2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——生物材料在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不是對(duì)生物材料在再生醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的基本要求？A.生物相容性B.易于加工成型C.生物可降解性D.具備一定的力學(xué)強(qiáng)度2.在骨組織工程中，用于構(gòu)建三維骨組織的支架材料，其主要功能是？A.直接承擔(dān)生理負(fù)荷B.持續(xù)緩釋藥物C.提供細(xì)胞附著、增殖和分化的微環(huán)境D.阻止血管長(zhǎng)入3.殼聚糖作為一種天然生物材料，其主要優(yōu)點(diǎn)不包括？A.生物相容性好B.具有良好的生物可降解性C.可在酸性環(huán)境下溶解D.力學(xué)性能優(yōu)異，適合長(zhǎng)期植入4.3D生物打印技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)中的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.生產(chǎn)成本極低B.能夠精確構(gòu)建復(fù)雜的三維組織結(jié)構(gòu)C.材料種類(lèi)選擇非常有限D(zhuǎn).適用于大規(guī)模快速生產(chǎn)5.對(duì)于需要長(zhǎng)期穩(wěn)定存在的植入物，應(yīng)優(yōu)先選擇哪種類(lèi)型的生物材料？A.可快速降解的生物材料B.不可降解的生物材料C.降解速率可控的生物材料D.天然生物材料6.細(xì)胞治療中，生物材料通常被用作？A.直接替代受損組織B.增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的功能C.作為細(xì)胞的載體和保護(hù)劑，引導(dǎo)細(xì)胞歸巢或發(fā)揮功能D.阻止細(xì)胞凋亡7.生物材料表面化學(xué)性質(zhì)對(duì)其在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用具有重要影響，主要體現(xiàn)在？A.影響材料的力學(xué)模量B.影響細(xì)胞的粘附、增殖和分化行為C.決定材料的生物可降解速率D.增加材料的生物相容性8.水凝膠類(lèi)生物材料在再生醫(yī)學(xué)中應(yīng)用廣泛，其突出特點(diǎn)是？A.高度的剛性和力學(xué)強(qiáng)度B.優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性C.具有類(lèi)似細(xì)胞外基質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和良好的水合能力D.不可生物降解9.促進(jìn)組織再生過(guò)程中血管化的重要策略包括？A.使用高模量的剛性材料B.避免細(xì)胞因子釋放C.提供促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移的微環(huán)境及信號(hào)分子D.減少材料的生物相容性10.下列哪項(xiàng)不屬于生物材料在再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)？A.如何精確控制材料的降解速率與組織再生同步B.如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本、標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)C.如何確保材料在長(zhǎng)期體內(nèi)環(huán)境中的絕對(duì)安全性D.如何讓材料具備更復(fù)雜的智能響應(yīng)功能二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線(xiàn)上）1.生物材料必須具備良好的______和______，才能在體內(nèi)安全有效地發(fā)揮作用。2.常見(jiàn)的天然生物材料包括膠原、殼聚糖、______和海藻酸鹽等。3.在組織工程支架設(shè)計(jì)中，需要考慮材料的______、______和孔徑結(jié)構(gòu)等因素。4.智能生物材料是指能夠?qū)w內(nèi)的______或______做出響應(yīng)，并產(chǎn)生特定功能的材料。5.生長(zhǎng)因子等生物活性物質(zhì)的遞送是生物材料在再生醫(yī)學(xué)中的一項(xiàng)重要應(yīng)用，要求材料具備良好的______和______。三、名詞解釋?zhuān)啃☆}4分，共16分）1.生物相容性2.組織工程3.生物可降解性4.細(xì)胞粘附四、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共18分）1.簡(jiǎn)述天然生物材料與合成生物材料在再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的各自?xún)?yōu)勢(shì)和局限性。2.簡(jiǎn)述生物材料作為組織工程支架需要滿(mǎn)足哪些基本功能要求。3.簡(jiǎn)述生物材料表面改性在提高其生物功能性方面可以采取哪些策略。五、論述題（10分）結(jié)合當(dāng)前研究進(jìn)展，論述3D生物打印技術(shù)為個(gè)性化再生醫(yī)學(xué)治療帶來(lái)了哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.D4.B5.B6.C7.B8.C9.C10.D二、填空題1.生物相容性生物安全性2.明膠3.力學(xué)性能降解性能4.化學(xué)物理5.緩釋特定響應(yīng)三、名詞解釋1.生物相容性：指生物材料植入或與生物體接觸時(shí)，能夠引起宿主組織、器官或細(xì)胞產(chǎn)生可接受或期望的生理反應(yīng)（如無(wú)免疫排斥、無(wú)毒性、無(wú)致癌性等），并能維持其預(yù)定功能的能力。2.組織工程：是一門(mén)新興的交叉學(xué)科，旨在利用生命科學(xué)與材料科學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物力學(xué)等學(xué)科的知識(shí)，構(gòu)建具有特定功能的組織或器官替代物，或通過(guò)誘導(dǎo)、調(diào)節(jié)宿主自身組織再生來(lái)實(shí)現(xiàn)修復(fù)目標(biāo)。3.生物可降解性：指生物材料在生物體內(nèi)，能夠在一定時(shí)間尺度內(nèi)被酶或體液中的化學(xué)因素逐漸降解、水解或礦化，最終分解為小分子物質(zhì)并被機(jī)體吸收、代謝或排出體外的能力。4.細(xì)胞粘附：指細(xì)胞膜表面的粘附分子與細(xì)胞外基質(zhì)或其它細(xì)胞表面分子之間的特異性或非特異性結(jié)合，是細(xì)胞與外界環(huán)境相互作用的第一步，也是細(xì)胞實(shí)現(xiàn)附著、遷移、增殖、分化和功能發(fā)揮的基礎(chǔ)。四、簡(jiǎn)答題1.優(yōu)勢(shì)與局限性：*天然生物材料：優(yōu)勢(shì)在于良好的生物相容性、生物功能性（如天然模板、促粘附信號(hào)）、易于降解。局限性在于力學(xué)性能可能不足、批次間差異大、純度不高、可能存在免疫原性或病毒風(fēng)險(xiǎn)、來(lái)源受限、難以精確控制結(jié)構(gòu)和性能。*合成生物材料：優(yōu)勢(shì)在于化學(xué)結(jié)構(gòu)明確、可精確控制分子量、組成和結(jié)構(gòu)、性能可設(shè)計(jì)、易于規(guī)?；a(chǎn)、純度高、穩(wěn)定性好、降解行為可控。局限性在于可能生物相容性較差（需表面改性）、生物功能性相對(duì)較弱（需模擬或負(fù)載信號(hào)分子）、長(zhǎng)期體內(nèi)安全性數(shù)據(jù)可能不足、成本可能較高。2.生物材料作為組織工程支架的功能要求：*生物相容性：無(wú)毒、無(wú)免疫原性、無(wú)致癌性，能與宿主組織和諧共存。*生物安全性：材料本身及其降解產(chǎn)物在體內(nèi)是安全的。*生物可降解性：降解速率應(yīng)與組織再生速度相匹配，最終降解產(chǎn)物無(wú)害。*適宜的力學(xué)性能：能提供必要的力學(xué)支撐，維持植入初期的形態(tài)穩(wěn)定，并能逐漸被新生組織替代。*良好的孔隙結(jié)構(gòu)：具備足夠的孔隙率和孔徑分布，有利于細(xì)胞的粘附、增殖、遷移、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的傳輸和廢物的排出。*表面化學(xué)特性：表面化學(xué)組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)能促進(jìn)細(xì)胞粘附、增殖、分化和特定功能的實(shí)現(xiàn)，可進(jìn)行表面改性以引入生物活性分子或改善細(xì)胞識(shí)別。3.生物材料表面改性策略：*物理方法：如等離子體處理、紫外光照射、激光處理等，可以改變材料表面化學(xué)組成、粗糙度和能態(tài)。*化學(xué)方法：如表面接枝、涂覆、化學(xué)修飾等，引入特定的官能團(tuán)、聚合物或生物活性分子（如RGD肽、生長(zhǎng)因子），以調(diào)節(jié)表面親疏水性、電荷、粘附性及生物信號(hào)。*自組裝方法：利用生物分子（如蛋白質(zhì)、多肽、DNA）或合成分子在表面自組裝形成特定的微結(jié)構(gòu)或化學(xué)圖案，以引導(dǎo)細(xì)胞行為。*微納結(jié)構(gòu)制備：通過(guò)模板法、刻蝕法等制備表面微納圖案（如條紋、孔洞），影響細(xì)胞在表面的遷移和排列。五、論述題3D生物打印技術(shù)為個(gè)性化再生醫(yī)學(xué)治療帶來(lái)了顯著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。機(jī)遇：*高度個(gè)性化定制：能夠根據(jù)患者的具體解剖結(jié)構(gòu)、病理特征和生理需求，利用患者自身的細(xì)胞或脫細(xì)胞基質(zhì)等生物材料，打印出具有患者特異性尺寸、形狀和功能的組織或器官替代物，實(shí)現(xiàn)真正意義上的按需定制。*復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)建：能夠精確控制細(xì)胞、生長(zhǎng)因子和細(xì)胞外基質(zhì)的spatialorganization，構(gòu)建具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)、血管化網(wǎng)絡(luò)和細(xì)胞類(lèi)型分化的組織，這是傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的。*加速藥物篩選與疾病模型構(gòu)建：可用于構(gòu)建與患者來(lái)源組織特征相似的體外模型，用于藥物篩選、毒性測(cè)試和疾病機(jī)制研究。*促進(jìn)組織再生研究：為研究細(xì)胞-材料-微環(huán)境相互作用提供了強(qiáng)大的平臺(tái)，有助于深入理解組織再生過(guò)程。挑戰(zhàn)：*材料科學(xué)限制：缺乏足夠種類(lèi)、性能穩(wěn)定、易于打印且生物相容性?xún)?yōu)異的生物墨水材料，特別是能夠有效支持多種細(xì)胞類(lèi)型長(zhǎng)期存活和功能的材料。*打印精度與速度：提高打印精度、控制細(xì)胞存活率、實(shí)現(xiàn)更快的打印速度仍是技術(shù)難點(diǎn)，尤其是在打印含有多種細(xì)胞類(lèi)型或需要精細(xì)血管化的復(fù)雜組織時(shí)。*規(guī)?；a(chǎn)與成本：目前3D生物打印技術(shù)成本較高，規(guī)模化生產(chǎn)流程尚未成熟，難以廣泛應(yīng)用于臨床。*