南开大学生物医用材料-纳米生物医学材料2
南开大学郭教授案
南开大学郭教授案
本期科研访谈对话南开大学化学学院郭教授，郭教授认为在学术创新的道路上需要永不言败的精神和坚韧不拔的意志。
他希望未来加入课题组的同学们能够自信且勤奋，博学且具有团队精神。
郭教授课题组致力于生物医用超分子材料的研究工作，主要研究方向为将超分子化学的基本理念应用于创造新的疾病诊断、治疗和诊疗方法。
其中，杯芳烃是其课题组发展生物医用超分子材料的核心工具。
提问：漫漫科研路上，除了文章压力，也同样充满了乐趣，可否请您分享一下科研过程中的一些感想、经历或者一件趣事？
回复：在探索发现的道路上，经常会遇到山穷水尽。
我们课题组最初设计偶氮杯芳烃是希望开发光控超分子材料。
然而学生辛辛苦苦拿到化合物后，发现其光致异构性质并不理想。
这让我们很沮丧。
但我们并没有放弃挖掘这类化合物的功能，反而更加广泛地求助于文献，发现偶氮还具有乏氧响应的特性。
正是利用这一点，我们基于偶氮杯芳烃构建了乏氧响应的主客体药物递送体系，不仅为肿瘤选择性成像及靶向治疗提供了新的超分子策略，而且为偶氮类大环开发了新的生物医药功能。
这个过程虽然曲折，但是让我们收获了更多。
学术创新，难免遇到问题。
有咬定青山不放松的信念，积极探索，终会柳暗花明。
壳聚糖微球负载的己二胺型聚酰胺-胺树状大分子的制备及对胆红素的吸附
（ 结构 见 Ｓ ｈｍｅ ） ｃ ｅ ，因此 可 以作 为 吸 附树 脂 上 功 能 基作 用 的位 点 ， 过氢 键 和 静 电作 用 吸附 到 树脂 ２ 通
Ｉ Ａ 由 ＿ Ｉ
由
考察疏 水链 长 和氨基 含量对 胆 红素 吸 附 的影 响 ，本 文 以己二胺 和丙 烯 酸 甲 酯 （ Ａ） 单 体 ，通 过 Ｍ — Ｍ 为 ｉ
３～ ４ｈ后 ，用水洗 至 中性 ， ４ 经 ０℃真 空干燥 ２ ，即得 到去 甲醛保 护 的 ｃ ４ｈ Ｓ微球 ． 将 ２ 未 脱 甲醛 的 Ｃ ４ｇ ｓ微 球 （ ５ｍ ｌｇＣ Ｈ， ０～１０ 目） 入 到 １ ０ｍＬ １ １ ６ｇ １５ ｏ） 约 ｍｏ Ｈ Ｏ ８ ／ ０ 加 ２ （４ ． ， ． ３ｍ １
油 开采 等领域 ， 半代 产 品 （ ｎ５ ／＝ ，， ，… ） 其 Ｇ ． ，２ ０ １２３
均 为酯基 结尾 ，整代产 品（ ｎ０， ０， ， ， … ） Ｇ ． ｎ＝ １２ ３ 均
为氨 基结 尾．
胆红 素 分 子 中含 有 ４个 吡 咯 环 和 ２个 羧 酸 基
Ｓｈｍ ｏｅ ｈＩｓ ｕｔ ｅ ｆ ｅｄｉｅｓ ｃｅ ｅ Ｃ ｒ＿ ｅ ｒｃ ｒ ｄｎ ｒ ｒ １ ｓ Ｉｔ ｕ ｏ ｍ
吴丽平 等：壳聚糖微 球 负载的 己二胺型聚酰胺一 胺树状大分子 的制备及对胆红素 的吸 附
复单元 和外层 端 基 组 成 ，具 有 高 度 的几 何 对 称性 、 精 确 的分子 结构 、大 量 的表 面 官 能 团和 内部 空 腔 ， 结 构见 Ｓ ｈ ｍ ．聚 酰胺 一 （ Ａ Ｍ） 枝状 高 分 ｃ ｅ ｅ１ 胺 Ｐ ＭＡ 树 子是 迄今 研究最 广 泛和深 入 的高 分 子材 料之 一 ，目 前 已被应 用 于生物 医学 、材 料 改性 、工业 催 化 和 石
生物医用高分子材料
生物医用高分子材料————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:生物医用高分子材料08080４1０6 黄涛摘要:: 阐述了生物医用高分子材料的应用研究与发展状况,综述了生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果,展望了未来的生物医用高分子材料的发展趋势。
关键词: 生物医用高分子材料分类进展综述发展趋势1 概述在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料可谓异军突起，目前已成为发展最快的一个重要分支。
生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能的高分子材料。
研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学。
虽已有四十多年的研究历史，但蓬勃发展始于20世纪70年代。
简单地说，所谓生物医用高分子材料( Ｐolｙ－meｒｉｃbio - maｔeｒiａls）是指在生理环境中使用的高分子材料,它们中有的可以全部植入体内，有的也可以部分植入体内而部分暴露在体外,或置于体外而通过某种方式作用于体内组织。
近十年来,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。
２生物医用高分子材料分类生物医用高分子材料主要有天然生物材料和合成高分子材料。
2 . 1天然生物材料天然生物材料是并得到迅速推广应用的一类天然生物材料。
由 家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分,丝素蛋白是 一种优质的生物医学材料 ,具有无刺良好的2 . 2 合成高分子材料 合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能 ,因而可以 植入人体 ，部分或全部取代有关器官。
因此 ,在现代 医学领域得到了最为广泛的应用 ,成为现代医学的重要支柱材料。
与天然生物材料相比 ,合成高分 子材料具有优异的生物相容性 ，不会因与体液接触 而产生排斥和致癌作用 ,在人体环境中的老化不明 显。
南开大学科技成果——高性能血液净化医用吸附树脂的创制
南开大学科技成果——高性能血液净化医用吸附树脂的创制项目简介针对医学中疑难性自身免疫疾病、器官衰竭、肿瘤、病毒性疾病（如艾滋病、乙肝等）治疗的迫切需要，南开大学经三十余年潜心研究，承担了国家“863”、“973”和十三五国家重点研发计划等重大项目的额支持，成功解决了制备树脂的核心问题，创制十余种性能优良的吸附树脂。
如计算机模拟小分子配基设计、细胞或分子表面抗原决定簇分子印迹技术、纳米材料等与生物材料的融合，一系列针对肾病、肝病肿瘤和病毒的高性能全血灌流吸附树脂被开发。
其中针对肾衰患者血液中分子毒素β2微球蛋白的模拟小分子多肽配基吸附剂，性能优于日本临床用同类产品；用于脓毒血症患者炎症因子清除的纳米复合结构吸附树脂的性能优于美国的Cytosorb产品。
针对肝衰患者高胆红素血症清除的NKU-9树脂（均分布介孔吸附剂），对患者血浆中胆红素的清除率明显优于日本可乐丽公司的BL-300和旭化成公司的BR-350树脂，且不会存在电解质紊乱等缺陷。
针对肿瘤和病毒的吸附剂也取得了重要进展。
申报和获得国家发明专利20项。
获得国家科技进步二等奖等7项奖励，发表论文138篇，SCI收录69篇，成果总体达到国际先进水平。
其中一专利技术的转化，已经造就了一个百亿市值的企业。
市场应用前景我国慢性肾病患者已近5000万，其中慢性肾功能衰竭（尿毒症）患者约有100多万，并且正以每年12%-15%的速度增长。
在肾病患者中，约有900万最后会发展为尿毒症，需要灌流患者高达数百万，市场份额在50亿元左右。
约有3000万肝病患者，严重者约有100万需要血液灌流，按目前产品市场价估算，市场份额约为25-30亿元。
以系统性红斑狼疮（91万）和类风湿性关节炎（1326万）为主的自身免疫性疾病近1500万人；加上数百万严重脓毒血症和高脂血症患者，可以开展血液净化治疗的潜在患者将达到两千万人次以上。
肿瘤用血液灌流器的市场前景方面，我国每年有400万左右新发病例，1000万人有预防癌症需求，肿瘤血液净化吸附装置的市场容量大约在1300万人次，将有数百亿元的市场。
纳米生物医用材料的进展研究
生物医用材料的研究进展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。
研究动态迄今为止,被详细研究过的生物材料已有一千多种,医学临床上广泛使用的也有几十种,涉及到材料学的各个领域。
目前生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下寻找组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料，具体体现在以下几个方面：1. 提高生物医用材料的组织相容性途径不外乎有两种，一是使用天然高分子材料，例如利用基因工程技术将产生蛛丝的基因导入酵母细菌并使其表达；二是在材料表面固定有生理功能的物质，如多肽、酶和细胞生长因子等，这些物质充当邻近细胞、基质的配基或受体,使材料表面形成一个能与生物活体相适应的过渡层。
2. 生物医用材料的可降解化组织工程领域研究中,通常应用生物相容性的可降解聚合物去诱导周围组织的生长或作为植入细胞的粘附、生长、分化的临时支架。
其中组织工程材料除了具备一定的机械性能外，还需具有生物相容性和可降解性。
英国科学家发明了一种可降解淀粉基聚合物支架。
以玉米淀粉为基本材料，分别加入乙烯基乙烯醇和醋酸纤维素,再分别对应加入不同比例的发泡剂(主要为羧酸)，注塑成型后就可以获得支撑组织再生的可降解支架。
3. 生物医用材料的生物功能化和生物智能化利用细胞学和分子生物学方法将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等固定在现有材料的表面,通过表面修饰构建新一代的分子生物材料,来引发我们所需的特异生物反应,抑制非特异性反应。
例如将一种名叫玻璃粘连蛋白(ＶＮ)的物质固定到钛表面，发现固定ＶＮ的骨结合界面上有相对多的蛋白存在。
4．开发新型医用合金材料生物适应性优良的Zr、Nb、Ta、Pd、Sn合金化元素被用于取代钛合金中有毒性的Al、V等，如Ti -15Zr - 4Nb - 2Ta和Ti - 12Mo - 6Zr - 2Fe等合金的生物亲和性显著提高，,耐蚀及机械性能也有较大改善，Ti-Ni 和Cu、Zn、Al等形状记忆合金由于具有形状记忆和超弹性双重功能，在脊椎校正、断骨固定等方面有特殊的应用。
生物医用材料的研究
速 成 形 工 艺 ；研 制 了具 有 与天 然 人骨 材 料类似 的纳 米 片层结 构 的纳米 晶羟 基
磷灰石 胶原 （ ＮＨＡＣ） 自组 装材料 在 ＮＨＡＣ材 料 中 ，加 八增 强 材料 和溶
当代生物材 料的发 展不 仅强调 自身 理化 性能和 生物 安全性 可靠性 的改善 ， 而且更强调赋予其
生物结构和生物功 能 ， 以便其在 俸内调 动并发挥 机体 自我修复和完善的能力 ， 重建豌康复曼 损的人 体 组织或器 官
下面几个方面反映了当亭生物医用材料的发展动态
组织 工程材料
组 织 工 程是 应 用 生 命科 学 与工 程 的 原理 和 方 浩 ．构 建 一 个生 物 装
来 阻 止
是 冠纳 米之 名 ，行 欺 骗之 实 ，这 是应
该 严 厉杜 绝 的 。
通过具 有 不同性能 材料 的复 合 ，可 以达
到 取 长 补短 的 效果 ，可 以有效 解决
血液净化材料
采 用滤 过沉 淀 或吸 附 的原 理 ，将
材 料 的 强 度 、韧性 及 生物 相 容性 问盟 ， 是生物 材料 新 品种 开发 的有 效手段 。提 高复合材料界面之间的相容性是 复合材料 研 究的 主要 课 盟 。根据 使 用方 式 不 同 ，
剂 、纳米膜 材料 、纳米孔材料 等产 品。 生物 医 用 纳米 材料 现 在 已初 见端 睨 ，产 品正 在不 断涌现 。但 少数 产 品
复合生铂材料
作为 硬组织修 复材料 的 主体 ，复合 生 物 材料 受 到 广 泛 重 视 ，它 具 有 强 度
高 、韧 性好 特 点 ， 目前 已广 泛干 临 床 。
新版南开大学生物与医药专硕考研经验考研参考书考研真题
经过一年的努力奋斗终于如愿以偿考到自己期望的学校，在这一年的时间内，我秉持着天将降大任于斯人也必先苦其心志劳其筋骨饿其体肤空乏其身的信念终于熬过了这段难熬却充满期待和自我怀疑的岁月。
可谓是痛并快乐着。
在这期间，我不止一次地怀疑自己有没有可能成功上岸，这样的想法，充斥在我的头脑中太多次，明知不可想这么多，但在休息时，思想放空的时候就会凭空冒出来，难以抵挡。
这对自己的心绪实在是太大的干扰，所以在此想跟大家讲，调整好心态，无论成功与否，付出自己全部的努力，到最后，总不会有那种没有努力过而与成功失之交臂的遗憾。
总之就是，付出过，就不会后悔。
在此，我终于可以将我这一年来的所有欣喜，汗水，期待，惶惑，不安全部写出来，一来是对这一重要的人生转折做一个回顾和告别，再有就是，希望我的这些经验，可以给大家以借鉴的作用。
无论是心态方面，考研选择方面，还是备考复习方面。
都希望可以跟大家做一个深入交流，否则这一年来的各种辛酸苦辣真是难吐难吞。
由于心情略微激动了些，所以开篇部分可能略显鸡汤，不过，认真负责的告诉大家，下面的内容将是满满的干货。
只是由于篇幅过长还望大家可以充满耐心的把它看完。
文章结尾会附赠我的学习资料供各位下载使用。
南开大学生物与医药专硕的初试科目为：(101)思想政治理论(204)英语二(338)生物化学和(854)普通生物学综合参考书目为：1.《现代生物化学》黄熙泰、于自然、李翠凤主编化学工业出版社2005年第二版2.《基础生命科学》（第2版）吴庆余主编高等教育出版社2006年4月3.《生命科学导论》（第2版）张惟杰主编高等教育出版社2008年1月关于英语复习的一些小方法英语就是平时一定要做真题，把真题阅读里面不会的单词查出来，总结到笔记上，背诵单词，在考试之前，可以不用大块的时间，但一定要每天都看最起码2小时英语，把英语当做日常的任务，真题一定要做，而且单词要背熟，我在考试之前背了3遍的考研单词，作文可以背诵一些好词好句，在考场灵活运用。
材料科学中的新型生物医用材料
材料科学中的新型生物医用材料随着现代科技的不断发展，人们对于生物医学材料的需求与日俱增。
为了更好地满足医疗领域的需求，材料科学也在不断地探索创新。
新型生物医用材料的研发将在医学领域产生重要的影响，或许在未来不久就能为人们的健康提供更好的保障。
1. 纳米生物医用材料：随着纳米技术的逐渐成熟，纳米生物医用材料逐渐得到了人们的重视。
纳米生物医用材料是指具备纳米结构的生物医用材料，在医疗领域有着多种应用，比如生物传感、肿瘤诊疗、组织修复及再生等领域。
纳米生物医用材料不仅可以在病情诊断时发挥作用，还可以在药物治疗及手术治疗时发挥重要的作用。
目前，纳米生物医用材料已成为医学领域研究的热点之一。
其不同于传统医用材料的独特特性和优势，使其成为材料科学领域的前沿领域。
对于纳米生物医用材料的研究，将有望为生物医学和基础科学提供新的思考和解决方案。
2. 生物降解医用材料：传统的医用材料一般都具有较长的生命周期，难以降解。
而生物降解医用材料可以在体外或体内环境下降解或被吸收，从而避免对环境造成污染，减少废弃物产生。
因此，生物降解医用材料被认为是更加环保和可持续的生物医用材料，具有更广泛的应用前景。
目前，生物降解医用材料已经成为生物医学领域的研究热点之一。
生物降解材料在医学领域有着广泛的应用，如生物修复、组织工程、药物缓释等领域。
生物降解材料的研究不仅可以解决传统医用材料对于环境的影响，还能够提高医疗的效率和成功率。
3. 生物仿生医用材料：生物仿生医用材料是以生物系统为模板，根据仿生学原理设计并制造的具有特殊形态或结构的生物医用材料。
生物仿生医用材料可以具有与生物体相似的特性和结构，从而在治疗实践中更加贴合人体需要，增强治疗效果，提高治疗成功率。
在生物仿生材料的研究中，科学家们运用了多种材料学、生物学和仿生学的方法，从而不断改进医用材料的性能。
目前，生物仿生材料在医学领域的应用也越来越多，如仿生心脏瓣膜、仿生角膜等。
未来，生物仿生医用材料的研究将成为材料科学的又一重要领域，相关研究在生物医学领域中具有广泛的应用前景。
生物医用材料
患者的 增加和高 新技术的 发展。人 Ｅ老 ｌ 龄 化进程的加速 和人类对 健康与长寿 的
追求 ，激 发了对生物材料的 需求。 １ ９ ９８ 年美 国花费 在骨 骼一肌 肉系统损伤和 疾 患修 复眨治疗方面的费 用达 １ ８ ０亿美 ０ ２ 元 。２ ０ ０年 ，垒球 医 疗器械 市场 已达 ０ １５ ６ ０亿美 元，其中生 物医学 材料及制品 约占 ４ ％至 ５ ％。２ 世纪 ９ 年 代，医疗 ０ ０ ０ ０
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＇ 胡南西南部某金矿 ２ ０ 年 ４月中旬的某天 ．金矿领导乘坐北京吉普外出办 公 ． ０２ 在途 径西
南重镇新田铺的时候 ．发生车祸 他植＾了德国引进的仿生材料 工会书记吴某大腿粉碎性骨折 ．送 至骨科 医院就访 医院给 一根长约 一尺 二寸 的食指粗的塑胶状物质被植人大腿肱骨旁
家 ，我 国的生物 医用材料应 用非常广泛。 专家认为 ， 我国 是生物材料 和器械的需求大
国—— ７ ５万肢残患者 和每 ７
年新增的 ３ ０万骨损伤 患者 ０ 需要大量骨修复材 料 ，２ ０ ００ 万心血管病患者每年需要 ２ ４ 万套人工心瓣膜 ， ｔ 至 ３ ２Ｌ 亿
肝炎患者每 年需要 ３ 万个人 ０
封 面故 事
生 物 医 用
４
维普资讯
Ｉ 生物医用材料和人＿器官的研究实 历史 １ Ｉ ＝
际上 是个古 老的 命题 。若 追 溯至远 古 ， 公元前约 ３ ０ 年古埃及 人就利用棉花纤 ５０ 维 、马鬃作 缝合线缝 合伤 口。墨 西哥的 印第 安人 （ 阿兹蒂 克人 ）使用木 片修补 受伤的颅 骨。公元前 ２ ０ 年的 中国 埃 ５０ 眨墓葬 中已发现有假 手 ，假鼻 ，假耳等 假体 。１５ 年发 明 了天然橡胶的硫化 方 ８１ 法后 ，开始 采用天 然高分子硬 胶制作 人 工牙托和颢骨。 １ ３ ６年有机玻璃用 于临 ９
国家自然基项目 纳米生物医用材料
国家自然基项目纳米生物医用材料全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：国家自然科学基金项目是国家支持科学研究与技术开发的重要资助项目之一，旨在促进科学研究的创新性和基础性，为国家经济社会发展和科技创新提供强有力的支持。
纳米生物医用材料是一个备受关注的研究领域，其潜力巨大，对人类健康和医疗技术的发展具有重要意义。
纳米生物医用材料是将纳米技术与生物医学工程相结合的产物，利用纳米尺度的材料和结构来实现更精准的生物医学应用。
这种材料具有许多独特的性质和应用优势，如具有高度可控的生物相容性、生物活性和组织相容性，能够在细胞水平上对疾病进行诊断和治疗，有望实现个性化医疗和精准治疗。
随着生物医学工程和纳米技术的不断发展，纳米生物医用材料已成为研究热点之一。
国家自然科学基金项目在这一领域的资助不仅有助于推动相关研究的深入发展，还有助于提升我国在该领域的科研实力和国际影响力。
通过对纳米生物医用材料的研究，有望为解决一些严重的医学问题提供新的思路和解决方案。
在国家自然科学基金项目中，研究人员可以通过建立合理的研究方案和开展有针对性的实验研究，深入探索纳米生物医用材料的结构、性能和应用，为相关技术的发展和创新提供强有力的支持。
国家自然科学基金项目还可以为研究人员提供必要的经费和资源支持，帮助他们开展高水平的科研工作，推动相关技术的转化和应用，促进产学研结合，加快科技成果的转化和落地。
纳米生物医用材料的研究涉及到材料科学、生物医学工程、生物医学影像学、药物传输等多个学科领域，相关研究内容有着广泛的应用前景。
纳米生物医用材料可用于制备新型的生物传感器和医疗诊断设备，用于提高药物的生物利用度和降低药物的毒副作用，用于实现肿瘤的早期诊断和精准治疗等。
在这些应用领域中，纳米生物医用材料的研究和开发将为生物医学领域带来革命性的变革和进步。
在国家自然科学基金项目的资助下，研究人员在纳米生物医用材料领域取得了许多重要的研究成果，如制备了一系列新型的纳米材料和结构，研发了一些具有创新性和前瞻性的纳米医疗器械和医疗技术，取得了一些在临床上具有重要应用价值的成果。
生物医用材料
生物医用材料 The manuscript was revised on the evening of 2021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，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。
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展诊断、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根底，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃开展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进展研究和开发的热点。
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〕是用于对生物体进展诊断、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根底，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃开展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进展研究和开发的热点。
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开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。
生物材料中有的是构造材料，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，材料科学的开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；后者那么有模拟生物黏合剂、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。
《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：2.1 引言2.2 聚合物2.3 硅树脂生物材料：历史和化学2.4 医用纤维和生物纺织品2.5 水凝胶2.6 “智能聚合物”作为生物材料的应用2.7 生物吸收及生物侵蚀材料2.8 天然材料2.9 金属2.10 陶瓷、玻璃及玻璃一陶瓷2.11 热解碳——用于长期植入的生物材料2.12 复合材料2.13 无污染表面2.14 医用材料的物理化学表面修饰2.15 纹状和多孔材料2.16 表面固定化生物分子思考题：1、简述生物材料表面修饰的基本技术。
生物医用材料的分类有哪些？
生物医用材料的分类有哪些？生物医用材料(Biomedical Materials)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。
生物医用材料的分类有哪些？接下来，就带你了解一下吧！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。
骨形态发生蛋白（BMP）材料是第三代生物医用材料中的代表材料。
在不同的历史时期，生物医用材料被赋予了不同的意义。
其定义是随着生命科学和材料科学的不断发展而演变的。
但是，他们都有一些共同的特征。
即生物医用材料是一类人工或天然的材料，可以单独或与药物一起制成部件、器械用于组织或器官的治疗、增强或替代，并在有效试用期内不会对宿主引起急性或慢性危害。
但由于生命现象是极其复杂的，是在几百万年的进化过程中适应生存需要的结果，生命具有一定得生长、再生和修复精确调控能力，这是目前所有人工器官和生物医用材料所无法比拟的。
因此，目前的生物医用材料与人们的真正期望和要求相差甚远。
生物医用材料的分类编辑生物医用材料按用途可分为骨、牙、关节、肌腱等骨骼-肌肉系统修复材料，皮肤、乳房、食道、呼吸道、膀胱等软组织材料，人工心瓣膜、血管、心血管内插管等心血管系统材料，血液净化膜和分离膜、气体选择性透过膜、角膜接触镜等医用膜材料，组织粘合剂和缝线材料，药物释放载体材料，临床诊断及生物传感器材料，齿科材料等。
生物医用材料按按材料在生理环境中的生物化学反应水平分为惰性生物医用材料、活性生物医用材料、可降解和吸收的生物医用材料。
生物医用材料按材料的组成和性质可以分类如下：生物医用金属材料生物医用金属材料是用作生物医用材料的金属或合金，又称外科用金属材料或医用金属材料，是一类惰性材料。
这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能，是临床应用最广泛的承力植入材料。
该类材料的应用非常广泛，遍及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面。
纳米材料在生物医学领域的应用
纳米材料在生物医学领域的应用(总5页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除纳米材料在生物医学领域的应用摘要目前应用于生物医学中的纳米材料的主要类型有纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料等。
纳米材料在生物医学的许多方面都有广泛的应用前景。
关键词纳米材料生物医学应用1 应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性1.1 纳米碳材料纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。
碳纳米管有独特的孔状结构[1],利用这一结构特性,将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放,使可控药物变为现实。
此外,碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针(如观察蛋白质结构的AFM探针等)或显示针尖和场发射。
纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂,以低碳烃类化合物为碳源,氢气为载体,在873K~1473K的温度下生成,具有超常特性和良好的生物相溶性,在医学领域中有广泛的应用前景。
类金刚石碳(简称DLC)是一种具有大量金刚石结构C)C键的碳氢聚合物,可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜,具有优秀的生物相溶性,尤其是血液相溶性。
资料报道,与其他材料相比,类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低,对白蛋白的吸附增强,血管内膜增生减少,因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。
1.2 纳米高分子材料纳米高分子材料,也称高分子纳米微粒或高分子超微粒,粒径尺度在1nm~1000nm范围。
这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能,可用于药物、基因传递和药物控释载体,以及免疫分析、介入性诊疗等方面。
1.3 纳米复合材料目前,研究和开发无机-无机、有机-无机、有机-有机及生物活性-非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径,并逐步向智能化方向发展,在光、热、磁、力、声[2]等方面具有奇异的特性,因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。
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纳米生物医学材料纳米材料•纳米材料: 在纳米量级(1~100nm)内调控物质结构制成的具有特异性能的新材料•: 尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大•: 小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面效应•纳米材料特性取决于指由尺寸小于100nm 的超细颗粒构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维材料或以它们作为基本单元构成的三维材料的总称生物体与纳米结构牙齿、骨骼等生物体中最坚硬的部分，其主要组成为各种无机矿物质，如碳酸钙、二氧化硅、羟基磷灰石等。
这种常见的化合物，在我们的建筑上随处可见，其本身的强度和硬度是有限的，原不足以抵抗外界很大压力。
然而，生物体却创造性的使用了有机、无机杂化的方法，并通过微观尺度上的组装，增强了其机械性能，使得这种矿物质能够满足生物体保护自身的作用。
骨结构示意图软体动物贝壳，尤其是珍珠质部分，主要为碳酸钙的最稳定晶型（方解石或文石）的纳米级有序堆叠结构。
这种结构与建筑上常用的砖泥结构类似，以碳酸钙晶体单元为砖，以有机体如蛋白质等为泥，使用层层堆砌的方式构筑。
研究发现，其所以比普通碳酸钙矿物有着更高的强度和硬度，更好地分散外界压力，保护和支撑生物体均与其纳米结构密切相关。
生物体的纳米级有序结构不仅有利于提升机械性能，在光学性能的提高上也显示了强大的攻效。
一种被称为结构色的生物体显色方式被发现是纳米层次上的有序和无序结构相互作用的结果。
生物体还用特殊组装形式来完成对外界光线的感应，如复眼结构——由表面具有无数纳米结构整齐排列的微米级小眼构成，具有优异的超疏水性，很好的防雾能力；由于生物系统的复杂性，搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期，而且解决实际问题需要多学科长时间地密切协作，这是限制仿生学发展速度的主要原因。
甲壳虫能将糖及蛋白质转化为质轻而强度很高的坚硬外壳？蜘蛛吐出的水溶性蛋白质在常温常压下竟变成不溶的丝，而丝的强度比防弹背心还要坚韧？长颈鹿萤火虫乌龟蝴蝶甲虫蝙蝠冷光二元化武器雷达宇航员的失重现象薄壳建筑物迷彩服仿生——模仿生物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备，这就是仿生。
纳米技术制造仿生生物材料——纳米生物材料将有可能满足临床对高性能组织修复、器官替换的迫切需求，提高疾病的现有诊疗方法的效率，开创新的诊疗途径，在人类康复工程中发挥重要作用。
预期在未来30年内，与医学和健康领域相关的纳米技术的研究将影响产值达4800亿美元的生物医药制造业。
纳米生物医学材料的研究既能满足现实的迫切需求，又有着广阔的应用前景和巨大的社会效益。
纳米生物材料科学研究内容研究生物物质的纳米结构与功能，并以某种生物微观结构的特点进行材料设计与制造的学科无机纳米生物材料有机纳米生物材料复合纳米生物材料纳米金：快速免疫诊断细胞染色DNA 检测药物载体纳米银：抗菌材料金属纳米颗粒材料磁性纳米材料磁性铁氧化体——Fe 3O 4超顺磁性——物理导向性用于细胞分离、探针检测靶分子及病原体、靶向药物载体纳米膜材料生物传感器、微孔过滤器、晶体样细菌表层两亲高分子形成类脂质体、树枝状聚合物，用作基因或药物载体常用作组织工程材料纳米生物医学材料研究热点•纳米生物传感器•纳米器官（骨）•纳米技术与疾病诊治生物传感器的结构识别器换能器信号数据处理固定或靠近固体载体且对被测物质（底物）具有高度选择性的生物分子膜识别分子膜上进行的生化反应并转变成光电信号将电信号放大、处理、显示或记录下来SAMs （自组装单分子膜）:制备识别器的重要方法纳米技术和生物传感技术的结合•表面效应、微尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应；•灵敏度大幅提高；•缩短检测时间；•实时分析。
按照纳米材料结构1.纳米粒子；2.纳米线；3.纳米微管和多孔纳米结构；4.光纤纳米生物传感器；5.纳米级微加工纳米颗粒在生物传感器中的应用将功能性纳米颗粒（电学性、光学性和磁性）固定在生物大分子（多肽、蛋白和核酸）上，可制成用于生物信号检测、信号转换和放大的传感器，其可分为声波、光学、磁性和电化学传感器等将功能性纳米颗粒（电学性、光学性和磁性）固定在生物大分子（多肽、蛋白和核酸）上•声波生物传感器纳米胶体修饰检测分子引起石英晶体微天平的频率改变的检测原理示意图光共振固定纳米金属颗粒引起反射光的共振加强荧光标记定位肿瘤金纳米颗粒用于通用的荧光湮灭物的示意图Maxwell D., Taylor M .J.,Nie.S.,J.Am.Chem.Soc.,2002,124:9606-9612磁性生物传感器•磁性材料标记生物分子，结合分子识别，可以实现混合样品的分离、检测等复杂操作。
1、磁性材料标记分子，在磁场梯度下实现样品的分离检测；2、用磁性材料标记肿瘤识别因子，可在体外测定磁性纳米颗粒的体内分布和位置，从而给肿瘤定位。
3、利用纳米颗粒的超顺磁性，把固定抗体的磁性颗粒悬浮在溶液中，然后在瞬时磁场脉冲下，磁化纳米颗粒产生，当磁场消失时，颗粒趋向自由分布，因为没有结合抗体的颗粒呈布朗运动，所以没有检测信号，而结合靶分子的纳米颗粒按照Neel松弛方式运动，产生一个缓慢衰减的磁信号。
电化学生物传感器•胶体金是最常用的金属纳米粒子，可以用于生物素的标记，从而实现信号的检测与放大电学效应：使结合纳米金属颗粒的亲和素与修饰生物素的电极作用时，引起电流的响应；高比表面积：纳米粒子具有很高的比表面积，大大增加了固定分子的数量，从而实现信号的放大；活性中心的增加：作为催化剂的载体时可以大大提高催化剂的性能。
如将酶-胶体金固定在电极表面，可用于H 2O 2、葡萄糖、黄嘌呤等的电化学检测，极大提高了检测的灵敏度。
•采用搀硼硅（SiNWs）制作而成的纳米导线，可以提高生物传感器的电化学检测灵敏度。
•通过在DNA表面覆盖纳米金属颗粒的方法，合成导电的DNA链。
该链在具有导电功能的同时，仍然保持选择性结合其他分子的能力。
•在此传感器上装配所有探测的特制DNA序列，通过检测电导率的变化，能够识别DNA 的异常。
纳米微管和多孔纳米结构•单壁碳纳米管（SWNT）和多壁碳纳米管（MWNT）比表面积大；活性位点多；促进生物分子的电子传递作用；增加固定化生物分子的总量和生物活性SWNT表面固定葡萄糖氧化酶，酶的催化活性比普通碳电极高一个数量级碳纳米管(CNTs)生物传感器自从Lijima于1991年发现CNTs以来，CNTs便由于独特的理化性质：如导体和半导体性质，极高的机械强度，良好的吸附能力，较大的比表面积和长径比，较多的催化位点等而备受科学家们的关注，从结构上来说CNTs可以分为单壁碳纳米管（SWNTs）和多壁碳纳米管（MWNTs）。
SWNTs MWNTs碳纳米管传感器制作1 利用Nafion（一种阳离子交换树脂）修饰玻碳电极(GC)。
2 通过其磺酸基所带的负电荷静电吸附Thi（硫堇，结构类似亚甲蓝，可用作电子媒介体）构成传感器底层。
3 电极外层使用CHIT（壳聚糖，一种生物相容性高分子）混合包埋MWNTs和HRP。
制成以Thi为介体的H2O2传感器。
传感器制作流程图传感器增敏效应的机理原因可以从几方面来考虑：1. HRP 可以有效地吸附在MWNTs 管壁上；2. MWNTs 也可以利用其独特的三维网络结构深入HRP 的活性中心；3. MWNTs 较大的比表面积也可以对H 2O 2起到富集作用；4. MWNTs 对H 2O 2具有催化作用。
增敏效应机理示意图•单晶硅进行电化学腐蚀；•室温下发射可见光；•高比表面积500m2/cm3；•与现有硅加工技术相容。
表面固定寡核苷酸、生物素或抗体等识别分子，检测光干涉和折射率的变化。
光纤纳米生物传感器•体积微小•灵敏度高•不受电磁场干扰，不需要参比器件•插入细胞内部，单细胞在线测量拉制光纤末梢，并包上铝衣或银皮－表面抗体修饰－放在倒置显微镜的微定位系统中,进行细胞穿刺和检测，PMT 记录产生的荧光。
BPT （苯并吡四醇）最低检出限10-21mol单细胞BPT 含量检测的纳米光纤传感器•集成电路制造工艺和方法光刻薄膜生长/沉积离子注入腐蚀和键合•Nano-electromechanical system (NEMS)纳米微悬臂梁阵列生物传感器表面固定具有不同识别性的分子，构成阵列式传感器McKendry R, Zhang J, et al, Proc Natl Acad Sci USA, 2002, 99: 9783~9788DNA 检测磁力放大悬臂梁生物传感器细胞、蛋白质、毒素和DNA检测灵敏度可达10-18M磁力放大悬臂梁生物传感器的结构示意图•传感器性能严重依赖于纳米材料•重复性有待提高•纳米材料技术和纳米微加工技术•板载电子系统、样品处理和分析的生物芯片多功能、高灵敏、便携式快速生物传感器•多种传感器集成或传感器阵列•天然骨是由无机矿物质与生物大分子规则排列所组成的复合体,可被看成有机/无机纳米复合材料,有机成分主要是胶原和少量的多糖;无机成分则是磷酸钙盐类,主要是纳米级结晶的羟基灰石"天然骨基质中,水分极少,仅占骨湿重9%,羟基磷灰石占69%,胶原则占20%"羟磷灰石晶体都是板型,平均长度和宽度分别为50nm 和25nm,晶体极薄,一般为1.5(矿化腱)~4.0nm(某些成熟骨)。
板状晶体位于胶原纤维的孔隙区域,成同心圆排列。
纳米组织工程材料——骨•自固化磷酸钙骨水泥•药物控释骨水泥•注射型骨水泥•抗水快凝骨水泥•多孔磷酸钙骨水泥•生物活性骨水泥等研究发现几种磷酸钙盐组成的混合物，能在人体的环境和温度下自行硬化，水化硬化过程中基本不放热，其水化成分最终转OH+H3PO4OH+6H3PO4+17H2OPO4OH+2Ca(OH)2•任意塑型•自行固化•生物相容•逐步降解药物控释骨水泥利用磷酸钙骨水泥（CPC）包埋微囊化药物，形成载药磷酸钙骨水泥固化体。
载抗生素：控制和预防感染载抗癌药：抑制骨肿瘤细胞清创不彻底引起的复发•PMMA: 固化速度快，能较好地强化锥体，但生物相容性差，固化过程放热，损伤周围组织，对血管瘤及锥体转移瘤等的应用较为有效•CPC:纤维素或藻酸盐与CPC混合，使之呈糊状，可达到定点注射、原位固化效果。
•作为骨修复体，材料的多孔性是非常重要的，多孔结构可以增加材料的比表面积，有利于和体液的充分接触，加快材料的降解，为细胞的黏附提供更大的表面，有利于血管的向内生长，同时为大量细胞生长，分泌细胞外基质，充分的物质交换提供足够的空间。
多孔磷酸钙骨水泥SEM成骨细胞在多孔磷酸钙骨水泥表面黏附生长•CPC虽然具有“任意塑型、自行固化、生物相容、逐步降解”特性的统一，但也存在着降解偏慢，材料对骨的长入只有传导作用而无诱导作用。
这是由于材料具有引导新骨形成能力，但无诱导成骨活性的缘故。