2025年大學(xué)《生物科學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——生物材料工程技術(shù)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、名詞解釋?zhuān)款}3分，共15分）1.生物相容性2.組織工程3.生物可降解材料4.3D生物打印5.細(xì)胞治療二、填空題（每空1分，共20分）1.生物材料在再生醫(yī)學(xué)中可作為_(kāi)_________、__________和__________。2.常見(jiàn)的天然高分子生物材料包括__________、__________和__________。3.為了提高材料的生物相容性，常常需要對(duì)材料進(jìn)行__________處理。4.在骨組織工程中，理想的支架材料應(yīng)具備__________、__________和__________等特性。5.水凝膠因其良好的__________和__________，在細(xì)胞/藥物遞送和組織修復(fù)中應(yīng)用廣泛。6.自組裝材料在再生醫(yī)學(xué)中可用于構(gòu)建__________或作為_(kāi)_________。7.納米生物材料在靶向遞送藥物和調(diào)控細(xì)胞行為方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。8.3D生物打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)__________的精確構(gòu)建，為個(gè)性化組織器官修復(fù)提供了可能。9.將基因治療與生物材料結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)__________的定點(diǎn)釋放和高效轉(zhuǎn)染。10.生物材料在再生醫(yī)學(xué)臨床轉(zhuǎn)化過(guò)程中必須滿足嚴(yán)格的__________和__________要求。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1.簡(jiǎn)述生物材料生物相容性的評(píng)價(jià)主要包括哪些方面。2.與傳統(tǒng)合成材料相比，天然高分子生物材料在再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有哪些優(yōu)勢(shì)與局限性？3.闡述生物材料作為組織工程支架需要滿足的基本功能要求。4.解釋什么是智能生物材料，并列舉至少兩種在再生醫(yī)學(xué)中具有應(yīng)用前景的智能材料類(lèi)型。5.生物材料在促進(jìn)血管化方面可以采取哪些策略？6.簡(jiǎn)述生物材料在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)之一，并簡(jiǎn)要說(shuō)明應(yīng)對(duì)思路。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述水凝膠在皮膚組織修復(fù)和藥物遞送中的應(yīng)用原理及其關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素。2.選擇一種你感興趣的生物材料類(lèi)型（如生物陶瓷、合成聚合物、水凝膠等），結(jié)合其在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例，詳細(xì)論述該材料的作用機(jī)制、優(yōu)缺點(diǎn)以及未來(lái)的發(fā)展方向。3.隨著生物制造技術(shù)的發(fā)展，你認(rèn)為未來(lái)生物材料與再生醫(yī)學(xué)的結(jié)合將呈現(xiàn)哪些新的趨勢(shì)或面臨哪些新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)？請(qǐng)結(jié)合具體技術(shù)（如3D生物打印、微流控技術(shù)等）進(jìn)行闡述。試卷答案一、名詞解釋1.生物相容性：指材料植入或接觸生物體時(shí)，能夠引起適宜的宿主反應(yīng)，不引起嚴(yán)重的免疫排異、毒性反應(yīng)或植入失敗，并能與周?chē)M織和諧共處的性能。**解析思路：*考察對(duì)核心概念“生物相容性”基本定義的理解，強(qiáng)調(diào)其與宿主反應(yīng)的適宜性及組織的和諧共存。2.組織工程：一種結(jié)合了細(xì)胞、生物材料和生物活性因子，在體外或體內(nèi)構(gòu)建具有特定功能的組織或器官，或?qū)κ軗p組織進(jìn)行修復(fù)、替代或再生的一門(mén)交叉學(xué)科。**解析思路：*考察對(duì)組織工程定義的理解，關(guān)鍵在于其整合了細(xì)胞、材料、因子，并以構(gòu)建、修復(fù)或再生組織器官為目標(biāo)。3.生物可降解材料：指在生物體內(nèi)，能夠在一定時(shí)間尺度內(nèi)被酶或體液逐漸降解、轉(zhuǎn)化為可吸收或無(wú)害產(chǎn)物的生物材料。**解析思路：*考察對(duì)“生物可降解”核心特征的理解，強(qiáng)調(diào)其在體內(nèi)的降解過(guò)程、方式和最終產(chǎn)物特性。4.3D生物打?。豪蒙锬鳛椤按蛴〔牧稀?，通過(guò)3D打印技術(shù)，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的數(shù)字模型，在細(xì)胞水平上精確構(gòu)建三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)的生物組織或器官的技術(shù)。**解析思路：*考察對(duì)3D生物打印技術(shù)的核心要素（生物墨水、數(shù)字模型、細(xì)胞水平、三維結(jié)構(gòu)）的理解。5.細(xì)胞治療：通過(guò)采集、處理、擴(kuò)增或修飾特定的細(xì)胞，并將其移植到患者體內(nèi)，以修復(fù)、替換或再生受損組織、器官，從而達(dá)到治療疾病目的的一種療法。**解析思路：*考察對(duì)細(xì)胞治療基本概念的理解，包括核心操作（采集、處理、移植）和最終目標(biāo)（修復(fù)、替換、再生）。二、填空題1.模板支架、細(xì)胞/藥物載體、組織替代物**解析思路：*考察對(duì)生物材料在再生醫(yī)學(xué)中主要功能的掌握，需了解其作為物理支撐（模板）、傳輸媒介（載體）和功能替代（替代物）的三種基本角色。2.膠原、殼聚糖、透明質(zhì)酸**解析思路：*考察對(duì)幾種常見(jiàn)天然高分子生物材料的認(rèn)知，這些是教材中常提及的代表。3.表面**解析思路：*考察對(duì)改善生物材料生物相容性常用方法的理解，表面改性是關(guān)鍵手段之一。4.剛度、孔隙率、化學(xué)生物相容性**解析思路：*考察對(duì)骨組織工程支架材料關(guān)鍵性能要求的掌握，需結(jié)合骨組織的力學(xué)特性和生理需求。5.遮蔽性、緩釋性**解析思路：*考察對(duì)水凝膠在藥物遞送中優(yōu)勢(shì)的理解，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能包裹藥物并提供控制釋放的能力。6.組織結(jié)構(gòu)、藥物/生長(zhǎng)因子緩釋系統(tǒng)**解析思路：*考察對(duì)自組裝材料應(yīng)用方向的理解，可構(gòu)建宏觀結(jié)構(gòu)，也可用于實(shí)現(xiàn)特定分子的可控釋放。7.靶向遞送、細(xì)胞行為調(diào)控**解析思路：*考察對(duì)納米生物材料在特定應(yīng)用中的功能的理解，其尺寸效應(yīng)使其在靶向和信號(hào)調(diào)控方面有優(yōu)勢(shì)。8.精確、細(xì)胞級(jí)**解析思路：*考察對(duì)3D生物打印技術(shù)特點(diǎn)的理解，強(qiáng)調(diào)其在構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)的精度和操作單位（細(xì)胞）。9.生長(zhǎng)因子**解析思路：*考察對(duì)基因治療與材料結(jié)合應(yīng)用的理解，材料可作為載體遞送基因治療的關(guān)鍵分子——生長(zhǎng)因子。10.安全性、有效性**解析思路：*考察對(duì)生物材料進(jìn)入臨床應(yīng)用的基本要求的理解，符合相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，確?；颊甙踩行АＨ?、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述生物材料生物相容性的評(píng)價(jià)主要包括哪些方面。**解析思路：*要求系統(tǒng)性地列出評(píng)價(jià)生物相容性的關(guān)鍵指標(biāo)或測(cè)試項(xiàng)目，通常包括：組織相容性測(cè)試（如皮下植入、骨植入等）、血液相容性測(cè)試（如凝血、溶血試驗(yàn)）、細(xì)胞毒性測(cè)試、免疫原性/致敏性評(píng)價(jià)、遺傳毒性測(cè)試、致癌性潛在評(píng)估等。2.與傳統(tǒng)合成材料相比，天然高分子生物材料在再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有哪些優(yōu)勢(shì)與局限性？**解析思路：*要求對(duì)比分析兩類(lèi)材料的特性。優(yōu)勢(shì)：通常具有良好的生物相容性、可降解性、來(lái)源廣泛、易于加工成特定形狀；能與細(xì)胞產(chǎn)生更自然的相互作用。局限性：力學(xué)性能可能較低、化學(xué)穩(wěn)定性差、易被酶降解（降解速率難控制）、批次間差異較大、可能存在免疫原性或攜帶病原體風(fēng)險(xiǎn)。3.闡述生物材料作為組織工程支架需要滿足的基本功能要求。**解析思路：*要求列舉并解釋支架材料應(yīng)具備的核心功能。包括：提供力學(xué)支撐（模擬天然組織的力學(xué)環(huán)境）、具有合適的孔隙結(jié)構(gòu)和孔徑（利于細(xì)胞遷移、營(yíng)養(yǎng)血管長(zhǎng)入、廢物排出）、良好的生物相容性（不引起排異）、可生物降解性（降解速率與組織再生速率匹配）、可控的表面化學(xué)特性（如表面化學(xué)修飾引導(dǎo)細(xì)胞行為）、易于細(xì)胞粘附、增殖和分化。4.解釋什么是智能生物材料，并列舉至少兩種在再生醫(yī)學(xué)中具有應(yīng)用前景的智能材料類(lèi)型。**解析思路：*首先定義智能材料（指能夠感知外界刺激并作出可預(yù)測(cè)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)特定功能的材料）。然后列舉并簡(jiǎn)要說(shuō)明其在再生醫(yī)學(xué)的應(yīng)用潛力，例如：形狀記憶材料（用于引導(dǎo)組織再生或?qū)崿F(xiàn)可降解支架的形狀恢復(fù)）、響應(yīng)性水凝膠（如pH、溫度、酶響應(yīng)型水凝膠，用于藥物控釋或細(xì)胞捕獲）。5.生物材料在促進(jìn)血管化方面可以采取哪些策略？**解析思路：*要求提出利用生物材料促進(jìn)新生血管形成的具體方法。例如：設(shè)計(jì)具有高孔隙率和適宜孔徑梯度的支架，利于血管長(zhǎng)入；負(fù)載促血管生成因子（如VEGF、FGF）或細(xì)胞；利用納米材料或特定表面化學(xué)信號(hào)調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞（EC）的粘附、增殖、遷移和管腔形成；構(gòu)建生物可降解材料，為新生血管提供可降解的物理支架。6.簡(jiǎn)述生物材料在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)之一，并簡(jiǎn)要說(shuō)明應(yīng)對(duì)思路。**解析思路：*選擇一個(gè)主要挑戰(zhàn)進(jìn)行闡述。例如：挑戰(zhàn)是“材料降解產(chǎn)物與宿主的相互作用難以精確控制”。應(yīng)對(duì)思路可以從材料設(shè)計(jì)入手，如開(kāi)發(fā)具有可調(diào)控降解速率和降解產(chǎn)物（如酸性代謝產(chǎn)物）的材料；或通過(guò)表面改性減少降解副產(chǎn)物；或設(shè)計(jì)仿生材料，使降解過(guò)程更符合生理環(huán)境。四、論述題1.論述水凝膠在皮膚組織修復(fù)和藥物遞送中的應(yīng)用原理及其關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素。**解析思路：*需要深入闡述水凝膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如何使其適用于皮膚修復(fù)（如高含水量模擬細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境、柔韌性適應(yīng)皮膚形態(tài)、屏障功能防止感染）和藥物遞送（如網(wǎng)絡(luò)孔道作為藥物載體、緩釋特性維持治療濃度、可控性實(shí)現(xiàn)靶向遞送）。同時(shí)，需要討論關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素，如水凝膠的組成（天然/合成、單一/復(fù)合）、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（孔隙率、孔徑、交聯(lián)度）、力學(xué)性能、化學(xué)性質(zhì)（如表面修飾）、降解行為以及負(fù)載藥物的策略等。2.選擇一種你感興趣的生物材料類(lèi)型（如生物陶瓷、合成聚合物、水凝膠等），結(jié)合其在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例，詳細(xì)論述該材料的作用機(jī)制、優(yōu)缺點(diǎn)以及未來(lái)的發(fā)展方向。**解析思路：*要求選擇一種具體材料進(jìn)行深入分析。選擇后，需詳細(xì)描述該材料的基本特性；結(jié)合具體的應(yīng)用實(shí)例（如生物陶瓷用于骨修復(fù)，合成聚合物用于血管支架或組織工程支架，水凝膠用于軟骨修復(fù)或藥物緩釋?zhuān)?，闡述該材料在應(yīng)用中的作用機(jī)制（如何與細(xì)胞、組織相互作用，如何實(shí)現(xiàn)修復(fù)或治療目標(biāo)）；客觀分析該材料的優(yōu)點(diǎn)（如生物相容性好、力學(xué)性能匹配、可降解等）和缺點(diǎn)（如力學(xué)強(qiáng)度不足、降解速率難控、加工限制等）；最后，展望其未來(lái)發(fā)展方向（如開(kāi)發(fā)新型復(fù)合材料、改進(jìn)表面特性、智能化設(shè)計(jì)、規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)等）。3.隨著生物制造技術(shù)的發(fā)展，你認(rèn)為未來(lái)生物材料與再生醫(yī)學(xué)的結(jié)合將呈現(xiàn)哪些新的趨勢(shì)或面臨哪些新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)？請(qǐng)結(jié)合具體技術(shù)（如3D生物打印、微流控技術(shù)等）進(jìn)行闡述。**解析思路：*要求對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)性論述。趨勢(shì)/機(jī)遇可以從幾個(gè)方面展開(kāi)：個(gè)性化定制（基于患者數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)材料和