如何发展广东生物医学材料

① 生物医学材料的基本要求是什么

生物医学材料基首察贺本的要求:无毒性，不致癌，不致畸，不引起人体细胞的突发和组织细胞的反应；与人体组织相容性好，不引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；

化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用；具有与天然组织相适应的物理机械特性；针对不同的使用目的具有特定的功能。

生物医用材料是一类用于诊断、治疗、修复和替换人体组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，涉及学科较为广泛，学科交叉较深；

(1)如何发展广东生物医学材料扩展阅读：

生物材料的发展综合体现了材料学、生物学、医学等多个领域科学没戚与工程技术的水平。同时，生物再生材料产业作为材料科学、生物技术、临床医学的前沿和重点发展领域，以及整个生物医学工程的基础，已发展为整个经济者派体系中最具活力的产业之一。

其不仅是构成现代医学基础的生物医学工程和生物技术的重要基础，且对材料科学和生命科学等相关学科的发展有重要的促进作用。

② 对标广深港澳 中山生物医药产业走向纵深

“最明显的一个体会是，今年来参会的资本方明显多了。”参加完在穗开幕的第十二届中国生物产业大会的康晟生物联合创始人、副总裁吴帆感慨，“这是一个信号，说明在大湾区，生物医药产业越来越活跃了。”

这是中山的机会，也是中山的挑战。

历经多年的培育和发展，中山生物医药产业崭露头角。6月，位于中山火炬开发区的国家健康基地传出不少捷报：先是广东中昊药业有限公司研发的1.1类具有自主知识产权的全球首创药物——本维莫德乳膏（商品名：欣比克），经国家药品监督管理局通过优先审评审批程序后上市，这是我国在这一领域领先国际的标志性成果。6月21日，康方生物医药有限公司（下称“康方生物”）在香港举办的“2019中国融资大奖”上，凭借其在肿瘤免疫治疗的创新性双功能抗体产品开发平台和管线，荣获“卓越生物医药企业大奖”。

《粤港澳大湾区发展规划纲要》提出“支持中山推进生物医疗科技创新”。作为中山市重点发展的新兴产业，生物医药产业已积累了一定的产业基础。对标港澳广深等城市，缺少“大院大所”的中山如何扬长避短、在大湾区生物医药产业链中找到自己的位置？

产业布局

从“一个基地”到三足鼎立

回顾去年以来中山市与香港、澳门的互动情况来看，有一个细节耐人寻味。

2018年3月和6月，继2018年年初中山市主要领导率中山代表团访问香港、澳门的重点企业、高等院校、科创基地后，香港特别行政区行政长官林郑月娥和澳门特别行政区行政长官崔世安先后回访中山。

值得注意的是，林郑月娥和崔世安都选择了中山市国家健康基地作为重要的考察地点之一，与健康基地的企业进行了深入交流。

紧接着，2018年7月，粤港澳大湾区生物医药产业创新发展中山峰会在中山市举办，“广东药科大学—香港大学创新平台”落户中山市国家健康基地。

种种迹象表明，在与香港、澳门的抱团合作上，中山健康医药产业跑在了前面。

中山生物医药的规模化发展轨迹，可以追溯到20多年前。1994年，国家科技部、广东省人民政府和中山市人民政府联合创办了国家健康科技产业基地，选址火炬开发区，是我国首个按国际认可的GLP、GCP、GMP和GSP标准建设的国家级综合健康产业园区，总规划面积13.5平方公里。经过多年发展，目前已经集聚了300多家企业，形成以生物医药、医疗器械、智慧健康、保健食品化妆品协同发展的产业集群格局，是全国首批创新型产业集群试点园区、国家新型工业化产业示范基地、国家现代服务业数字医疗产业化基地、建设有国家级科技企业孵化器。

依托高起点的平台，该产业获得长足发展。一个比较能体现中山健康医药产业地位的标志性事件是，全国医药卫生领域最高级别奖项“吴阶平医学奖”已在中山连续举办了10届。

高端峰会在中山举办的频率越来越频繁。今年4月，粤港澳大湾区中山生物医药产业高峰论坛在中山翠亨新区举办，这也释放出另外一个信号：布局生物医药产业，成为中山参与粤港澳大湾区建设前沿阵地——翠亨新区的重要建设内容。这也可以从论坛的规格窥见一二：本次论坛邀请了来自中国科学院药物创新研究院、香港科技大学等着名机构、科研院所、高校和药学领域国家重点实验室代表等近60位专家学者参加，为中山市乃至粤港澳大湾区生物医药产业发展开展战略研究，谋划未来发展布局。

随着中国科学院药物创新研究院中山研究院（华南分院）落户翠亨新区，随着中德（中山）生物医药产业园建设的推进，中山生物医药产业布局完成了东部组团镇区的全覆盖：火炬区国家健康科技产业基地、翠亨新区生物医药科技园和南朗镇华南现代中医药城。其中，火炬区国家健康科技产业基地重点发展生物医药、医疗器械创新研发和孵化加速、新一代信息技术与健康医药产业融合发展等领域，支持其向民众等镇区拓展，提升产业发展空间；翠亨新区生物医药科技园重点发展生物制药、医疗器械、制药装备等领域创新研发和产业化项目，依托高校科研院所建设高水平创新平台和研究机构；南朗镇华南现代中医药城重点发展现代中药、生物健康制品、医疗器械等领域。

发展趋势

与广深港澳抱团合作

从火炬开发区到翠亨新区，健康医药的“向东发展”，也是向珠江东岸城市协同创新的一个强烈信号。

中山与港澳健康产业界的合作由来已久。目前，包括联邦制药、雅柏制药、新意康生物科技、欧亚包装、启泰饮片等一批港资企业的落户，为中山经济发展作出重要贡献。此外，中山的本土医药连锁药店中智药业集团参芪口服液和石岐外感颗粒，也在香港完成了中成药标准注册，目前有10余个破壁饮片产品在香港完成食品出口注册。

2017年，健康基地产业园区企业金城医药与意大利多发公司以及香港利伟国际三方签约，将在中德（中山）生物医药产业园核心区域建设头孢类药物参比制剂研究及高品质头孢制剂产业化基地。

在粤港澳大湾区规划背景下，中山与香港合作创建国家级生物医药科技创新区的设想也引起了双方的重视。于中山而言，香港的医药监管体制机制、自由港功能、连接国际的作用，对于其争取在全球创新药同步应用、细胞免疫治疗等前沿医疗技术率先研究应用等政策上具有优势。利用中山的产业基础和香港的资源优势，可以将创新区打造成为世界级生物医药研发集聚区、国际生物医药产业基地、国际一流的高端医疗科技服务集聚区、深化合作创新示范基地及健康领域高层次的国际交流合作平台。根据计划，中山健康基地还将积极对接香港大学“生物医药国家重点实验室”、香港科技园等高端创新资源，依托中山孵化加速载体和产业园实现技术转化。

与此同时，与广州、深圳在生物医药领域的科研合作，也明显加快。

在与广州高校合作方面，与广东药科大学的互动最为典型。根据《广东省教育厅、中山市人民政府共建广东药科大学中山校区协议》，广东省教育厅、中山市政府批准了广东药科大学《省市共建总体规划》。按照规划，广东省教育厅、中山市政府将重点支持广东药科大学、香港大学与中山共建新型研发机构（科技企业孵化器及技术转移中心）、生物医药国家重点实验室中山分室。

在跟深圳对接方面，具有区位优势的翠亨新区先行一步——将深圳医疗器械产业园整体引进过来。

这个项目由深圳市医疗器械行业协会与中山国家健康基地联合开展，相关负责人透露，项目投资总额14.6亿元人民币。这个占地面积283亩的产业园，已被列入广东省“珠江西岸先进装备制造”重点项目，目前已经引入中科院上海药物研究所华南分所，按计划将在翠亨新区建设药物临床研究、药品安全评价、药品研发和大分子药物等产学研平台。

种种迹象表明，中山生物医药产业迎来了新的发展阶段。

■样本

从国家健康基地走出国门的“创新药”

今年3月，中山康方生物医药有限公司（以下称“康方生物”）宣布，其旗下子公司康方药业有限公司的抗PD-1/CTLA-4双特异抗体新药AK104在中国启动Ib/II期临床试验。

“这是继已完成在澳大利亚Ia期临床试验后，AK104项目取得的又一重大里程碑。”康方生物董事长、总裁兼首席执行官、博士夏瑜表示，“未来，康方生物还将启动多个针对多种恶性肿瘤的AK104单药以及AK104联合用药的临床研究，让全球的癌症患者获得中国制造的好药。”据悉，这是康方生物利用康方独特的Tetrabody双抗平台、自主研发的首款双抗产品，也是全球首个进入临床试验的PD-1/CTLA-4双特异抗体。

作为中山一家落户国家健康基地的生物制药公司，康方生物最广为业内所知的“战绩”是该公司研发的肿瘤免疫治疗单克隆抗体药物AK—107，该成果曾被国际巨头默沙东相中买下全球独家开发和销售权。2015年11月，康方生物与总部位于纽约湾区新泽西的默沙东就一项肿瘤免疫疗法的单克隆抗体药物AK107的研究、开发和推广达成合作。这个由康方生物在中国发现、用于肿瘤免疫治疗的免疫检查点阻断抗体，默沙东将获得其全球独家开发和推广权，康方生物则获得一笔前期付款，以及总价为2亿美元、涵盖开发和推广的阶段式付款。这项突破，也为国内的制药企业和初创企业走出“外包围墙”提供了一条参考路径。

中国创新型生物科技公司将完全自主研发的单克隆抗体新药授权给全球排名前5强的制药巨头，康方生物这一举动被业界视为“国产创新药在海外市场的新突破”。康方生物副总裁、首席运营官张鹏说，康方生物的成长和发展，与国际化的技术对接及合作视野密不可分：“继续通过与国内外制药企业多形式的战略合作，共同将自主研发的抗体新药从药物发现阶段快速推向市场。”

“立足国际化的创新道路，是康方生物一直坚持的方向。”自获得3亿元B轮融资后，康方生物主要在两大领域进行推进：新药临床和选址生产。在接下来的生产线设计、设备领域，旧金山湾区及纽约湾区生物制药领域的先进经验，将成为康方生物的借鉴对象。

■观察

从产业集聚到创新引领：

突破有数量缺力量的产业发展短板

健康医药产业是中山的一大优势产业。自1994年中山获批建设全国首个国家级健康科技产业基地以来，依托高起点的平台，该产业获得长足发展。一个比较能体现中山健康医药产业地位的标志性事件是，全国医药卫生领域最高级别奖项“吴阶平医学奖”已在中山连续举办了10届。

但另一个无法回避的事实是，包括健康医药产业在内，中山市现有创新平台级别不高，多为企业主导建立，以技术应用开发为导向，原始创新能力较弱。尽管从载体建设、企业集聚效果来看，中山已拥有国家健康科技产业基地、华南现代中医药城等国家、省级产业园，还建立起涵盖研发、中试、检验检测、成果转化等过程的产业创新与服务体系，聚集了诺华山德士、联邦制药、康方生物、明峰医疗等骨干企业，形成了涵盖生物制药、化学药、现代中药、医疗器械等多领域的产业集群，但缺乏具有较强原始创新能力、对高端人才和行业领军企业有强吸引力的重大创新平台。

根据统计数据，2017年，中山市健康医药产值约800亿元，距离“千亿”产业集群仍有一定距离。根据2018年8月中山市出台的《中山市健康医药产业发展行动计划》（2018-2022），到2022年全市健康医药产业规模达1200亿元，产值比2017年增加50%。

要实现这样的跨越，以技术应用开发为导向的产业发展模式显然显得相对薄弱。尤其是自中山实施组团发展战略以来，包括火炬开发区、翠亨新区、南朗镇在内的东部组团，其重点发展产业都瞄准了健康医药。那么，进入新一轮发展阶段，如何实现从“量变”到“质变”的产业版图，最核心的科创能力显然要跟上。

从世界湾区产业发展轨迹来看，无论是在纽约大都市圈还是旧金山湾区，健康医药产业都是政府最为重视的产业之一。比如，新泽西州有全美实力较强的健康医药产业，是纽约湾区东部地区的代表，以发展较为成熟的制药企业和医疗器械企业为主，超过100家世界500强企业在米德尔萨克斯郡设立工厂或各类型分支机构，其中新布伦斯维克被称为“健康城市”。在龙头企业的带领下，该市健康医药产业发达，催生出大批产业配套型中小企业，围绕健康、医疗发展起来的第三产业发达，同时拥有雄厚的科研创新实力——罗格斯大学正好位于美国1号公路“高科技走廊”的北端，这条走廊的南端则是普林斯顿大学，其串起的高校和科研机构在多个领域都具备领先水平。而地处旧金山湾区东北部奥克兰市，其健康医药产业也形成一定规模，这些生物科技公司不少源于硅谷，创新核心对周边地区的辐射带动作用明显。

而这些湾区城市发展能给中山带来的启示是，除了引进企业和搭建技术转化平台，做实健康医药等产业基础外，还有一个维度值得关注：引进相关专业领域在国内外排名靠前的高校、研究院所，在中山合作建设实验室、技术创新平台，集聚学界、业界前沿人才开展协同创新，推动行业最新最先进的研究论文转化成改进产品的新技术、新材料、新工艺。

从目前中山生物医药产业的发展趋势来看，依托国家健康基地呈现不断向东拓展的趋势：向内，在翠亨新区布局中德（中山）生物医药产业园和深圳医疗器械产业园、南朗镇发展华南现代中医药城等产业平台，抱团发展；向外，则积极与香港、澳门、广州、深圳等地的生物医药研发机构、产业进行对接，寻求协同创新发展、承接成果转化的新路径。

中山生物医药产业的“东移”布局，通过加快创新要素集聚，目标是形成科学研究、创新研发中试转化、总装测试、临床试验、示范推广为一体的生物医药全要素创新链。这将为深度融入珠江口的中山东部组团构建以生物医药为主导产业、以科技研发、成果转化为核心的完整产业链提供更有力的支撑。

■展望

集聚“小而活”企业

可为中山错位发展带来机遇

尽管中山生物医药产业取得了长足发展，而且从目前中山市所布局的重点产业和出台的政策扶持来看，这是被寄予厚望的一个新增长点：《中山市健康医药产业发展行动计划（2018—2022年）》提出，到2022年，中山实现健康医药产业总产值规模达到1200亿元。

有望成为中山下一个千亿级的新兴产业，生物医药产业目前在大湾区生物医药领域处于什么位置？对标港澳广深，中山又有哪些机会？在这场机遇中，最关键的发展要素是什么？

毋庸置疑，中山生物医药产业迎来新的机遇。但无论是从规模、体量还是从创新能力方面看，跟珠江东岸的香港、广州、深圳等城市相比，中山仍然显得薄弱。

从产业特色上看，深圳和广州在临床诊断、创新药、细胞治疗领域具有明显的优势，而中山目前在蛋白和抗体药研发、高端医疗设备等方面均有所涉及，但基础远不如广州、深圳。

“一方面跟产业积累有关，一方面也跟高校等创新资源的支撑作用有关。”广东中昊药业有限公司副总经理胡四进说，中山可以在承接成果转化、引入“小而活”的高成长性公司方面入手，把生物医药的产业集聚效果激发出来。

康方生物副总裁、首席运营官张鹏对此持有相同的看法。他认为，中山生物医药产业的机会，在于集聚更多的创新型企业。在这个过程中，利用政策、区位、配套等优势实现创新资源集聚，最为关键。

该观点也得到了康晟生物联合创始人、副总裁吴帆的认可。他认为，从体量、规模和创新能力方面，中山无法与香港、广州、深圳等珠江东岸城市相比，但中山可以从引入高成长性企业入手集聚起健康医药产业的上下游产业，如此才能起“势”。

张鹏认为，江苏和上海生物医药发展模式可以给中山提供经验，就是依托一线城市的创新资源，引入大量的高成长创新型企业，其最大的特点就是创新型企业非常多，规模不大，但科技含量高、成长迅速、潜力强。“如果这类企业在中山涌现，创新型的氛围就基本培养起来了，会有越来越多的要素往这里集聚。”

康方生物本身就是一个典型的创新型企业，几个有共同想法的人共同创业，利用自身的优势和技术背景去进行国际化的运作，经过A轮B轮融资，获得快速成长。该公司在短短几年时间内跻身国内排名前列的创新型生物制药公司，张鹏认为还有几个方面是比较重要的因素，首先是“要有人”：几个创业骨干都有比较丰富的经验，对国际前沿技术、研发趋势、行业动态都很了解，研发、管理人才有了，大家有一个共同的目标，就很容易做起来。第二个是“有项目”，大家以前在欧美都有参与一些国际大型药企的研发和管理，对行情有个精准的把握，选择的起点也比较高，就是坚持做创新型生物制药公司。

从港澳广深生物医药的发展经验来看，高校资源是一个非常大的依托，说到底还是人才，人才不仅能带来技术更新，最终还能带来产业更新。对于政府来说，政策红利不是只有资金扶持这种方式，给空间、给优惠、做好规划、完善配套、选好项目等等，也很重要。发展生物医药产业需要明确的定位，在产业规划过程中有针对性地出台政策引进优质项目，扶持有潜力的创新型企业发展。如此，创新的氛围浓厚起来以后，创新的土壤也会沉淀下来，为产业集聚提供养分。

③ 生物医用材料的研究主要针对哪些方面

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。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。
人类利用生物医用材料的历史与人类历史一样漫长。自从有了人类，人们就不断地与各种疾病作斗争，生物医用材料是人类同疾病作斗争的有效工具之一。追溯生物医用材料的历史，公元前约3500年古埃及人就利用棉花纤维、马鬃作缝合线缝合伤口。而这些棉花纤维、马鬃则可称之为原始的生物医用材料。墨西哥的印第安人（阿兹台克人）使用木片修补手上的颅骨。公元前2500年前中国、埃及的墓葬中就发现有假牙、假鼻、假耳。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿。文献记载，1588年人们就用黄金板修复颚骨。1775年，就有金属固定体内骨折的记载，1800年有大量有关应用金属板固定骨折的报道。1809年有人用黄金制成种植牙齿。1851年有人使用硫化天然橡胶制成的人工牙托和颚骨。20世纪初开发的高分子新材料促成了人工器官的系统研究的开始，人工器官的临床应用则始于1940年。由于人工器官的临床应用，拯救了成千上万患者的生命，减轻了病魔给患者及其家属带来的痛苦与折磨，引起了医学界的广泛重视，加快了人工器官研究步伐。目前可以说，从天灵盖到脚趾骨，从人体的内脏到皮肤，从血液到五官，除了脑以及大多数内分泌器官外，大豆有了代用的人工器官。依据生物材料的发展历史及材料本身的特点，可以将已有的材料分为三代，它们鸽子都有自己明显的特点和发展时期，代表了生物医用材料发展的不同水平。20世纪初第一次世界大战以前所使用的医用材料可归于第一代生物医用材料，代表材料有石膏、各种金属、橡胶以及棉花等物品，这一代的材料大都被现代医学所淘汰。第二代生物医用材料的发展是建立在医学、材料科学（尤其是高分子材料学）、生物化学、物理学及大型物理测试技术发簪的基础之上的。研究工作者也多由材料雪茄或主要由材料学家与医生合作来承担。代表材料有羟基磷灰石、磷酸三钙、据羟基乙酸、聚甲基丙烯酸羟乙基酯、胶原、多肽、纤维蛋白等。这类材料与第一代生物医用材料一样，研究的思路仍然是努力改善材料本身的力学、生化性能，以使其能够在生理环境下有长期的替代、模拟生物组织的功能。第三代生物医用材料是一类具有促进人体自修复和再生作用的生物医学复合材料，它以对生物体内各种细胞组织、生长因子、生长抑素及生长基质等结构和性能的了解为基础来简历生物医用材料的概念。它们一般是由具有生理“活性”的组元及控制载体的“非活性”组元所构成，具有比较理想的修复再生效果。其基本思想是通过材料之间的复合，材料与活细胞的融合，活体材料和人工材料的杂交等手段，赋予材料具有特异的靶向修复、治疗和促进作用，从而达到病变 组织主要甚至全部由健康的再生组织所取代。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。

④ 生物医学替代材料的研究是如何发展的

20世如御毁纪30年代，科学家开始研制一种新型材料，它不是用来建造房屋，而是用来“修补”我们的身体的，这种材料就是生物医学替代材料。对生物医学替代材料的研究在近20年拆肆内得到了飞速发展，已被渣备许多国家列为高新发展规划项目，并迅速成为竞争激烈的世界性高技术关键新材料的重要领域之一，对人类的健康生活和社会经济的发展，都具有重要的意义。

⑤ 生物医用材料的应用与发展前景

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。生物医用材料得以迅猛发展的主要动力来自人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。人口老龄化进程的加速和人类对健康与长寿的追求，激发了对生物医用材料的需求。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。
当代生物材料的发展不仅强调材料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，以使其在体内调动并发挥机体自我修复和完善的能力，重建或康复受损的人体组织或器官。结合南开大学俞耀庭教授的观点和2004年中国新材料发展报告，可以将目前国际上生物医用材料学科的最新进展和发展趋势概括如下： 组织工程是指应用生命科学与工程的原理和方法，构建一个生物装置，来维护、增进人体细胞和组织的生长，以恢复受损组织或器官的功能。它的主要任务是实现受损组织或器官的修复和再建，延长寿命和提高健康水乎。其方法是，将特定组织细胞种植于一种生物相容性良好、可被人体逐步降解吸收的生物医用材料（组织工程材料）上，形成细胞－生物医用材料复合物；生物医用材料为细胞的增长繁殖提供三维空间和营养代谢环境；随着材料的降解和细胞的繁殖，形成新的具有与自身功能和形态相应的组织或器官；这种具有生命力的活体组织或器官能对病损组织或器宫进行结构、形态和功能的重建，并达到永久替代。近10 年来，组织工程学发展成为集生物工程、细胞生物学、分子生物学、生物医用材料、生物技术、生物化学、生物力学以及临床医学于一体的一门交叉学科。
生物医用材料在组织工程中占据非常重要的地位，同时组织工程也为生物医用材料提出问题和指明发展方向。由于传统的人工器官（如人工肾、肝）不具备生物功能（代谢、合成），只能作为辅助治疗装置使用，研究具有生物功能的组织工程人工器官已在全世界引起广泛重视。构建组织工程人工器官需要三个要素，即种子细胞、支架材料、细胞生长因子。最近，由于干细胞具有分化能力强的特点，将其用作种子细胞进行构建人工器官成为热点。组织工程学已经在人工皮肤、人工软骨、人工神经、人工肝等方面取得了一些突破性成果，展现出美好的应用前景。
当前软组织工程材料的研究和发展主要集中在研究新型可降解生物医用材料，用物理、化学和生物方法以及基因工程手段改造和修饰原有材料，材料与细胞之间的反应和信号传导机制以及促进细胞再生的规律和原理，细胞机制的作用和原理等，以及研制具有选择通透性和表面改性的膜材，发展对细胞和组织具有诱导作用的智能高分子材料等方面。
当前硬组织工程材料的研究和应用发展主要集中在碳纤维/高分子材料、无机材料（生物陶瓷、生物活性玻璃）、高分子材料的复合研究。 纳米生物材料，在医学上主要用作药物控释材料和药物载体。从物质性质上可以将纳米生物材料分为金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒和生物降解性高分子纳米颗粒；从形态上可以将纳米生物材料分为纳米脂质体、固体脂质纳米粒、纳米囊（纳米球）和聚合物胶束。
纳米技术在90 年代获得了突破性进展，在生物医学领域的应用研究也不断得到扩展。目前的研究热点主要是药物控释材料及基因治疗载体材料。药物控释是指药物通过生物材料以恒定速度、靶向定位或智能释放的过程。具有上述性能的生物材料是实现药物控释的关键，可以提高药物的治疗效果和减少其用量和毒副作用。由于人类基因组计划的完成及基因诊断与治疗不断取得进展，科学家对使用基因疗法治疗肿瘤充满信心。基因治疗是导人正常基因于特定的细胞（癌细胞）中，对缺损的或致病的基因进行修复；或者导人能够表达出具有治疗癌症功能的蛋白质基因，或导人能阻止体内致病基因合成蛋白质的基因片断来阻止致病基因发生作用，从而达到治疗的目的。这是治疗学的一个巨大进步。基因疗法的关键是导人基因的载体，只有借助于载体，正常基因才能进人细胞核内。目前，高分子纳米材料和脂质体是基因治疗的理想载体，它具有承载容量大，安全性高的特点。近来新合成的一种树枝状高分子材料作为基因导人的载体值得关注。
此外，生物医用纳米材料在分析与检测技术、纳米复合医用材料、与生物大分子进行组装、用于输送抗原或疫苗等方面也有良好的应用前景。纳米碳材料可显着提高人工器官及组织的强度、韧度等多方面性能；纳米高分子材料粒子可以用于某些疑难病的介入诊断和治疗；人工合成的纳米级类骨磷灰石晶体已成为制备纳米类骨生物复合活性材料的基础。该领域未来的发展趋势是，纳米生物医用材料“部件”与纳米医用无机材料及晶体结构“部件”的结合发展，如由纳米微电子控制的纳米机器人、药物的器官靶向化；通过纳米技术使介入性诊断和治疗向微型、微量、微创或无创、快速、功能性和智能性的方向发展；模拟人体组织成分、结构与力学性能的纳米生物活性仿生医用复合材料等。 组织反应是指局部组织对生物医用材料所发生的反应。组织反应是机体对异物入侵产生的防御性反应，可以减轻异物对组织的损伤，促进组织的修复和再生。然而，组织反应本身也可能对机体造成危害。根据病理变化不同，可以分成以下两种反应：
1、以渗出为主的组织反应
多见于植入初期和植入材料的性质稳定等情况。以中性粒细胞、浆液、纤维蛋白原渗出为主。如植入物周围组织出现中性粒细胞聚集；长期植入的、稳定的材料周围，可由于纤维蛋白原的渗出而出现纤维囊。
2、以增生为主的组织反应
多见于植入物长期存在并损伤机体的情况。以巨噬细胞为主，也可见淋巴细胞、浆细胞和嗜酸性粒细胞，并伴有明显的组织增生，可逐渐发展为肉芽肿或肿瘤。
在使用生物医用材料的过程中，由组织反应引起的两种严重的并发症是炎症和肿瘤。炎症包括感染性炎症和无菌性炎症。感染性炎症可能是由于材料植入的过程中损伤组织，使病原体趁虚而入；也可能是由于植入物本身未经严格的消毒灭菌处理，成为了病原体的载体。无菌性炎症不是由于病原体侵入引起，而是由于影响机体内的炎症和抗炎系统的调节而引发的炎症反应。生物材料植入引起肿瘤是一个缓慢的过程，可能是由于材料本身释放毒性物质，也可能是由于材料的外形和表面性能所致。因此，在应用长期植入物之前，进行植入物的慢性毒性、致突变和致癌的生物学试验是十分必要的。 生物医用材料血液相容性包含不引起血液凝聚和不破坏血液成分两个方面。在一定限度内即使在材料表面张力的剪切作用下，对血液中的红细胞等有一定的破坏(即发生溶血)，由于血液具有很强的再生能力，随时间的推移其不利影响并不显着；而如果在材料表面有血栓形成，由于有累计效应，随着时间的推移，凝血程度越来越高，对人体造成严重的影响。因此，材料在血液中最受关注的是其抗凝血性能。材料与血液接触导致凝血及血栓形成的途径如图1所示。正常人体心血管系统内的血液保持液体状态，环流不息，并不发生凝固。当医用材料与血液接触时会引起血液一系列变化。首先是血浆蛋白在材料表面的吸附，依材料表面结构性能不同，在1分钟甚至几秒钟，在材料表面就会产生白蛋白和球蛋白以及各种蛋白质的竞争吸附，在生物材料表面形成复杂的蛋白质吸附层。当材料表面吸附球蛋白、纤维蛋白原时易于使血小板粘附表面，进而导致血小板变形聚集，引发凝血。蛋白表面也可引起红细胞的粘附。虽然红细胞在凝血中的作用仍然不十分清楚，但是如若红细胞发生细胞膜破裂，即出现溶血，红细胞释放的血红蛋白和二磷酸腺苷简称ADP(促血小板聚集物质)。它们可以引起血小板的粘附、变形和聚集，进而导致凝血。
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图1 凝血机制
抗凝系统包括抗凝和纤溶作用。抗凝作用主要是通过一些抗凝因子（如抗凝血酶Ⅲ、肝素）来实现。纤溶过程包括纤溶酶原转化为纤溶酶，纤溶酶降解纤维蛋白。血栓形成是常见的生物医用材料植入引发的局部血液循环障碍。内皮细胞的损伤、血流动力学的改变和血液的高凝状态，其中任何一个因素都可以导致血栓形成。完整的内皮细胞可以通过表达肝素样分子与抗凝血酶Ⅲ结合使IIa、Xa、IXa 失活，合成 PGI2、NO 、ADP 酶抑制血小板聚集及合成tPA 使纤维蛋白降解等作用抑制血栓形成。血流动力学的改变可以诱发血栓形成。正常血流是分层流动的，当血流减慢或层流被破坏时，血小板与内膜接触并激活，凝血因子也可以在局部聚集。当处于创伤、手术等情况时，血液的凝血系统亢进和（或）抗凝系统减弱也可导致血栓形成。 免疫系统是人体的“军队”和“警察”，它可以识别自己和非己。免疫系统的主要功能包括针对病原微异原分子免疫防御功能、针对自体衰老和病变细胞的免疫自稳功能和针对肿瘤细胞的免疫监视功能。免疫系统由天然免疫系统和获得性免疫系统组成。天然免疫系统包括肥大细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞、中性粒细胞和补体等。天然免疫系统可以早期识别、清除病原体，然而它对于病原体的识别不具有特异性。在受到病原体刺激后，再次接触病原体时能够针对性地做出反应的免疫系统成为获得性的免疫系统。获得性免疫系统又可分为由B 细胞介导的体液免疫和由T 细胞介导的细胞免疫。由于生物医用材料造成免疫系统的功能（包括免疫识别和反应程度）紊乱，可以发生以下免疫反应：
1、免疫抑制
由于有些生物医用材料造成免疫防御功能不足，使得机体抵抗病原微生物的能力降
低。
2、变态反应
由于有些生物医用材料造成免疫防御功能亢进，免疫反应过于强烈损伤人体。如残留乳胶、双酚A、丙烯酸添加剂等低分子量有机分子或单体。
3、自身免疫
由于有些生物医用材料造成免疫自稳功能亢进，免疫系统不能和识别自己和非己，对自体正常组织产生免疫反应。如聚四氟乙烯、聚酯等。 界面是一个有一定厚度（通常小于0.1μm）的区域，物质的能量可以通过这个区域从一个相连续地变化到另一个相。根据植入材料的不同，与生物体组织作用的界面可分为：惰性材料与生物体组织作用的界面和活性材料与生物体组织作用的界面。
1、惰性生物医用材料与生物体组织作用的界面惰性生物医用材料的特点是在生物体内保持稳定，几乎不参加生物体的化学反应。长期植入惰性材料，植入物与机体发生渗出性组织反应，其中以纤维蛋白原渗出为主，形成纤维包囊。如果材料无毒性物质渗出，包囊将逐渐变薄，淋巴细胞消失，钙盐沉积。这一类的材料有氧化铝、碳纤维、钛合金等。如果材料持续释放金属离子或有机单体等毒性离子，会促使局部组织反应迁延不愈，转变为慢性炎症。纤维薄膜逐渐变厚，淋巴细胞增多，钙盐沉积，可发展为肉芽肿，甚至肿瘤。
2、活性生物医用材料与生物体组织作用的界面活性生物医用材料可以与机体发生化学反应，与组织之间形成化学键。这里我们主要介绍表面活性生物医用材料与生物体组织作用的界面、可降解生物陶瓷与生物体组织作用的界面和杂化生物医用材料与生物体组织作用的界面。
(1)表面活性生物医用材料与生物体组织作用的界面：表面活性生物医用材料其表面成分与组织成分相近，能与组织结合形成稳定的结合界面。这种材料与组织亲和性好。如表面含羟基磷灰石的生物材料。
(2)可降解生物陶瓷与生物体组织作用的界面：陶瓷可在组织内释放组织所需的成分，加速组织的生长，并逐渐为新生的组织所取代。如β-磷酸三钙陶瓷可在体液中释放Ca2+、PO4
3+离子，促进骨组织的生长，并逐渐为之取代。
(3)杂化生物医用材料与生物体组织作用的界面：杂化材料由活体组织和非活体组
织复合而成。由于活体组织的存在是使材料的免疫反应减轻，使材料具有很好的相容性。
这类材料有各种人工材料与生物高分子的复合物，合成材料与细胞的复合物等。
3、界面理论及其研究方法
(1)界面润湿理论；主要研究液体对固体表面的亲和状况。材料植入首先是与由血浆、组织液组成的液体环境接触，所以材料与机体组织亲和性与液体与材料表面的润湿作用密切相关。一般通过研究固体表面润湿临界张力和液体在固体上的润湿角测定界面能。
(2)界面吸附理论；通过研究界面对水分子、各种细胞、氨基酸、蛋白质和各种离子的吸附作用，为材料界面改性提供参考。可以运用生物流变学的原理和方法，了解材料的形态表面对细胞吸附作用的影响。
(3)界面化学键合理论；理论上讲，植入物与人体组织同处于人体的内环境中，存在形成各种化学键的可能性。主要采用电子探针、电子能谱、质谱、核磁共振、拉曼光谱等分析界面元素及化合态。
(4)界面分子结合理论 植入材料由于的表面极性、表面电荷及活性基团不同，对人体组织的作用也存在差异。通过测量生物压电材料所产生的微电流，评价其对于细胞界面形成的影响。
(5)界面酸碱理论；由于界面细胞的生长与界面局部的酸碱度直接相关，所以可以通过研究界面酸碱度，了解并改善生物医用材料与组织的亲和性。在离体实验中，通常采取常规的pH 值测定法和纳米级超微电极测定界面pH 值。
(6)界面物理结合理论；植入体与人体组织的结合首先是物理结合，组织细胞通过微孔长入植入体以增加其结合强度。微孔的大小关系着组织细胞能否长入植入体，微孔的比率决定着植入体的强度。主要采用各种传感技术及光弹应力分析法、有限元计算分析法等测定界面结合强度与应力。
另外，界面研究方法还包括界面的形态学研究。主要通过透射电镜、扫描电镜及各种立体成像技术观察界面处的形态。 一般来讲，生物医用材料在体内首先与体液接触，通过水解作用，某些材料可能由高分子物质转变为水溶性的小分子物质。这些小分子物质经由血液循环，运输到呼吸系统、消化、泌尿系统，经呼吸、粪、尿的方式排出体外。在代谢的过程中，可能有酶参与其中。生物医用材料经过一系列的反应，可能完全降解由体内排出，也可能会有部分材料或其降解产物长期存在于人体内。生物医用材料在体内代谢的中间产物和终产物可能对人体有利也可能有害，因此对于材料在生物体内的代谢产物和途径的研究具有十分重要的意义。材料在体内的代谢受很多方面因素的影响，如材料本身的因素、植入环境的因素等。目前，材料在体内代谢的研究方法主要分为体外试验和体内试验。体外降解试验主要是在体外模拟体内的环境条件，从外形、力学性能、质量等方面进行评价。这种试验主要用于研究固体生物医用材料。体内试验主要是在动物体内进行。体内试验是将生物医用材料植入动物体内观察材料的改变。具体可以通过解剖、X 线、放射性标记示踪等方法。这种试验方法的优点是可以获得更接近人体的试验结果。

⑥ 读材料研究生，往生物医学材料方向发展怎么样本人本科读的材料物理，对化学太多记的东西反感，请问适合

生物医学差陵材料也需要记很多东西的，必竟是医学啊。最基础的：闷笑生物相容性，模拟体液等肯定是要涉及到的。医学方向要看你找的老板都有什么项目了。我我是南航的，我们主要做牙，骨骼，关节。转虚罩戚是肯定没有问题的。

⑦ 生物医学材料研究生就业前景

生物医学材料研究生就业前景如下：

生物医学材料研究生的就业前景是非常广阔的。随着科技的不则皮断发展，生物医学材料的研究也越来越受到人们的关注和重视。该专业毕业生可以从事医疗器械、生物医药、机械制造等方面的工作，涉及到的岗位有医疗器械研发工程师、生物化学工程师、检测研究员、医学设备销售员等哦。

3. 机械制造行业：生物医学材料研究生也可以在机械制造行业中从事医疗器械的制造、电子设备制造、机械设备制造等方面的工作，具有很好的就业前景和发展空间。所以，生物医学材料研究生的就业前景非常广阔，工作范围广泛，未来发展空间也很大，吸引着越来越多的人投身于这一领域，并取得了不俗的成绩。

⑧ 医用材料前景怎么样推荐高校有哪些

医用材料，现在听的比较多的应该就是成骨材料和靶向药物载体这两个方面。华南理工生物医用材料这方面是比较好的，其生物医学工程专业设在材料学院。有成骨材料方面的院士坐镇。其它学校的话，武大化学系张先正老师（长江）做的结肠癌靶向治疗。中科院上海硅酸盐所的施剑林老师（院士），做的是介孔二氧化硅靶向药物载体方面的工作。

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。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。

人类利用生物医用材料的历史与人类历史一样漫长。自从有了人类，人们就不断地与各种疾病作斗争，生物医用材料是人类同疾病作斗争的有效工具之一。追溯生物医用材料的历史，公元前约3500年古埃及人就利用棉花纤维、马鬃作缝合线缝合伤口。

而这些 棉花纤维、 马鬃则可称之为原始的生物医用材料。墨西哥的印第安人（阿兹台克人）使用木片修补手上的颅骨。公元前2500年前中国、埃及的墓葬中就发现有假牙、假鼻、假耳。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿。文献记载，1588年人们就用黄金板修复颚骨。1775年，就有金属固定体内骨折的记载，1800年有大量有关应用金属板固定骨折的报道。

⑨ 生物医学材料的基本要求是什么

生物医学材料是指一类具有特殊性能、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，其制成品都已经被广泛应用于临床和科研。

一、生物医学材料的分类

一般而言，临床医学对生物医学材料有以下基本的要求:无毒性，不致癌，不致畸，不引起人体细胞的突发和组织细胞的反应；与人体组织相容性好，不引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用；具有与天然组织相适应的物理机械特性；针对不同的使用目的具有特定的功能。根据物质属性，生物医学材料大致可以分为以下几种:

1、生物医学金属材料

医用金属材料（biomedical Metallic Materials）是作为生物医学材料的金属或合金，具有很高的机械强度和抗疲劳特性，是临床应用最广泛的承力植入材料，主要有钴合金（Co-Cr-Ni）、钛合金（Ti-6Al-4V）和不锈钢的人工关节和人工骨。镍钛形状记忆合金具有形状记忆的智能特性，能够用于矫形外科、心血管外科。

2、生物医学高分子材料

生物医学高分子材料（Biomedical Polymer）有天然的和合成的两种，发展最快的是合成高分子医用材料。通过分子设计，可以获得很多具有良好物理机械性和生物相容性的生物材料。其中软性材料常用作人体软组织如血管、食道和指关节等的代用品；合成的硬材料可以用作人工硬脑膜、笼架球形的人工心脏瓣膜的球形阀等；液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可以用作注入式组织修补材料。

3、生物医学无机非金属材料或生物陶瓷

生物陶瓷（Biomedical Ceramics）化学性质稳定，具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括两类:（1）惰性生物陶瓷（如氧化铝、医用碳素材料等），这类材料具有较高的强度，耐磨性能良好，分子中的键力较强。（2）生物活性陶瓷（如羟基磷灰石和生物活性玻璃等），这类材料具有能在生理环境中逐步降解和吸收，或与生物机体形成稳定的化学键结合的特性，因而具有极为广阔的发展前景。

4、生物医学复合材料

生物医学复合材料（Biomedical Composites）是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料，主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。其中钛合金和聚乙烯组织的假体常用作关节材料；碳—钛合成材料是临床应用良好的人工股骨头；高分子材料与生物高分子（如酶、抗源、抗体和激素等）结合可以作为生物传感器。

5、生物医学衍生材料

生物医学衍生材料（Biomedical Derived Materials）是经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医学材料，是无生物活力的材料，但是由于具有类似天然组织的构型和功能，在人体组织的修复和替换中具有重要作用，主要用作皮肤掩膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等。

二、全球生物医学材料市场主要产品

目前大量用于医疗器械（植入器械、体外循环系统等）的生物医学材料主要有20种，其中医用高分子12种，金属4种，陶瓷2种，其它2种。利用现有的生物医学材料，已开发应用的医用植入体、人工器官等近300种，主要包括:心脏和心血管系统（起搏器、心脏瓣膜、人造血管、导管和分流管等）；矫形外科（人工关节、骨板、骨螺钉等内固定器械、骨缺损填充或修复体、脊柱和脊柱融合器械、功能化模拟神经肌肉和人工关节软骨等）；整形外科（颅、颌面、耳、鼻等修复体和人工乳房等）；软组织修复（人工尿道、人工膀胱和肠、体内、外分流管、人工气管、缝线和组织粘合修补材料等）；牙科（牙种植体、牙槽骨替换、增高和充填剂等）；感觉神经系统（人工晶体、接触镜、神经导管、中耳修复体、经皮导线、重建听力和视力修复体等），及药物和生物活性物质控释载体等。

⑩ 生物医学材料就业前景

生物医学材料就业前景不错。

生物医学工程方向很多郑誉滚，不同的学校方向有差别，有的还和智能医疗大数据结合，喊余比如复旦大学的医学影像方向。北航偏人体力学，骨骼相关，北大医偏人体力学、医用材料、生物结构等，华科和上交方向比较多，人体力学、神经工学、医学影像、医用材料、医用精仪、智能医疗、生物结构、生物信号，华科更偏电子。东南大学生物医学工程号称第一，有三个方向虚轮，生物纳米材料，人体力学和神经工学复合，重庆大学材料方向名气大，浙大的医用精仪基本上属于电子了。纳米、材料方向比较坑，其它都不错，生物医学工程强校本科都差不太多，研究生选好方向。