納米生物醫(yī)用材料--復習題

1、生物醫(yī)用材料復習題1 .骨組織中主要的無機/有機成分是什么？(1)無機鹽占重量2/3:主要成分：羥基磷灰石，分子式Ca0(POQ6(OH)它們是一些微小顆粒(長約20nm橫截面積約25nm)是骨質堅硬的主要因素；有機質占質量的1/3,由骨膠原纖維和少量的粘蛋白組成。2 .血細胞的組成及主要作用？血細胞的組成：紅細胞、白細胞、血小板血細胞的主要作用：紅細胞：(1)運輸Q和CO緩沖作用、(2)在酸堿平衡起一定的緩沖作用白細胞：(1)抵抗微生物的入侵和執(zhí)行免疫功能，以維持機體的生存。白細胞也通常被稱為免疫細胞；(2)中性粒細胞和單核-巨噬細胞可吞噬入侵機體的微生物和其他義務，并可清除機體自身的壞死組

2、織；(3)淋巴細胞的主要功能是參與免疫反應。血小板：維持血管內皮的完整：支持和修復；參與生理止血全過程參與凝血：如血小板磷脂，PF3促進和抑制纖維蛋白溶解：血小板釋放的5-HT刺激血管內皮釋放血管激活物，激活纖溶酶原而使纖維蛋白降解；血小板第6因子(抗纖維蛋白因子，PF6)抑制纖維蛋白溶解3 .按材料生物反應性質，生物材料可以分為哪幾類?按材料的生物活性還可分為：生物惰性材料：體內穩(wěn)定、不發(fā)生或僅發(fā)生微弱化學反應的材料。包括惰性生物陶瓷(如氧化物陶瓷：AlzQ、ZrO2等)、醫(yī)用金屬材料(不銹鋼、鈦合金、鉆銘合金)。生物活性材料：能與周圍組織發(fā)生不同程度生化反應的材料。例如生物活性陶瓷(羥基磷

3、灰石Ca10(PO4)6(OH)2和生物玻璃等。生物降解材料：體內能夠不斷發(fā)生降解，降解產(chǎn)物能夠被機體所吸收或排除體外的材料。包括：生物降解陶瓷(B-磷酸三鈣B-Ca3(PO4)2)和生物降解高分子材料(聚乳酸PLA)04,生物惰性材料、生物活性材料、生物可降解性材料的概念？作為硬組織替代材料，它們與活體組織界面的結合特點有何不同？各舉一例材料。生物惰性材料：體內穩(wěn)定、不發(fā)生或僅發(fā)生微弱化學反應的材料。包括惰性生物陶瓷(如氧化物陶瓷：Al2Q、ZrQ等)、醫(yī)用金屬材料(不銹鋼、鈦合金、鉆銘合金)。生物活性材料：能與周圍組織發(fā)生不同程度生化反應的材料。例如生物活性陶瓷(羥基磷灰石Ca10(PO4

4、)6(OH)2和生物玻璃等。生物降解材料：體內能夠不斷發(fā)生降解，降解產(chǎn)物能夠被機體所吸收或排除體外的材料。包括：生物降解陶瓷(B-磷酸三鈣、B-Ca3(PO4)2)和生物降解高分子材料(聚乳酸PLA)o5,生物相容性的概念是什么？主要包括哪兩個方面？(1)概念：生物材料在宿主的特定環(huán)境和部位，與宿主直接或間接接觸時所產(chǎn)生相互反應的能力，是材料能耐受宿主整個系統(tǒng)作用而保持相對穩(wěn)定、不被排斥和破壞的生物學特性。材料與宿主產(chǎn)生相互作用所涉及生物化學、生物力學和生物電學三個反應系統(tǒng)。(2)包括方面：生物相容性可以分為兩類：組織相容性和血液相容性6,生物醫(yī)用材料兩個最基本的性能要求是什么？臨床醫(yī)學對生物

5、醫(yī)學材料要求：生物相容性(安全性)和功能性7 .材料與活體系統(tǒng)相互作用包括那兩個方面？宿主反應有哪些方面？材料反應有哪些方面？材料與活體系統(tǒng)相互作用包括兩個方面：宿主反應和材料反應。宿主反應：宿主對植入體材料作出的生理反應，主要包括血液反應、組織反應。材料反應：植入體材料在生物環(huán)境中發(fā)生的各種物理和化學反應主要包括生理反應和物理機制反應(腐蝕)。8 .影響材料血液相容性的因素有哪些？改善材料表面血液相容性的方法有哪些？影響材料血液相容性的因素：一.材料性能的影響(1)本體性能的影響：Ni引起癌變，碳素材料抗血栓性能好，聚氨酯抗凝血性較好。(2)表面性能的影響：(a)表面形貌：表面粗糙度、表面織

6、構、多孔性。材料表面越粗糙，暴露在血液上的面積越大，凝血的可能性也就越大，但如果在0,12UM的范圍內存在不均勻結構，可提高材料的抗凝血性能(b)表面成分：例如表面涂覆碳素材料可抗血栓二.材料的外形與尺寸的影響改善材料表面血液相容性的方法：利用各種物理和化學的方法對材料的表面進行處理可以提高材料的抗血栓性能（血液相容性），即表面改性，具體表面改性技術：1）增加表面親水性，降低表面與血液成分的相互作用2）使材料表面帶負電荷：3）對表面進行偽修飾，使其不被血液視為異物，例如材料的血管內皮化、血蛋白鈍化及磷脂樣表面等；4）材料表面引入生物活性物質9 .目前常用的臨床治療心肌梗塞使用的心血管支架是什么

7、材料？金屬裸支架可能產(chǎn)生什么并發(fā)癥？如何降低？10 .什么是硬組織替代物的應力屏蔽（應力遮擋）現(xiàn)象？如何降低？11 .生物醫(yī)用新材料從研究到臨床應用需要進行哪些生物學檢測階段？1）與已上市產(chǎn)品對比、2）確定材料分類、3）生物學實驗項目選擇：根據(jù)分類，按要求選擇要進行的實驗項目。4）生物學實驗5）上市后重新評價12 .醫(yī)用金屬材料、陶瓷材料、高分子材料的優(yōu)缺點？應用中存在的主要問題？如何解決？13 .鈦合金的生物相容性特點？鍥鈦形狀記憶合金的超彈性和形狀記憶性能？舉例說明在醫(yī)學中各有何用途？（1）鈦是目前已知的生物相容性最好的金屬之一，鈦易與氧反應形成致密氧化鈦（TiO2）鈍化膜，植入后引起的組

8、織反應輕微。凝膠狀態(tài)的TiO2膜甚至具有誘導體液中鈣、磷離子沉積生成磷灰石的能力，表現(xiàn)出一定的生物活性和骨結合能力，尤其適合于骨內埋植。（2）14.作為硬組織植入材料，金屬腐蝕對人體有何影響？15.了解常用三類醫(yī)用金屬材料主要成分、力學特性、生物相容性、臨床應用主要成分力學特性生物相容性臨床應用不Cr密度和彈性模產(chǎn)生的腐蝕作用造成1）齒科：鑲牙、齒銹C量與人體硬組其長期植入的穩(wěn)定性科矯形、牙根種植鋼Ni織相距較大，差，等Ti因此力學相容性差密度和彈性模量與人體硬組織相距較大，因此力學相容性差。溶出的銀離子有口能2）人工關節(jié)和骨折內固定器械3）心血管系統(tǒng)：各種傳感器、植入電誘發(fā)月中瘤的形成及本身

9、無生物活性，難于和生物組織形成牢固結合等原因，應用比例呈下降趨勢。極的外殼和合金導線，可制作不銹鋼的人工心臟瓣膜、血管內擴張支架等鉆基合金Co-Cr-MoCo-Ni-Cr-Mo醫(yī)用金屬材料中耐蝕性最好，一般認為植入人體后無明顯組織學反應。但用鑄造鉆基合金制作的人工牌關節(jié)在體內會引起松動，由于金屬磨損腐蝕造成CoNi等離子溶出，引起巨細胞和組織壞死，導致患者疼痛以及關節(jié)的松動。鉆、鍥、銘還可以產(chǎn)生皮膚過敏反應。適合于制造體內承載苛刻、耐蝕性要求較圖的長期植入件，其品種主要有各類人工關節(jié)及整形外科植入器械。在心臟外科、齒科等領域均有應用。鈦合金Ti-6Al-4V比強度局；耐腐蝕性強（表間形成穩(wěn)定氧

10、化膜）；彈性模量值?。s為其他金屬材料一半，接近天然，目）；易加工但硬度較低，耐磨性差生物相容性好（能與骨和生命組織融合）鈦及鈦合金具有優(yōu)異的使用特性，是生物醫(yī)療領域中優(yōu)異的金屬材料，采用鈦及鈦合金制造的股骨頭、牌關節(jié)、等上百種金屬件移植到人體中，取得了良好的效果，被醫(yī)學界給予了很高的評價。16.如何改善金屬硬組織替代物的生物活性?17 .硬組織植入物的表面孔隙對植入物與骨結合強度有何影響?18 .生物醫(yī)用無機材料的基本要求是什么?19 .氧化鋁的力學性能、生物性能、臨床應用？生物學性能：（1）氧化鋁在體液中完全穩(wěn)定，在生物體內不會發(fā)生溶解和變性。（2）氧化鋁對周圍機體組織呈惰性反應。對骨組織

11、生長無抑制作用，生物相容性比金屬和有機高分子材料好。（3）孔徑大于100的多孔體植入骨組織后。可看到新骨很快長人氣孔中。20 .碳素材料的力學性能、生物學性能、臨床應用？21 .什么是生物活性玻璃？其主要成分是什么？生物活性玻璃：能與人體骨或軟組織形成生理結合的生物陶瓷稱為生物活性玻璃；主要成分：一般為CaO-SiQ-PzO系統(tǒng)，部分含有MgOK2。NaOA%Q、B2Q、TiO2等。22 .生物玻璃陶瓷（微晶玻璃）的相組成特點是什么？與生物活性玻璃相比，作為骨植入材料有何優(yōu)勢？23 .羥基磷灰石的分子式、力學性能、生物學性能、臨床應用，涂層制備方法？Cc10（PC4）6（OH）2;24 .磷酸

12、三鈣的分子式，力學性能，生物學性能，臨床應用？Cc3（PC4）2;25 .生物醫(yī)用天然高分子和合成高分子材料的性能有哪些優(yōu)缺點？各舉一例？26 .甲殼素、膠原、有機玻璃、硅橡膠、聚乳酸作為生物材料在有何醫(yī)學應用？甲殼素：吸收型手術縫合線、傷口包扎材料、人造皮膚材料膠原：制造心臟瓣膜、支架、血管修復材料、止血海綿、化妝品、人工皮膚、手術縫合線、組織工程基質等有機玻璃：硅橡膠：人工顱骨的修復，修補面容的缺陷等聚乳酸：人工血管，骨替代材料以及釋藥載體27 .什么是超高分子量聚乙烯？性能有何特點？試舉一例其醫(yī)學應用？超高分子量聚乙烯：平均分子量在150萬以上的線性結構聚乙烯，是一種新型的熱塑性工程塑料

13、。性能：耐磨損性能非常卓越?jīng)_擊強度極高，比尼龍6和聚丙烯大10倍；能吸收震動沖擊和防噪聲；摩擦系數(shù)很低，遠較尼龍及其他塑料小，具有自潤滑作用；不易粘附異物，滑動時有極優(yōu)良的抗粘著特性；耐化學腐蝕，并可屏蔽原子輻射；工作溫度范圍可自265c到100C,低溫到195c時，仍能保持很好的韌性和強度，不致脆裂；無毒性、無污染、可再循環(huán)回收利用，和其他塑料相比有良好的熱穩(wěn)定性和不吸水性，能保持尺寸精度不變形；成本低廉。醫(yī)學應用：血液泵的材料、牙醫(yī)用材料的填充材料28 .人工牌關節(jié)制品由哪些材料組合而成？為什么？可能存在哪些并發(fā)癥？如何改善人工關節(jié)制品的使用壽命？29 .生物醫(yī)用材料表面改性的意義？在生物

14、環(huán)境與植入體材料的反應中，材料的表面起著重要作用。宿主首先對材料表面做出相應的生理反應，并根據(jù)反應結果決定對材料是親和還是排斥。因此控制材料表面特性可有效改善植入效果。30 .什么是材料表面肝素化改性？有何醫(yī)學作用？31 .采用等離子體噴涂方法在醫(yī)用金屬表面涂覆羥基磷灰石涂層有何優(yōu)點？等離子噴涂技術是較早用于鈦及鈦合金表面改性的，由高溫等離子火焰(溫度高達10000c以上)，將待噴涂的粉料瞬間熔化，然后高速噴涂在冷態(tài)的基體上形成涂層。涂層厚度通常約0.050.1mm32 .組織工程的基本原理和三要素是什么？基本原理：應用工程學、生命科學和材料學的原理與方法，將在體外培養(yǎng)、擴增的功能相關的活細胞種植于多孔支架上，細胞在支架上增殖、分化，構