医学生物学论文【生物医学材料应用研究现状与发展论文（共6篇）】

生物医学材料应用研究现状与发展论文（共6篇）

一、生物医学材料研究现状 （一）金属生物材料 在医学领域中，医学金属材料是较早采用的，且应用材料非常广泛， 包括不锈钢材料、钛合金材料等等。其中，不锈钢材料具有较强的耐腐蚀性，因 此应用效果非常好。由于人体内为较为复杂的电解环境，随着316L不锈钢的应用， 解决了这一问题，但是，却不具备生物相容性。钛合金具有良好的耐腐蚀性和生 物相容性，具有一定的生物材料强度。钛合金的抗拉强度介于500兆帕至1100兆 帕之间，使钛合金的弹性与人体的骨骼弹性更为接近，以使材料植入到人体后， 与人的骨骼更为匹配。

（二）高分子生物材料 医用高分子材料的出现，使得医用材料可以用于对损伤的人体器官以 修复，以增强器官的恢复功能。目前所使用的医用高分子材料分为可生物降解和 非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入人体后，可以降解被为对人 体无毒无害的CO2、H2O等对人体不会产生刺激性的物质。可生物降解的高分子 材料可以是胶原蛋白或者纤维蛋白等等天然材料，也可以是聚乳酸等人工合成高 分子材料。非降解的高分子材料属于是惰性的高分子材料。聚乳酸在医学生用于外科缝合线和药物释放的载体。由于其具有可降解性能，当伤口愈合后，就会被 人体组织吸收。聚乳酸可以在降解的过程中，将药物释放到人体中，使药物发挥 作用。

（三）復合生物材料 复合生物材料用于医学领域中已经获得了长足发展，但是，由于材料 植入人体后，会对人体的生理环境产生抵抗力，因此会存在一些问题有待进一步 研究。目前医学领域中所采用的复合生物材料包括有三类，即生物陶瓷复合材料、 金属基医用复合材料和高分子复合材料。生物陶瓷复合材料植入到生理环境中后， 并不会产生毒性反应，且具有良好的生物活性和生理环境相容性。金属基医用复 合材料在医学领域中应用，金属具有单一的生物活性，可以采用生物涂层技术， 以提高金属表面的耐磨性和生物相融合。高分子复合材料是一种接近人体自然骨 骼的高分子复合材料。人体骨骼本身就是一种层状的复合材料，采用这种复合材 料替代，虽然可以起到治疗作用，但是其韧性明显要低于人体自然骨骼。

（四）无机非金属生物材料 无机非金属生物材料具有良好的化学稳定性和生物相容性，主要包括 生物活性陶瓷和惰性的无机材料。生物活性陶瓷材料主要用于关节、牙齿等等的 硬组织修复。但是，该种材料不会与人体的活体组织结合，从而影响治疗效果。

惰性的无机材料以医用碳素材料为主。该种材料具有较高的耐磨性，韧性和强度 都非常高，特别是具有良好的抗疲劳性，可以与人体自然骨骼相匹配。骨骼损伤 者选择这种材料可以获得良好的治疗效果[2]。此外，医用碳素材料在人体的生 理环境中并不会产生毒副作用，良好的化学稳定性和人体亲和性，且具有抗血栓 性和抗溶血性。如果对患者执行人工心脏瓣膜手术，医用碳素材料是优先选择的 材料。

二、生物医学材料研究的发展趋势 生物医用材料的发展进程中，从简单的结构模仿发展为组织诱导再生， 使生物医用材料的单一性能逐渐向综合性能发展。简单的结构与外观的仿制，向 智能化仿生发展，使材料的应用已经与现代的医疗技术融合，并共同发展。根据 目前医学领域的发展程度，生物医用材料的研究空间还很大，并会涉及到多种学 科，包括材料学、工程学、控制论以及生物技术等等，这些学科都会对生物医学 的发展产生推动作用。特别是各种新技术、新方法的应用，将生物技术引入到智能化发展的思路，使生物材料不再局限于实验室研究，而会在临床上得以广泛应 用，以为医疗做出贡献。

结论 综上所述，生物医学材料属于是交叉学科，为材料学和医学等等多种 学科相互结合而形成。作为一门应用于医学领域的新兴学科，所研制的是用于医 学组织工程领域的各种新型的人工材料。根据技术含量的不同，生物医学材料可 以被划分为金属生物、高分析生物、复合生物和无机非金属生物材料。随着生物 医学材料研究的发展，使得生物医用材料智能化发展。

作者：张博文 第2篇：生物医学材料的应用现状及发展前景 引言 生物医学材料是一种毒副作用较小，生物相容性比较好的具有特殊性 能和特殊功能的一种医用材料，它对人的生命，组织器官是无害的。它的发展是 以提升人类卫生健康水品，疾病治疗，医疗保健为目的一种生物材料。生物医学 材料主要以生物高分子材料，生物陶瓷材料，生物医学复合材料及生物金属材料 和生物医学衍生材料为主。现如今生物医学而材料已经广泛应用于医学领域和科 研领域。

一、生物医学材料的分类 1、医用高分子材料 所谓生物医学材料领域中发展最好的领域，医用高分子材料自改革开 放以来就发展非常迅速，现如今医用高分子材料已经研究出了许多性能量好，应 用广泛的制成品。医用高分子材料有很大的便利之处是原材料比较容易获取，加 工制成品比较简单，而且研究发现人体大部分组织器官的软组织部位，比如血管， 呼吸道等都是由高分子材料构成，这一特点使得医用高分子材料的应用越来越受 到人们的重视。

2、生物陶瓷材料 生物陶瓷材料也可以因为其化学组成而被叫做生物无机非金属材料，它也是具有大部分生物医学材料共有的生物特性，它是一种具有很好的生物相容 性，与医用高分子材料相比生物陶瓷材料化学性质极其稳定。从性能上来讲，生 物陶瓷材料与生物体具有高度亲和性，毒副作用非常小，也很少与生物体产生免 疫排斥反应。由于生物陶瓷材料的这些良好特性，近年来也逐渐被研究开发，现 已经普遍受到关注。生物陶瓷材料可以分为惰性生物陶瓷和生物活性生物陶瓷。

每类生物陶瓷材料都逐渐被广泛利用。

3、医用金属材料 生物金属材料顾名思义具有很强的机械强度，因为这种材料的组成主 要是金属或者合金，它的化学组成决定了此种材料具有很好的抗疲劳特性。钛合 金和钴合金就是被广泛使用在临床上为人所熟知的医用类金属材料，另外还有不 锈钢。它们三者常作为植入材料，主要运用于骨和牙等硬组织的替换。比较常用 在临床上的是贵重金属例如金，银和铂，当然一些常见材料比如铁、镁及铜等都 有应用于临床试验上，只是这些金属的生物特性不是很好，因此尚未受到专家认 可。

4、生物医学复合材料 生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料混合而成，比如现运 用于临床的一些生物传感器就是由高分子材料结合生物高分子形成的。另外，人 工骨头也可以有碳和钛复合而成。

5、生物医学衍生材料 生物医学衍生材料是将生物组织进行特殊处理形成的，虽然它已经不 具有生物活性，但是由于它有着天然生物相同的构型因而在人体修复和替换的过 程中成功率比较高。

二、生物医学材料的应用现状 生物医学材料作为一项发展迅速的高新技术产业，它的发展已经受到 全世界的普遍关注。现如今随着分子材料和人造器官的广泛使用，生物医学材料 交叉着诸多学科成为创新材料的重要组成部分。生物医学材料的运用虽然在亚洲 地区发展较快，但目前还主要在经济发达国家具有竞争优势。发达国家现已逐步 形成生物材料工业体系，创新材料制成产品比较多，每年的销售额也非常巨大， 甚至可以达到药物市场的销售额。目前，主要的生物材料产品中具有代表性的有：人工器官、人工关节、人工股骨头都是运用生物医学材料来替代的。

三、生物医学材料的发展前景 生物医学材料作为新技术革命中高新技术产业，将成为国民经济发展 的一个重要驱动力。就我国而言，人口众多、人口老龄化、交通拥挤及卫生医疗 状况需要改善的国情来讲，人们在生活水平不断提高的同时对医疗保健的要求越 来越高，同时对行业创新的提升具有迫切需求。生物医学材料工业体系解决了众 多疾病难题，促进了医疗水平和提高了疾病治疗成功率。现如今，国家已经充分 认识生物医学材料的廣大发展前景，并投入大量资金用于技术研究、仿制到创新。

在全区，如今生物医学材料的发展已经能够与汽车行业在经济发展中的地位相比， 销售市场和销售额大幅度扩增。

四、结语 综上所述，生物医学材料具有如此强大的经济竞争实力，具有极大的 发展前景。我国这场新技术革命中不仅面临国内设施条件的制约，而且被发达国 家的材料工业体系所发展的巨大市场所冲击着。我国争取在新技术革命中能够占 一席之地，必须加大对生物材料的研究和运用，从仿制到创新，加强知识产权的 保护的同时也要积极向发达国家学习，迅速转化成产业成果，重点突破，追踪生 物材料的前沿，形成竞争优势。在国家的重点关注和支持的情况下，生物医学材 料这种高新技术产业即将在中国迅猛发展。

作者：杨彤 第3篇：探索高分子材料在生物医学领域中的应用 上世纪50年代，我国展开了对人工器官的研究，并经过50多年的发展 取得了很大成就。聚乙烯、聚丙烯、硅橡胶等都是医用高分子中常用的材料，而 常见的医用高分子大约有1000多个品种规格，其制品主要包括医用高分子、医疗 器械制品和人工器官三大类。另外，医用高分子材料在医学生有着独特的功效， 因而受到学者们的广泛关注和重视，发展前景十分广阔，并迅速成为当前发展较 快的新型材料之一。

医用高分子材料用于医学领域中的主要包括：药用高分子材料、人体 功能替代或修复高分子材料和高分子医疗器材及制品等。下面我们详细的介绍一 下高分子材料在人体功能替代或修复中的作用，并对医用高分子材料在未来的发展趋势与发展状况进行一定的研究、探讨。

1高分子材料在人体功能替代或修复中的运用 高分子材料运用到人体功能替代或修复中的主要目的是替代、修复人 体内受损的组织或器官，从而恢复其原有的功能。其中用到高分子材料的主要包 括部分功能修复材料、人工器官材料、组织工程材料等。

1.1部分功能修复材料 在对人体缺少的一部分功能的器官或组织进行修复，如为了恢复听觉 功能，制造的人工耳朵；
在矫正视力的过程中，制造的人工角膜、人工晶体等；

还有假肢、人工乳房等都需要用到高分子材料。另外，部分功能修复材料一般都 有利于改善患者的生活质量，并不会危害到人的生命健康。另外，不同的组织或 器官所使用的高分子材料也不同，如隐形眼镜所采用的材料一般包括聚甲基丙烯 酸8一羟乙酯一甲基丙烯酸戊酯、聚甲基丙烯酸B一羟乙酯等；
人工角膜则包括 聚甲基丙烯酸酯类、硅橡胶等；
而人工晶状体则包括可用聚甲基丙烯酸酯类等。

1.2人工器官材料 为了治疗病患，我们需要对人体的一些组织或器官进行替代性治疗， 并将人工脏器引入人体系统，从而发挥原有器官的功能，促进人体系统功能的正 常运行。植入人体内的永久性人工脏器主要包括人工气管、人工血管、人工食道 等。另外，手术过程中还还有一些暂时性的人工脏器，如人工心脏、人工肝脏和 人工肾脏等，起到替代使用的作用。通过不断的提高高分子材料制作过程中的血 液相容性、抗细菌粘附性和抗凝血性等，确保制造出来的人工心脏瓣膜、人工血 管等能够很好的接触血液，减少感染现象的发生。

1.3组织工程材料 高分子材料在组织工程材料中的应用，有利于改善、维持或恢复研制 生物代用品的功能，加强对正常和病理的哺乳类组织的结构-功能关系的了解。

通过对生命科学规律的了解和运用，充分发挥组织工程的作用，开发新型智能修 复材料，主动激发、诱导人体组织器官再生修复的功能。在设计该材料的过程中， 需要有机结合人工材料和活体组织，确保组织细胞表面的特殊位点能够与配合基 发生作用，进一步提升组织细胞分裂和生长的速度，从而促进周围组织细胞生长 为预想功能，达到修复人体组织和器官的功能的目标。2对医用高分子材料未来的发展方向的展望 高分子材料在医学领域内广泛的应用，并取得了很大的成就。但目前 的技术还无法满足人们的需求，还无法提高人工脏器替换病变脏器的成功率，所 以我们需要对医用高分子材料的发展方向进行一下详细的研究。

首先，高分子材料会广泛应用于药物中。随着人们生活质量的不断提 高，人们对药品质量也有了更高的要求，如要求药品稳定、高效、毒副作用小等。

高分子材料一般具备无毒、无副作用、水溶性好、不会产生异变等特点。因此， 我们需要将高分子材料应用到现代药物中，如制作缓释药物的载体、高分子材料 的药物等。另外，高分子药物相比低分药物而言，几乎没有副作用，并且可以缓 释药物的浓度，具体治疗人體制定的部位。所以，高分子材料在药物这一行业中 具有很大的发展前景，其作用不可替代。其次，高分子材料将会广泛的应用于医 疗器械中。高分子材料中的聚酯、硅橡胶等都具有一定的矫形作用，在假肢制造、 整形外科等领域中都发挥着很大的作用。最后，未来的医用高分子材料应用范围 将进一步扩大，其发展趋势将以聚氨酯、聚硅氧烷、聚烯烃为主，开发满足生物 相容性和血液相容性的材料，发展便携带的小型化人工器官装置以及开发医疗器 械、人工脏器和控制生育所用的材料等。

3结语 医用高分子材料的广泛应用，有利于促进医疗水平的进步，不断的完 善医用材料，充分发挥其在医学领域中的作用。综上所述，我们可以发现，加快 对医用高分子材料的开发和研究是目前医学领域中最重要的任务之一。

作者：王昱超 第4篇：全球生物医学材料市场研究分析 一、前言 2010年全球生物医学材料市场规模达320.9亿美元，主要应用项目包 含骨科应用、心血管应用、整型外科应用、肠胃科应用、泌尿科应用、伤口照护 应用及其他应用等。在材料应用方面，主要区分为金属类原料、陶瓷类原料、高 分子聚合物原料、骨材类原料及其他类原料。本论文将针对全球生物医学材料市 场、产品应用市场及原料市场作分析研究。二、全球生物医学材料市场现况及趋势 生物医学材料在2010年的全球市场规模达320.9亿美元，年增长率为 10.8%。在2013年预期将可达471.8亿美元，2010年至2013年的年复合增长率 （CAGR）可达到13%以上。

就市场需求面而言，主要市场增长动能来自于欧、美、日等国家老年 人口数目提升及慢性疾病问题逐渐增加，对于人工关节等骨科应用及心脏支架等 心血管应用的需求持续攀升，预期未来市场将仍维持稳定成长趋势。就市场供给 而言，由于全球生医材料的应用范围逐渐扩增，越来越多厂商投入新式生医材料 的研发以及既有产品的技术改良，例如：生物可吸收材料、生物可兼容材料、电 解研磨技术等。另一方面，由于市场上对于体内兼容性高及排斥性低的生医材料 产品接受度逐渐提升，在新产品及创新技术改良下的生医材料产品也将是促使市 场需求提升及市场规模扩大的主要增长动能。

三、全球生医材料主要应用产品市占率分析 目前全球生医材料应用产品大致可区分为七大类，包含：骨科应用、 心血管应用、整型外科应用、肠胃科应用、泌尿科应用、伤口照护应用及其他应 用等。

目前生医材料应用产品以骨科应用及心血管应用产品为最大宗，分别 占全球生医材料市场的37.5%及36.1%，其次则以伤口照护及整形外科为主，约 占全球生医材料市场的9.6%及8.4%。

骨科应用产品方面，目前以人工重建骨骼材料为最大应用市场，约占 骨科材料应用市场的31.4%，其中主流产品为人工膝盖及人工髋关节；
其次则为 骨骼生物活性材料，约占23.0%，其主流产品为骨移植片、去矿化骨间质（DBM） 以及促进骨骼形成蛋白（BMP）等产品。未来人工重建骨材及骨骼生物活性材料 将仍然为主流产品，在动态固定技术及骨髓移植技术逐渐成熟下，脊椎手术应用 产品将会是具成长潜力的产品。在心血管应用产品方面，目前以心导管支架 （CardiacStents）为最主要产品，约占心血管应用市场50.4%，其次则为周边血 管导管移植、血管通路装置（VAD）以及心跳节律器（Cardiacpacemaker），各 占心血管应用市场的18.4%、13.6%及12.1%。未来全球在心导管支架及血管移植 手术的生医材料需求将持续成长，对于采用胶原蛋白原料或生物可兼容之聚合物 合成产品将会是未来具发展潜力的生医材料应用产品。在伤口照护应用方面，外科止血剂应用仍为主要应用市场，约占伤口 照护应用市场的54.5%，其次为人工皮肤及组织内密合材料之应用，各别约占伤 口照护应用市场的21.8%及14.3%。未来在奈米材料、凝胶及负压治疗等技术的 提升下，伤口照护生医材料将可更广泛使用在创伤及慢性疾病之溃烂伤口治疗。

四、全球生医材料原物料市场分析 目前全球生医材料的原料种类可区分为五大类，金属类原料、陶瓷类 原料、高分子聚合物原料、骨材原料、其他生医材料零组件及混和材料等。

就全球生医材料原料市场而言，2010年市场规模约319.51亿美元，较 2009年增长10.8%，其中金属类原料是目前全球生医材料使用比率最高的原料项 目，约占生医材料的原料市场总的36.2%；
其次为陶瓷类原料及高分子聚合物原 料，各别约占24.7%及23.7%。最具成长潜力的原料项目为高分子聚合物原料， 年复合增长率达使用比率最高的原料项目，约占生医材料的原料市场总值的 35.3%，但市场占有率有逐渐下滑趋势，取而代之的将会是高分子聚合物原料及 陶瓷类原料，各约占25%及24%。在趋该势不变下，未来高分子聚合物原料在2015 年后将会逐渐成为生医材料的主流原料项目。

五、结论 全球人口老化已是不变的趋势，骨骼关节修复、心血管疾病所带来的 心血管治疗器材、手术时所使用的伤口护理用品以及修护老化肌肤所需的医学美 容等产品将在这一趋势下逐渐受到重视。生医材料厂商为了满足市场需求，不但 提升产品线的完整性，提供多元化产品或单一类别多项应用产品外，厂商也开始 朝原料端的新技术发展，开发出与人体免疫系统兼容性高的材料或直接由人体吸 收的材料，使消费者在使用产品后不至于产生排斥性或需要再进行手术等过程。

未来生医材料市场发展，在产品方面将从产品应用量的开发逐渐朝产 品应用质量的开发进行，在材料方面将从可用性逐渐朝兼容性及安全性发展。国 际生医材料厂商的经营策略已逐渐朝这方面发展。

作者：梁日杰 第5篇：等待东风的生物医学材料产业始自20世纪中叶的信息技术革命让全球的信息产业飞速发展，迅速成 长为各国的支柱性产业，极大地促进了世界经济的发展，许多专家惊呼全球已经 进入了信息经济时代。进入21世纪后，以高新技术产业为代表的新经济仍在高速 发展，但此时经济发展表现出更大的多样性，经济增长热点也层出不穷。在全球 众多经济增长热点中，生物医学材料产业的发展尤其引人注目。

1生物医学材料界定 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。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(BiomedicalMetallicMaterials)。医用金属材料是 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-6A1-4V)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(BiomedicalPolymer)。生物医学高分子材料有 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(BiomedicalCeramics)。生物 陶瓷这类医用材料化学性质稳定，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(BiomedicalComposites)。生物医学复合材料是 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(BiomedicalDerivedMaterials)。生物衍生材料是 经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医学材料，经过处理的生物衍生材料是 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。

随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物医学材料已成为各国科学 家竞相研究和开发的热点。有专家指出，当代生物医学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医学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成为21世纪世界经济的一个支柱产业。

2全球生物医学材料市场的发展 2.1全球生物医学材料市场上的产品组成情况 生物医学材料应用广泛，全世界仅高分子材料在医学上应用的就有90 多个品种、1800余种制品，西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%～ 20%的速度增长。随着现代科学技术的发展尤其是生物技术的重大突破，生物材 料的应用将更加广泛。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，以使其在体内调动并发 挥机体自我修复和完善的能力，重建康复受损的人体组织或器官。

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)，以及药物和生物活性物质控释载体等。

2.2全球生物医学材料产业市场规模 随着人口老龄化以及中、青年创伤增加和新技术的注入，近几年全球生物医学材料产业市场规模快速扩张。1997年全球生物医学材料市场总额为1040 亿美元，至2001年增长至2200亿美元左右，4年间市场规模翻了一番多，平均每 年增长20%左右(见图1)。

从市场的绝对规模来看，全球生物医学材料市场保持了较高的增长速 度，然而，从相对额来看，可以发现全球生物医学材料市场的增长速度是逐年递 减的(图2)，4年间，增长速度下降了一半多。

在接下来的几年中，全球生物医学材料市场仍然会保持较快的增长， 预计到2005年全球市场规模将会超过3200亿美元(图3)。

2.3全球生物医学材料市场分布及变化趋势 有数据显示，美国2000年花费在骨骼、肌肉系统损伤和疾患修复及治 疗方面的费用达到1万亿美元，占其GDP的比重超过12%。医疗卫生费用中医疗 器械占10%左右。可见美国不仅是信息技术大国，同时也是生物医学领域举足轻 重的国家。

事实也是如此，1997年至2001年，美国生物医学材料市场占有全球生 物医学材料市场的半壁江山。其中，1997年美国生物医学材料市场额为609亿美 元，占有全球生物医学材料市场的份额高达58.6%(图4)，之后，这个比重逐年下 降，至2001年这个比重下降为44%(图5)。

2001年，尽管美国生物医学材料市场绝对额(889亿美元)仍处于世界 领先地位，但它占全球份额的比重已经不足50%。这反映了生物医学材料市场正 在由一家独占的局面向分散化的方向发展。预计至2005年，美国生物医学材料在 全球市场中的份额可能会进一步下降为35%左右，而美、日、欧三地区以外的其 他地区所占份额将可以上升至30%左右。

3我国生物医学材料市场 生物医学材料是近30年来发展起来的一类高技术新材料，它在国外已 经历了较快的发展，有专家预测生物医学材料产业必将成为全球重要的新经济增 长点。然而我国生物医学材料产业发展却不如人意，未来发展前景也不容乐观。

3.1国内生物医学材料需求强劲，生产能力低下近几年，我国国内生物医学材料市场一直保持着较高的增长速度。国 家科技部资料表明，1996至2000年间，我国生物医学材料市场需求年均增长率达 到27%，比全球生物医学材料市场的增长速度高出10个百分点。其中生物医学材 料的制品市场增长更加迅猛，例如我国2000年人工关节替换年增长率高达30%， 远高于美国同期的4%。而且，仅"九五"期间国家的"复明计划"就创造了每年5万 套人工晶体的市场需求。目前国内每年消耗接入人体内的导管1亿多条，而且需 求量增长十分迅速。改革开放以后，我国GDP增长速度一直走在世界前列，人们 生活质量显著提高，整形、整容等正在兴起；
计划生育对生物医学材料市场的需 求仍在高速增长；
心脏和血管系统修复材料等一直保持着高速增长的势头。

与快速增长的市场相比，我国国内生物医学材料的生产却不容乐观。

目前，我国国内生物医学材料生产充其量只能说处于初级阶段，产值占全球份额 不足千分之五，而且，据业内人士介绍，我国生物医学材料生产能力增长缓慢， 1996年至2001年间，我国生物医学材料产值的年均增长率只有2%左右(图6)。国 内生物医学材料与国外同类产品相比，存在4个突出问题：仿制多，缺乏自主知 识产权；
销售价格低，但档次和质量也低；
生产企业规模普遍偏小，难以形成规 模效应；
研发投入少，产品技术含量较低。

3.2外商大批涌入，国内企业面临巨大压力 根据国家医药局资料统计，1995年至1997年的短短3年间，在华注册 的生物医学材料产品和厂商分别增长了约25倍和20倍，进口的生物医学材料注册 商品品种达1350多种，注册的国外厂商达到580多家。而据最新资料显示，目前 我国生物医学材料技术含量高的产品90%都依靠进口。另外我国已经加入世界贸 易组织，根据我国加入世贸组织的某些协议，我国生物医疗领域内的进口关税将 大幅降低，因而，对于规模普遍偏小、竞争力较弱的我国生物医学材料生产企业 而言，失去了关税政策的保护，将会面临更加严峻的竞争局面。量大价昂的进口 生物医学材料产品不仅加重了国家和个人的医疗费用负担，而且严重威胁到我国 这一行业的生死存亡。

外商的大批涌入，不仅带来了大量占有国内生物医学材料市场的产品， 同时也纷纷在我国国内开展专利战、商标战等知识产权方面的战争。2000年底， 我国注册生产的生物医学材料及制品只有53种，包括：一次性输液(血)器具11种， 医用导管9种，金属植入物6种，齿科材料10种，血液透析器3种，其他生物材料 及制品14种。这与国际医疗器械生产公司在我国注册生产、销售的300多个品种 相比，更显我国生物医学材料生产企业面临着十分窘迫的境地。3.3提升我国生物医学材料产业竞争力的建议 (1)确立重点开发产品 作为硬组织修复材料的主体，复合材料受到广泛重视，它具有强度高、 韧性好的特点，目前已经广泛临床使用。通过将具有不同性能材料复合，可以有 效解决材料的强度、韧性及生物相容性问题，是生物材料新品种开发的有效手段。

目前研究较多的是合金、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。这些生物材料应该作为我国今后重点开发的产品。

另外，血液净化材料的研究和临床应用在日本和欧洲已成为生物材料发展的热点， 而我国在这一研究领域具有一定实力，研究水平居于世界前列，但临床应用不够， 应予以加强。而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有着良好的应用前景，也需要加 强开发力度。

(2)构建生物医学材料产业技术创新体系 以生物医学材料企业为技术创新主体，充分发挥科研院所、大专院校 的技术创新骨干作用，实行产、学、研结合，结合学科齐全、队伍精干、人才结 构合理的生物医学材料科研和新产品开发队伍，构建开发有自主知识产权的生物 医学材料高新技术产品。

(3)加强对外合作与交流 一方面要积极参加国际间的技术交流与合作，学习国外先进的技术和 管理经验，及时掌握生物医学材料技术在国际上发展前沿状况和趋势。积极引进、 消化、吸收国外先进技术，强化"产品国际化"意识，在新产品开发上要紧紧跟随 乃至超越国际潮流，增强我国生物医学材料产品的竞争力，缩小与发达国家之间 的差距。

(4)充分利用资本市场解决资金瓶颈问题 与我国大多数高新技术产业类似，我国生物医学材料产业也面临着发 展资金不足的问题，这个问题不解决，提升我国生物医用材料产品国际竞争力的 目标就很难实现。在当前情况，可以采取下列措施：充分利用股票市场帮助我国 生物医学材料企业筹集资金；
鼓励生物医学材料企业发行企业债券；
创造良好的市场氛围，吸引外国资本和民间资本进入生物技术领域；
通过风险资本筹集资金。

作者：罗宁 第6篇：碳纳米材料在生物医学中的应用 碳纳米材料是近年来的研究热点，随着人们对碳纳米材料研究的深入， 其在生物医学领域的应用也在拓展，本书综述了在碳纳米材料在生物医学中的应 用前景、研究进展以及面临的主要挑战。

第1部分介绍了碳纳米材料在生物医学中的应用，含第1-11章：1.碳纳 米材料在生物医药中的应用前景，基于纳米柱、纳米金刚石以及纳米炸弹的物理 化学性质，2.作为药物载体的碳纳米材料；
3.功能性碳纳米材料在光热疗法、细 胞毒性以及药物传递中的应用；
4.具有特殊结构的碳纳米管在生物医药中的应 用；
5.水溶性的阳离子型富勒烯衍生物的光动力治疗；
6.基于碳纳米管场发射X 射线的微焦点计算机断层扫描技术在医学成像中的应用；
7.义齿基托材料：纳米 管/聚合丙烯酸甲酯复合树脂；
8.石墨烯在生物医学中的应用；
9.仿生石墨烯纳米 传感器；
10.功能性碳纳米点在生物医学中的应用；
11.纳米金刚石材料在生物医 学中的应用。第2部分介绍了纳米科技在生物医药方面的应用：从碳纳米材料到 仿生体系，含第12-18章：12.三维碳纳米結构的仿生工程；
13.Janus纳米结构在生 物医药中的应用；
14.蛋白质纳米图案构筑；
15.水溶胶粘合剂的仿生设计：从化 学到应用，16.利用仿生膜测量脂质双分子层的渗透率；
17.用于药物检测的荧光 纳米传感器；
18.仿生表面细胞工程。

本书的第一作者MeiZhang是美国CaseWesternReserveUniversity的研 究人员，主要从事碳纳米材料方面的研究，在Science等国际顶级期刊发表过多篇 论文。本书可作为生物医药工程以及材料科学与工程等相关专业研究人员的参考 书。

作者：王兆刚