如何發展廣東生物醫學材料

① 生物醫學材料的基本要求是什麼

生物醫學材料基首察賀本的要求:無毒性，不致癌，不致畸，不引起人體細胞的突發和組織細胞的反應；與人體組織相容性好，不引起中毒、溶血凝血、發熱和過敏等現象；

化學性質穩定，抗體液、血液及酶的作用；具有與天然組織相適應的物理機械特性；針對不同的使用目的具有特定的功能。

生物醫用材料是一類用於診斷、治療、修復和替換人體組織、器官或增進其功能的新型高技術材料，涉及學科較為廣泛，學科交叉較深；

(1)如何發展廣東生物醫學材料擴展閱讀：

生物材料的發展綜合體現了材料學、生物學、醫學等多個領域科學沒戚與工程技術的水平。同時，生物再生材料產業作為材料科學、生物技術、臨床醫學的前沿和重點發展領域，以及整個生物醫學工程的基礎，已發展為整個經濟者派體系中最具活力的產業之一。

其不僅是構成現代醫學基礎的生物醫學工程和生物技術的重要基礎，且對材料科學和生命科學等相關學科的發展有重要的促進作用。

② 對標廣深港澳 中山生物醫葯產業走向縱深

「最明顯的一個體會是，今年來參會的資本方明顯多了。」參加完在穗開幕的第十二屆中國生物產業大會的康晟生物聯合創始人、副總裁吳帆感慨，「這是一個信號，說明在大灣區，生物醫葯產業越來越活躍了。」

這是中山的機會，也是中山的挑戰。

歷經多年的培育和發展，中山生物醫葯產業嶄露頭角。6月，位於中山火炬開發區的國家健康基地傳出不少捷報：先是廣東中昊葯業有限公司研發的1.1類具有自主知識產權的全球首創葯物——本維莫德乳膏（商品名：欣比克），經國家葯品監督管理局通過優先審評審批程序後上市，這是我國在這一領域領先國際的標志性成果。6月21日，康方生物醫葯有限公司（下稱「康方生物」）在香港舉辦的「2019中國融資大獎」上，憑借其在腫瘤免疫治療的創新性雙功能抗體產品開發平台和管線，榮獲「卓越生物醫葯企業大獎」。

《粵港澳大灣區發展規劃綱要》提出「支持中山推進生物醫療科技創新」。作為中山市重點發展的新興產業，生物醫葯產業已積累了一定的產業基礎。對標港澳廣深等城市，缺少「大院大所」的中山如何揚長避短、在大灣區生物醫葯產業鏈中找到自己的位置？

產業布局

從「一個基地」到三足鼎立

回顧去年以來中山市與香港、澳門的互動情況來看，有一個細節耐人尋味。

2018年3月和6月，繼2018年年初中山市主要領導率中山代表團訪問香港、澳門的重點企業、高等院校、科創基地後，香港特別行政區行政長官林鄭月娥和澳門特別行政區行政長官崔世安先後回訪中山。

值得注意的是，林鄭月娥和崔世安都選擇了中山市國家健康基地作為重要的考察地點之一，與健康基地的企業進行了深入交流。

緊接著，2018年7月，粵港澳大灣區生物醫葯產業創新發展中山峰會在中山市舉辦，「廣東葯科大學—香港大學創新平台」落戶中山市國家健康基地。

種種跡象表明，在與香港、澳門的抱團合作上，中山健康醫葯產業跑在了前面。

中山生物醫葯的規模化發展軌跡，可以追溯到20多年前。1994年，國家科技部、廣東省人民政府和中山市人民政府聯合創辦了國家健康科技產業基地，選址火炬開發區，是我國首個按國際認可的GLP、GCP、GMP和GSP標准建設的國家級綜合健康產業園區，總規劃面積13.5平方公里。經過多年發展，目前已經集聚了300多家企業，形成以生物醫葯、醫療器械、智慧健康、保健食品化妝品協同發展的產業集群格局，是全國首批創新型產業集群試點園區、國家新型工業化產業示範基地、國家現代服務業數字醫療產業化基地、建設有國家級科技企業孵化器。

依託高起點的平台，該產業獲得長足發展。一個比較能體現中山健康醫葯產業地位的標志性事件是，全國醫葯衛生領域最高級別獎項「吳階平醫學獎」已在中山連續舉辦了10屆。

高端峰會在中山舉辦的頻率越來越頻繁。今年4月，粵港澳大灣區中山生物醫葯產業高峰論壇在中山翠亨新區舉辦，這也釋放出另外一個信號：布局生物醫葯產業，成為中山參與粵港澳大灣區建設前沿陣地——翠亨新區的重要建設內容。這也可以從論壇的規格窺見一二：本次論壇邀請了來自中國科學院葯物創新研究院、香港科技大學等著名機構、科研院所、高校和葯學領域國家重點實驗室代表等近60位專家學者參加，為中山市乃至粵港澳大灣區生物醫葯產業發展開展戰略研究，謀劃未來發展布局。

隨著中國科學院葯物創新研究院中山研究院（華南分院）落戶翠亨新區，隨著中德（中山）生物醫葯產業園建設的推進，中山生物醫葯產業布局完成了東部組團鎮區的全覆蓋：火炬區國家健康科技產業基地、翠亨新區生物醫葯科技園和南朗鎮華南現代中醫葯城。其中，火炬區國家健康科技產業基地重點發展生物醫葯、醫療器械創新研發和孵化加速、新一代信息技術與健康醫葯產業融合發展等領域，支持其向民眾等鎮區拓展，提升產業發展空間；翠亨新區生物醫葯科技園重點發展生物制葯、醫療器械、制葯裝備等領域創新研發和產業化項目，依託高校科研院所建設高水平創新平台和研究機構；南朗鎮華南現代中醫葯城重點發展現代中葯、生物健康製品、醫療器械等領域。

發展趨勢

與廣深港澳抱團合作

從火炬開發區到翠亨新區，健康醫葯的「向東發展」，也是向珠江東岸城市協同創新的一個強烈信號。

中山與港澳健康產業界的合作由來已久。目前，包括聯邦制葯、雅柏制葯、新意康生物科技、歐亞包裝、啟泰飲片等一批港資企業的落戶，為中山經濟發展作出重要貢獻。此外，中山的本土醫葯連鎖葯店中智葯業集團參芪口服液和石岐外感顆粒，也在香港完成了中成葯標准注冊，目前有10餘個破壁飲片產品在香港完成食品出口注冊。

2017年，健康基地產業園區企業金城醫葯與義大利多發公司以及香港利偉國際三方簽約，將在中德（中山）生物醫葯產業園核心區域建設頭孢類葯物參比制劑研究及高品質頭孢制劑產業化基地。

在粵港澳大灣區規劃背景下，中山與香港合作創建國家級生物醫葯科技創新區的設想也引起了雙方的重視。於中山而言，香港的醫葯監管體制機制、自由港功能、連接國際的作用，對於其爭取在全球創新葯同步應用、細胞免疫治療等前沿醫療技術率先研究應用等政策上具有優勢。利用中山的產業基礎和香港的資源優勢，可以將創新區打造成為世界級生物醫葯研發集聚區、國際生物醫葯產業基地、國際一流的高端醫療科技服務集聚區、深化合作創新示範基地及健康領域高層次的國際交流合作平台。根據計劃，中山健康基地還將積極對接香港大學「生物醫葯國家重點實驗室」、香港科技園等高端創新資源，依託中山孵化加速載體和產業園實現技術轉化。

與此同時，與廣州、深圳在生物醫葯領域的科研合作，也明顯加快。

在與廣州高校合作方面，與廣東葯科大學的互動最為典型。根據《廣東省教育廳、中山市人民政府共建廣東葯科大學中山校區協議》，廣東省教育廳、中山市政府批准了廣東葯科大學《省市共建總體規劃》。按照規劃，廣東省教育廳、中山市政府將重點支持廣東葯科大學、香港大學與中山共建新型研發機構（科技企業孵化器及技術轉移中心）、生物醫葯國家重點實驗室中山分室。

在跟深圳對接方面，具有區位優勢的翠亨新區先行一步——將深圳醫療器械產業園整體引進過來。

這個項目由深圳市醫療器械行業協會與中山國家健康基地聯合開展，相關負責人透露，項目投資總額14.6億元人民幣。這個佔地面積283畝的產業園，已被列入廣東省「珠江西岸先進裝備製造」重點項目，目前已經引入中科院上海葯物研究所華南分所，按計劃將在翠亨新區建設葯物臨床研究、葯品安全評價、葯品研發和大分子葯物等產學研平台。

種種跡象表明，中山生物醫葯產業迎來了新的發展階段。

■樣本

從國家健康基地走出國門的「創新葯」

今年3月，中山康方生物醫葯有限公司（以下稱「康方生物」）宣布，其旗下子公司康方葯業有限公司的抗PD-1/CTLA-4雙特異抗體新葯AK104在中國啟動Ib/II期臨床試驗。

「這是繼已完成在澳大利亞Ia期臨床試驗後，AK104項目取得的又一重大里程碑。」康方生物董事長、總裁兼首席執行官、博士夏瑜表示，「未來，康方生物還將啟動多個針對多種惡性腫瘤的AK104單葯以及AK104聯合用葯的臨床研究，讓全球的癌症患者獲得中國製造的好葯。」據悉，這是康方生物利用康方獨特的Tetrabody雙抗平台、自主研發的首款雙抗產品，也是全球首個進入臨床試驗的PD-1/CTLA-4雙特異抗體。

作為中山一家落戶國家健康基地的生物制葯公司，康方生物最廣為業內所知的「戰績」是該公司研發的腫瘤免疫治療單克隆抗體葯物AK—107，該成果曾被國際巨頭默沙東相中買下全球獨家開發和銷售權。2015年11月，康方生物與總部位於紐約灣區新澤西的默沙東就一項腫瘤免疫療法的單克隆抗體葯物AK107的研究、開發和推廣達成合作。這個由康方生物在中國發現、用於腫瘤免疫治療的免疫檢查點阻斷抗體，默沙東將獲得其全球獨家開發和推廣權，康方生物則獲得一筆前期付款，以及總價為2億美元、涵蓋開發和推廣的階段式付款。這項突破，也為國內的制葯企業和初創企業走出「外包圍牆」提供了一條參考路徑。

中國創新型生物科技公司將完全自主研發的單克隆抗體新葯授權給全球排名前5強的制葯巨頭，康方生物這一舉動被業界視為「國產創新葯在海外市場的新突破」。康方生物副總裁、首席運營官張鵬說，康方生物的成長和發展，與國際化的技術對接及合作視野密不可分：「繼續通過與國內外製葯企業多形式的戰略合作，共同將自主研發的抗體新葯從葯物發現階段快速推向市場。」

「立足國際化的創新道路，是康方生物一直堅持的方向。」自獲得3億元B輪融資後，康方生物主要在兩大領域進行推進：新葯臨床和選址生產。在接下來的生產線設計、設備領域，舊金山灣區及紐約灣區生物制葯領域的先進經驗，將成為康方生物的借鑒對象。

■觀察

從產業集聚到創新引領：

突破有數量缺力量的產業發展短板

健康醫葯產業是中山的一大優勢產業。自1994年中山獲批建設全國首個國家級健康科技產業基地以來，依託高起點的平台，該產業獲得長足發展。一個比較能體現中山健康醫葯產業地位的標志性事件是，全國醫葯衛生領域最高級別獎項「吳階平醫學獎」已在中山連續舉辦了10屆。

但另一個無法迴避的事實是，包括健康醫葯產業在內，中山市現有創新平台級別不高，多為企業主導建立，以技術應用開發為導向，原始創新能力較弱。盡管從載體建設、企業集聚效果來看，中山已擁有國家健康科技產業基地、華南現代中醫葯城等國家、省級產業園，還建立起涵蓋研發、中試、檢驗檢測、成果轉化等過程的產業創新與服務體系，聚集了諾華山德士、聯邦制葯、康方生物、明峰醫療等骨幹企業，形成了涵蓋生物制葯、化學葯、現代中葯、醫療器械等多領域的產業集群，但缺乏具有較強原始創新能力、對高端人才和行業領軍企業有強吸引力的重大創新平台。

根據統計數據，2017年，中山市健康醫葯產值約800億元，距離「千億」產業集群仍有一定距離。根據2018年8月中山市出台的《中山市健康醫葯產業發展行動計劃》（2018-2022），到2022年全市健康醫葯產業規模達1200億元，產值比2017年增加50%。

要實現這樣的跨越，以技術應用開發為導向的產業發展模式顯然顯得相對薄弱。尤其是自中山實施組團發展戰略以來，包括火炬開發區、翠亨新區、南朗鎮在內的東部組團，其重點發展產業都瞄準了健康醫葯。那麼，進入新一輪發展階段，如何實現從「量變」到「質變」的產業版圖，最核心的科創能力顯然要跟上。

從世界灣區產業發展軌跡來看，無論是在紐約大都市圈還是舊金山灣區，健康醫葯產業都是政府最為重視的產業之一。比如，新澤西州有全美實力較強的健康醫葯產業，是紐約灣區東部地區的代表，以發展較為成熟的制葯企業和醫療器械企業為主，超過100家世界500強企業在米德爾薩克斯郡設立工廠或各類型分支機構，其中新布倫斯維克被稱為「健康城市」。在龍頭企業的帶領下，該市健康醫葯產業發達，催生出大批產業配套型中小企業，圍繞健康、醫療發展起來的第三產業發達，同時擁有雄厚的科研創新實力——羅格斯大學正好位於美國1號公路「高科技走廊」的北端，這條走廊的南端則是普林斯頓大學，其串起的高校和科研機構在多個領域都具備領先水平。而地處舊金山灣區東北部奧克蘭市，其健康醫葯產業也形成一定規模，這些生物科技公司不少源於矽谷，創新核心對周邊地區的輻射帶動作用明顯。

而這些灣區城市發展能給中山帶來的啟示是，除了引進企業和搭建技術轉化平台，做實健康醫葯等產業基礎外，還有一個維度值得關註：引進相關專業領域在國內外排名靠前的高校、研究院所，在中山合作建設實驗室、技術創新平台，集聚學界、業界前沿人才開展協同創新，推動行業最新最先進的研究論文轉化成改進產品的新技術、新材料、新工藝。

從目前中山生物醫葯產業的發展趨勢來看，依託國家健康基地呈現不斷向東拓展的趨勢：向內，在翠亨新區布局中德（中山）生物醫葯產業園和深圳醫療器械產業園、南朗鎮發展華南現代中醫葯城等產業平台，抱團發展；向外，則積極與香港、澳門、廣州、深圳等地的生物醫葯研發機構、產業進行對接，尋求協同創新發展、承接成果轉化的新路徑。

中山生物醫葯產業的「東移」布局，通過加快創新要素集聚，目標是形成科學研究、創新研發中試轉化、總裝測試、臨床試驗、示範推廣為一體的生物醫葯全要素創新鏈。這將為深度融入珠江口的中山東部組團構建以生物醫葯為主導產業、以科技研發、成果轉化為核心的完整產業鏈提供更有力的支撐。

■展望

集聚「小而活」企業

可為中山錯位發展帶來機遇

盡管中山生物醫葯產業取得了長足發展，而且從目前中山市所布局的重點產業和出台的政策扶持來看，這是被寄予厚望的一個新增長點：《中山市健康醫葯產業發展行動計劃（2018—2022年）》提出，到2022年，中山實現健康醫葯產業總產值規模達到1200億元。

有望成為中山下一個千億級的新興產業，生物醫葯產業目前在大灣區生物醫葯領域處於什麼位置？對標港澳廣深，中山又有哪些機會？在這場機遇中，最關鍵的發展要素是什麼？

毋庸置疑，中山生物醫葯產業迎來新的機遇。但無論是從規模、體量還是從創新能力方面看，跟珠江東岸的香港、廣州、深圳等城市相比，中山仍然顯得薄弱。

從產業特色上看，深圳和廣州在臨床診斷、創新葯、細胞治療領域具有明顯的優勢，而中山目前在蛋白和抗體葯研發、高端醫療設備等方面均有所涉及，但基礎遠不如廣州、深圳。

「一方面跟產業積累有關，一方面也跟高校等創新資源的支撐作用有關。」廣東中昊葯業有限公司副總經理胡四進說，中山可以在承接成果轉化、引入「小而活」的高成長性公司方面入手，把生物醫葯的產業集聚效果激發出來。

康方生物副總裁、首席運營官張鵬對此持有相同的看法。他認為，中山生物醫葯產業的機會，在於集聚更多的創新型企業。在這個過程中，利用政策、區位、配套等優勢實現創新資源集聚，最為關鍵。

該觀點也得到了康晟生物聯合創始人、副總裁吳帆的認可。他認為，從體量、規模和創新能力方面，中山無法與香港、廣州、深圳等珠江東岸城市相比，但中山可以從引入高成長性企業入手集聚起健康醫葯產業的上下游產業，如此才能起「勢」。

張鵬認為，江蘇和上海生物醫葯發展模式可以給中山提供經驗，就是依託一線城市的創新資源，引入大量的高成長創新型企業，其最大的特點就是創新型企業非常多，規模不大，但科技含量高、成長迅速、潛力強。「如果這類企業在中山涌現，創新型的氛圍就基本培養起來了，會有越來越多的要素往這里集聚。」

康方生物本身就是一個典型的創新型企業，幾個有共同想法的人共同創業，利用自身的優勢和技術背景去進行國際化的運作，經過A輪B輪融資，獲得快速成長。該公司在短短幾年時間內躋身國內排名前列的創新型生物制葯公司，張鵬認為還有幾個方面是比較重要的因素，首先是「要有人」：幾個創業骨幹都有比較豐富的經驗，對國際前沿技術、研發趨勢、行業動態都很了解，研發、管理人才有了，大家有一個共同的目標，就很容易做起來。第二個是「有項目」，大家以前在歐美都有參與一些國際大型葯企的研發和管理，對行情有個精準的把握，選擇的起點也比較高，就是堅持做創新型生物制葯公司。

從港澳廣深生物醫葯的發展經驗來看，高校資源是一個非常大的依託，說到底還是人才，人才不僅能帶來技術更新，最終還能帶來產業更新。對於政府來說，政策紅利不是只有資金扶持這種方式，給空間、給優惠、做好規劃、完善配套、選好項目等等，也很重要。發展生物醫葯產業需要明確的定位，在產業規劃過程中有針對性地出台政策引進優質項目，扶持有潛力的創新型企業發展。如此，創新的氛圍濃厚起來以後，創新的土壤也會沉澱下來，為產業集聚提供養分。

③ 生物醫用材料的研究主要針對哪些方面

生物醫用材料(Biomedical Materials)是用來對生物體進行診斷、治療、修復或替換其病損組織、器官或增進其功能的材料。它是研究人工器官和醫療器械的基礎，已成為當代材料學科的重要分支，尤其是隨著生物技術的蓬勃發展和重大突破，生物醫用材料已成為各國科學家競相進行研究和開發的熱點。
人類利用生物醫用材料的歷史與人類歷史一樣漫長。自從有了人類，人們就不斷地與各種疾病作斗爭，生物醫用材料是人類同疾病作斗爭的有效工具之一。追溯生物醫用材料的歷史，公元前約3500年古埃及人就利用棉花纖維、馬鬃作縫合線縫合傷口。而這些棉花纖維、馬鬃則可稱之為原始的生物醫用材料。墨西哥的印第安人（阿茲台克人）使用木片修補手上的顱骨。公元前2500年前中國、埃及的墓葬中就發現有假牙、假鼻、假耳。人類很早就用黃金來修復缺損的牙齒。文獻記載，1588年人們就用黃金板修復顎骨。1775年，就有金屬固定體內骨折的記載，1800年有大量有關應用金屬板固定骨折的報道。1809年有人用黃金製成種植牙齒。1851年有人使用硫化天然橡膠製成的人工牙托和顎骨。20世紀初開發的高分子新材料促成了人工器官的系統研究的開始，人工器官的臨床應用則始於1940年。由於人工器官的臨床應用，拯救了成千上萬患者的生命，減輕了病魔給患者及其家屬帶來的痛苦與折磨，引起了醫學界的廣泛重視，加快了人工器官研究步伐。目前可以說，從天靈蓋到腳趾骨，從人體的內臟到皮膚，從血液到五官，除了腦以及大多數內分泌器官外，大豆有了代用的人工器官。依據生物材料的發展歷史及材料本身的特點，可以將已有的材料分為三代，它們鴿子都有自己明顯的特點和發展時期，代表了生物醫用材料發展的不同水平。20世紀初第一次世界大戰以前所使用的醫用材料可歸於第一代生物醫用材料，代表材料有石膏、各種金屬、橡膠以及棉花等物品，這一代的材料大都被現代醫學所淘汰。第二代生物醫用材料的發展是建立在醫學、材料科學（尤其是高分子材料學）、生物化學、物理學及大型物理測試技術發簪的基礎之上的。研究工作者也多由材料雪茄或主要由材料學家與醫生合作來承擔。代表材料有羥基磷灰石、磷酸三鈣、據羥基乙酸、聚甲基丙烯酸羥乙基酯、膠原、多肽、纖維蛋白等。這類材料與第一代生物醫用材料一樣，研究的思路仍然是努力改善材料本身的力學、生化性能，以使其能夠在生理環境下有長期的替代、模擬生物組織的功能。第三代生物醫用材料是一類具有促進人體自修復和再生作用的生物醫學復合材料，它以對生物體內各種細胞組織、生長因子、生長抑素及生長基質等結構和性能的了解為基礎來簡歷生物醫用材料的概念。它們一般是由具有生理「活性」的組元及控制載體的「非活性」組元所構成，具有比較理想的修復再生效果。其基本思想是通過材料之間的復合，材料與活細胞的融合，活體材料和人工材料的雜交等手段，賦予材料具有特異的靶向修復、治療和促進作用，從而達到病變 組織主要甚至全部由健康的再生組織所取代。骨形態發生蛋白（BMP）材料是第三代生物醫用材料中的代表材料。
在不同的歷史時期，生物醫用材料被賦予了不同的意義。其定義是隨著生命科學和材料科學的不斷發展而演變的。但是，他們都有一些共同的特徵。即生物醫用材料是一類人工或天然的材料，可以單獨或與葯物一起製成部件、器械用於組織或器官的治療、增強或替代，並在有效試用期內不會對宿主引起急性或慢性危害。但由於生命現象是極其復雜的，是在幾百萬年的進化過程中適應生存需要的結果，生命具有一定得生長、再生和修復精確調控能力，這是目前所有人工器官和生物醫用材料所無法比擬的。因此，目前的生物醫用材料與人們的真正期望和要求相差甚遠。

④ 生物醫學替代材料的研究是如何發展的

20世如御毀紀30年代，科學家開始研製一種新型材料，它不是用來建造房屋，而是用來「修補」我們的身體的，這種材料就是生物醫學替代材料。對生物醫學替代材料的研究在近20年拆肆內得到了飛速發展，已被渣備許多國家列為高新發展規劃項目，並迅速成為競爭激烈的世界性高技術關鍵新材料的重要領域之一，對人類的健康生活和社會經濟的發展，都具有重要的意義。

⑤ 生物醫用材料的應用與發展前景

迄今為止 ,被詳細研究過的生物材料已有一千多種，醫學臨床上廣泛使用的也有幾十種，涉及到材料學的各個領域。生物醫用材料得以迅猛發展的主要動力來自人口老齡化、中青年創傷的增多、疑難疾病患者的增加和高新技術的發展。人口老齡化進程的加速和人類對健康與長壽的追求，激發了對生物醫用材料的需求。目前生物醫用材料研究的重點是在保證安全性的前提下尋找組織相容性更好、可降解、耐腐蝕、持久、多用途的生物醫用材料。
當代生物材料的發展不僅強調材料自身理化性能和生物安全性、可靠性的改善，而且更強調賦予其生物結構和生物功能，以使其在體內調動並發揮機體自我修復和完善的能力，重建或康復受損的人體組織或器官。結合南開大學俞耀庭教授的觀點和2004年中國新材料發展報告，可以將目前國際上生物醫用材料學科的最新進展和發展趨勢概括如下： 組織工程是指應用生命科學與工程的原理和方法，構建一個生物裝置，來維護、增進人體細胞和組織的生長，以恢復受損組織或器官的功能。它的主要任務是實現受損組織或器官的修復和再建，延長壽命和提高健康水乎。其方法是，將特定組織細胞種植於一種生物相容性良好、可被人體逐步降解吸收的生物醫用材料（組織工程材料）上，形成細胞－生物醫用材料復合物；生物醫用材料為細胞的增長繁殖提供三維空間和營養代謝環境；隨著材料的降解和細胞的繁殖，形成新的具有與自身功能和形態相應的組織或器官；這種具有生命力的活體組織或器官能對病損組織或器宮進行結構、形態和功能的重建，並達到永久替代。近10 年來，組織工程學發展成為集生物工程、細胞生物學、分子生物學、生物醫用材料、生物技術、生物化學、生物力學以及臨床醫學於一體的一門交叉學科。
生物醫用材料在組織工程中占據非常重要的地位，同時組織工程也為生物醫用材料提出問題和指明發展方向。由於傳統的人工器官（如人工腎、肝）不具備生物功能（代謝、合成），只能作為輔助治療裝置使用，研究具有生物功能的組織工程人工器官已在全世界引起廣泛重視。構建組織工程人工器官需要三個要素，即種子細胞、支架材料、細胞生長因子。最近，由於幹細胞具有分化能力強的特點，將其用作種子細胞進行構建人工器官成為熱點。組織工程學已經在人工皮膚、人工軟骨、人工神經、人工肝等方面取得了一些突破性成果，展現出美好的應用前景。
當前軟組織工程材料的研究和發展主要集中在研究新型可降解生物醫用材料，用物理、化學和生物方法以及基因工程手段改造和修飾原有材料，材料與細胞之間的反應和信號傳導機制以及促進細胞再生的規律和原理，細胞機制的作用和原理等，以及研製具有選擇通透性和表面改性的膜材，發展對細胞和組織具有誘導作用的智能高分子材料等方面。
當前硬組織工程材料的研究和應用發展主要集中在碳纖維/高分子材料、無機材料（生物陶瓷、生物活性玻璃）、高分子材料的復合研究。 納米生物材料，在醫學上主要用作葯物控釋材料和葯物載體。從物質性質上可以將納米生物材料分為金屬納米顆粒、無機非金屬納米顆粒和生物降解性高分子納米顆粒；從形態上可以將納米生物材料分為納米脂質體、固體脂質納米粒、納米囊（納米球）和聚合物膠束。
納米技術在90 年代獲得了突破性進展，在生物醫學領域的應用研究也不斷得到擴展。目前的研究熱點主要是葯物控釋材料及基因治療載體材料。葯物控釋是指葯物通過生物材料以恆定速度、靶向定位或智能釋放的過程。具有上述性能的生物材料是實現葯物控釋的關鍵，可以提高葯物的治療效果和減少其用量和毒副作用。由於人類基因組計劃的完成及基因診斷與治療不斷取得進展，科學家對使用基因療法治療腫瘤充滿信心。基因治療是導人正常基因於特定的細胞（癌細胞）中，對缺損的或致病的基因進行修復；或者導人能夠表達出具有治療癌症功能的蛋白質基因，或導人能阻止體內致病基因合成蛋白質的基因片斷來阻止致病基因發生作用，從而達到治療的目的。這是治療學的一個巨大進步。基因療法的關鍵是導人基因的載體，只有藉助於載體，正常基因才能進人細胞核內。目前，高分子納米材料和脂質體是基因治療的理想載體，它具有承載容量大，安全性高的特點。近來新合成的一種樹枝狀高分子材料作為基因導人的載體值得關注。
此外，生物醫用納米材料在分析與檢測技術、納米復合醫用材料、與生物大分子進行組裝、用於輸送抗原或疫苗等方面也有良好的應用前景。納米碳材料可顯著提高人工器官及組織的強度、韌度等多方面性能；納米高分子材料粒子可以用於某些疑難病的介入診斷和治療；人工合成的納米級類骨磷灰石晶體已成為制備納米類骨生物復合活性材料的基礎。該領域未來的發展趨勢是，納米生物醫用材料「部件」與納米醫用無機材料及晶體結構「部件」的結合發展，如由納米微電子控制的納米機器人、葯物的器官靶向化；通過納米技術使介入性診斷和治療向微型、微量、微創或無創、快速、功能性和智能性的方向發展；模擬人體組織成分、結構與力學性能的納米生物活性仿生醫用復合材料等。 組織反應是指局部組織對生物醫用材料所發生的反應。組織反應是機體對異物入侵產生的防禦性反應，可以減輕異物對組織的損傷，促進組織的修復和再生。然而，組織反應本身也可能對機體造成危害。根據病理變化不同，可以分成以下兩種反應：
1、以滲出為主的組織反應
多見於植入初期和植入材料的性質穩定等情況。以中性粒細胞、漿液、纖維蛋白原滲出為主。如植入物周圍組織出現中性粒細胞聚集；長期植入的、穩定的材料周圍，可由於纖維蛋白原的滲出而出現纖維囊。
2、以增生為主的組織反應
多見於植入物長期存在並損傷機體的情況。以巨噬細胞為主，也可見淋巴細胞、漿細胞和嗜酸性粒細胞，並伴有明顯的組織增生，可逐漸發展為肉芽腫或腫瘤。
在使用生物醫用材料的過程中，由組織反應引起的兩種嚴重的並發症是炎症和腫瘤。炎症包括感染性炎症和無菌性炎症。感染性炎症可能是由於材料植入的過程中損傷組織，使病原體趁虛而入；也可能是由於植入物本身未經嚴格的消毒滅菌處理，成為了病原體的載體。無菌性炎症不是由於病原體侵入引起，而是由於影響機體內的炎症和抗炎系統的調節而引發的炎症反應。生物材料植入引起腫瘤是一個緩慢的過程，可能是由於材料本身釋放毒性物質，也可能是由於材料的外形和表面性能所致。因此，在應用長期植入物之前，進行植入物的慢性毒性、致突變和致癌的生物學試驗是十分必要的。 生物醫用材料血液相容性包含不引起血液凝聚和不破壞血液成分兩個方面。在一定限度內即使在材料表面張力的剪切作用下，對血液中的紅細胞等有一定的破壞(即發生溶血)，由於血液具有很強的再生能力，隨時間的推移其不利影響並不顯著；而如果在材料表面有血栓形成，由於有累計效應，隨著時間的推移，凝血程度越來越高，對人體造成嚴重的影響。因此，材料在血液中最受關注的是其抗凝血性能。材料與血液接觸導致凝血及血栓形成的途徑如圖1所示。正常人體心血管系統內的血液保持液體狀態，環流不息，並不發生凝固。當醫用材料與血液接觸時會引起血液一系列變化。首先是血漿蛋白在材料表面的吸附，依材料表面結構性能不同，在1分鍾甚至幾秒鍾，在材料表面就會產生白蛋白和球蛋白以及各種蛋白質的競爭吸附，在生物材料表面形成復雜的蛋白質吸附層。當材料表面吸附球蛋白、纖維蛋白原時易於使血小板粘附表面，進而導致血小板變形聚集，引發凝血。蛋白表面也可引起紅細胞的粘附。雖然紅細胞在凝血中的作用仍然不十分清楚，但是如若紅細胞發生細胞膜破裂，即出現溶血，紅細胞釋放的血紅蛋白和二磷酸腺苷簡稱ADP(促血小板聚集物質)。它們可以引起血小板的粘附、變形和聚集，進而導致凝血。
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圖1 凝血機制
抗凝系統包括抗凝和纖溶作用。抗凝作用主要是通過一些抗凝因子（如抗凝血酶Ⅲ、肝素）來實現。纖溶過程包括纖溶酶原轉化為纖溶酶，纖溶酶降解纖維蛋白。血栓形成是常見的生物醫用材料植入引發的局部血液循環障礙。內皮細胞的損傷、血流動力學的改變和血液的高凝狀態，其中任何一個因素都可以導致血栓形成。完整的內皮細胞可以通過表達肝素樣分子與抗凝血酶Ⅲ結合使IIa、Xa、IXa 失活，合成 PGI2、NO 、ADP 酶抑制血小板聚集及合成tPA 使纖維蛋白降解等作用抑制血栓形成。血流動力學的改變可以誘發血栓形成。正常血流是分層流動的，當血流減慢或層流被破壞時，血小板與內膜接觸並激活，凝血因子也可以在局部聚集。當處於創傷、手術等情況時，血液的凝血系統亢進和（或）抗凝系統減弱也可導致血栓形成。 免疫系統是人體的「軍隊」和「警察」，它可以識別自己和非己。免疫系統的主要功能包括針對病原微異原分子免疫防禦功能、針對自體衰老和病變細胞的免疫自穩功能和針對腫瘤細胞的免疫監視功能。免疫系統由天然免疫系統和獲得性免疫系統組成。天然免疫系統包括肥大細胞、巨噬細胞、自然殺傷細胞、中性粒細胞和補體等。天然免疫系統可以早期識別、清除病原體，然而它對於病原體的識別不具有特異性。在受到病原體刺激後，再次接觸病原體時能夠針對性地做出反應的免疫系統成為獲得性的免疫系統。獲得性免疫系統又可分為由B 細胞介導的體液免疫和由T 細胞介導的細胞免疫。由於生物醫用材料造成免疫系統的功能（包括免疫識別和反應程度）紊亂，可以發生以下免疫反應：
1、免疫抑制
由於有些生物醫用材料造成免疫防禦功能不足，使得機體抵抗病原微生物的能力降
低。
2、變態反應
由於有些生物醫用材料造成免疫防禦功能亢進，免疫反應過於強烈損傷人體。如殘留乳膠、雙酚A、丙烯酸添加劑等低分子量有機分子或單體。
3、自身免疫
由於有些生物醫用材料造成免疫自穩功能亢進，免疫系統不能和識別自己和非己，對自體正常組織產生免疫反應。如聚四氟乙烯、聚酯等。 界面是一個有一定厚度（通常小於0.1μm）的區域，物質的能量可以通過這個區域從一個相連續地變化到另一個相。根據植入材料的不同，與生物體組織作用的界面可分為：惰性材料與生物體組織作用的界面和活性材料與生物體組織作用的界面。
1、惰性生物醫用材料與生物體組織作用的界面惰性生物醫用材料的特點是在生物體內保持穩定，幾乎不參加生物體的化學反應。長期植入惰性材料，植入物與機體發生滲出性組織反應，其中以纖維蛋白原滲出為主，形成纖維包囊。如果材料無毒性物質滲出，包囊將逐漸變薄，淋巴細胞消失，鈣鹽沉積。這一類的材料有氧化鋁、碳纖維、鈦合金等。如果材料持續釋放金屬離子或有機單體等毒性離子，會促使局部組織反應遷延不愈，轉變為慢性炎症。纖維薄膜逐漸變厚，淋巴細胞增多，鈣鹽沉積，可發展為肉芽腫，甚至腫瘤。
2、活性生物醫用材料與生物體組織作用的界面活性生物醫用材料可以與機體發生化學反應，與組織之間形成化學鍵。這里我們主要介紹表面活性生物醫用材料與生物體組織作用的界面、可降解生物陶瓷與生物體組織作用的界面和雜化生物醫用材料與生物體組織作用的界面。
(1)表面活性生物醫用材料與生物體組織作用的界面：表面活性生物醫用材料其表面成分與組織成分相近，能與組織結合形成穩定的結合界面。這種材料與組織親和性好。如表面含羥基磷灰石的生物材料。
(2)可降解生物陶瓷與生物體組織作用的界面：陶瓷可在組織內釋放組織所需的成分，加速組織的生長，並逐漸為新生的組織所取代。如β-磷酸三鈣陶瓷可在體液中釋放Ca2+、PO4
3+離子，促進骨組織的生長，並逐漸為之取代。
(3)雜化生物醫用材料與生物體組織作用的界面：雜化材料由活體組織和非活體組
織復合而成。由於活體組織的存在是使材料的免疫反應減輕，使材料具有很好的相容性。
這類材料有各種人工材料與生物高分子的復合物，合成材料與細胞的復合物等。
3、界面理論及其研究方法
(1)界面潤濕理論；主要研究液體對固體表面的親和狀況。材料植入首先是與由血漿、組織液組成的液體環境接觸，所以材料與機體組織親和性與液體與材料表面的潤濕作用密切相關。一般通過研究固體表面潤濕臨界張力和液體在固體上的潤濕角測定界面能。
(2)界面吸附理論；通過研究界面對水分子、各種細胞、氨基酸、蛋白質和各種離子的吸附作用，為材料界面改性提供參考。可以運用生物流變學的原理和方法，了解材料的形態表面對細胞吸附作用的影響。
(3)界面化學鍵合理論；理論上講，植入物與人體組織同處於人體的內環境中，存在形成各種化學鍵的可能性。主要採用電子探針、電子能譜、質譜、核磁共振、拉曼光譜等分析界面元素及化合態。
(4)界面分子結合理論 植入材料由於的表面極性、表面電荷及活性基團不同，對人體組織的作用也存在差異。通過測量生物壓電材料所產生的微電流，評價其對於細胞界面形成的影響。
(5)界面酸鹼理論；由於界面細胞的生長與界面局部的酸鹼度直接相關，所以可以通過研究界面酸鹼度，了解並改善生物醫用材料與組織的親和性。在離體實驗中，通常採取常規的pH 值測定法和納米級超微電極測定界面pH 值。
(6)界面物理結合理論；植入體與人體組織的結合首先是物理結合，組織細胞通過微孔長入植入體以增加其結合強度。微孔的大小關系著組織細胞能否長入植入體，微孔的比率決定著植入體的強度。主要採用各種感測技術及光彈應力分析法、有限元計算分析法等測定界面結合強度與應力。
另外，界面研究方法還包括界面的形態學研究。主要通過透射電鏡、掃描電鏡及各種立體成像技術觀察界面處的形態。 一般來講，生物醫用材料在體內首先與體液接觸，通過水解作用，某些材料可能由高分子物質轉變為水溶性的小分子物質。這些小分子物質經由血液循環，運輸到呼吸系統、消化、泌尿系統，經呼吸、糞、尿的方式排出體外。在代謝的過程中，可能有酶參與其中。生物醫用材料經過一系列的反應，可能完全降解由體內排出，也可能會有部分材料或其降解產物長期存在於人體內。生物醫用材料在體內代謝的中間產物和終產物可能對人體有利也可能有害，因此對於材料在生物體內的代謝產物和途徑的研究具有十分重要的意義。材料在體內的代謝受很多方面因素的影響，如材料本身的因素、植入環境的因素等。目前，材料在體內代謝的研究方法主要分為體外試驗和體內試驗。體外降解試驗主要是在體外模擬體內的環境條件，從外形、力學性能、質量等方面進行評價。這種試驗主要用於研究固體生物醫用材料。體內試驗主要是在動物體內進行。體內試驗是將生物醫用材料植入動物體內觀察材料的改變。具體可以通過解剖、X 線、放射性標記示蹤等方法。這種試驗方法的優點是可以獲得更接近人體的試驗結果。

⑥ 讀材料研究生，往生物醫學材料方向發展怎麼樣本人本科讀的材料物理，對化學太多記的東西反感，請問適合

生物醫學差陵材料也需要記很多東西的，必竟是醫學啊。最基礎的：悶笑生物相容性，模擬體液等肯定是要涉及到的。醫學方向要看你找的老闆都有什麼項目了。我我是南航的，我們主要做牙，骨骼，關節。轉虛罩戚是肯定沒有問題的。

⑦ 生物醫學材料研究生就業前景

生物醫學材料研究生就業前景如下：

生物醫學材料研究生的就業前景是非常廣闊的。隨著科技的不則皮斷發展，生物醫學材料的研究也越來越受到人們的關注和重視。該專業畢業生可以從事醫療器械、生物醫葯、機械製造等方面的工作，涉及到的崗位有醫療器械研發工程師、生物化學工程師、檢測研究員、醫學設備銷售員等哦。

3. 機械製造行業：生物醫學材料研究生也可以在機械製造行業中從事醫療器械的製造、電子設備製造、機械設備製造等方面的工作，具有很好的就業前景和發展空間。所以，生物醫學材料研究生的就業前景非常廣闊，工作范圍廣泛，未來發展空間也很大，吸引著越來越多的人投身於這一領域，並取得了不俗的成績。

⑧ 醫用材料前景怎麼樣推薦高校有哪些

醫用材料，現在聽的比較多的應該就是成骨材料和靶向葯物載體這兩個方面。華南理工生物醫用材料這方面是比較好的，其生物醫學工程專業設在材料學院。有成骨材料方面的院士坐鎮。其它學校的話，武大化學系張先正老師（長江）做的結腸癌靶向治療。中科院上海硅酸鹽所的施劍林老師（院士），做的是介孔二氧化硅靶向葯物載體方面的工作。

生物醫用材料(Biomedical Materials)是用來對生物體進行 診斷、 治療、 修復或替換其病損組織、器官或增進其功能的材料。它是研究人工器官和醫療器械的基礎，已成為當代材料學科的重要分支，尤其是隨著生物技術的蓬勃發展和重大突破，生物醫用材料已成為各國科學家競相進行研究和開發的熱點。

人類利用生物醫用材料的歷史與人類歷史一樣漫長。自從有了人類，人們就不斷地與各種疾病作斗爭，生物醫用材料是人類同疾病作斗爭的有效工具之一。追溯生物醫用材料的歷史，公元前約3500年古埃及人就利用棉花纖維、馬鬃作縫合線縫合傷口。

而這些 棉花纖維、 馬鬃則可稱之為原始的生物醫用材料。墨西哥的印第安人（阿茲台克人）使用木片修補手上的顱骨。公元前2500年前中國、埃及的墓葬中就發現有假牙、假鼻、假耳。人類很早就用黃金來修復缺損的牙齒。文獻記載，1588年人們就用黃金板修復顎骨。1775年，就有金屬固定體內骨折的記載，1800年有大量有關應用金屬板固定骨折的報道。

⑨ 生物醫學材料的基本要求是什麼

生物醫學材料是指一類具有特殊性能、特種功能，用於人工器官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患，而對人體組織不會產生不良影響的材料。現在各種合成材料和天然高分子材料、金屬和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各種復合材料，其製成品都已經被廣泛應用於臨床和科研。

一、生物醫學材料的分類

一般而言，臨床醫學對生物醫學材料有以下基本的要求:無毒性，不致癌，不致畸，不引起人體細胞的突發和組織細胞的反應；與人體組織相容性好，不引起中毒、溶血凝血、發熱和過敏等現象；化學性質穩定，抗體液、血液及酶的作用；具有與天然組織相適應的物理機械特性；針對不同的使用目的具有特定的功能。根據物質屬性，生物醫學材料大致可以分為以下幾種:

1、生物醫學金屬材料

醫用金屬材料（biomedical Metallic Materials）是作為生物醫學材料的金屬或合金，具有很高的機械強度和抗疲勞特性，是臨床應用最廣泛的承力植入材料，主要有鈷合金（Co-Cr-Ni）、鈦合金（Ti-6Al-4V）和不銹鋼的人工關節和人工骨。鎳鈦形狀記憶合金具有形狀記憶的智能特性，能夠用於矯形外科、心血管外科。

2、生物醫學高分子材料

生物醫學高分子材料（Biomedical Polymer）有天然的和合成的兩種，發展最快的是合成高分子醫用材料。通過分子設計，可以獲得很多具有良好物理機械性和生物相容性的生物材料。其中軟性材料常用作人體軟組織如血管、食道和指關節等的代用品；合成的硬材料可以用作人工硬腦膜、籠架球形的人工心臟瓣膜的球形閥等；液態的合成材料如室溫硫化硅橡膠可以用作注入式組織修補材料。

3、生物醫學無機非金屬材料或生物陶瓷

生物陶瓷（Biomedical Ceramics）化學性質穩定，具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括兩類:（1）惰性生物陶瓷（如氧化鋁、醫用碳素材料等），這類材料具有較高的強度，耐磨性能良好，分子中的鍵力較強。（2）生物活性陶瓷（如羥基磷灰石和生物活性玻璃等），這類材料具有能在生理環境中逐步降解和吸收，或與生物機體形成穩定的化學鍵結合的特性，因而具有極為廣闊的發展前景。

4、生物醫學復合材料

生物醫學復合材料（Biomedical Composites）是由兩種或兩種以上不同材料復合而成的生物醫學材料，主要用於修復或替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的製造。其中鈦合金和聚乙烯組織的假體常用作關節材料；碳—鈦合成材料是臨床應用良好的人工股骨頭；高分子材料與生物高分子（如酶、抗源、抗體和激素等）結合可以作為生物感測器。

5、生物醫學衍生材料

生物醫學衍生材料（Biomedical Derived Materials）是經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫學材料，是無生物活力的材料，但是由於具有類似天然組織的構型和功能，在人體組織的修復和替換中具有重要作用，主要用作皮膚掩膜、血液透析膜、人工心臟瓣膜等。

二、全球生物醫學材料市場主要產品

目前大量用於醫療器械（植入器械、體外循環系統等）的生物醫學材料主要有20種，其中醫用高分子12種，金屬4種，陶瓷2種，其它2種。利用現有的生物醫學材料，已開發應用的醫用植入體、人工器官等近300種，主要包括:心臟和心血管系統（起搏器、心臟瓣膜、人造血管、導管和分流管等）；矯形外科（人工關節、骨板、骨螺釘等內固定器械、骨缺損填充或修復體、脊柱和脊柱融合器械、功能化模擬神經肌肉和人工關節軟骨等）；整形外科（顱、頜面、耳、鼻等修復體和人工乳房等）；軟組織修復（人工尿道、人工膀胱和腸、體內、外分流管、人工氣管、縫線和組織粘合修補材料等）；牙科（牙種植體、牙槽骨替換、增高和充填劑等）；感覺神經系統（人工晶體、接觸鏡、神經導管、中耳修復體、經皮導線、重建聽力和視力修復體等），及葯物和生物活性物質控釋載體等。

⑩ 生物醫學材料就業前景

生物醫學材料就業前景不錯。

生物醫學工程方向很多鄭譽滾，不同的學校方向有差別，有的還和智能醫療大數據結合，喊余比如復旦大學的醫學影像方向。北航偏人體力學，骨骼相關，北大醫偏人體力學、醫用材料、生物結構等，華科和上交方向比較多，人體力學、神經工學、醫學影像、醫用材料、醫用精儀、智能醫療、生物結構、生物信號，華科更偏電子。東南大學生物醫學工程號稱第一，有三個方向虛輪，生物納米材料，人體力學和神經工學復合，重慶大學材料方向名氣大，浙大的醫用精儀基本上屬於電子了。納米、材料方向比較坑，其它都不錯，生物醫學工程強校本科都差不太多，研究生選好方向。