内保持大量肝细胞的活性和生理功能。
3、人工血液
早期的血液代用品以氟碳化合物为主。直接使用天然血红蛋白，肾脏会产生严重毒性。血红蛋白的分子修饰大体有三种方法：
①血红蛋白分子间交联，成为聚合血红蛋白；
②重组血红蛋白；
③结合血红蛋白。
4、人工神经
神经细胞不能分裂但可以修复。受损神经的两个断端能借助管状导管的引导、促进和导向，使神经细胞生长和修复。早期的神经导管是用硅橡胶制成的。营养或生长因子对神经的修复和细胞的生长起着重要作用。
5、人工血管
A、国际上的研究主要集中在制作小口径血管及心脏瓣膜。编织的聚酯纤维管是常用的人造血管材料。将抗凝剂或内皮细胞植入材料表面，可提高材料的抗凝血性。
B、支架生物材料与血管内皮细胞之间的粘附是细胞生存扩展和增殖的重要和必要条件。
6、人工胰
人工胰的作用是使糖尿病患者血糖维持正常水平，防止小血管疾病和其他并发症的发生发展；人工胰分为机械型和生物型两大类。生物型人工胰有三种装置：
①动静脉短路装置：胰岛细胞分散在半透膜之间
②扩散室装置：将胰岛细胞植入聚丙烯等制成的管状扩散室中，再植入体内
③微囊化胰细胞：用超薄膜将胰岛细胞进行包埋，微囊化胰岛细胞具有很大的比表面，易于植入体内，所以发展较快。
专题七硬组织修复与骨组织工程材料
一、生物活性陶瓷
生物活性陶瓷，是指能与活体骨组织、活体软组织形成化学键合的陶瓷材料。对于硬组织替换材料，这种键合主要是由羟基磷灰石在界面处的沉积而实现的。
典型的生物活性陶瓷主要包括两类：一类是生物活性玻璃和玻璃陶瓷，另一类是磷酸钙基生物陶瓷。
1、生物活性玻璃陶瓷及其骨键合机制
(1)生物活性玻璃
基本假说是“调节玻璃或玻璃陶瓷的成分，使之植入体内不会形成纤维包囊也不会被机体排斥，而是与宿主组织形成化学键合”。
(2)生物活性玻璃与骨的键合机制
玻璃陶瓷与活体骨组织键合，是通过在体内环境中玻璃陶瓷表面形成的磷灰石层实现的，玻璃陶瓷体相中的磷灰石相在键合形成中不起作用。
(3)生物活性玻璃陶瓷
主要用作承力的脊柱修复体。生物活性玻璃的一个显著特点就是通过调整其多元组成，改善力学强度和成型加工性能和可以制成多种形态的制品。
2、羟基磷灰石生物活性陶瓷及其骨键合
羟基磷灰石生物活性陶瓷是由羟基磷灰石构成的一种磷酸钙基生物陶瓷。它主要用于人体硬组织的修复和替换，也用于人工血管、气管等软组织及药物控释和送达载体，还是一种优良的生物化学吸附剂。
(1)羟基磷灰石和磷灰石
磷灰石是具有相同结构的无机磷酸钙大家族的总称，羟基磷灰石可表征其典型结构。存在于自然骨中的磷灰石称为骨磷灰石。
(2)羟基磷灰石生物活性陶瓷
羟基磷灰石生物活性陶瓷的强度与基相组成、晶粒度和孔隙率等密切相关，且强度随孔隙率增加呈指数下降。羟基磷灰石的断裂韧性较低；在生理环境中抗疲劳强度差，羟基磷灰石生物陶瓷仅限用于不承力的体位。
(3)HA生物活性陶瓷的生物学性能及其与骨键合
羟基磷灰石生物活性陶瓷具有良好的生物相容性，植入体内不仅安全、无毒，还能传导骨生长。材料的生物降解是指在生命体系中材料从形态上由整体分化成部分和化学成分上由复杂变成简单的过程。
降解机制,其生物降解和吸收通过下述机制进行：
(1)生理化学溶解，其溶解速率决定于多种因素，包括周围体液成分和pH值、材料的比表面大小、材料的相组成和结构、材料的结晶度和杂质的种类及含量以及材料的溶度积。
(2)物理解体，是体掖浸入陶瓷，导致烧结不完全而残留的微孔使连接晶粒的“细颈”溶解，从而解体为微粒的过程。
(3)生物因素的作用主要是细胞介导过程。
4、磷酸钙基骨水泥
磷酸钙骨水泥选用特定的磷酸钙盐以类似水泥固化的常温湿法合成羟基磷灰石。磷酸钙骨水泥的主要特点是；对软、硬组织有良好的生物相容性和生物活性；起始的糊状物可以经
预固化成型、注射等多种方式使用；制备过程条件温和、简便；固化产物有较大的比表面积；可用于药物控制释放等。仅限用于非受力部位的骨修复。
5、生物活性陶瓷复合增强
金属纤维加到增强生物活性玻璃中可用于临床负荷部位的骨修复。将生物活性羟基磷灰石颗粒掺入氧化物陶瓷，赋予高强度生物惰性氧化物陶瓷以生物活性，可获得高强度的生物活性复合陶瓷材料。
二、钛合金的表面生物活化
1、医用全属表面生物活化原理
骨替换材料植入体内后，与骨组织的结合方式分为形态固定、生物固定、骨键合。骨替换材料与骨组织间的理想结合方式是骨键合。这些处理方法或是直接在金属材料表面涂覆HA 或其他磷酸盐涂层；或是使金属处理后置于生理环境或模拟生理环境，在表面诱导HA形成。方法的应用主要归纳为两类：
(I)在医用金属材料表面涂覆HA或其他磷酸盐涂层；
(2)针对钛和钛合金进行特有的生物活化处理，即在钛表面制备活性二氧化钛层。
三、金属植入材料的功能涂层
骨和关节系统是人体主要承受负荷的组织和器官。金属髋关节和膝关节植入体对年轻病人和活动量大的病人，失效率更高。
1、等离子喷涂羟基磷灰石涂层及其作用
等离子喷涂技术是利用两直流电极间产生的电弧使通过电极间的气体电离而形成热等
离子体，将粉末材料送人等离子焰中加热熔融(或部分熔融)，并高速喷射在金属基体上快速凝固而形成涂层。
2、电化学沉积磷酸钙涂层方法
(1)电泳沉积以HA或其他磷酸盐粉末为原料，在电场作用下，磷酸盐胶粒沉积在金属底材上，烧结后通常得到复相磷酸钙涂层。
(2)电化学结晶法以台Ca、P的溶液作电解液。电解过程中磷酿钙在阴极上沉积结晶形成均匀徐层。
(3)阳极氧化法以待处理的金属为阳极，在—定组成的电解液中制备阳极氧化膜。3、多孔钛涂层和生物固定
(1)多孔钛涂层的种类常用的多孔钛涂层是利用钛珠浆料涂布在植入体表面经真空
烧结而成的微孔钛表面层。孔隙大小由编织网的孔隙决定。
(2)多孔钛涂层的生物固定作用在植入体表面制作多孔钛涂层的目的是让新生骨长入多孔钛涂层孔隙内，使植入体与骨组织固定在—起。
四、聚台物基骨替换复合材料
骨的组元主要是有机的胶原和无机的羟基磷灰石。从这一认识出发，研究了数十种骨替换复合材料。
1、纤维增强高分子复合材料
复合材料并未在临床得到实质性应用，主要原因是：现有的聚合物基体树脂的生物相容性并不比金属好，甚至还更差。同时，对于在生理环境中聚合物基复合材料的可靠性寿命的认识远不如对金属基材料。在不确定的条件下，很难将聚合物基复合材料用于长干骨等高运动负载部位。
2、钙磷增强高分子复合材料
共混物的力学性质取决于材料自身的聚集态、填料相在基体中的分散程度、填料与基体树脂间的界面结合强度、基体树脂自身力学特性等多种因素。 HA复合物采用聚乙烯的挤出自增强工艺获得的。它的主要特点是通过力学应力诱导聚乙烯在挤出成形时结晶，提高基体相的模量和强度，进而大大改善了复合物的力学性能。
五、骨衍生材料
1、骨支架材料
2、骨基质材料
骨连接素，它对羟基磷灰石有强亲和力，可促使钙离子与l型胶原结合，促进骨质成熟；骨钙化素，是一种良好的骨生成标记物，在基质钙化的生理过程中具有重要作用；骨形态发生蛋白可诱导间充质细胞向成骨细胞方向分化增殖。
(1)脱钙骨基质
将异种骨进行酸处理，脱去矿物质后留有非胶原蛋白、骨生长因子及胶原的复合物，即是脱钙骨基质。它可以制成粉末、颗粒、小块或凝胶等多种形式，易于塑型，有一定的力学强度，通常在内固定下或与其他材料并用时进行骨缺损修复。
(2)脱蛋白骨基质
通常用化学方法脱去异种骨中的蛋白成分(主要是可溶性蛋白，有时也有胶原降解物)。处理后的异种骨的抗原性几乎完全除去，但也因此破坏了活性成骨物质而缺乏骨诱导能力。
(3)重组合异种骨基质
脱蛋白骨基质的抗原性很弱，来源丰富，可避免交叉感染，而且有较理想的天然多孔支架构造。不足之处是脱蛋白骨基质缺乏诱导成骨的能力。
骨组织工程
骨组织工程，利用工程和生命科学的原理与方法，再生新的骨组织，以修复、替代病变缺损骨组织，或增进其功能的技术。
采用组织工程的方法构建新的骨组织，或恢复病变骨组织的功能，通常有三条以下途径： (1)在生物材料支架上种植细胞，在体内或体外培养活体组织，随后将它们植入缺损或病变的部位；
(2)将骨生长生物化学信号分子与控释载体材料复合，植入体内，诱导间充质细胞向成骨细胞分化，进而再生新骨；
(3)将骨组织细胞及其他生物活性物质，注入或移植到病变或骨缺损部位，以恢复病变组织功能，或再生新骨。
1、骨生长因子及其与支架材料的复合
(1)骨生长因子概述
在肌肉和皮下植入去矿化骨基质，能够诱发软骨和骨的形成，这表明骨基质中有各种控制骨形成和吸收的生长因子，命名为骨形态发生蛋白。
(2)骨形态发生蛋白(BMP)
BMP的作用是诱导问充质细胞向成软骨细胞和成骨细胞分化，随后开始骨形成。BMP具有两种成骨功能：①增强类成骨细胞的成骨特性；②通过骨原细胞如骨髓干细胞和胚胎衍生间充质细胞诱导成骨细胞表型的表达。
(3)BMP复合材料
BMP与不同性质的基底材料复合，显示出不同的异位成骨效果。BMP能同时与I型胶原和珊瑚转化经基磷灰石复合。I型胶原表现出的诱导成骨性比珊瑚好。
2、骨诱导材料及骨诱导材料体内成骨
(1)骨诱导和骨传导
生物材料，尤其是生物活性材料植入骨环境中，骨组织将沿植入体表面或内部孔隙攀附生长。这种现象称为材料的传导成骨性。骨诱导性则是材料诱导间充质细胞分化为骨原细胞、成骨细胞，进而形成骨组织的性能。
(2)磷酸钙生物材料诱导成骨作用的机理
发生骨诱导必须满足三个条件：①存在可分化为成骨细胞的间无质细胞；②存在引导问充质细胞向成骨细胞分化的生物化学信号；③适当的成骨环境。
3、骨组织的三维立体培养及组织工程化骨替换材料
(1)骨组织细胞的三维立体培养
在支架材料中培养活体骨组织细胞，以形成含活体细胞的骨植入体。体内的骨组织细胞在复杂的三维生理环境中分化形成，一般条件下体外培养的骨组织细胞难在体内成活。为了形成含活体细胞的骨植入体，必须在模拟体内三维环境的生物反应器中进行体外骨组织细胞的培养。保证培养软骨或其他工程化组织时的代谢需求。
(2)骨组织工程支架材料
骨组织工程中常用来制备支架的材料以可降解高分子材料为主，可以是天然的，也可以是人工合成的。多孔磷酸钙生物材料也是一类骨组织工程支架材料。
(3)软骨的三维培养
培养组织工程化软骨的关键是聚合物模板的设计和优化。环境因素对软骨细胞的分化、增殖等有重要影响，是成功培育组织工程化软骨的另一关键。
4、软骨和骨组织工程进展
软骨是仅由软骨细胞组成的单一组织，没有血管，一旦损坏不易自行修复。
专题八口腔材料
一、口腔材料中的高分子复合材料
口胶材料中的高分子复合材料，一般是指牙科复合树脂。它是一种颗粒增强型复合材料，即在树脂基质中混入大量的无机填料，以增加材料的强度和弹性模量。
1、树脂基质
2、固化体系
3、无机填料
二、烤瓷材料 1、金属烤瓷材料 2、全瓷修复材料
三、口腔植入材料1、人工骨植入体 2、人工牙根植入体
四、齿科水门汀1、聚羧酸锌水门汀 2、玻璃离子水门汀 3、树脂改性的玻璃离子水门汀
4、复合玻璃体，又叫做聚酸改性的复合树脂
五、引导组织再生材料在口腔医学领域的应用
组织工程口腔医学领域的应用，主要是膜引导组织再生（MGTR）。
专题九、仿生智能材料简介
一、智能材料需具备以下内涵：
（1）具有感知功能，能够检测并且可以识别外界（或者内部）的刺激强度；
（2）具有驱动功能，能够响应外界变化；
（3）能够按照设定的方式选择和控制响应；
（4）反应比较灵敏、及时和恰当；
（5）当外部刺激消除后，能够迅速恢复到原始状态。
二、智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。
三、与现代医学相联系的智能材料人造皮肤、人造肌肉、自动给药
生物医用材料产业发展现状及思考
生物医用材料产业发展现状及思考生物医用材料是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官或增进其功能的一类高技术新材料，与人类的健康息息相关。随着经济发展水平提高，大健康概念日趋升温，加之当代材料科学与技术、细胞生物学和分子生物学的进展在分子水平上深化了材料与机体间相互作用的认识，当代生物医用材料产业已经成为快速发展的高科技新兴产业。 一、生物医用材料及其产业概述生物医用材料又称为生物材料，其传统领域主要包括支持运动功能人工器官（骨科植入物、人工骨、人工关节、人工假肢等），血液循环功能人工器官（人工血管、人工心脏瓣膜等）整形美容功能人工器官、感觉功能人工器官（人工晶体、人工耳蜗等）等，新型领域主要包括分子诊断、3D 打印等。 生物医用材料的特征主要包括：安全性、耐老化、亲和性，及物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当。同时，便于消毒灭菌、无毒无热源，不致癌不致畸也是必须考虑的。对于不同用途的材料，其要求各有侧重。其产业特征包括：低原材料消耗、低能耗、低环境污染、高技术附加值，高投入、高风险、高收益、知识与技术密集。 二、生物医用材料及其产业发展现状 （一）市场分析
2016 年全球生物医用材料市场规模为709 亿美元，预计2021 年将达到1491.7 亿美元，2016 ～2021 年的复合年增长率为16% 。骨科植入材料和心血管材料是生物医用材料市场占比最高的两个细分领域，其中骨科植入材料占据了全球生物医用材料市场的头把交椅，市场占有率为37.5% 。心血管材料占据生物医用材料市场的36.1% 。其他的主要细分领域还包括牙科材料、血液净化材料、生物再生材料和医用耗材。 （二）竞争态势全球生物医用材料和制品持续增长，美国、欧盟、日本仍然占据绝对领先优势。2015 年，在全球医疗器械生产和消费方面，美国、欧盟、日本的市场占比分别为41% 、31% 和14% 。 美国的生物医用材料产业集聚于技术资源丰富的硅谷、128 号公路科技园、北卡罗来纳研究三角园，以及临床资源丰富的明尼阿波利斯及克利夫兰医学中心等；德国聚集于巴州艾尔格兰、图林根州等地区；日本聚集于筑波、神奈川、九州科技园等。 图1 ：主要国家生物医用材料销售收入占全球医疗器械市场比例分析 中国和印度拥有最多的人口，且其医疗保健系统正在发展 当中尚未成熟，因此在医学发展和临床巨大需求的驱动下最具
【最新】生物课改培训总结
【最新】生物课改培训总结 生物新课改,给我许多思考,深刻地体会到自己有很多东西要去学习.怎样才能很好地适应新课改?怎样才能在教学过程中给学生营造一个良好的氛围,建立平等.民主.信任的新型师生关系?怎样才能引导学生的情感处于积极的.自由的.宽松的心理状态,能自主的参与课堂教学,使课堂气氛活跃?我认为要解决这些问题就需要自己不断去积累,不断去学习探究.下面谈谈自己在本次新课程培训中的一点体会. 一.新课改要培养什么样的学生 新课改的定位更加着眼大众,为的是进一步提高国民素质.明确提出普通高中教育是面向大众的基础教育,应为学生的终身发展奠定基础.所以,新课改着重在以下几个方面培养学生 1.初步形成正确的世界观.人生观.价值观; 2.热爱社会主义祖国,热爱中国共产党,自觉维护国家尊严和利益,继承中华民族的优秀传统,弘扬民族精神,有为民族振兴和社会进步作贡献的志向与愿望 3.具有民主与法制意识,遵守国家法律和社会公德,维护社会正义,自觉行使公民的权利,履行公民的义务,对自己的行为负责,并具有社会责任感 4.具有终身学习的愿望和能力,掌握适应时代发展需要的基础知识和基本技能,学会收集.判断和处理信息,具有初步的科学与人文素养.环境意识.创新精神与实践能力; 5.具有强健的体魄.顽强的意志,形成积极健康的生活方式和审美情趣,初步具有独立生活的能力.职业意识.创业精神和人生规划能力; 6.正确认识自己,尊重他人,学会交流与合作,具有团队精神,理解文化的多样性,初步面向世界的视野和与其他国家.民族交往的能力. 二.教师在新课改中的作用 教师是新课程的实施主体.新课程最终要落实到教学中来,没有教学,新课程终究只是一个静态的方案,而不会是现实的课程.而教师恰是实施新课程的主体,任何其他人,如专家.各级教育行政人员,等等,不管对新课程有多么热心.有多么关注,都不能代替教师的实践. 教师一是要意识到自己所肩负的重任,用自己的创造性实践去实现新课程;一是要对自己的以往的和当下的实践满怀信心,要认真分析以往教学的优长与不足
生物医用材料详解
2011–2012学年第2学期 生物医用材料期末论文 题目：壳聚糖生物材料的研究进展姓名：黄清优 学号： 20090413310072 专业： 09材料科学与工程 学院：材料与化工学院 任课教师：曹阳王江唐敏 完成日期： 2012年6月7日
壳聚糖生物材料的研究进展 黄清优 （海南大学材料科学与工程专业海口570228） 摘要：壳聚糖作为一种新型天然生物材料，越来越成为国内外研究热点。本文对近年来壳聚糖改性方面的研究进展及其在生物医学方面的应用进行了综述，并对壳聚糖的发展趋势进行了展望。 关键词：壳聚糖；化学改性；应用；生物材料 The Research Progress of Chitosan Biomaterial Qingyou Huang (Department of Material Science and Engineering Hainan University Haikou 570228) Abstract: Chitosan, as a kind of novel natural biomaterials, increasingly becomes a research pot at home and abroad. This paper summarized the progress in chemical modification of chitosan，and application of it in biomedical fields recently. At last, the developing trend of chitosan was predicted. Keywords: chitosan; chemical modification; application; biomaterial 1前言 壳聚糖是一种新型的天然生物医用材料。虾、蟹类作为壳聚糖的原料，在我国具有分布量大，资源丰富的特点，从环保、经济可持续发展的角度来考虑，壳聚糖作为一种天然的材料，不仅无毒、无污染，而且还具有很好的生物降解性和相容性。因此非常有必要加大对壳聚糖的研究，以开发更多的产品[1,2]。 由于壳聚糖安全性良好，且具有可降性和组织相容性，在医药领域具有很高的应用价值。但壳聚糖存在水溶性、稳定性、力学性能差等缺点，在一定程度上使其应用受到很大限制。对壳聚糖进行化学改性，可改善其物理、化学性质，拓宽了壳聚糖及其衍生物的应用领域，是近几年壳聚糖研究的热点之一。文章综述了近几年壳聚糖化学改性方面的研究进展，及其在生物医用方面的应用[2,3]。
《生物医用材料》论文
《生物医用材料》课程论文生物医用材料的发展与应用 姓名 学院 专业 学号 指导教师 ２０15年５月１6日
生物医用材料的发展与应用 摘要：随着社会文明进步、经济发展和生活水平日益提高,人类对自身的医疗康复事业格外重视。生物医用材料是近年来发展迅速的新型高科技材料,生物医用材料的应用对挽救生命和提高人民健康水平做出了重大贡献,随着现代医学飞速发展不断获得关注,发展前景广阔。本文主要介绍了近年生物医用材料的发展状况、分类以及在医学上的一些应用。 关键词:生物医用材料；发展;应用 The development and apｐliｃatｉon of biomedicalｍatｅriａ lｓ Abｓｔrａct：Ｗｉtｈthｅｐrogresｓｏf sｏcial cｉｖilｉzatｉon,economic deｖelｏpmｅｎt and the improｖemeｎt of tｈe lｉvｉnｇleveｌ,the ｃａuse of human mｅdｉcａｌreｈabiｌｉtaｔion for thｅir aｔteｎtion.Biｏｍｅdｉｃaｌmateｒｉalsｉｓa newｈｉgh-tｅｃhｍａｔerial develｏped raｐidly in rｅceｎt years，the applicatｉon oｆｂiomedｉcal ｍａｔerials has madｅｇrｅat contrｉｂutioｎto savｅｌives and imｐｒoveｐeoｐlｅ'ｓｈｅalｔh levｅl,alｏng ｗith t ｈe rａpid develoｐｍenｔof modｅrｎmeｄicinｅhas gaｉned attentiｏn，bｒoad prｏspectｓfor develｏpｍeｎｔ.Ｔｈｉｓpaper mainｌy ｉntｒｏduces tｈeｓtatus aｎd deｖelopmeｎt of biomｅdicaｌmateriａls,claｓsifｉcａtion and aｐｐｌiｃａｔｉoｎin mｅdiｃｉne. Keywｏrd:Ｂiomｅdｉcaｌmａｔeriａls; Develoｐｍenｔ；Apｐlication
生物医用材料研发与组织器官修复替代-国家科技部
附件10 “生物医用材料研发与组织器官修复替代” 重点专项2018年度项目申报指南 “生物医用材料研发与组织器官修复替代”重点专项旨在面向国家发展大健康产业和转变经济发展方式对生物医用材料的重大战略需求，把握生物医用材料科学与产业发展的趋势和前沿，抢抓生物医用材料革命性变革的重大机遇，充分利用我国生物医用材料科学与工程研究方面的基础和优势，以新型骨骼—肌肉系统、心血管系统材料、植入器械及高值医用耗材为重点，开发一批新产品，突破一批关键技术，培育一批具有国际竞争力的高集中度多元化生产的龙头企业以及创新团队，构建我国新一代生物医用材料产业体系，引领生物医用材料产业技术进步，为我国生物医用材料产业跻身国际先进行列提供科技支撑。 本专项按照多学科结合、全链条部署、一体化实施的原则，鼓励产、学、研、医联合申报，围绕项目的总体目标，部署前沿
科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范4大研究任务，以及涉及前沿科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范等的医用级原材料的研发及产业化、标准和规范研究、临床及临床转化研究3项重点任务。 2018年将继续围绕前沿科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范4大研究任务部署12个方向，拟支持19个项目，国拨经费约为3亿元。实施周期为2018—2020年。 1. 前沿科学及基础创新 1.1纳米生物材料及其纳米生物学效应与风险的基础研究 研究内容：自然组织的纳米结构及其装配；合成纳米生物材料的积极和负面的纳米生物学效应及其临床应用前景和风险，包括：特定自然组织的纳米分层结构及其自装配原理及高通量计算模拟和实验研究，纳米粒子对细胞选择性凋亡和增殖的作用机制研究，纳米生物材料在体内的降解机制、降解产物对组织再生的影响及生物学风险研究，纳米生物陶瓷及复合材料的高生物活性
生物课堂教学改革情况总结
生物课堂教学改革情况总结在新课改的实施和推动下，新课改的理念已经深入人心，并能够在教育教学中自觉地运用，随着新课改的培训和教研活动的有效开展，我们的教学变得更加有效，学习型组织在学校得以形成，我们在关注着教育改革的方向，不只是听别人讲，还自己静心思考教育教学，不只简单模仿名师，也依据自己的实践来超越自己。现将本学年的课堂教学改革的做法总结如下： 一、齐抓共管，转变观念 在全市新课改动力的引领下，我校对各科教师进行课改培训，以教研组为依托，充分发挥骨干教师、学科组长的引领带动作用，把新课改的理念贯穿到教学每个环节中，以校级领导包学科组、学科组长结对帮扶组员，校领导深入课堂，随时随地指导教学，使课堂教学少走弯路，缩短了课改前的阵痛期。充分利用好周六、周一集体教研时间，一起研究，一起参加校本教研活动，实践新课改，体验新课改，探索教学方式和学习方式的变革，我们一起构建一套在“导练结合，自主学习”的教学模式下，形成生物学科的特色，在校领导和我们的共同努力下，课堂教学已经发生了根本性的变化。 二、由“满堂灌”到“以学生发展为本”，课堂教学充满生命活力 抓好课堂教学是课改取得成功的关键，课改改到深处是课堂，课改的点晴之笔在课堂，没有高效课堂，一切无从谈起。教师满堂课的讲，学生没有参与的机会，教学效果差，优秀学生吃不饱，后进生消化不了等，这一现象已成昔日黄花，现在的课堂主要表现在以下几个方面。 第一、激发学生的学习兴趣。俗话说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，只有激发起学生浓厚的学习兴趣，才能使学生在观察、思考生物现象，认识现象的本质及人与自然相互关系的过程中感到兴奋和激动，使之体会到学习生物知识的乐趣和成功的愉快。例如在讲述《开花和结果》一节内容时，课外要求学生采集和观察各种花的形态、结构，课内组织学生先思考再展开分组讨论，比较各种花的异同，通过学生自己参与，兴趣盎然，表现得很积极主动，课外让学生收集有关花的诗句、名言、谚语，帮助植物人工辅助受粉等，我尽最大可能的创造条件，让学生体验到自己是“发现者，研究者，探寻者”，从而让学生体验到成功的快乐。在教学实践中，坚持走课内外相结合之路，课内学生感性认识的基础上，分析、概括、深化生物 知识，并形成较为
关于生物医用材料的分析
关于生物医用材料的分析 自动化41 2140504024 张吉仲 人与动物的最根本的区别就是人类可以使用工具，那么工具从何而来，必是由材料制成的，可见材料同工具一样，在人类的发展史上占据和举重若轻的作用。从早期的石器时代，到青铜器，铁器，再到纸的出现，各种金属材料的大量使用，最后到如今的纳米技术，信息材料，材料的发展不可谓不快，而材料的发展也从一定程度上反映出了人类社会，正向着更高层次发展着。 公元前4000到5000年，当人类刚刚出现在这个星球上时，还是主要使用由木头石头骨头等简单材料制成的简单的工具，在如今开来，这些工具是如此简陋和落后，但正是因为这些工具，人类才走上了正确的发展之路，才开创了对材料的应用与研究，对美好生活的向往，激励着人们寻找新的材料。于是便有了陶器，各种陶器不仅开启了人类的新石器时代，还给人们的生活带来了便利，更在历史上留下了重要的刻印。炭加热铜得到青铜，于是由产生了青铜器，作为历史上的第一种合金，它的历史地位不可谓不高，人类由青铜制出了鼎，编钟等有代表性的青铜器。而随着开采铁和炼铁技术的高速发展，铁器时代随之而来，作为地面上含量最多的金属，铁的发现也是社会发展必然的结果，铁器伴随人类发展经历了相当长的时间，即使在今天，铁器的使用仍然十分广泛地存在在人类社会中。而进入十九世纪以来，各种新型材料如雨后春笋般出现，1824年英国第一次制造出了现代意义上的水泥材料，开创了水泥时代，水泥开始广泛应用到人类的生活中，各种楼房和桥梁的建设都离不来水泥材料。随后的钢铁材料的出现更是具有跨时代的意义，我想世界上没有那个国家能够离开钢铁材料，每一个国家都会大炼钢铁，促进钢铁材料的发展，就意味着工业的飞速发展。而如今，我们迎来了新材料时代，包括铝合金，钛材料，计算机材料，电子管，晶体管，集成电路，信息材料，航天与汽车材料在内的一系列新型材料，而其中最重要的我认为当属生物医用材料。 什么是生物医用材料呢？生物医用材料是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料，这是百度百科给予的权威答案。生物医用材料是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料。它是研究人工器官和医疗器械的基础，已成为当代材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物医用材料已成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。其特点十分突出：用于与生命系统接触和发生互相作用的，并能对细胞组织器官进行诊断治疗、替换修复和诱导再生的一类特殊的功能材料。生物材料是材料科学领域中正在发展的多种学科相互交叉渗透的领域，其研究领域内容涉及材料科学、生命科学、化学、生物学、解剖学、病理学、临床医学、药物学等学科，同事还涉及工程技术和管理学科的范畴。 为什么说它重要，众所周知，生命对于人来说最为重要，且最为宝贵，没有健康的身体，任何财富和事业都是徒劳，而生物材料正是可以挽救和维持成千上万患者生命的一种学科，它可以再生新的器官，新的组织，这听起来像是天方夜谭，但随着医学材料的发展，这些都将成为现实。生物材料的发展具有悠久的历史，其开端还要追溯到公元前5000年的埃及，古老的埃及人用黄金修复牙齿，标志着生物材料的产生，而近代的生物材料的开端是在1588年用黄金版修复颚骨，从那之后，各种生物材料开始兴起，从一开始单一的黄金材料，到后来各种金属，天然橡胶以及硫酸钙等无机物。而到了现代，生物材料更多的是不锈钢，合金等材料，人们曾经成功地用不锈钢应用于骨科和口腔科治疗，用合金制作了接骨板和骨钉等固定器械。从20世纪60年代以后，生物陶瓷应用，伴随的还有医用的高分子材料，制作人工心脏瓣膜，人工血管，人工骨，手术缝合等。生物医用材料是研制人工器官以及一些重要
生物医用材料
生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。生物医用材料是用来对于生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，它是研究人工器官和医疗器械的基础，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。 二关键词: 生物，医学，材料，医疗器械，创伤，组织，植入 biomedical material，new materials 三文献综述 1生物医用材料定义 生物医用材料（biomedical material）是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料。它是研究人工器官和医疗器械的基础，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。当代生物材料已处于实现重大突破的边缘，不远的将来，科学家有可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官，生物医用材料和制品产业将发展成为本世纪世界经济的一个支柱产业. 由生物分子构成生物材料，再由生物材料构成生物部件。生物体内各种材料和部件有各自的生物功能。它们是“活”的，也是被整体生物控制的。生物材料中有的是结构材料，包括骨、牙等硬组织材料和肌肉、腱、皮肤等软组织；还有许多功能材料所构成的功能部件，如眼球晶状体是由晶状体蛋白包在上皮细胞组成的薄膜内而形成的无散射、无吸收、可连续变焦的广角透镜。在生物体内生长有不同功能的材料和部件，材料科学的发展方向之一是模拟这些生物材料制造人工材料。它们可以做生物部件的人工代替物，也可以在非医学领域中使用。前者如人工瓣膜、人工关节等；后者则有模拟生物黏合剂、模拟酶、模拟生物膜等 2生物医用材料的分类 生物材料应用广泛，品种很多，有不同的分类方法。通常是按材料属性分为：合成高分子材料（聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶
全球生物医用材料市场分析
全球生物医用材料市场分析 一、市场规模 生物材料是一门新兴的多学科交叉融合的前沿科学。自20世纪90年代后期以来，世界生物材料科学和技术迅速发展，全球的生物医用材料和医疗器械市场以每年13%的速度快速增长。即使在当今全球经济低迷的大环境下，生物材料和医疗器械仍是少数几个保持高增长的朝阳产业之一，充分体现了生物材料具有强大的生命力和广阔的发展前景。 近年来，世界生物材料市场发展势头更为迅猛，其发展态势可与信息、汽车产业在世界经济中的地位相比。根据1988年美国国家健康统计中心调查，美国已有1100万人（不包括齿科材料）植入了一件以上的生物医用材料，全球达3000万人以上，1995年世界生物医用材料市场已达200亿美元。中国科学院在2002年《高技术发展报告》中披露，1990年至1995年，世界生物医用材料市场以每年大于20%的速度增长。2000年，全球医疗器械市场已达1650亿美元，其中生物医学材料及制品约占40%至50%，发展到2005年，全球生物材料市场已超过2300亿美元。 生物医学材料在2010年的全球市场规模达3209亿美元，年增长率为10.8%。就市场需求面而言，主要市场增长动能来自于欧、美、日等国家老年人口数目提升及慢性疾病问题逐渐增加，对于人工关节等骨科应用及心脏支架等心血管应用的需求持续攀升，预期未来市场将仍维持稳定成长趋势。同时由于全球生医材料的应用领域的扩展、产品技术的改良和人们对生物材料产品接受度的逐渐提升，也是促使生物材料市场需求和提升市场规模的主要推动力。 近20年来，全球生物医用材料和制品持续增长，美国、西欧、日本仍然占据绝对领先优势。中投顾问发布的《2017-2021年中国生物医用材料行业投资分析及前景预测报告》数据显示：2015年，美国、欧盟、中国、日本销售收入占全球医疗器械市场之比分别为39%、28%、12%和11%。 图表主要国家生物医用材料销售收入占全球医疗器械市场比重 中投顾问·让投资更安全经营更稳健
初中生物课改前后的心得体会
初中生物课改前后的心得体会 梁海波21世纪是生物的世纪，生物是最有前景的科学领域之一，因此我国的中学生物课改也得到了国家的重视。回顾过去，初中生物课改在我国推行已经近十年了。在课改过程中，新型的教学模式得到了构建，学生的学习方式也得到了一定的转变，学生收集和处理科学信息的能力以及交流与合作的能力都得到了提高，创新精神和实践能力也得到了很大的培养。本文就以下内容谈谈初中生物课改中的一些思考。 一、要从根本上转变教育教学的观念。 以前，教师是整个课堂的指挥者，教师讲，学生听，这种“满堂灌”的教学方式在新教材的要求中就被改变了。教师要把课堂这个舞台还给学生，让学生形成主动的学习态度。新教材还注重了以“探究”方法为主的新的学习模式。以前的教材，采取的是先给出定义和结论，然后再做解释和说明以及一些验证性的实验。而新教材采取的是先给出探索性实验，让学生从实验中自己发现问题的所在，通过小组合作，自己得出结论。这种模式的改变，长此以往，就能提高学生的科学素养，转变学生被动学习的局面。例如在讲鸟类的飞行特点这一节时，教材不再像以往，直接给出鸟类的特点，而是通过一系列的资料，让学生通过阅读分析，自己总结出鸟类适于飞行的特点，尽管学生总结的也许还不太准确或者完善，但能充分体现了新教材培养学生科学素养的理念。
二、要培养学生对生物的探究兴趣。 俗话说兴趣是学习最好的老师。爱因斯坦也说过“教育当使提供的东西让学生作为一种宝贵的礼物来接受，而不是作为一种艰苦的任务要他去负担”。因此在教学中，如何让学生喜欢上生物，对生物学产生兴趣，是整个课堂模式转变的基础。首先，而且由于生物是一门实用性非常强的学科，教师可以在平时的教学中，多联系一些生活的例子，多讲述一些身边的或者自然界的一些生物趣闻来提高兴趣。在我们身边，有很多习以为常的有趣生物现象，我们可以通过这些现象，设置悬念，让学生分析其原理，既可以提高学生的兴趣，也可以培养其分析解决问题的能力，让学生养成探究的好习惯。而且可以让学生亲身感觉到生物学的实用性，使其更主动的来学习生物学。比如在七年级下册《关注合理营养与食品安全》这一节课，就可以让学生把自己喜欢的零食包装带到课堂上来，让学生了解在选择食品时，要注意的问题，以及如何选择更健康的食品。通过这种跟实际结合，学生会觉得生物是一门非常实用的学科，也更容易激发学习生物的兴趣。其次，在课堂中，还可以讲述一些科学家的小故事，让学生从中丰富了知识，也提高了兴趣。第三，在教学中，还要注意问题的设置。问题既不可太难，也不可太简单。要让学生必须通过积极的思考讨论，才能得出答案。这种问题，既可以引发学生强烈的求知欲，还可以在问题结果讨论出来后增加学生的成功感，激起他们学习的兴趣。此外在学生的探究过程中，对于学生出现的错误和偏差，教师不应强硬的制止或者纠正，应保护好学生的积极性，应多用一些肯定的语句，多一些鼓励，多一些引
生物课改计划
生物课改计划 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
生物课堂课改计划一、关于时间分配 我将一节课40分钟的时间分为7个阶段： 1、前5分钟。回顾上节课内容。我的学科是生物，在初中的所有 学科中属于学生不重视，家长也不重视的学科，但是在中考中 占有一定的分值，所以作为生物老师的我不能不重视。学生在 课堂中往往表现的积极又活跃，但是下课回家后一般都不会安 排时间复习和预习，因为语数外已经压得他们喘不过气来。这 个时候，在每节课上课时就需要带领学生一起回顾上节课内 容，不然等到期末再复习，往往已经把之前学的东西忘得一干 二净了。 2、第5---10分钟。导入新课。新的课程需要有吸引学生的地方， 需要与日常生活当中的事物发生联系，提起学生的学习兴趣。 3、第10---15分钟。给学生自己看书自学的时间。这个时候我会 把本节课需要解决的问题打在电子白板上，让学生一边看书一 边寻找这些题目的答案。 4、第15---20分钟。小组讨论。学生进行小组讨论，讨论之前的 答案自己是否找对了，把不对的进行订正。 5、第20---30分钟。小组展示答案。在小组展示的过程中，老师 需要对错误的答案及时进行订正。对于回答的比较好的小组需 要及时对小组进行表扬，让他们的学习积极性更加持久，对于 回答不好的同学不要进行批评，不要打击他们的学习积极性。
有什么课堂上需要补充的内容，老师可在这一环节进行补充， 有什么需要强调的重点内容也可在这一环节强调。 6、第30---35分钟。课堂练习。这一时候需要对学生的学习情况 及时进行巩固。我会在电子白板上列出一些习题，同学们一起 做，一起订正，一起进步。及时发现问题，解决问题。 7、第35---40分钟。总结本节课内容，布置回家作业。将本节课 知识再次进行梳理，强调重点。布置回家作业。若有时间剩 余，同学可自己做作业，对知识存在疑问的同学也可在这时候 提出自己的疑问。 二、关于导学案 期中考试之后开始实行导学案。所以在这段时间我将会把重点放在导学案的编制上。在导学案编制时需注意一下几点： 1、与PPT想配合。导学案和PPT的内容要一致，这样才能在 课堂上更好的使用。学生一边使用导学案做题，自己联 系，老师在PPT上进行讲解和联系。 2、提醒学生一定要保管好导学案，这将是以后期末之前复习 的重点。 3、在导学案中合理设置讨论环节，一定要是能提起学生兴趣 的，最好是与学生日常生活相关的。 4、合理设置课后练习，难易得当。经典题型，历年中考题型 是考虑的重点。 5、导学案应具有逻辑性。包括导入、新课、讨论、总结、练
《生物医用材料》课程教学大纲
《生物医用材料》课程教学大纲 课程编号：BFMA2004 课程类别：专业基础课 授课对象：材化部生物功能材料专业大学三年级本科生 开课学期：春季 学分：3 学分/54 学时 主讲教师：孟凤华教授 指定教材：巴迪?D.拉特纳等编著、顾忠伟等译校的《生物材料料学：医用材料导论(原书第2版中文版)》，2011。 教学目的： 生物医用材料学是生物医学科学中的最新分支学科，是生物、医学、化学和材料科学交叉形成的边缘学科。生物医用材料学是生物医学工程学的四大支柱之一，因此生物医用材料学是生物医学工程系本科学生必不可少的的一门专业课程。生物医学材料学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。本课程较系统的介绍生物医用材料学的基本概念，主要内容，研究现状及发展趋势，力求对生物医用材料学领域所涉及的材料学、化学、生物学、医学的有关知识进行较详细的介绍。以《生物医学材料学》为主要讲授内容，并结合科研和本学科发展最新动态，补充讲授纳米药物输送、组织工程等新内容。通过本课程的学习，使学生对生物医用材料学科的内容和知识有一个全面的了解，开拓知识面，为今后的深造和科研打下基础。 概述 课时：共1课时 教学内容： 序言 生物材料科学：多学科奋进的科学 生物材料的发展历史 第1部分材料科学与工程 第1章材料性质 课时：共2课时 教学内容： 1.1 引言 1.2 材料的本体性质 1.3 有限元分析 1.4 材料的表面性质和表征 1.5 水在生物材料中的作用 思考题： 1、简述影响材料的本体性质及测定方法。 2、简述材料的表面性质及常用的表面分析方法。 3、水在生物材料中起什么作用？ 第2章医用材料的种类 课时：共12课时 教学内容：
生物医用高分子材料研究进展及趋势
生物医用高分子材料研究进展及趋势
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文生物医用高分子材料的研究及发展趋势
学院名称：材料科学与工程 专业班级：金属1302 学生姓名：钱振 指导教师姓名：王宝志 2016年 10 月 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号：63 班级：金属1302 材料科学与工程学院 摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，分子材料在各领域得到了显著应用，在医用领域应用更多，本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件，概述了医用高分子材料的研究现状及其用途，并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词：生物材料，生物医用高分子材料，现状，应用，展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科，它是生物学、医学、化学、 物理学和材料学交叉形成的边缘学科，是用于人工组织或器官制备、高性能医疗
器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料，简称生物材料(BiomaterialS)，是一类具有特殊性能或功能，用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[，生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等）。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料取得了长足的进展，目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展，出现了大量的医用新材料和人工装置，如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来，由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展，医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 生物医用高分子材料是生物材料的重要组成部分，它发展最早、应用最广泛、用量最大、品种繁多，主要包括：塑料、橡胶、纤维、粘合剂等。随着医学的发展，这些材料在医学领域得到广泛的应用。如:膨体聚四氟乙烯人造血管、聚矾中空纤维人工肾、硅橡胶医用导管、介入栓塞材料、介入诊疗导管以及护理方面使用的一次性医疗用品等，都是由高分子材料制成的。这些产品在临床诊断、治疗、护理等方面起着越来越重要的作用。正是由于高分子材料在医学上的独特作用，因而在高分子化学上出现了一个新的分支—医用高分子(Medical highpolymers)。它是把高分子化学的理论、研究方法、临床医学的需要结合起来，用于研究生物体的结构、生物体器官的功能及医用材料的应用等的一门年轻而边缘性的学科]4[。
高一生物期末教学总结
高一生物期末工作总结 时光飞逝，新课改转眼一年过去了，为了更好的提高课堂教学效益，增强集体备课的实效,反思与总结过去一学期的教育教学行为,现将本学期我的教学情况作一总结。 一、针对新课程,认真研究,精心设计。 本学期是我省全面推进课程改革的第二年，我担任高一3班、7班两个班的生物教学。为了能够胜任新课程的教学任务,早在本学期开始,我们备课组的三位老师,就分别参加了新课程培训。开学后，我们在实际教学中遇到了诸如：高一学生新开生物课不适应、原有的教学设计无法适应新课程教学等诸多问题。为了全面贯彻新课程的教学理念，解决遇到的实际问题，我们组首先改革了教案模式，增加了课堂教学中学生活动的流程。并且,在设置教学目标时能够充分考虑知识、能力与情感态度价值观三维目标的整合。在课堂上,能够在体现教师主体作用的同时，合理、适度的引导学生进行合作、探究与交流等活动。此外，在月考命题及日常习题训练中，也体现了新课程改革的理念。经过一学期的摸索和实践,我们已经基本适应了新课程的教学工作、教学效果比较显著，在教研室组织的视导检查中,我们的备课、上课质量均获好评。 二、应对新问题,积极研讨,交流合作。 如前所言，新课程的实践过程中产生了相当多的问题。从课程层面看,主要有:1、教学时间严重缺乏,课程标准在设置课程开设学时时，未将学校组织的月考等考试考虑在内。而且,也未能给学生的实验安排充裕的时间。2、有些探究性活动在中学无法开展,或者勉强开设困难很大。３、教学内容的结构性不强。4、有些课程内容安排的顺序需要斟酌等等。面对这些新问题，我们利用集体备课和其他课内外时间,进行了积极的研究和讨论。开学初遂向级部申请,每二周增加一课时，并且努力提高课堂教学效率,力争在课内多解决些相关问题。对每节课的教学内容，我们在备课时，都作了相应的调整，充分利用学校现有的课程资源，组织教与学的双边活动。为了完善和增强学生的知识结构,培养学生的探究能力,我们专门设计了与课堂教学配套的学案,并有针对、有选择的在实验室开展了多项探究活动。教学上的合力，是提高教学质量的支撑。本学期，我们利用学校组织的听课月等活动，在备课组内外开展了广泛的听课活动,听课共计10余次,开设新课程研讨课3节,利用听课、评课等形式，开展相互学习、取长补短。此外，陈维老师还作为市生物学科的唯一代表在市教学研修基地开设了一节新课程的示范课，广受好评。 三、面对新学生,主动关心,关注全体。 高一年级的生物课对学生来说教材是新的,而对教师来说，学生更是“新”的。学生在学习过程中会遇到诸多困难和问题。比如:对蛋白质、核酸等知识的学习
生物医用材料
生物医用材料 高分子材料、无机材料及金属材料均已在生物医学领域被应用，作为人体修复材料。但从生物相容性的特性分析，则高分子材料与无机材料有着更大的应用前景。美国于1996年对人工骨与各类关节的市场需求量预测为约200万件，中国骨折病人约10倍于此。是一项重大的社会福利问题。 无机生物医用材料可分为三大类，即惰性材料、表面活性材料及可吸收材料。属于惰性材料类的有氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、生物微晶玻璃、复合材料及涂层材料。属于表面活性材料类的有生物活性玻璃、生物活性微晶玻璃、磷灰石类材料、复合及涂层材料。属于可吸收材料类的主要是羟基磷灰石及可吸收的磷酸钙材料。 本文拟对涂层材料稍加介绍。其制备方法是以上述三类材料中的任何一种为对象，一般以钛合金为基底，用等离子喷涂方法将它们在基底材料上形成一层结合牢固的涂层。这类涂层材料具有若干优点，首先可使具有生物相容性好的材料直接与生物体相接触；其次可以利用钛合金基底的强度与韧性；另外涂层材料含有许多微孔，又与被植入体周围的生物体相容，在动物中大量、长期试验证明，生物组织可以长入到微孔中，亲合性好，形成紧密的结合体。因此是比较理想的植入体。现已有肘关节、膝关节及髋关节产品，可供医生选用。在上海一地已有二百多病例。根据对植入髋关节病人的实例统计，在未植入前，有2/3的病人在没有手杖时，就完全不能行走；而在植入后则有90％的病人借助手杖即可长距离行走，其中3/4的病人可脱开手杖行走，效果相当明显。 以上谈了四点不求全面，但已看出高性能无机材料可具有多种优异的性能，因而获得了广泛的应用，并有着巨大的发展潜力和美好的前景。新材料和材料科学与工程本身就是高技术的重要组成部分；而且其他众多高技术领域的发展，都离不开新材料作为它们的基础与支撑。因此展望高性能无机材料的未来，将是一幅十分诱人的图画。
生物课改培训总结
生物课改培训总结 生物新课改，给我许多思考，深刻地体会到自己有很多东西要去学习。怎样才能很好地适应新课改？怎样才能在教学过程中给学生营造一个良好的氛围，建立平等、民主、信任的新型师生关系？怎样才能引导学生的情感处于积极的、自由的、宽松的心理状态，能自主的参与课堂教学，使课堂气氛活跃？我认为要解决这些问题就需要自己不断去积累，不断去学习探究。下面谈谈自己在本次新课程培训中的一点体会。 一、新课改要培养什么样的学生 新课改的定位更加着眼大众，为的是进一步提高国民素质。明确提出普通高中教育是面向大众的基础教育，应为学生的终身发展奠定基础。所以，新课改着重在以下几个方面培养学生： 1、初步形成正确的世界观、人生观、价值观； 2、热爱社会主义祖国，热爱中国共产党，自觉维护国家尊严和利益，继承中华民族的优秀传统，弘扬民族精神，有为民族振兴和社会进步作贡献的志向与愿望 3、具有民主与法制意识，遵守国家法律和社会公德，维护社会正义，自觉行使公民的权利，履行公民的义务，对自己的行为负责，并具有社会责任感
4、具有终身学习的愿望和能力，掌握适应时代发展需要的基础知识和基本技能，学会收集、判断和处理信息，具有初步的科学与人文素养、环境意识、创新精神与实践能力； 5、具有强健的体魄、顽强的意志，形成积极健康的生活方式和审美情趣，初步具有独立生活的能力、职业意识、创业精神和人生规划能力； 6、正确认识自己，尊重他人，学会交流与合作，具有团队精神，理解文化的多样性，初步面向世界的视野和与其他国家、民族交往的能力。 二、教师在新课改中的作用 教师是新课程的实施主体。新课程最终要落实到教学中来，没有教学，新课程终究只是一个静态的方案，而不会是现实的课程。而教师恰是实施新课程的主体，任何其他人，如专家、各级教育行政人员，等等，不管对新课程有多么热心、有多么关注，都不能代替教师的实践。 教师 一是要意识到自己所肩负的重任，用自己的创造性实践去实现新课程； 一是要对自己的以往的和当下的实践满怀信心，要认真分析以往教学的优长与不足的基础上，借着新课程的契机，发扬光大以往的优长，改造乃至克服以往的不足。那种认为新课程要一切
我国生物医用材料现状
我国生物医用材料现状 我国是生物医用材料和器械的需求大国，医疗保健服务人口基数大，医疗费用近十年平均增长率近20%，远远高于同期国民经济增长率，已逐渐成为社会和公民的沉重负担。因此，利用现代高科技，加速生物材料及制品的开发，解除千百万患者的痛苦，提高生活及健康水平，无疑是非常有意义的，也是社会发展的呼唤。生物材料及制品投入产出比高，经济效益十分显著，易于形成科技经济一体化发展，并可带动相关产业的改造。加速生物材料科技经济一体化发展，对于我国参与世界经济发展竞争具有重要意义。 但我国生物医用材料产业基础薄弱，生物医用材料及器械产品单一，技术落后，科研与产业脱节，70-80%要依靠进口。目前，植入体内的技术含量高的生物医用材料产品约80%为进口产品。常用的生物医用材料产品约20%为进口产品，2002年进口产品约100亿元人民币，此外还有大量的医用级原材料大多需要进口。同时，我国材料加工工艺差距较大，基础研究水平不高，这些都直接制约了新技术和新材料的开发和应用，加之资金及合作单位等原因造成生物医用材料科研成果难于产业化。在我国，药品和医疗器械产值的比例约为10：2.5，远远落后于国际上的比例（10：7）；而我国在世界生物材料及制品市场中所占份额不足3%。这意味着我国生物材料产业今后将直接面临着世界市场的竞争、限制和压力。 近年来随着国内高新技术发展，医疗器械产业的面貌变化很大。在2002年材料类医疗器械产值约300亿人民币，目前每年以10-15%的速度递增，预计到2010年可达600亿人民币，2020年可达1500亿元人民币。随着我国经济的发展，特别是广大农村和西部地区的生活水平提高，对生物医用材料需求可能会大于这些预测产值。十几亿人口医疗保健需求的巨大压力与我国生物材料、医疗器械及制药工业的薄弱基础形成了尖锐矛盾。这对于我国的经济、社会发展来说，既是难得的机遇．又是一个巨大的挑战。 目前，我国已取得了一批具有自主知识产权的技术项目，并逐步形成了生物医用材料的研发机构和团队。涉及到生物医用材料的学会及协会组织有中国生物医学工程学会生物医用材料分会、中国人工器官学会、北京生物医学工程学会、上海市生物医学工程学会生物医用材料专业委员会、四川省生物医学工程学会、重庆市生物医学工程学会、中国生物复合材料学会和中国生物化学与分子生物学会等。目前，国家已经建立与生物医用材料相关的各类国家重点实验室及研究中心十余家（见表1）。中国科学院系统的金属所、硅酸盐所、化学所、大连化物所、长春应化所和成都有机所都有专门从事生物医用材料研发的团队和学术带头人；同时在北京、天津，上海、广州、武汉、成都、西安也已逐步形成了基于各地区主要大学和研究机构的生物医用材料研发团队和学术带头人。已取得具有自主知识产权的技术项目有：羟基磷灰石涂层技术、聚乳酸及可吸收骨固定和修复材料、胶原和羟基磷灰石复合骨修复材料、自固化磷酸钙材料、介入支架材料、纳米类骨磷灰石晶体与聚酰胺仿生复合生物活性材料、氧化钛和氮化钛涂层技术、免疫隔离微囊材料、壳聚糖防粘连材料、海藻酸钠血管栓塞材料。 表1 国内主要研究机构及重点研究方向 机构名称重点研究方向
生物医用材料项目计划书
生物医用材料项目 计划书 规划设计/投资分析/产业运营
报告说明— 生物医用材料是当代科学技术中涉及学科最为广泛的多学科交叉领域，涉及材料、生物和医学等相关学科，是现代医学两大支柱—生物技术和生 物医学工程的重要基础。由于当代材料科学与技术、细胞生物学和分子生 物学的进展，在分子水平上深化了材料与机体间相互作用的认识，加之现 代医学的进展和临床巨大需求的驱动，当代生物材料科学与产业正在发生 革命性的变革，并已处于实现意义重大的突破的边缘─再生人体组织，进 一步，整个人体器官，打开无生命的材料转变为有生命的组织的大门。在 我国常规高技术生物医用材料市场基本上为外商垄断的情况下，抓住生物 材料科学与工程正在发生革命性变革的有利时机，前瞻未来20-30年的世 界生物材料科学与产业，刻意提高创新能力，不仅可为振兴我国生物材料 科学与产业，赶超世界先进水平赢得难得的机遇，且可为人类科学事业的 发展做出中国科学家的巨大贡献。 该生物医用材料项目计划总投资18499.76万元，其中：固定资产投资15275.39万元，占项目总投资的82.57%；流动资金3224.37万元，占项目 总投资的17.43%。 达产年营业收入25185.00万元，总成本费用19480.33万元，税金及 附加309.62万元，利润总额5704.67万元，利税总额6801.14万元，税后 净利润4278.50万元，达产年纳税总额2522.64万元；达产年投资利润率
30.84%，投资利税率36.76%，投资回报率23.13%，全部投资回收期5.82年，提供就业职位434个。 生物医用材料及植入器械产业是学科交叉最多、知识密集的高技术产业，其发展需要上、下游知识、技术和相关环境的支撑，因此产业高度集 中(垄断)，产品多样或多角化是生物医用材料产业发展的又一特点和趋势。2010年世界医疗器械产业由27000个医疗器械公司构成，其中90%以上为 中小企业。发达国家的中小企业主要从事新产品、新技术研发，通过向大 公司转让技术或被大公司兼并维持生存。大规模产品生产及市场运作基本 上由大公司进行。不同于我国医疗器械企业“多、小、散”的局面，发达 国家医疗器械产业已形成“寡头”统治的局面，全球市场也呈现类似的格局。2009年，排名前50位的跨国大公司占有全球医疗器械市场的88%，其 中排名前25位的公司占有75%；2008年6家美、英公司：DePuy，Zimmer，Stryker，Biomet，Medtronic，SynthesMathys和Smith&Nephew占有全球 骨科材料和器械市场的≈75%，其中前4家美国公司和英国Smith&Nephew 公司占有人工关节市场的90%；6家大公司：Johnson&Johnson，Abbott，BostonScientific，Medtronic，CRBard(美国)，Terumo(日本)公司占有心 脑血管系统修复材料及植(介)入器械市场的80-90%；5家大公司：BaxterInternational(美国)，Fresenius(德国)，Gambro(瑞典)，Terumo 和AsahiMedia(日本)占有血液净化及体外循环系统材料和装置市场的80%；牙种植体和牙科材料市场基本上为Straumann(瑞士)，