1、生物醫用高分子材料復習題一、名詞解釋： 1、人工器官：即人造器官，是模仿人體或生物體器官的部分或全部功能，通過特定的方式和方法制造的器官。2、血液凈化血液凈化是把血液引出體外，通過一個凈化裝置清除血液中的有害成物質，或補充營養成分到血液中達到治療某些疾病的目的。3、血漿分離血漿分離是對患有某些疾病病人的血液進行整體處理，將其血漿分出，然后從血漿中除去致病的大分子蛋白質，用以治療某些難于對付的血液和免疫性疾病。4、血液灌流讓溶解在血液中的物質，如某些代謝產物、外源性藥物和毒物質吸附到具有豐富表面積的固態物質上，從而清除血中的毒物。5、緩釋制劑指用藥后能在較長時間內持續釋放藥物以達到長效作用的制劑

2、，其中藥物按一級速率釋放。6、控釋制劑：是指藥物能在預定時間范圍辦自動以預定速率釋放，使血藥濃度長時間恒定維持在有效范圍內的制劑。7、人工腎又稱人工透析機，人工腎是一種透析治療設備。是用人工方法模仿人體腎小球的過濾作用，在體外循環的情況下，去除人體血液內過剩的含氮化合物、新陳代謝產物或逾量藥物，調節水和電解質平衡，以使血液凈化的一種高技術醫療儀器。8、藥用高分子：藥用高分子指的是藥品生產和制造加工過程中使用的高分子材料，包括作為藥物制劑成分之一的藥用輔料與高分子藥物，以及與藥物接觸的包裝貯運高分子材料。9、人工血液也稱人工替代血液，是利用和血紅蛋白相同的加工處理方法，維持血壓不變，在扮演搬運各

3、種物質角色的白蛋白中放入血紅素分子，制成白蛋白血紅素，這就是人工血液，嚴格來說只能取代人體血液攜帶氧氣的功能，并無法取代白血球的免疫功能與血小板的凝血功能。10、磁性生物高分子微球：指通過適當的方法使有機高分子與無機磁性物質結合起來形成具有一定磁性及特殊結構的微球。11、軟組織軟組織是指人體的皮膚、皮下組織、肌肉、肌腱、韌帶、關節囊、滑膜囊、神經、血管等二、簡答題： 1. 高分子藥物按分子結構和制劑的形式，它可分為哪三大類： 答： （1）高分子化的低分子藥物（即高分子載體藥物） （2）本身具有藥理活性的高分子藥物 （3）物理包埋的低分子藥物2. 理想透析膜材料的特點主要有哪些？答：（1）彌散對

4、流性：對小分子物質有高度彌散性，還要以選擇性滲透部分中分子物質 （2）血液相容性：不凝血、不激活補體、對血細胞無損害作用（3）黏附蛋白特性：選擇性咐附蛋白可提高膜的生物相容性（4）物理特性：物理性質穩定，不易破裂，無顆粒釋放3. 血液透析的基本原理是什么？答：其基本原理是擴散和對流。擴散就是半透膜兩側液體各自所含溶質濃度梯度及它所形成的不同滲透濃度，溶質從濃度高的一側通過半透膜向濃度低的一側移動。對流也稱超濾，是指溶質和溶劑因透析膜兩側的靜水壓和滲透壓梯度不同而跨膜轉動的過程。4. 血漿分離主要方式有哪兩種？答：（1）離心分離法，分離出血漿棄去，換以正常人血漿或血漿替代液。（2）膜式血漿分離法

5、，主要利用具有分子選擇性的濾膜，將致病物質從血漿中分離并棄去。5. 高分子膜主要的制備方法有哪幾種？答：（1）拉伸法，將結晶化的聚合物材料擠壓成膜或薄片沿垂直于擠壓方向拉升時，其無定形區域在拉升方向出現狹縫狀的細孔，再在較高溫度下定形，得對稱性多孔膜。（2）溶出法，難溶的高分子材料中加入可溶性成分，制備成膜后，再用溶劑將可溶性組分浸提出來，形成多孔膜。（3）相轉化法，是一種以某種控制方法使聚合物從液態轉變成固態時，固化過程是由于一個均相轉變成兩個液相而引發致孔的方法。6. 簡要說明中空纖維膜制備方法有哪些（至少兩種）？答：（1）熔融紡絲-拉伸法：聚合物在高壓力下融熔擠出，在后拉伸過程中，使聚合

6、物材料垂直于擠出方向平行排列的片晶結構被拉開形成微孔，然后通過熱定型工藝使孔結構固定。（2）熱致相分離：將聚合物與一些高沸點小分子化合物在高溫下形成均相液態，在降溫過程中，使膜體系發生固-液或液-液相分離，然后通過萃取等脫除稀釋劑，從而得到具備微孔結構的聚合物材料。7. 藥物微囊化的優點主要有哪些？答：（1）可提高藥物的穩定性。（2）減輕藥物的不良氣味。（3）防止藥物在胃腸道內失活。（4）用于緩釋或控釋藥物的釋放。（5）降低成本，便于制劑投藥生產、貯存和使用。（6）避免藥物配伍的變化。（7）使藥物濃度集中于靶區。（8）穩定生物活性。8. 聚合物降解主要有哪三種機制？答：（1）疏水性聚合物通過主

7、鏈上不穩定鍵的水解變成低相對分子質量、水溶性分子。（2）不溶于的聚合物通過側鏈基團的水解、離子化和質子化，變成水溶性聚合物。（3）不溶于水的聚合物水解掉不穩定的交取鏈變成可溶于水的線型高分子。9. 目前人工肝支持系統通常都使用什么技術?（1）非生物性的人工肝輔助：指不包括生物部分構成的人工肝支持系統，其功能以解毒為主，使用血液透析、血液灌流、血液濾過、血漿置換技術，是目前治療肝衰竭的主要手段。（2）生物性人工輔助：指將同種或異種動物的器官、組織或細胞等與特殊材料或裝置結合構成的人工肝支持系統。采用離體肝灌流、人-哺乳類動物交叉灌流技術等。（3）混合式人工肝：由生物及非生物部分共同構成的人工肝支

8、持系統，又稱為組織工程人工肝。由肝細胞、支架和生長因子組成，所用的技術有細胞分離技術、細胞培養技術、組織工程技術等。10、戊二醛處理生物瓣的作用？（1）戊二醛可使膠原分子交聯，能增加生物材料的強度及耐久性，在電子顯微鏡下觀察，能保持膠原的形態和結構。（2）戊二醛還能封閉抗原基，是抗原性較新鮮組織降低100倍，組織埋藏實驗證明經戊二醛處理的生物材料，僅有少量炎細胞浸潤，無明顯排異反應。（3）消毒功能。11、簡述高分子微球的制備方法主要有哪兩條路線： （1）從已有的高分子（包括合成高分子和天然高分子）開始制備，利用溶至乳液溶劑蒸發、噴射干燥、相分離等方法將天然高分子或已有的合成高分子制備成微球。

9、（2）從小分子單體開始制備，利用懸浮聚合、乳液聚合、沉淀聚合、分散聚合等方法將單體制備成微球。12、選擇合適的膜材料成為人工肺技術發展的關鍵，請總結目前常用的膜材料。 （1）均質膜：是指各向均質（即結構均勻）的致密膜，一般為硅橡膠適用于長時間的灌注，由于氣體與血液完全隔離，可有效地防止氣栓的形成；A 優點：氣體彌散性能好;由于氣血完全隔離，可有效防止氣栓形成；由于無孔，不會造成水蒸汽滲出形成“濕肺”影響功能，可較長時間用于呼吸衰竭的支持；B 缺點：機械強度不高，還需改進CO2和O2透過系數之比使其更接近生理狀態。（2）多孔膜：可由聚四氟乙烯，聚丙烯，聚乙烯，聚苯烯等材料組成，最常用的是聚丙烯膜

10、，它加工過程僅為物理過程，無化學過程，沒有化學添加劑，毒性小，血液相容性好，機械強度高，透氣性好，價格低廉；A 優點：因有微孔，透氣性好，消除了氣血交換的膜阻力，提高了氣體傳輸功能；加工過程僅為物理過程，無化學過程，沒有化學添加劑；毒性?。谎合嗳菪院茫粰C械強度較高；價格較低；B 缺點：長時間應用，氧合性能不穩定；有產生氣栓的危險；有血漿滲漏的可能，由此造成液體隨氣體大量蒸發。（3）毛細管型膜肺：有硅膠毛細管組裝粘結而成。（4）中空纖維型：由聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯烯，聚碳酸酯等中空纖維組成。13、高分子微球在生物醫學工程中的應用主要有哪些？答：（1）藥物載體（2）固定化酶（3）免疫細胞檢查（4

11、）病毒脫除（5）核酸雜交的固定（6）栓塞作用14、簡述生物三代生物傳感器的發展歷程。答：第一代生物傳感器：以酶的天然介體氧來作為酶與電 極之間的電子通道，直接檢測酶反應底物的減少或產 物的生成。第二代生物傳感器：用小分子的電子媒介體來代替氧溝通 酶活性中心與電極之間的電子通道，通過檢測媒介體 的電流變化來反映底物濃度的變化第三代生物傳感器：利用自身與電極間的直接電子轉移來 完成信號轉換的生物傳感器15、磁性微球作為分離載體在生物分離中的應用？（1）細胞分離（2） 蛋白質分離純化（3） 核酸分離三、論述題： 1、 你所在的公司準備發展一種聚合物材料作為血管植入物，你是負責進行產品開發的生物醫學工

12、程師，你會考慮哪些材料？解釋你的選擇。（1）血管植入物需滿足的條件：具備醫用高分子材料的條件：a.在體內不變性，無毒性；b.對人體組織無異物反應；c.不發生癌；d.無抗原性；e.有耐久性，經長期使用，不失去原有的物理性;f.容易加工成型；g.耐受消毒，不變性，不變型；h.價廉；富有彈性和伸展性，盡可能的近似機體的血管；適當的孔性：a.便于宿主組織長入管壁，使組織覆蓋或形成“新內膜”，使人工血管機質化；b.小血管長入，使管壁中間部位生長內皮細胞并得到血液營養供應，防止營養變性；良好的抗血栓性；縫合容易，斷端不松散；有利于血液流動的形態；消毒簡單，有抵抗感染性能。（2）綜合考慮以上因素，可以選用的

13、材料有滌綸（聚對苯二甲酸乙二醇酯）、聚四氟乙烯和聚氨酯：滌綸：極牢固，抗撕裂，耐用；易于縫合和操作；長期通暢率高（主動脈、髂動脈95%）。但沒有彈性，修復小直徑血管效果不理想。聚四氟乙烯：柔韌，易于縫合和操作， 耐用。但沒有彈性；有的部位使用長期通暢率不及PET；縫合后材料不能立即在針眼處收縮，造成滲血時間延長；修復小血管效果不理想。聚氨酯：較好的血液相容性。好的彈性，能與宿主動脈很好地適應。但在體內會發生不易控制的降解（聚醚型PU不太容易降解）、鈣化（可涂碳改善）。修復小直徑血管試驗效果最好 。2、如果讓你設計并制作一個中空纖維膜肺，該怎么做？敘述你的設計、制作過程。（1）設計：選材：首先根

14、據醫用高分子材料的基本性能要求，常用的有均質膜材料，如硅橡膠和多孔膜材料，如聚丙烯。二者各有優缺點，前者氣血完全隔離，可有效防止氣栓形成；由于無孔，無血漿滲漏。但是，其機械強度較低，且氣血交換阻力大。后者透氣性好，氣血交換阻力低；毒性低；血液相容性好；機械強度較高；價格較低。但是有氣栓的危險、血漿滲漏等問題。但相比均質膜材料而言，總體的性能優于前者。故我將選用PP膜材，其尺寸根據有效面積計算。 血流及氣體流道設計：目前主要有兩種結構，管殼流式 (內走血)和交叉流式(外走血)。前者血液流動呈細線狀,氣體與血液之間的交換阻力較大,幾乎占全部阻力的90%。而后者由于血液側流動的混合特性，其流道彎曲，方向多變，眾多的阻擋形成局部的二次流，從而降低了血液側傳質阻力，可使總傳質系數相對于管殼流式提高2-3倍。為了克服層流，增大血氣交換，應減少血膜厚度和纖維直徑，并采用交叉流式結構設計。外殼及內芯設計：使用有機玻璃，根據纖維用量設計外殼、內芯的長度和內外徑。注意纖維束與外殼內芯要緊密接觸，避免血液短路。（2）制作：制膜：其大致過程是原材料 紡絲 清洗 充填甘油 卷繞；其中，紡絲方法有兩種，a.融熔紡絲法：將聚合物加熱熔融后壓入紡絲頭的環