生物医用材料的展望 中英文对照
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J. M. Anderson ( ) Professor of Pathology, Macromolecular Science and Biomedical Engineering, Case Western Reserve University, Cleveland, OH 44106, USA e-mail: jma6@case.edu
Additional constraints in our developing biological design criteria and structure/biological property relationships are our dependence on in vitro studies and non-human models in the development process.
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结论 新型生物医用材料的前景必须依赖强大的知识保障，这些知识都
是与分子、细胞、组织与材料间的相互作用相关的。理解新型生物材 料和实验室环境之间的相互作用将是我们未来的重点。强调对组织和 材料间相互作用的理解，从生物学角度来看，将保证设计标准的研究。
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J Mater Sci: Mater Med (2006) 17:1025–1028 DOI 10.1007/s10856-006-0439-5
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挑战和阻力 作为一种促成技术，生物材料的应用和新型生物材料及组织生物
工程构建的开发在未来的应用中呈现出大量挑战和阻力。表3，对成 功开发新型生物材料及组织生物工程构建中遇到的主要挑战和阻力 存在一定局限性和偏见。组织和器官的架构很少被考虑作为设计的标 准。所有的供血器官和组织都有一个组织骨架，主要是包含于主要有 胶原质组成的细胞外基质中的动脉、静脉、淋巴管、神经。当然，在 组织工程学构建的研发过程中，静脉、淋巴管、神经一般是不被考虑 的。从生物学角度来看，细胞的二维试管行为和其三维矩阵和支架行 为间几乎没什么关联。这些与尺寸相关的研究在为未来的研究提供指 导，同时在理解这些体系中得到的结果中是很有必要的。此外，在与 纳米级结构，比如受体、大分子和空间范围内细胞的评价相比，毫米 级的大细胞结构中材料的相互作用是很有益的。存在鉴赏异同物种间
随着对病人需要的识别，基于了解解剖和生理过程的观念已开始 发展。通过病理过程而改变它们已经和开始设计的过程结合在一起。 从这以后，由初始设计标准产生了构型、原型、加工组装、测试使用、 可靠性以及临床试验。在医疗体植入设计中，注意最后一个因素，即 移植的检索和评价是很重要的。移植的检索和评价可以鉴别模型成功 与否，最终为基于从移植检索和评价中得到额外设计标准观念的进一 步发展提供反馈信息。作者承认约翰·沃特森博士的重大贡献，约 翰·沃特森博士来自加州大学圣地亚哥分校的生物工程部门，他最初 在贝塞斯达国家心脏，肺及血液协会医学部时，就研究了医疗植入体 设计的这种构造。
Introduction
Over the past decade, research and development of new biomedical materials has turned from “passive” materials to materials that actively interact and integrate with their biological environment. Unfortunately, this paradigm shift has not been matched by a requisite enhancement of our knowledge of the mechanisms of interaction between the materials and proteins, cells, and other materials within the biological environment. Given the unique nature of tissues and organs, we lack biological design criteria for the development of new materials and devices constructed from these materials.
从1975年到2000年，生物学和生物材料的相互作用开始被广泛研 究。在生物机理知识方面的进步，比如凝结作用、血栓形成、补充途 径等使我们能更好的理解与生物材料表面的生物作用。在20世纪80 年代，在细胞和生物分子学研究中的技术改革引发了它们在生物材料 界面应用的研究。近来，随着组织工程学和再生医药的出现，生物材 料和生物体间的相互作用越来越引起人们的重视。在某些情况下，生 物体与生物材料间的相互作用会导致材料性质评价和它们在新的科 学领域地位的下降。可生物降解的高分子支架在组织工程学和它们最 终的分解中呈现的就是这类问题的一个例子，所提到的分解包含在移 植过程中由于炎症与外来体相互作用而导致形式和生成物组成的改
The future of biomedical materials
James M. Anderson
Received: 14 November 2005 / Accepted: 13 January 2006 C Springer Science + Business Media, LLC 2006
当前更能说明化合产品成功的一个例子就是治疗动脉硬化，闭塞 性冠状动脉疾病的药物洗脱支架。图1描述了药物洗脱支架复杂的相 互作用的性质。在设计标准的开发过程中，必须考虑药物洗脱支架、 聚合物基质、药物、互动的维管组织的设计标准。
血管生物学的重要贡献。将这些融入到设计标准中，开发药物 洗脱支架涉及的重要问题在图1中都做了进一步描述。笔者对Lothar Kleiner博士和Syed Hossainy博士在图表使用过程中所做的努力表示 感谢。 Fig. 1 An interdisciplinary approach to drug-eluting stent development
生 物 技 术 专 业 英 语
姓名：邹炜球 班别：生物技术11-2 学号：11114040235
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生物医用材料的展望 摘要:
这次交流的目的是为了表达作者的观点，这个观点是在2005年9 月后期在伦敦帝国学院举行的Larry L. Hench退休座谈会上被提出来 的。作者放眼生物医用材料的未来前景并介绍了主要观点、概念、将 来实验所必须的透视图、生物医用材料的发展以及将来作为组织工程 学连续发展、再生医药、假肢、医疗设备等的授权工艺。这份基于口 头报告的交流意味着将挑起激烈讨论。此外，它是针对将来在生物医 用材料方面扮演越来越重要角色的学生和青年科学家。 简介
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来自百度文库
变。
医疗植入体的设计 在假体和医疗设备的新型生物材料研究开发和增长关于组织工
程学和再生医学的过程中，欣赏设计标准已经综合广泛地被提出来 了。表2，一种很简单的方式描述了医疗植入体的设计。设计标准的 发展开始于病人需要的认同。我们必须意识到，我们总的目标是向病 人提供可以提高健康和福利的生物医用材料、假体、医疗设备和其他 构造。
正如许多作者用不同的方法阐述的一样，如果我们没有理解和领 会过去，将来我们注定会重复过去。表1展示了作者关于生物材料的
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观点。 正如改变单词“biomaterials”字体大小的例证，第一个四分之一世纪， 即从1950年到1975年，生物材料的发展是以做假体和医学设备材料为 主导的。早些年，生物材料的长期稳定性和无毒性是很重要的。 在移植过程中，要考虑生物间的相互作用，包括生物材料的无毒性、 常规的发炎以及伤口愈合的效应。许多材料被描述成不活泼的，但这 是一个让人困惑的描述。因为它没能充分准确地描述移植过程材料发 生的变化或细胞和组织对移植的生物材料作出的反应。材料在变化中 不会对生物材料、假体或医疗设备的功效产生不利影响最终变得清 晰。同样地，炎症的调节和伤口愈合可以在不改变生物材料、假体或 医疗设备功能的前提下完成。从生物学角度来看，没有哪种材料是无 效的。
在过去的几十年里，新生物医用材料的研究和发展已经从“被动 的”材料转向和生物环境积极相关并成为整体的材料。不幸的是，这 种范例的转变和我们必备的知识不相匹配。这种知识就是材料与蛋白 质、细胞以及其他生物环境的材料相互作用的机理。考虑到组织和器 官的独特性质，由于新材料和新设备的发展是从这些材料出发的，我 们至今缺少生物设计的标准。在我们发展生物设计标准和结构的过程 中，还存在额外的限制因素。在研究过程中，生物学性质的关系仅仅 依赖于试管研究和非人体模型。 生物材料的历史
Abstract The purpose of this communication is to present the author’s perspectives on the future of biomedical materials that were presented at the Larry L. Hench Retirement Symposium held at Imperial College, London, in late September 2005. The author has taken a broad view of the future of biomedical materials and has presented key ideas, concepts, and perspectives necessary for the future research and development of biomedical polymers and their future role as an enabling technology for the continuing progress of tissue engineering, regenerative medicine, prostheses, and medical devices. This communication, based on the oral presentation, is meant to be provocative and generate discussion. In addition, it is targeted for students and young scientists who will play an ever-increasing role in the future of biomedical materials.
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生物医用材料及设备 在过去的十年里，伴随着合成和生物学元件而生的新的设计被
开发出来，并制造出了仿生型、生物混合和化合产品。值得注意的是 化合产品未必都是新的。例如，在20世纪80年代年开发的胶原涂层血 管移植物。同时期也开始了运输药物的可生物降解高聚物的使用。所 有这些类型的化合产品在治疗各种疾病时表现出了广泛的临床使用 效果。
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的主要空白知识,可以用来测试新的生物医用材料和组织结构。鉴别 异同是很有必要的。关于鉴别细胞行为物种之间的异同，至今鲜为人 知。这儿有一个很好的例子，当和人类虚拟而且不迁移的血管移植相 比，血管移植材料在各种各样的哺乳类中迁移相对迅速。至于干细胞、 骨髓细胞和其他用于细胞培植体系的细胞，以及用于组织工程或再生 医药构建的组织反应器。我们还需要掌握更多相关知识。从生物学角 度来看，炎症、免疫反应、创伤修复、发育生物学分享 许多相互的、 重叠的路径。这方面知识的欠缺限制了对它们加工和最终效能的鉴 别。强调组织工程构建，一般就是把血管供应强加于维持细胞生命的 构造中。然而，缺氧血的静脉回流在组织工程构建中还未被鉴别。这 个领域为为人类作出重大贡献提供了额外的机会。最后，文献里包含 有大量设备的例子，这些设备没能完全达到适当的设计标准，因而要 么设计过头、设计不周，要么完全不符合工程要求。在学生和青年科 学家面前呈现出挑战和障碍，而这些人在自己的领域都做出过重大贡 献。 Table 3 Challenges and barriers
Additional constraints in our developing biological design criteria and structure/biological property relationships are our dependence on in vitro studies and non-human models in the development process.
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结论 新型生物医用材料的前景必须依赖强大的知识保障，这些知识都
是与分子、细胞、组织与材料间的相互作用相关的。理解新型生物材 料和实验室环境之间的相互作用将是我们未来的重点。强调对组织和 材料间相互作用的理解，从生物学角度来看，将保证设计标准的研究。
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J Mater Sci: Mater Med (2006) 17:1025–1028 DOI 10.1007/s10856-006-0439-5
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挑战和阻力 作为一种促成技术，生物材料的应用和新型生物材料及组织生物
工程构建的开发在未来的应用中呈现出大量挑战和阻力。表3，对成 功开发新型生物材料及组织生物工程构建中遇到的主要挑战和阻力 存在一定局限性和偏见。组织和器官的架构很少被考虑作为设计的标 准。所有的供血器官和组织都有一个组织骨架，主要是包含于主要有 胶原质组成的细胞外基质中的动脉、静脉、淋巴管、神经。当然，在 组织工程学构建的研发过程中，静脉、淋巴管、神经一般是不被考虑 的。从生物学角度来看，细胞的二维试管行为和其三维矩阵和支架行 为间几乎没什么关联。这些与尺寸相关的研究在为未来的研究提供指 导，同时在理解这些体系中得到的结果中是很有必要的。此外，在与 纳米级结构，比如受体、大分子和空间范围内细胞的评价相比，毫米 级的大细胞结构中材料的相互作用是很有益的。存在鉴赏异同物种间
随着对病人需要的识别，基于了解解剖和生理过程的观念已开始 发展。通过病理过程而改变它们已经和开始设计的过程结合在一起。 从这以后，由初始设计标准产生了构型、原型、加工组装、测试使用、 可靠性以及临床试验。在医疗体植入设计中，注意最后一个因素，即 移植的检索和评价是很重要的。移植的检索和评价可以鉴别模型成功 与否，最终为基于从移植检索和评价中得到额外设计标准观念的进一 步发展提供反馈信息。作者承认约翰·沃特森博士的重大贡献，约 翰·沃特森博士来自加州大学圣地亚哥分校的生物工程部门，他最初 在贝塞斯达国家心脏，肺及血液协会医学部时，就研究了医疗植入体 设计的这种构造。
Introduction
Over the past decade, research and development of new biomedical materials has turned from “passive” materials to materials that actively interact and integrate with their biological environment. Unfortunately, this paradigm shift has not been matched by a requisite enhancement of our knowledge of the mechanisms of interaction between the materials and proteins, cells, and other materials within the biological environment. Given the unique nature of tissues and organs, we lack biological design criteria for the development of new materials and devices constructed from these materials.
从1975年到2000年，生物学和生物材料的相互作用开始被广泛研 究。在生物机理知识方面的进步，比如凝结作用、血栓形成、补充途 径等使我们能更好的理解与生物材料表面的生物作用。在20世纪80 年代，在细胞和生物分子学研究中的技术改革引发了它们在生物材料 界面应用的研究。近来，随着组织工程学和再生医药的出现，生物材 料和生物体间的相互作用越来越引起人们的重视。在某些情况下，生 物体与生物材料间的相互作用会导致材料性质评价和它们在新的科 学领域地位的下降。可生物降解的高分子支架在组织工程学和它们最 终的分解中呈现的就是这类问题的一个例子，所提到的分解包含在移 植过程中由于炎症与外来体相互作用而导致形式和生成物组成的改
The future of biomedical materials
James M. Anderson
Received: 14 November 2005 / Accepted: 13 January 2006 C Springer Science + Business Media, LLC 2006
当前更能说明化合产品成功的一个例子就是治疗动脉硬化，闭塞 性冠状动脉疾病的药物洗脱支架。图1描述了药物洗脱支架复杂的相 互作用的性质。在设计标准的开发过程中，必须考虑药物洗脱支架、 聚合物基质、药物、互动的维管组织的设计标准。
血管生物学的重要贡献。将这些融入到设计标准中，开发药物 洗脱支架涉及的重要问题在图1中都做了进一步描述。笔者对Lothar Kleiner博士和Syed Hossainy博士在图表使用过程中所做的努力表示 感谢。 Fig. 1 An interdisciplinary approach to drug-eluting stent development
生 物 技 术 专 业 英 语
姓名：邹炜球 班别：生物技术11-2 学号：11114040235
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生物医用材料的展望 摘要:
这次交流的目的是为了表达作者的观点，这个观点是在2005年9 月后期在伦敦帝国学院举行的Larry L. Hench退休座谈会上被提出来 的。作者放眼生物医用材料的未来前景并介绍了主要观点、概念、将 来实验所必须的透视图、生物医用材料的发展以及将来作为组织工程 学连续发展、再生医药、假肢、医疗设备等的授权工艺。这份基于口 头报告的交流意味着将挑起激烈讨论。此外，它是针对将来在生物医 用材料方面扮演越来越重要角色的学生和青年科学家。 简介
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来自百度文库
变。
医疗植入体的设计 在假体和医疗设备的新型生物材料研究开发和增长关于组织工
程学和再生医学的过程中，欣赏设计标准已经综合广泛地被提出来 了。表2，一种很简单的方式描述了医疗植入体的设计。设计标准的 发展开始于病人需要的认同。我们必须意识到，我们总的目标是向病 人提供可以提高健康和福利的生物医用材料、假体、医疗设备和其他 构造。
正如许多作者用不同的方法阐述的一样，如果我们没有理解和领 会过去，将来我们注定会重复过去。表1展示了作者关于生物材料的
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观点。 正如改变单词“biomaterials”字体大小的例证，第一个四分之一世纪， 即从1950年到1975年，生物材料的发展是以做假体和医学设备材料为 主导的。早些年，生物材料的长期稳定性和无毒性是很重要的。 在移植过程中，要考虑生物间的相互作用，包括生物材料的无毒性、 常规的发炎以及伤口愈合的效应。许多材料被描述成不活泼的，但这 是一个让人困惑的描述。因为它没能充分准确地描述移植过程材料发 生的变化或细胞和组织对移植的生物材料作出的反应。材料在变化中 不会对生物材料、假体或医疗设备的功效产生不利影响最终变得清 晰。同样地，炎症的调节和伤口愈合可以在不改变生物材料、假体或 医疗设备功能的前提下完成。从生物学角度来看，没有哪种材料是无 效的。
在过去的几十年里，新生物医用材料的研究和发展已经从“被动 的”材料转向和生物环境积极相关并成为整体的材料。不幸的是，这 种范例的转变和我们必备的知识不相匹配。这种知识就是材料与蛋白 质、细胞以及其他生物环境的材料相互作用的机理。考虑到组织和器 官的独特性质，由于新材料和新设备的发展是从这些材料出发的，我 们至今缺少生物设计的标准。在我们发展生物设计标准和结构的过程 中，还存在额外的限制因素。在研究过程中，生物学性质的关系仅仅 依赖于试管研究和非人体模型。 生物材料的历史
Abstract The purpose of this communication is to present the author’s perspectives on the future of biomedical materials that were presented at the Larry L. Hench Retirement Symposium held at Imperial College, London, in late September 2005. The author has taken a broad view of the future of biomedical materials and has presented key ideas, concepts, and perspectives necessary for the future research and development of biomedical polymers and their future role as an enabling technology for the continuing progress of tissue engineering, regenerative medicine, prostheses, and medical devices. This communication, based on the oral presentation, is meant to be provocative and generate discussion. In addition, it is targeted for students and young scientists who will play an ever-increasing role in the future of biomedical materials.
4/8
生物医用材料及设备 在过去的十年里，伴随着合成和生物学元件而生的新的设计被
开发出来，并制造出了仿生型、生物混合和化合产品。值得注意的是 化合产品未必都是新的。例如，在20世纪80年代年开发的胶原涂层血 管移植物。同时期也开始了运输药物的可生物降解高聚物的使用。所 有这些类型的化合产品在治疗各种疾病时表现出了广泛的临床使用 效果。
6/8
的主要空白知识,可以用来测试新的生物医用材料和组织结构。鉴别 异同是很有必要的。关于鉴别细胞行为物种之间的异同，至今鲜为人 知。这儿有一个很好的例子，当和人类虚拟而且不迁移的血管移植相 比，血管移植材料在各种各样的哺乳类中迁移相对迅速。至于干细胞、 骨髓细胞和其他用于细胞培植体系的细胞，以及用于组织工程或再生 医药构建的组织反应器。我们还需要掌握更多相关知识。从生物学角 度来看，炎症、免疫反应、创伤修复、发育生物学分享 许多相互的、 重叠的路径。这方面知识的欠缺限制了对它们加工和最终效能的鉴 别。强调组织工程构建，一般就是把血管供应强加于维持细胞生命的 构造中。然而，缺氧血的静脉回流在组织工程构建中还未被鉴别。这 个领域为为人类作出重大贡献提供了额外的机会。最后，文献里包含 有大量设备的例子，这些设备没能完全达到适当的设计标准，因而要 么设计过头、设计不周，要么完全不符合工程要求。在学生和青年科 学家面前呈现出挑战和障碍，而这些人在自己的领域都做出过重大贡 献。 Table 3 Challenges and barriers