如何发展广东省的生物医学材料
[摘要]广东省发展生物医学材料从“确立重点开发产品；构建生物医学材料产业的新技术体系；加强对外合作与交流；充分利用资本市场解决资金不足的问题”4方面进行培育。同时开展相关研究使我省生物材料的研究水平有较大提高。
[关键词]广东省；生物医学材料 ；发展；纳米生物材料领域；组织工程和再生医学材料领域；材料的制备方法学和质量控制体系研究
(department of chemistry , foshanuniversity , student ID :2009234110)Abstract: Guangdong Province the development of biomedical materials from the established focus on developing products; build a new technical system of biomedical materials industry; strengthen international cooperation and exchanges; take full advantage of the capital market to solve the problem of insufficient funds \"four aspects of nurturing.Related studies of biological materials in the province level has improved greatly.Key words:guang dong province; Biomedical Materials; developing; The field of nano-bio materials; Tiue engineering and regenerative medicine materials in the field; Preparation of methodological materials and quality control system
生物医学材料是指一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。随着我国经济的持续增长，中国生物医学材料领域这片“热土”引起国际上一些主要研究机构和越来越多的世界500强企业的关注，日本和韩国的生物医学材料领域近年来也呈现出强劲增长态势。有人预言，未来10年，生物材料将步入“亚洲世纪”。生物医学材料的发展历程
20 世纪初, 第一次世界大战以前所使用的材料为第一代生物医学材料。代表材料有石膏金 属、橡胶以及棉花等物品。这一代的材料大都已被现代医学所淘汰。第二代生物医学材料的发展是建立在医学、材料科学(尤其是高分子材料学)、生物化学、物理学以及大型物理测试技术发展的基础上的, 研究人员也多由材料学家和医生来担任。代表材料有经基磷灰石、磷酸三钙、聚经基乙酸、聚甲基丙烯酸轻乙基醋、胶原、多肤、纤维蛋白等。这类材料与第一代生物医学材料一样, 其研究思路仍旧是从改善材料本身的力学性能和生化性能, 使其在生理环境下能够长期地替代生物组织。第三代生物医学材料川是一类具有促进人体自身修复和再生作用的生物医学复合材料。它是在生物体内各种细胞组织、生长因子、生长抑素及生长机制的结构和性能的基础上建立的叫, 由具有生理“ 活性” 的组元及控制载体的“ 非活性” 组元构成, 有较理想的修复再生效果。它通过材料之间的复合、材料与活细胞的融合、活体组织和人工材料的杂交等手段, 赋予材料特异的靶向修复、治疗和促进作用, 从而使病变组织大部分甚至全部由健康的再生组织取代。骨形态发生蛋白材料是第三代生物医学材料中的代表。
我国生物医学材料的发展前景
我国自上个世纪70年代开始进行生物医学材料的研究，国家“九五”、“十五”、“十一五”等各类科技计划和产业发展规划都对生物医学材料研究给予了支持。我国《生物产业发展“十一五”规划》明确提出：加快发展生物医学材料、生物人工器官、临床诊断治疗设备，建设若干国家工程中心和工程实验室，加强自主创新，在一批关键技术或部件上实现重点突破，实现产业化。《促进生物产业加快发展的若干政策》明确提出，加快发展生物医学材料、组织工程和人工器官、临床诊断治疗康复设备。
但是，国内大约70%的生物医学材料市场仍然被国外产品占据，在更高端的生物医学材料产品领域，国外产品甚至占据95%以上的市场份额。如果要要发展广东的生物医学材料，要改变这种状况在很大程度上取决于我省在生物医学材料核心关键技术领域的突破，除产品创新外，应特别关注材料制造技术。
国内生物医学材料与国外同类产品相比, 存在4 个突出的问题:1.仿制品多, 缺乏自主知识产权; 2.销售价格低, 但档次和质量也低;3.企业生产规模普遍偏小, 难以形成规模效应;4 研发投入少, 产品技术含量较低。与此同时, 外商的大批涌人, 不仅带来了大量具有竞争力的产品, 同时还展开专利权、商标权等知识产权方面的竞争。
2000 年底国内公司在我国注册生产的生物医学材料及制品只有53 种,而国际医疗器械生产公司在我国注册生产、销售的品种多达30 多种。因此, 建议从以下几个4个方面培育，发展广东省的生物医学材料。
.
1 确立重点开发产品
复合材料作为硬组织修复材料的主体, 有效地解决了材料的强度、韧性及生物相容性的问题, 是生物医学材料新品种开发的重点, 在临床上得到了广泛的应用哪〕。目前研究较多的是合金、碳纤维、无机材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的复合以及血液净化剂的开发。这些生物医学材料应该作为广东省今后重点开发的产品。
2 构建生物医学材料产业的新技术体系
生物医学材料产业的新技术体系必须以生物医学材料企业为技术创新的主体, 充分发挥科研院所、大专院校的带头作用, 实行产、学、研结合, 成立学科齐全、队伍精干、人才结构合理的生物医学材料科研队伍, 开发有自主知识产权的生物医学高新技术产品。
3 加强对外合作与交流
加强对外合作与交流必须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的发展状况和趋势, 积极引进、消化和吸收国外的先进技术,强化“ 产品国际化” 的意识, 在新产品开发上要紧紧跟随甚至超越国际潮流, 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不足的问题与我国大多数高新技术产业类似, 生物医学材
料产业也面临着发展资金不足的问题。通常可采取下列措施解决: 充分利用股票市场帮助我国生物医学材料企业筹集资金;º 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, 吸引国外资本和民间资本进入生物技术领域;通过其他风险资本筹集资金。
期待突破
广东省发展生物医学材料首先应有所突破的是生物医学材料先进制造技术领域。据相关专家表示，生物医学材料制造技术的高低既制约着生物医学材料的产品精度和质量，也控制着产品生产成本，决定了产品的竞争力。其次是生物医学材料表面/界面科学与工程领域。生物医学材料的表面性质直接关系到材料与体内组织的反应及其相互作用，决定着植入或替代产品在体内修复的成败。对于复合生物医学材料而言，界面既是核心问题，又是热点前沿，界面特征决定着材料最终的整体力学性能。令人兴奋的是，经过两代生物材料工作者的努力，我国上海硅酸盐研究所、四川大学、西安交通大学等在医用金属材料表面改性领域，尤其是在发展生物活性涂层技术方面已取得长足进步。其他课题组和团队通过对各类复合生物材料的界面设计和构建，显著提高了生物材料（尤其是无机—有机复合生物材料）的整体力学和生物学性能。此外，一些课题组在构建智能或仿生生物材料表界面方面也形成了自己的特色。
第三是纳米生物材料领域。纳米生物材料一直是生物医学材料的前沿和重要领域，作为医用植入和修复材料，其在力学及细胞生物学性能上具有优势。预计在完成安全性评价后，纳米生物材料将首先在硬组织修复材料领域获得应用。这主要是因为人的骨组织本身就是纳米结构的材料（由纳米级羟基磷灰石和有机高分子物质构成）。而作为纳米生物材料的另一个应用途径，诊断检测试剂正显示出重要前景。第四是组织工程和再生医学材料领域。组织工程和再生医学的临床应用离不开生物材料科学和技术的
突破。目前组织工程领域面临暂时的困境，这与科学问题有关，如种子细胞、生长因子及体外构建问题等；更与研究发展生物相容性好的细胞特异性材料及支架的先进制造技术密切相关。只有在上述领域取得整体突破，组织工程才有望在未来5～10年内造福大众。
再者是组织诱导材料领域。组织诱导材料是我国科学家首先提出并拥有我国自主知识产权的生物材料，其广泛应用和被国际接受有赖于相关机理的进一步阐明。
最后是医学材料生物相容性评价和产品标准领域。随着基于新原理的产品的不断涌现、大众对产品质量的深度关切，人们对材料生物相容性、安全性、有效性及时效性等的评价方法和产品标准提出了更高要求，并期待突破。
在产业化方面，生物医学材料及其制品占世界市场的份额不足2%，主要依靠进口，产品技术结构和水平基本上处于初级阶段。结合我国国情和学科发展趋势，按照\"有所为，有所不为，重点突破\"的原则，我们建议，应在五个方面开展重点研究。
一是生物结构和生物功能的设计和构建原理研究。着重研究具有诱导组织再生的骨、软骨及肌腱等基底材料和框架结构的设计及其仿生装配；
二是表面/界面过程-材料与机体之间的相互作用机制研究。从细胞和分子水平深入研究材料与特定细胞、组织之间的表面/界面作用，揭示影响生物相容性的因素及本质。
三是生物导向性及生物活性物质的控释机理研究。研究可自控或靶向释放蛋白、基因等特异性生物活性物质的材料的设计以及生物导向性原理；用于组织细胞和基因治疗的半渗透聚合物膜的设计、自装配及特异性细胞密封技术。
四是生物降解/吸收的调控机制研究。研究生物降解/吸收材料的分子结构和生物环境对其降解的影响、降解/吸收速度的调控、降解/吸收及代谢机制，以及降解产物对机体的影响。其目标是为组织工程化人工器官生物材料及药物控释材料的自成、改性方法提供理论基础，实现材料参与生命过程和构建生命组织的目的。
五是材料的制备方法学和质量控制体系研究。主要研究生物医用材料及修复体的计算机辅助设计；
通过上述研究的开展，将使我省生物材料的研究水平有较大提高，为我国生物医用材料科学及其产业的发展奠定坚实的基础。
[1]武汉生物工程学院学报, Journal of Wuhan Bioengineering Institute, 编辑部邮箱 2007年 03期
[2]应用科技, Applied Science and Technology, 编辑部邮箱 2002年 07期
[3]孙雪, 奚廷斐.第三代生物医学材料与再生医学国内外市场需求的变化与发展[J」.中国临床康复,2005,9（26）：105-110
[4]王正平, 叶贤富.生物医学材料的应用及进展[J].应用科技,2002,29（7）：69-72
[5]黄传勇, 孙淑珍, 张中太.生物陶瓷复合材料的研究[J].中国生物医学工程学报, 2009,19(3):23-25
[6]师昌绪.跨世纪材料科学技术的若干热点问题[J].自然科学进展,1999,9(1):25-28
[7]贺亚敏, 黄培林, 吕晓迎.新型生物医学材料—类金刚石膜的研究进展仁[J].国外医学生物医学工程分册,2002,25(2):73-77
[8]孙越, 郭贤权, 何炳林.血液灌流级吸附剂[J] 中国修复重建外科杂志,
2006,20(2):189一193.
[9]孙雪,奚廷斐.生物医用材料和再生医学的进展[J].中国修复重建外科杂志,2006,20
(2):189一193.
[10]袭迎详, 王迎军.可降解生物医用材料的降解机理「J].硅酸盐通报,2000,19(3):4一45.
[11]顾其胜, 侯春林, 徐政.实用生物医用材料学〔M .上海:上海科学技术出版社,2 005:11一22.
[12]郑学斌.人体硬组织替代材料的研究进展[J〕.物理,2003,32(3):159一164.
[13]詹亚歌, 蔡海文, 向世清, 等.高分辨率光纤光栅温度传感器的研究[J〕.中国激光,2005,32(1):53一56.
[14]李玉宝.生物医学材料学[ M 」.北京:化学工业出版社,2003:80.
[15] 李世普.生物医用材料导论[ M 〕.武汉:武汉工业大学出版社
[16]何天白，胡汉杰.功能高分子与新技术.化学工业出版社,2001
[17]奚廷斐.生物材料进展
（一）B.生物医学工程与临床，2004,8(3):184-189.
[18] 傅远飞.羟磷灰石类生物材料研究进展[ J] .口腔材料器械杂志, 2000, 9(1) : 35-37.
[19] 陈克正, 刘兴斌.纳米微粒在生物医学领域的应用研究进展[ J] .青岛化工学院学报,2000,21(1):39-42.
[20] 曾晟宇, 赵乃勤.金属生物材料表面改性研究的进展[ J] .材料保护,
2000,33(1):5-7.
[21] 师昌绪.跨世纪材料科学技术的若干热点问题[J] .自然科学进展, 1999, 9(1):25- 28.
[22] 陈贻瑞, 王建.基础材料与新材料[ M] .天津: 天津大学出版社, 1999.
[23] 于思荣.生物医学钛合金的研究现状及发展趋势[J] .材料科学与工程,
2000,18(2):131- 134.
[24] 于思荣.金属系牙科材料的应用现状及部分元素的毒副作用[J] .金属功能材料, 2000,7(1):1- 6.
[25] M ITSUO N.Mechanical proper ties of biomedical titanium alloys[ J] .Materials Sciencend Engineering A, 1998,243:231-236.
[26] MATTHEW D.Biomedical alloys [ J ] .Advanced Matterials & Procees , 1998, 154(1):63- 65.
[27]Reis R I , Roman I S.Biodegradable system in tiue engineering and regenerative medicine [M].Florida : CRC PRESS ,2005:509-548
[28]Hang J ,Xu X Y, chenX S, teal .Biodegradable electeospun fibers for drugdelivery [J].Journal of controlled Release,2003,92(3):227-231
[29]Hench LL.J Am ceram soc 1998,81:`705
