☆☆【小木蟲(chóng)】生物材料研究領(lǐng)域

1、生物材料也稱(chēng)為生物醫(yī)學(xué)材料，是指以庚療為目的，用于與生物組織接觸以形成功能 的無(wú)生命的材料。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，以醫(yī)療、保健、增進(jìn)?；钯|(zhì)量、造福人類(lèi)為目的的生物材料取 得了快速的發(fā)展。h前，生物材料主耍包括醫(yī)用高分子材料、生物陶瓷、醫(yī)用金屬材料等。 具有主動(dòng)誘導(dǎo)生物組織自身修復(fù)、再生，從而達(dá)到使病變或受損器官、組織最終完全或主要 是由再生的白身天然健康的組織或器官所取代；以及利用靶向給藥載體并控制藥物釋放速度 達(dá)到治療和殺死病原體或癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)這些功能的生物材料復(fù)合技術(shù)和納米技術(shù)成為最有發(fā) 展活力的研究方向。牛物醫(yī)川材料是材料學(xué)重要研究領(lǐng)域之一，口前較活躍的研究?jī)?nèi)容有卅于人工心臟、人 工血

2、管和人工心臟瓣膜的高抗凝血材料；用于人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工種植牙的生物陶瓷和 玻璃;用于骨科修補(bǔ)及僑形外科的鈦及英介金;用于局部控制釋放的藥物載體的高分子材料; 用于替代外科手術(shù)的縫合及活組織結(jié)合的生物粘合劑，以及血液凈化材料等。生物材料學(xué)的研究新刀異，全國(guó)許許多多科研院所都在致力于生物材料研究。蟲(chóng)了們 來(lái)自于全國(guó)各地，對(duì)于生物材料的研究也是方方面面，您想知道自己當(dāng)下的研究?jī)?nèi)容、所關(guān) 注的熱點(diǎn)處于什么水準(zhǔn)嗎？為了充分發(fā)揮蟲(chóng)子們的力量，開(kāi)拓蟲(chóng)子們的眼界，為了讓您更準(zhǔn) 確地把握研究動(dòng)態(tài)，讓您的研究處于最前沿，那么就請(qǐng)把您的研究?jī)?nèi)容、或是您所關(guān)注的熱 點(diǎn)內(nèi)容拿出來(lái)曬一曬，看看白己的研究方向，比比別人

3、的研究?jī)?nèi)容，小木蟲(chóng)生物材料版為您 構(gòu)建一個(gè)互相交流的平臺(tái)，大家共同提高、共同進(jìn)步1【研究方向】tini表面改性及其生物相容性研究【現(xiàn)狀】表面涂層法、氧化法、激光熔覆、離了注入、高分了復(fù)合改性等不同的表面改性方 法被用在tini表面改性上，使其耐腐蝕性和綸物相容性得到不同程度的改善?！緹狳c(diǎn)及難點(diǎn)】作為長(zhǎng)期植入人體的材料，ni離子的溶出及潛在的毒性問(wèn)題是大家關(guān)注的 重點(diǎn)，也是亟待解決的難點(diǎn)問(wèn)題之一?！厩熬啊坑捎趖ini合金具有的獨(dú)特的形狀記憶效應(yīng)和超彈性，加以適當(dāng)?shù)母男裕蛊鋘i離 子的溶出降低，生物相容性提高，必將在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用?！敬砦墨I(xiàn)】這個(gè)領(lǐng)域代表文獻(xiàn)很多，就不一一列出了，下

4、面是一篇綜述，個(gè)人認(rèn)為總結(jié)的 比較全面。critical overview of nitinol surfaces and their modifications for medical applications2、【研究方向】軟骨組織工程支架材料【現(xiàn)狀】用于支架材料的天然高分子主要有膠原蛋白、纖維蛋白、甲殼素、透明質(zhì)酸、殼聚 糖以及纖維素衍生物等。天然高分子的優(yōu)點(diǎn)在于可以作為組織填充物而長(zhǎng)期存在，有較好的 組織相容性和親和性。廣泛研究的組織工程用合成高分子材料主要為聚己酸內(nèi)酯(pcl)、聚 疑基乙酸(pga)、聚疑基丙酸(聚乳酸，pla)及它們的共聚物(plga)等聚酯類(lèi)材料。合成高分 子材

5、料適合批量生產(chǎn)，易于加工，結(jié)構(gòu)和性能可以按需修飾和調(diào)控?！緹狳c(diǎn)及難點(diǎn)】目前組織工程用支架材料還存在許多缺點(diǎn)，如力學(xué)強(qiáng)度有限、降解速率與新 生組織的生成速率不匹配、材料與宿主的整合性差、材料缺乏表面特界性等?！径啊侩S著組織工程研究的深入，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到單一材料難以構(gòu)建理想支架，復(fù)合支 架可提高材料性能?！敬砦墨I(xiàn)】1 y.-l.chen, h.-p.lee, h.-y. chan, et al. composite chondroitin-6-sulfate/dermatan sulfate/chitosan scaffolds for cartilage tissue engineerin

6、g, biomaterials, 2007, 28, 2294-2305.2 b. grigolo, l. roseti, m. fiorini, et al. transplantation of chondrocytes seeded on a hyaluronan derivative (hyaff&reg； -11) into cartilage defects in rabbits. biomaterials, 2001,22,2417-24243 c.-h. cha ng, h.-c. liu, c.-c. lin, et al gelati rvchon droiti n

7、-hyalurona n tri-copolymerscaffold for cartilage tissue engineering,biomaterials, 2003,24, 4853-48584 f. a. muller, l. muller, i. hofmann, et al. cellulose-based scaffold materials for cartilagetissue engineering, biomaterials, 2006,27,3955-39635 y. s nam, t. g park, biodegradable polymeric microcel

8、lular foams by mod hied thermallyinduced phase separation method, biomaterials, 20,1783-1790.6 y. cao, j. p. vaca nti, k t. paige, j upton, c. a. vaca nti, tran spla ntation of ch on drocytesutilizi ng a polymer-cell con struct to produce tissue-e ngin eered cartilage in the sharp of a human of ear,

9、 plastic and reconstructive surgery, 1997,100,297-302.7 huiling lai, abukhalil asad, q.m.c duncan, the preparation and characterisation ofdrug-loaded algin ate and chitosa n sponges, in ternati on al journal of pharmaceutics, 2003, 251,175-181.8 misao nagahata, ryusuke nakaoka, akira teramoto, koji

10、abe and toshie tsuchiya, theresp onse of no rmal huma n osteoblasts to an ionic polysaccharide polyelectrolyte complexes, biomaterials, 2005,26,5138-5144.3、【研究方向】可降解鎂【現(xiàn)狀】現(xiàn)在的研究?jī)?nèi)容主要有：體外降解（浸泡）速率和產(chǎn)物、動(dòng)物體內(nèi)植入示的組織觀 察和樣品觀察、表面改性。體外的相容性不太常見(jiàn)，比如直接在材料表面種植細(xì)胞觀察不太 多。【熱點(diǎn)及難點(diǎn)】無(wú)論是骨科的還是心血管內(nèi)科的，降解速率的控制是大問(wèn)題。現(xiàn)在主要的研 究?jī)械木褪撬俾式礷

11、來(lái)，要慢些，再慢些?？刂扑俾实姆椒ê軣衢T(mén)，也很多，典型的如各 種各樣的表而改性。體內(nèi)降解過(guò)程的觀察也是個(gè)難點(diǎn)，畢竟要隔一段時(shí)間才能取材，中間發(fā) 牛了些什么不容易觀察。鎂組織工程支架貌似也比較熱門(mén)，這個(gè)不太熟悉，只是聽(tīng)說(shuō)過(guò)?！厩熬啊壳巴臼枪饷鞯?，道路是曲折的。鎂合金具有非常吸引人的地方，但也有太多太多 問(wèn)題沒(méi)冇解決，最關(guān)鍵的就是速率的控制問(wèn)題。還冇就是安全性評(píng)價(jià)問(wèn)題，文獻(xiàn)報(bào)到了很多 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，無(wú)論降解快慢，至少不會(huì)產(chǎn)牛嚴(yán)重的毒性，但時(shí)間都比較短。想川到臨床其至代 替可降解高分了述有很長(zhǎng)的路要走。（其實(shí)，我覺(jué)得把鎂合金和聚乳酸做成復(fù)合材料也許會(huì) 很不錯(cuò)。）【代表文獻(xiàn)】文獻(xiàn)蠻多，不一一列!l!to仿

12、照樓上的一位同學(xué)，列一個(gè)綜述吧。這個(gè)領(lǐng)域的 大哥witte寫(xiě)的一個(gè)綜述比較有代表性，總結(jié)的比較全面。degradable biomaterials based on magnesium corrosion4、【研究方向】山l膜在生物醫(yī)用材料上的應(yīng)用【現(xiàn)狀】功能生物人分子h組裝膜在分子器件、分子調(diào)控、生物芯片、生物傳感器等方面有 重要的應(yīng)用價(jià)值，從分子水平構(gòu)筑的功能生物大分子自組裝膜是化學(xué)、生命科學(xué)、材料學(xué)、 物理學(xué)等學(xué)科的交叉科學(xué)的研究熱點(diǎn)z。因此，許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了大量的研究，從單組 分到多組分組裝，從單層到多層交替組裝，從蛋白質(zhì)到dna m裝，從平面到膠體顆粒組裝 等方向發(fā)展，許多研究成果

13、己成功地應(yīng)用于實(shí)踐?！緹狳c(diǎn)及難點(diǎn)】1.應(yīng)用于生物傳感器2在藥物緩釋?zhuān)c實(shí)現(xiàn)可控釋放某些特定藥物方面的研究3.作為藥物載體，以及實(shí)現(xiàn)牛物人分子的特異性識(shí)別自組裝【前最】自組裝在國(guó)內(nèi)的研究這兒年很火熱，已經(jīng)冇相當(dāng)數(shù)雖的優(yōu)質(zhì)論文。本人就正在從事 這方面的研究。但在這方面的研究結(jié)果現(xiàn)在仍然屬于基礎(chǔ)性的研究,要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，工業(yè)化， 還得繼續(xù)努力。這樣才能真正讓我們的科研造福于民?！敬砦墨I(xiàn)】biomaterials 30(2009) 2799 - 2806功能高分了學(xué)報(bào)vol. 14呂徳水，林漢楓，李揚(yáng)眉，徐立悝，林賢福5、【研究方向】新型骨組織修復(fù)材料的研究【現(xiàn)狀】人工骨組織修復(fù)牛物醫(yī)用材料越來(lái)越受到

14、臨床青睞，它是一類(lèi)可対?rùn)C(jī)體組織進(jìn)行修 復(fù)、替代與再牛，具有特殊功能作用的材料，該類(lèi)材料在臨床的應(yīng)用，為傷(患)者恢復(fù)正 常的生理功能，創(chuàng)造自立和自強(qiáng)的生活提供了可能，同時(shí)也可避免采用h體骨和異體骨所帶 來(lái)的問(wèn)題?！緹狳c(diǎn)及難點(diǎn)】為獲得化學(xué)組成、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和性能與口然骨接近的骨修復(fù)材料，模仿口然 骨的組成結(jié)構(gòu)和功能，得到具冇較佳力學(xué)性能(強(qiáng)度高、韌性好)，彈性模量與人骨匹配h 具有良好牛物相容性和牛物活性的仿牛骨醫(yī)用牛物修復(fù)材料已成為近年來(lái)該領(lǐng)域研究熱點(diǎn) 之一?！厩白睢繃?guó)內(nèi)外現(xiàn)冇人工骨修復(fù)材料的規(guī)格品種還較少，銷(xiāo)售價(jià)格亦十分昂貴，迄今還沒(méi)冇 -種在力學(xué)性能上接近自然骨,并具有理想的重建生物活性、可

15、承重的骨修復(fù)或替代材料。 而從仿生學(xué)原理出發(fā)，模仿自然骨無(wú)機(jī)k有機(jī)相組成和結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合骨修復(fù)醫(yī)用生物材料 的研究為人工骨修復(fù)材料帶來(lái)了光明前景。對(duì)于ha/高分子基復(fù)合骨修復(fù)材料，其ha含量 高，生物活性就好。【代表文獻(xiàn)】the research of biomedical materials in bone tissue grafting and replacing6、【研究方向】?jī)捎H性生物降解高分子納米材料【現(xiàn)狀】高分子納米材料具有廣泛的用途，近年來(lái)受到人們的高度關(guān)注。由于人休和其它生 物體屮含有人量的納米結(jié)構(gòu)，如生物人分了(核酸、蛋片質(zhì)、多糖及其復(fù)合物)、病毒、細(xì) 胞器等均在納米尺度范圍

16、。人們渴望模擬住物體內(nèi)的納米組裝結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制備出形形色色的 納米裝置，以用于探測(cè)機(jī)體內(nèi)的生化物質(zhì)、定位釋放治療藥物或人體所需耍的微量物質(zhì)、誘 導(dǎo)缺損組織修復(fù)等方面。【熱點(diǎn)及難點(diǎn)】由于疏水性牛物降解高分子納米粒子難以在含水牛理體系屮穩(wěn)定分散，一些 兩親性牛 物降解髙分子被合成出來(lái)并用于制備能夠在含水體系中穩(wěn)定分散的髙分子膠束 3。兩親性可生物降解高分了材料大都是由較長(zhǎng)的親水鏈段和疏水鏈段接枝或嵌段形成的 共聚物。在選擇性溶液中，由于受疏水、靜電、配位或魚(yú)鍵等弱相互作用力影響，兩親性生 物降解高分子能夠自組裝形成具有“核-殼”結(jié)構(gòu)的納米膠朿，聚合物的疏水部分聚集在膠 束的內(nèi)核，而親水部分則在膠束外

17、表面形成親水売層【代表文獻(xiàn)】1 senthilkumar m, mishra p, jain nk, long circulating pegylated poly(d, l-lactide-co-glycolide) nanoparticulate delivery of docetaxel to solid tumors, journal of drug tageting, 2008,16(5): 424-435.2 drumond ws, mothe cg, wang sh, biodegradable nanosize particles of poly(l, l-lactide)-b

18、-poly(ethylene glycol)poly(l, l-lactide), polymer engineering and scienee, 2008, 48(10): 1939-1946.3 so young kim, kyung eun lee, sung sik han, et al., vesicle-to-spherical micelle-to-tubularnano structure transition of monomethoxy-poly(ethylene glycol)-poly(trimethylene carbonate) diblock copolymer

19、, j. phys. chem. b, 2008,112 (25): 7420-7423.7、【研究方向】心血管方向，新型人工心臟瓣膜的材料【人工心臟瓣膜材料的要求】耐久性，耐磨損，抗沖擊，抗疲勞，耐腐蝕，牛.物相容性，組織相容性，血液相容性?！救斯C(jī)械心肌瓣膜材料存在的問(wèn)題】人工機(jī)械心肌瓣膜耐久性好，在材料選擇上存在力學(xué)性能與血液相容性的矛盾，為了預(yù)防術(shù) 后血栓栓塞的發(fā)生，人工機(jī)械心臟瓣膜在手術(shù)后尚需終身抗凝。【關(guān)鍵點(diǎn)】提高與血液接觸生物材料的血液相容性是一項(xiàng)重要的課題。在不改變材料本體性能的基礎(chǔ)上, 通過(guò)在氧化鈦薄膜表面構(gòu)建催化活性層，使材料在植入體內(nèi)后能原位誘導(dǎo)一氧化氮的釋放， 改善材料

20、表面的抗凝血性能?！敬砦墨I(xiàn)】walters d a, ericson l m, casava nt mj, et al.elastic strai n of freely suspended single-wall carb on nanotube ropes.applied physics letters, 1999, 74(25):3803-3805lijima s, brabec c, maiti a, et al.structural flexibility of carbon nano tubeso urnal of chemical physics, 1996, 104 :208

21、9-2092di key e c, grmies c a, jai n m k, et al.visible photoluminescence from ruthenium-doped multiwall carbon nanotubes.applied physics letters, 2001, 79(24):4022-4024sun w x, hua ng z p, zhang l, et al.lumi nesce nee from multi-walled carb on nano tubes and the eu(lll)/multi-walled carbon nanotube

22、 composite.carbon, 2002, 41(8):1685-1687ma r z, liang j, wei b q, et al.study of electrochemical capacitors utilizi ng carb on nano tube electrodesjournal of power sources, 1999, 34:126-129dillon a c, jones k m, bekkedahl t a, et al.storage of hydrogen in single-walled carbon nanotubes.nature 1997,

23、386:377-379luo j z, gao l z, leu ng y l, et al.the decompositi on of no on cnts and lwt%rh/cnts.catalysis letters, 2000, 66(1-2):91-97rubia nes m d, rivas g a.carb on nano tubes paste electrode. electrochemistry comm un icati ons, 2003, 5:689-694bestema n k, lee j, wiertz f, et al.e nzymcoated carb

24、on nanotubes as single-molecule biosensors.nano letters, 2003, 3(6):727-730wang s g, zha ng q, wan g r l, et al.a no vel multi-walled carb on nano tube-based biose nsorfor glucose detecti on .biochemical and biophysical research communicati ons, 2003, 311(5):572-5768、【研究方向】膠原蛋白生物材料【現(xiàn)狀】使用膠原蛋口作為主物材料，主

25、耍是作為某個(gè)組織的支架材料，因此對(duì)具高分子 量、力學(xué)性能、牛物降解行為(即牛:物保留吋間)和相應(yīng)的牛物相容性、細(xì)胞毒性都捉出了 嚴(yán)格的要求，如果膠原材料達(dá)不到這些基木的指標(biāo)，它作為生物材料的生命力是冇限的。現(xiàn) 在的交聯(lián)膠原蛋白材料，有的以合成高分子作纖維材料，在其外包覆有膠原蛋白，雖然在初 期材料的性能可以滿足，但是經(jīng)過(guò)-段不長(zhǎng)的時(shí)間，隨著膠原的降解，合成高分子対生命體 的細(xì)胞毒性和生物相容性差等問(wèn)題都會(huì)暴露出來(lái)。若以純膠原為纖維材料，如果交聯(lián)程度低， 則分了量較小，強(qiáng)度不夠，反之，如果簡(jiǎn)單的提高交聯(lián)度，而由交聯(lián)劑帶來(lái)的細(xì)胞毒性無(wú)法 去除，也不能很好的應(yīng)用于實(shí)際?！緹狳c(diǎn)】仿生神經(jīng)的新型神經(jīng)組織

26、工程支架材料類(lèi)人膠原蛋白透明質(zhì)酸血管支架組織工程心臟瓣膜【難點(diǎn)】作為生物支架材料，在體內(nèi)生物降解時(shí)間的不同要求，只冇通過(guò)交聯(lián)改性來(lái)達(dá)到調(diào) 節(jié)降解速率的目的。因此對(duì)交聯(lián)劑的選擇是難點(diǎn)。與人體的排斥反應(yīng)也有一定影響【而景】由于膠原蛋白有諸多優(yōu)良性質(zhì)，使這類(lèi)生物高分子化合物冃前用途非常廣泛，遍 及醫(yī)藥、化匸、食品等領(lǐng)域9、【研究方向】生物活性陶瓷輕基磷灰石【發(fā)展優(yōu)勢(shì)】良好的生物和容性，與組織界面發(fā)?；瘜W(xué)鍵合?！救秉c(diǎn)】強(qiáng)度太低?！靖倪M(jìn)】可用別的才來(lái)哦進(jìn)行增強(qiáng)如碳納米管。10、【研究方向】：pdms微流控芯片【現(xiàn)狀】：pdms制作工藝研究。大量用于dna,化學(xué)混合反應(yīng)等等各種微量流體實(shí)驗(yàn)【熱點(diǎn)及難點(diǎn)】：

27、人造血管。微反應(yīng)器。微泵。. 難點(diǎn)：清洗，鍵合。pdms材料收縮 性，表而改性?！厩熬啊浚盒虏牧?。會(huì)很好?！敬砦墨I(xiàn)】木。1k【研究方向】生物可降解骨質(zhì)瓷偏磷酸鈣(cmp)【現(xiàn)狀】偏磷酸鈣玻璃陶瓷是一種非常新的纟fl織工程支架材料，人址的研究均證明其具有非 常優(yōu)異的細(xì)胞相容性能和降解性能?！緹狳c(diǎn)及難點(diǎn)】由于偏磷酸鈣結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，存在形式多樣，其降解性能的研究不夠深入。【前景】可降解骨修復(fù)材料?！敬砦墨I(xiàn)】未找到。其實(shí)這方面文獻(xiàn)我搜索過(guò)，木來(lái)發(fā)表的就不多，切多是05年之前的，05年之示就沒(méi)多少英 文文獻(xiàn)發(fā)表了，所以我很猶豫，但是老板布置的課題乂沒(méi)法反抗，所以只好在這求助了，如 果有做這方面研究的希望能夠給予一點(diǎn)指導(dǎo)。12、【研究方向】生物材料納米特性研究【現(xiàn)狀】建立在納米材料的牛:物相容性、磁性、催化性能等特性基礎(chǔ)上的新型傳感技術(shù)進(jìn)行 了綜述和探討，如納米單通道技術(shù)利用隨機(jī)傳感形成的電流脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)dna測(cè)序、單 核昔多態(tài)性、特異序列dna等的識(shí)別分析。此外，納米陣列通道技術(shù)、納米陣列電極、納 米微流控通道、納米間隙等技術(shù)對(duì)基因識(shí)別、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及修飾特征、藥物作用靶標(biāo)的發(fā) 現(xiàn)與確證、藥物篩選等方面的研究有著廣闊的應(yīng)用前景【熱點(diǎn)及難點(diǎn)】醫(yī)學(xué)與牛:物工程納米粒子.納米材料是納米技術(shù)的重要的組成部分，也是國(guó) 際