2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——聚合物材料在生物學(xué)中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.下列哪種天然高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性，常被用作組織工程支架或藥物載體？A.聚苯乙烯B.聚丙烯腈C.殼聚糖D.聚氯乙烯2.在藥物遞送系統(tǒng)中，利用聚合物材料將藥物包裹或嵌入其中，其主要目的之一是提高藥物在體內(nèi)的什么特性？A.溶解度B.穩(wěn)定性C.代謝速率D.消化率3.下列哪種聚合物降解方式通常被認為是生物相容性較好的？A.酸性水解B.光氧化降解C.酶促降解D.堿性水解4.用于制備人工血管的聚合物材料，通常需要具備哪些重要特性？（請選擇兩個正確選項）A.良好的血液相容性B.高的機械強度和彈性模量C.快速的生物降解D.易于加工成型5.兩親性嵌段共聚物（如PLA-PEG-PLA）在水溶液中自組裝形成膠束，其主要驅(qū)動力是？A.離子鍵B.范德華力C.整體熵增D.共價鍵6.在基因遞送領(lǐng)域，聚合物納米粒作為載體需要具備什么能力才能有效保護核酸分子并促進其細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移？A.高度的疏水性B.可生物降解性C.良好的核糖核酸酶抵抗性D.金屬離子交聯(lián)能力7.水凝膠作為一種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料，其在生物學(xué)中一個重要的應(yīng)用是模擬細胞外基質(zhì)環(huán)境，這主要是因為它具有？A.高導(dǎo)電性B.高孔隙率和良好的滲透性C.高熔點D.高硬度8.對于用于長期植入體內(nèi)的聚合物生物材料，其長期生物安全性評價需要重點關(guān)注哪些方面？（請選擇兩個正確選項）A.急性細胞毒性B.慢性炎癥反應(yīng)C.體內(nèi)降解產(chǎn)物毒性D.材料與周圍組織的整合能力9.在生物傳感器中，聚合物材料有時被用作固定化酶或抗原/抗體的載體，其主要優(yōu)勢在于？A.提供導(dǎo)電通路B.增強生物分子的穩(wěn)定性C.調(diào)節(jié)傳感器的響應(yīng)時間D.降低傳感器的制備成本10.3D生物打印技術(shù)中常用的聚合物材料，需要具備哪些特性以形成穩(wěn)定的支架結(jié)構(gòu)？（請選擇兩個正確選項）A.快速固化能力B.適當?shù)恼扯菴.優(yōu)異的生物活性D.良好的力學(xué)性能二、填空題（每空1分，共15分）1.聚乳酸（PLA）是一種常見的可生物降解合成聚合物，根據(jù)其酯鍵位置不同，可分為______和______兩種異構(gòu)體。2.衡量聚合物材料生物相容性的常用體外評價方法是______實驗和______實驗。3.利用聚合物包裹藥物形成的納米粒，可以通過______效應(yīng)實現(xiàn)靶向遞送，提高治療效果。4.在組織工程中，聚合物支架材料需要具備合適的孔隙結(jié)構(gòu)，以利于______、______和______。5.水凝膠根據(jù)其交聯(lián)方式可分為______水凝膠和______水凝膠兩大類。6.兩親性嵌段共聚物的親水段（如PEG）通常用作“Stealth”效應(yīng)基團，目的是降低納米粒在體內(nèi)的______。7.聚合物材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，從______到______均有涉及。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述聚合物材料生物相容性的含義及其評價需要考慮的主要方面。2.比較天然聚合物材料（如殼聚糖）和合成聚合物材料（如聚乳酸）在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的主要優(yōu)缺點。3.簡述聚合物水凝膠作為藥物遞送載體的主要優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)。4.解釋什么是兩親性嵌段共聚物的自組裝，并說明其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個潛在應(yīng)用。四、論述題（10分）結(jié)合具體的聚合物材料實例，論述聚合物材料在組織工程再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用潛力和面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.A,B5.C6.C7.B8.B,C9.B10.B,D二、填空題1.L-聚乳酸,D-聚乳酸2.體外細胞毒性,體外過敏反應(yīng)3.主動靶向或被動靶向4.細胞粘附,細胞增殖,營養(yǎng)物質(zhì)滲透5.化學(xué)交聯(lián),物理交聯(lián)6.免疫原性7.藥物遞送,組織工程,生物傳感器等（答案需包含應(yīng)用領(lǐng)域）三、簡答題1.生物相容性含義：指聚合物材料與生物體（如細胞、組織、體液）接觸時，能夠維持機體生理功能，不引起嚴重的局部或全身不良反應(yīng)，并能與生物組織穩(wěn)定共存或整合的能力。評價方面：主要包括細胞毒性（急性、慢性）、致敏性/致過敏性、致肉芽腫性、遺傳毒性、植入反應(yīng)（炎癥、纖維化）、體內(nèi)降解產(chǎn)物毒性、與體液的相容性（如血液相容性）等。2.天然聚合物優(yōu)點：通常具有良好的生物相容性、可生物降解性、來源廣泛、易于功能化修飾；缺點是力學(xué)性能可能較差、批次間差異較大、易受酶降解影響（特定條件下）。合成聚合物優(yōu)點：力學(xué)性能可設(shè)計調(diào)控、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、純度高、可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)、易于精確控制結(jié)構(gòu)；缺點是可能生物相容性較差、生物降解性可能不佳（或降解產(chǎn)物有毒性）、成本可能較高。3.水凝膠優(yōu)勢：①優(yōu)異的吸水和保水能力，可模擬細胞外基質(zhì)環(huán)境；②三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可提供細胞生長的附著和遷移空間；③可通過調(diào)節(jié)交聯(lián)度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)控制藥物釋放；④易于實現(xiàn)功能化；⑤形態(tài)多樣。水凝膠挑戰(zhàn)：①力學(xué)性能通常較差，難以滿足長期植入需求；②缺乏與周圍組織的有效結(jié)合（整合性）；③大分子物質(zhì)（如蛋白、核酸）的滲透性可能受限；④長期體內(nèi)穩(wěn)定性及降解行為控制。4.自組裝含義：指兩親性嵌段共聚物分子在適宜的溶劑或介質(zhì)中，依靠分子內(nèi)相互作用（如疏水作用、氫鍵）自發(fā)形成有序聚集體的過程，形成如膠束、囊泡、液晶等結(jié)構(gòu)。潛在應(yīng)用：利用自組裝形成的膠束等納米載體可以用于藥物遞送，其表面可以修飾以提高靶向性、延長循環(huán)時間，內(nèi)部核心可以包裹疏水性藥物，實現(xiàn)控釋或響應(yīng)性釋放。四、論述題論述要點：1.應(yīng)用潛力：*作為細胞支架：提供三維結(jié)構(gòu)支持細胞粘附、增殖、分化和遷移，模擬天然ECM，引導(dǎo)組織再生。例如，利用PCL、PLA、殼聚糖及其復(fù)合材料制備支架。*可控藥物/生長因子遞送：將治療藥物或生長因子負載于聚合物支架或通過水凝膠等載體緩釋、控釋，提高療效，減少副作用。例如，將骨形成蛋白（BMP）負載于PLA支架用于骨再生。*組織工程器官/組織構(gòu)建：結(jié)合細胞、生物活性分子和智能響應(yīng)性聚合物材料，構(gòu)建具有功能的組織或器官替代物。*可穿戴/植入式生物器件：利用具有生物相容性和傳感功能的聚合物開發(fā)用于監(jiān)測生理參數(shù)或治療疾病的生物器件。2.面臨挑戰(zhàn)：*力學(xué)性能匹配：天然組織具有復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境，現(xiàn)有合成聚合物支架的力學(xué)性能（強度、彈性模量、韌性）往往難以完全匹配，易發(fā)生失敗。*血管化問題：大塊組織工程construct的生存依賴于有效的血管化，如何促進新生血管生成是巨大挑戰(zhàn)。*細胞來源與擴增：適合組織工程的種子細胞來源有限，高效、安全的細胞擴增和存儲技術(shù)有待改進。*生物相容性與長期安全性：需確保材料在長期體內(nèi)環(huán)境中保持穩(wěn)定，無毒性、無免疫排斥反應(yīng)，降解產(chǎn)物需安全可控。*規(guī)模化與標準