2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫——醫(yī)用高分子材料的制備與性能研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在括號內(nèi)）1.下列哪種聚合反應(yīng)通常不會產(chǎn)生小分子副產(chǎn)物？（）A.自由基加成聚合B.陰離子聚合C.縮聚反應(yīng)D.開環(huán)聚合2.用于制備高強(qiáng)度、耐高溫醫(yī)用植入物的合成高分子材料，應(yīng)優(yōu)先考慮其具備哪種主要性能？（）A.優(yōu)異的生物相容性和可降解性B.良好的柔韌性和低彈性模量C.高拉伸強(qiáng)度、高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和高熱穩(wěn)定性D.易于加工成型和快速生物降解3.在醫(yī)用高分子材料中，交聯(lián)度主要影響材料的（）。A.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度B.溶解性能C.力學(xué)強(qiáng)度和生物降解速率D.透光率4.評價某材料長期植入體內(nèi)是否會引起不良免疫反應(yīng)，應(yīng)進(jìn)行哪種生物相容性測試？（）A.細(xì)胞毒性測試B.血管相容性測試C.急性全身毒性測試D.免疫原性測試5.3D打印技術(shù)在制備具有復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)的醫(yī)用組織工程支架方面具有優(yōu)勢，其核心原理依賴于（）。A.高分子材料的溶劑化B.高分子材料的固化與交聯(lián)C.高分子材料的逐層堆積與粘接D.高分子材料的熱塑變形6.醫(yī)用高分子材料表面親水性對其在體內(nèi)的（）有重要影響？A.血液凝固B.細(xì)胞附著與生長C.脂肪溶解D.機(jī)械強(qiáng)度7.制備用于藥物緩釋的醫(yī)用高分子載體時，通常需要考慮其（）。A.快速生物降解性B.與藥物的良好相容性和可控的釋放速率C.高溫穩(wěn)定性D.透明度8.下列哪種加工方法最適合制備形狀復(fù)雜、內(nèi)部有精細(xì)結(jié)構(gòu)的醫(yī)用高分子器件？（）A.擠出成型B.吹塑成型C.注塑成型D.泡沫成型9.某醫(yī)用高分子材料在體內(nèi)發(fā)生水解降解，這通常與其分子鏈中含有哪種化學(xué)鍵或基團(tuán)有關(guān)？（）A.碳碳雙鍵(C=C)B.酯基(-COO-)或酰胺基(-CONH-)（其中之一或兩者）C.苯環(huán)結(jié)構(gòu)D.苯乙烯基(-CH=CH-)10.為了提高醫(yī)用高分子材料的耐化學(xué)腐蝕性和耐熱性，常采用的方法是（）。A.引入親水基團(tuán)B.降低分子量C.增加交聯(lián)度D.進(jìn)行化學(xué)改性與交聯(lián)二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.醫(yī)用高分子材料必須滿足的基本要求包括生物相容性、__________、__________和化學(xué)穩(wěn)定性。2.高分子材料從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)或粘流態(tài)時的溫度稱為__________。3.通過改變高分子材料的分子量大小、分子結(jié)構(gòu)或引入功能性基團(tuán)來改善其性能的方法稱為__________。4.評價高分子材料力學(xué)性能最常用的指標(biāo)是__________和__________。5.用于制備人工關(guān)節(jié)等長期植入物的材料，通常需要具有良好的__________和低摩擦系數(shù)。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述自由基聚合反應(yīng)的基本過程。2.解釋什么是材料的交聯(lián)，并說明其對材料性能的影響。3.簡述醫(yī)用高分子材料需要進(jìn)行生物相容性評價的重要性。4.比較注射成型和擠出成型的特點(diǎn)及其在醫(yī)用材料制備中的不同應(yīng)用。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述醫(yī)用高分子材料的生物降解性與其在體內(nèi)應(yīng)用的關(guān)系，并舉例說明。2.結(jié)合醫(yī)用植入物的具體需求，論述材料的選擇應(yīng)考慮哪些關(guān)鍵性能指標(biāo)，并說明這些性能指標(biāo)是如何影響植入效果的。---試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.D5.C6.B7.B8.C9.B10.D二、填空題1.無毒性，降解性2.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)3.化學(xué)改性4.拉伸強(qiáng)度，模量5.穩(wěn)定性三、簡答題1.自由基聚合反應(yīng)的基本過程：聚合反應(yīng)通常由引發(fā)劑產(chǎn)生自由基，自由基進(jìn)攻單體分子鏈端的雙鍵或活性位點(diǎn)，引發(fā)鏈增長；鏈增長過程中，自由基不斷奪取單體活性原子，使鏈不斷延長；當(dāng)兩個自由基相遇或被終止劑捕捉時，聚合反應(yīng)終止，形成高分子聚合物。2.什么是材料的交聯(lián)及其對性能的影響：交聯(lián)是指高分子分子鏈之間通過化學(xué)鍵形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過程。交聯(lián)度越高，材料越硬，強(qiáng)度和模量越大，耐熱性和耐溶劑溶脹性增強(qiáng)，但韌性下降，加工性能變差。在生物醫(yī)用領(lǐng)域，適當(dāng)?shù)慕宦?lián)可以提高材料的力學(xué)強(qiáng)度和生物穩(wěn)定性。3.醫(yī)用高分子材料需要進(jìn)行生物相容性評價的重要性：醫(yī)用高分子材料直接接觸人體組織或血液，其安全性至關(guān)重要。生物相容性評價可以評估材料是否會引起人體產(chǎn)生急慢性毒性、炎癥反應(yīng)、免疫排斥、致癌、致畸等不良反應(yīng)，確保材料在體內(nèi)使用的安全性，是保障患者健康和醫(yī)療器械有效性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。4.注射成型和擠出成型的特點(diǎn)及其應(yīng)用：注射成型是將熔融狀態(tài)的高分子材料快速注入模具中，利用壓力使其填充模腔并冷卻固化成型。特點(diǎn)是可以成型形狀復(fù)雜、尺寸精度高的制品，生產(chǎn)效率高。常用于制備注射器、輸液管、塑料瓶、以及各種植入件（如人工關(guān)節(jié)、牙科修復(fù)體）。擠出成型是將熔融狀態(tài)的高分子材料連續(xù)通過模頭，擠出形成具有恒定截面形狀的型材。特點(diǎn)是可以連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，常用于制備電線電纜包覆層、管道、片材、薄膜、以及醫(yī)療用管材（如輸液管、輸血管）。四、論述題1.醫(yī)用高分子材料的生物降解性與其在體內(nèi)應(yīng)用的關(guān)系，并舉例說明：生物降解性是指材料在體內(nèi)特定環(huán)境（如水、酶）作用下，能夠逐步分解為小分子物質(zhì)并被人體代謝或吸收的特性。其與體內(nèi)應(yīng)用的關(guān)系取決于醫(yī)療器械的使用需求：*可降解應(yīng)用：對于需要暫時存在于體內(nèi)然后自行消失的醫(yī)療器械，如可吸收縫線、藥物緩釋支架、組織工程支架等，生物降解性是關(guān)鍵要求。材料需在完成其功能（如固定組織、緩慢釋放藥物）后，按設(shè)計(jì)速率降解，最終被身體吸收或排出，避免永久性異物殘留帶來的并發(fā)癥。例如，聚乳酸（PLA）可降解材料用于制作可吸收縫線。*不可降解應(yīng)用：對于需要長期甚至永久支撐、固定或替代人體組織的植入物，如人工關(guān)節(jié)、心臟瓣膜、骨釘板等，則要求材料具有優(yōu)異的生物相容性和不可降解性，以確保長期的穩(wěn)定性和功能。例如，鈦合金和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）因其良好的生物相容性和耐磨性，常用于制備人工關(guān)節(jié)。因此，材料是否可降解及其降解速率，是決定其能否以及如何應(yīng)用于體內(nèi)的重要考量因素。2.結(jié)合醫(yī)用植入物的具體需求，論述材料的選擇應(yīng)考慮哪些關(guān)鍵性能指標(biāo)，并說明這些性能指標(biāo)是如何影響植入效果的：選擇醫(yī)用植入材料時，需綜合考慮多種關(guān)鍵性能指標(biāo)以確保其安全性和有效性：*生物相容性：這是首要指標(biāo)，要求材料與人體組織、血液長期接觸不產(chǎn)生免疫排斥、毒性、致敏、致癌等不良反應(yīng)。良好的生物相容性是植入物成功的基礎(chǔ)，直接影響患者的安全和對治療的接受度。*力學(xué)性能：植入物需承受生理載荷，因此材料必須具備足夠的強(qiáng)度、剛度、韌性等，以抵抗彎曲、壓縮、剪切等應(yīng)力，避免斷裂或變形，維持其結(jié)構(gòu)性功能。例如，人工關(guān)節(jié)材料需有足夠的耐磨性和抗疲勞性。*表面性能：材料表面性質(zhì)影響細(xì)胞附著、生長和組織整合。理想的表面應(yīng)具有良好的生物活性，如親水性或特定的化學(xué)信號，以促進(jìn)骨整合或軟組織附著，減少植入物松動和感染風(fēng)險。*化學(xué)穩(wěn)定性與耐生物降解性（針對永久植入物）：材料需在生理環(huán)境下穩(wěn)定，不易降解、腐蝕或釋放有害物質(zhì)。對于需要長期存在的植入物，如人工骨骼、支架等，不可降解性是必需的，以保證植入物的長期穩(wěn)定支撐。*尺寸穩(wěn)定性與耐磨損性：材料在體內(nèi)應(yīng)保持穩(wěn)定的尺寸和形狀，避免因尺寸變化導(dǎo)致功能失效。同時，對于活動部件（如關(guān)節(jié)），材料需具備優(yōu)異的耐磨損性，防止磨損顆粒產(chǎn)生導(dǎo)致無菌性松動和全身性炎癥反應(yīng)。*滅菌兼