生物醫(yī)用高分子

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上生物醫(yī)用高分子材料復(fù)習(xí)題一、名詞解釋?zhuān)?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(guò)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(guò)一個(gè)凈化裝置清除血液中的有害成物質(zhì)，或補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分到血液中達(dá)到治療某些疾病的目的。3、血漿分離血漿分離是對(duì)患有某些疾病病人的血液進(jìn)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(zhì)，用以治療某些難于對(duì)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(zhì)，如某些代謝產(chǎn)物、外源性藥物和毒物質(zhì)吸附到具有豐富表面積的固態(tài)物質(zhì)上，從而清除血中的毒物。5、緩釋制劑指用藥后能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)釋

2、放藥物以達(dá)到長(zhǎng)效作用的制劑，其中藥物按一級(jí)速率釋放。6、控釋制劑：是指藥物能在預(yù)定時(shí)間范圍辦自動(dòng)以預(yù)定速率釋放，使血藥濃度長(zhǎng)時(shí)間恒定維持在有效范圍內(nèi)的制劑。7、人工腎又稱(chēng)人工透析機(jī)，人工腎是一種透析治療設(shè)備。是用人工方法模仿人體腎小球的過(guò)濾作用，在體外循環(huán)的情況下，去除人體血液內(nèi)過(guò)剩的含氮化合物、新陳代謝產(chǎn)物或逾量藥物，調(diào)節(jié)水和電解質(zhì)平衡，以使血液凈化的一種高技術(shù)醫(yī)療儀器。8、藥用高分子：藥用高分子指的是藥品生產(chǎn)和制造加工過(guò)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(yùn)高分子材料。9、人工血液也稱(chēng)人工替代血液，是利用和血紅蛋白相同的加工處理方法，

3、維持血壓不變，在扮演搬運(yùn)各種物質(zhì)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(yán)格來(lái)說(shuō)只能取代人體血液攜帶氧氣的功能，并無(wú)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(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ褂袡C(jī)高分子與無(wú)機(jī)磁性物質(zhì)結(jié)合起來(lái)形成具有一定磁性及特殊結(jié)構(gòu)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(guān)節(jié)囊、滑膜囊、神經(jīng)、血管等二、簡(jiǎn)答題： 1. 高分子藥物按分子結(jié)構(gòu)和制劑的形式，它可分為哪三大類(lèi)： 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(diǎn)主

4、要有哪些？答：（1）彌散對(duì)流性：對(duì)小分子物質(zhì)有高度彌散性，還要以選擇性滲透部分中分子物質(zhì) （2）血液相容性：不凝血、不激活補(bǔ)體、對(duì)血細(xì)胞無(wú)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(zhì)穩(wěn)定，不易破裂，無(wú)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(kuò)散和對(duì)流。擴(kuò)散就是半透膜兩側(cè)液體各自所含溶質(zhì)濃度梯度及它所形成的不同滲透濃度，溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)通過(guò)半透膜向濃度低的一側(cè)移動(dòng)。對(duì)流也稱(chēng)超濾，是指溶質(zhì)和溶劑因透析膜兩側(cè)的靜水壓和滲透壓梯度不同而跨膜轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)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

5、代液。（2）膜式血漿分離法，主要利用具有分子選擇性的濾膜，將致病物質(zhì)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(jié)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(shí)，其無(wú)定形區(qū)域在拉升方向出現(xiàn)狹縫狀的細(xì)孔，再在較高溫度下定形，得對(duì)稱(chēng)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(lái)，形成多孔膜。（3）相轉(zhuǎn)化法，是一種以某種控制方法使聚合物從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)時(shí)，固化過(guò)程是由于一個(gè)均相轉(zhuǎn)變成兩個(gè)液相而引發(fā)致孔的方法。6. 簡(jiǎn)要說(shuō)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

6、出，在后拉伸過(guò)程中，使聚合物材料垂直于擠出方向平行排列的片晶結(jié)構(gòu)被拉開(kāi)形成微孔，然后通過(guò)熱定型工藝使孔結(jié)構(gòu)固定。（2）熱致相分離：將聚合物與一些高沸點(diǎn)小分子化合物在高溫下形成均相液態(tài)，在降溫過(guò)程中，使膜體系發(fā)生固-液或液-液相分離，然后通過(guò)萃取等脫除稀釋劑，從而得到具備微孔結(jié)構(gòu)的聚合物材料。7. 藥物微囊化的優(yōu)點(diǎn)主要有哪些？答：（1）可提高藥物的穩(wěn)定性。（2）減輕藥物的不良?xì)馕?。?）防止藥物在胃腸道內(nèi)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(chǎn)、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(qū)。（8）穩(wěn)定生物活性。8. 聚合物降解主要有哪三種機(jī)制？答

7、：（1）疏水性聚合物通過(guò)主鏈上不穩(wěn)定鍵的水解變成低相對(duì)分子質(zhì)量、水溶性分子。（2）不溶于的聚合物通過(guò)側(cè)鏈基團(tuán)的水解、離子化和質(zhì)子化，變成水溶性聚合物。（3）不溶于水的聚合物水解掉不穩(wěn)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(tǒng)通常都使用什么技術(shù)?（1）非生物性的人工肝輔助：指不包括生物部分構(gòu)成的人工肝支持系統(tǒng)，其功能以解毒為主，使用血液透析、血液灌流、血液濾過(guò)、血漿置換技術(shù)，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(dòng)物的器官、組織或細(xì)胞等與特殊材料或裝置結(jié)合構(gòu)成的人工肝支持系統(tǒng)。采用離體肝灌流、人-哺乳類(lèi)動(dòng)物交叉灌流技術(shù)等。（3）混合式人工肝：由生物及非

8、生物部分共同構(gòu)成的人工肝支持系統(tǒng)，又稱(chēng)為組織工程人工肝。由肝細(xì)胞、支架和生長(zhǎng)因子組成，所用的技術(shù)有細(xì)胞分離技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、組織工程技術(shù)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(lián)，能增加生物材料的強(qiáng)度及耐久性，在電子顯微鏡下觀察，能保持膠原的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。（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(shí)驗(yàn)證明經(jīng)戊二醛處理的生物材料，僅有少量炎細(xì)胞浸潤(rùn)，無(wú)明顯排異反應(yīng)。（3）消毒功能。11、簡(jiǎn)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(kāi)始制備，利用溶至乳液溶劑蒸發(fā)、噴射干燥、相分離等方法將天然高分子或已有

9、的合成高分子制備成微球。 （2）從小分子單體開(kāi)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(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，請(qǐng)總結(jié)目前常用的膜材料。 （1）均質(zhì)膜：是指各向均質(zhì)（即結(jié)構(gòu)均勻）的致密膜，一般為硅橡膠適用于長(zhǎng)時(shí)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(yōu)點(diǎn)：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(wú)孔，不會(huì)造成水蒸汽滲出形成“濕肺”影響功能，可較長(zhǎng)時(shí)間用于呼吸衰竭的支持；B 缺點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度不高，還需改進(jìn)CO2和O2透過(guò)系數(shù)之比使其更接近生理狀態(tài)。（2）多孔膜：可由聚四氟乙烯，聚丙烯，聚乙烯，聚苯烯等材

10、料組成，最常用的是聚丙烯膜，它加工過(guò)程僅為物理過(guò)程，無(wú)化學(xué)過(guò)程，沒(méi)有化學(xué)添加劑，毒性小，血液相容性好，機(jī)械強(qiáng)度高，透氣性好，價(jià)格低廉；A 優(yōu)點(diǎn)：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(guò)程僅為物理過(guò)程，無(wú)化學(xué)過(guò)程，沒(méi)有化學(xué)添加劑；毒性小；血液相容性好；機(jī)械強(qiáng)度較高；價(jià)格較低；B 缺點(diǎn)：長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用，氧合性能不穩(wěn)定；有產(chǎn)生氣栓的危險(xiǎn)；有血漿滲漏的可能，由此造成液體隨氣體大量蒸發(fā)。（3）毛細(xì)管型膜肺：有硅膠毛細(xì)管組裝粘結(jié)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(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用主要有哪些？答：（1）藥物載體（2）固定

11、化酶（3）免疫細(xì)胞檢查（4）病毒脫除（5）核酸雜交的固定（6）栓塞作用14、簡(jiǎn)述生物三代生物傳感器的發(fā)展歷程。答：第一代生物傳感器：以酶的天然介體氧來(lái)作為酶與電 極之間的電子通道，直接檢測(cè)酶反應(yīng)底物的減少或產(chǎn) 物的生成。第二代生物傳感器：用小分子的電子媒介體來(lái)代替氧溝通 酶活性中心與電極之間的電子通道，通過(guò)檢測(cè)媒介體 的電流變化來(lái)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(zhuǎn)移來(lái) 完成信號(hào)轉(zhuǎn)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(yīng)用？（1）細(xì)胞分離（2） 蛋白質(zhì)分離純化（3） 核酸分離三、論述題： 1、 你所在的公司準(zhǔn)備發(fā)展一種聚合物材料作為血管植入物，你是負(fù)

12、責(zé)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的生物醫(yī)學(xué)工程師，你會(huì)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(yī)用高分子材料的條件：a.在體內(nèi)不變性，無(wú)毒性；b.對(duì)人體組織無(wú)異物反應(yīng)；c.不發(fā)生癌；d.無(wú)抗原性；e.有耐久性，經(jīng)長(zhǎng)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(jià)廉；富有彈性和伸展性，盡可能的近似機(jī)體的血管；適當(dāng)?shù)目仔裕篴.便于宿主組織長(zhǎng)入管壁，使組織覆蓋或形成“新內(nèi)膜”，使人工血管機(jī)質(zhì)化；b.小血管長(zhǎng)入，使管壁中間部位生長(zhǎng)內(nèi)皮細(xì)胞并得到血液營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，防止?fàn)I養(yǎng)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(dòng)的形態(tài)；消毒簡(jiǎn)單，有抵抗感染性能。（2）綜

13、合考慮以上因素，可以選用的材料有滌綸（聚對(duì)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(zhǎng)期通暢率高（主動(dòng)脈、髂動(dòng)脈>95%）。但沒(méi)有彈性，修復(fù)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(méi)有彈性；有的部位使用長(zhǎng)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(shí)間延長(zhǎng)；修復(fù)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(dòng)脈很好地適應(yīng)。但在體內(nèi)會(huì)發(fā)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(fù)小直徑血管試驗(yàn)效果最好 。2、如果讓你設(shè)計(jì)并制作一個(gè)中空纖維膜肺，該怎么做？敘述你的設(shè)計(jì)、

14、制作過(guò)程。（1）設(shè)計(jì)：選材：首先根據(jù)醫(yī)用高分子材料的基本性能要求，常用的有均質(zhì)膜材料，如硅橡膠和多孔膜材料，如聚丙烯。二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，前者氣血完全隔離，可有效防止氣栓形成；由于無(wú)孔，無(wú)血漿滲漏。但是，其機(jī)械強(qiáng)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(jī)械強(qiáng)度較高；價(jià)格較低。但是有氣栓的危險(xiǎn)、血漿滲漏等問(wèn)題。但相比均質(zhì)膜材料而言，總體的性能優(yōu)于前者。故我將選用PP膜材，其尺寸根據(jù)有效面積計(jì)算。 血流及氣體流道設(shè)計(jì)：目前主要有兩種結(jié)構(gòu)，管殼流式 (內(nèi)走血)和交叉流式(外走血)。前者血液流動(dòng)呈細(xì)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(cè)流動(dòng)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(cè)傳質(zhì)阻力，可使總傳質(zhì)系數(shù)相對(duì)于管殼流式提高2-3倍。為了克服層流，增大血?dú)饨粨Q，應(yīng)減少血膜厚度和纖維直徑，并采用交叉流式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。外殼及內(nèi)芯設(shè)計(jì)：使用有機(jī)玻璃，根據(jù)纖維用量設(shè)計(jì)外殼、內(nèi)芯的長(zhǎng)度和內(nèi)外徑。注意纖維束與外殼內(nèi)芯要緊密接觸，避免血液短路。（2）制作：制膜：其大致過(guò)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(huán)形噴口，噴出