生物材料现状范文
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篇1
引言
生物医学材料是一种毒副作用较小,生物相容性比较好的具有特殊性能和特殊功能的一种医用材料,它对人的生命,组织器官是无害的。它的发展是以提升人类卫生健康水品,疾病治疗,医疗保健为目的一种生物材料。生物医学材料主要以生物高分子材料,生物陶瓷材料,生物医学复合材料及生物金属材料和生物医学衍生材料为主。现如今生物医学而材料已经广泛应用于医学领域和科研领域。
一、生物医学材料的分类
1、医用高分子材料
所谓生物医学材料领域中发展最好的领域,医用高分子材料自改革开放以来就发展非常迅速,现如今医用高分子材料已经研究出了许多性能量好,应用广泛的制成品。医用高分子材料有很大的便利之处是原材料比较容易获取,加工制成品比较简单,而且研究发现人体大部分组织器官的软组织部位,比如血管,呼吸道等都是由高分子材料构成,这一特点使得医用高分子材料的应用越来越受到人们的重视。
2、生物陶瓷材料
生物陶瓷材料也可以因为其化学组成而被叫做生物无机非金属材料,它也是具有大部分生物医学材料共有的生物特性,它是一种具有很好的生物相容性,与医用高分子材料相比生物陶瓷材料化学性质极其稳定。从性能上来讲,生物陶瓷材料与生物体具有高度亲和性,毒副作用非常小,也很少与生物体产生免疫排斥反应。由于生物陶瓷材料的这些良好特性,近年来也逐渐被研究开发,现已经普遍受到关注。生物陶瓷材料可以分为惰性生物陶瓷和生物活性生物陶瓷。每类生物陶瓷材料都逐渐被广泛利用。
3、医用金属材料
生物金属材料顾名思义具有很强的机械强度,因为这种材料的组成主要是金属或者合金,它的化学组成决定了此种材料具有很好的抗疲劳特性。钛合金和钴合金就是被广泛使用在临床上为人所熟知的医用类金属材料,另外还有不锈钢。它们三者常作为植入材料,主要运用于骨和牙等硬组织的替换。比较常用在临床上的是贵重金属例如金,银和铂,当然一些常见材料比如铁、镁及铜等都有应用于临床试验上,只是这些金属的生物特性不是很好,因此尚未受到专家认可。
4、生物医学复合材料
生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料混合而成,比如现运用于临床的一些生物传感器就是由高分子材料结合生物高分子形成的。另外,人工骨头也可以有碳和钛复合而成。
5、生物医学衍生材料
生物医学衍生材料是将生物组织进行特殊处理形成的,虽然它已经不具有生物活性,但是由于它有着天然生物相同的构型因而在人体修复和替换的过程中成功率比较高。
二、生物医学材料的应用现状
生物医学材料作为一项发展迅速的高新技术产业,它的发展已经受到全世界的普遍关注。现如今随着分子材料和人造器官的广泛使用,生物医学材料交叉着诸多学科成为创新材料的重要组成部分。生物医学材料的运用虽然在亚洲地区发展较快,但目前还主要在经济发达国家具有竞争优势。发达国家现已逐步形成生物材料工业体系,创新材料制成产品比较多,每年的销售额也非常巨大,甚至可以达到药物市场的销售额。目前,主要的生物材料产品中具有代表性的有:人工器官、人工关节、人工股骨头都是运用生物医学材料来替代的。
三、生物医学材料的发展前景
生物医学材料作为新技术革命中高新技术产业,将成为国民经济发展的一个重要驱动力。就我国而言,人口众多、人口老龄化、交通拥挤及卫生医疗状况需要改善的国情来讲,人们在生活水平不断提高的同时对医疗保健的要求越来越高,同时对行业创新的提升具有迫切需求。生物医学材料工业体系解决了众多疾病难题,促进了医疗水平和提高了疾病治疗成功率。现如今,国家已经充分认识生物医学材料的V大发展前景,并投入大量资金用于技术研究、仿制到创新。在全区,如今生物医学材料的发展已经能够与汽车行业在经济发展中的地位相比,销售市场和销售额大幅度扩增。
四、结语
综上所述,生物医学材料具有如此强大的经济竞争实力,具有极大的发展前景。我国这场新技术革命中不仅面临国内设施条件的制约,而且被发达国家的材料工业体系所发展的巨大市场所冲击着。我国争取在新技术革命中能够占一席之地,必须加大对生物材料的研究和运用,从仿制到创新,加强知识产权的保护的同时也要积极向发达国家学习,迅速转化成产业成果,重点突破,追踪生物材料的前沿,形成竞争优势。在国家的重点关注和支持的情况下,生物医学材料这种高新技术产业即将在中国迅猛发展。
[参考文献]
[1]何天白,胡汉杰.功能高分子与新技术[M].北京:化学工业出版社,2001.95~98.
[2]冯凌云,陈晓明.生物陶瓷材料的生物学性能评价[J].武汉工业大学学报,1998,(18).
篇2
关键词:医疗单位;财务管理;卫生单位
改革开放以来,随着社会市场与经济的高速发展,医疗体制的改革也在如火如荼的进行,例如:新版医疗服务价格的调整,实施单病种临床路径等,为了保证医疗卫生单位的可持续发展,我国的医疗卫生单位应当跟上市场经济的脚步,更紧密的与市场衔接起来。不但要保持着原有的公共服务,还要在此基础上,在市场经济中,创收益,减支出。这就要求了医疗卫生单位在财政管理方面要下功夫。
一、当前我国医疗卫生单位的财务管理状态
(一)财务管理部门人员职业道德素养不高
当前医疗卫生单位中的财务人员属于专业技术类的。但是在事业单位当中专业技术类的人员能够申请职称的人数是有一定限制的,有相当一部分的财务管理人员不能够通过这个途径来提升自己的政治地位。
与此同时,现有的绩效考核的制度容易产生“大锅饭”现象。会有部分在其中浑水摸鱼的财务管理人员,容易产生社会惰性;同时也会削减财务管理人员的主动学习性,造成缺乏最新的财务知识、对改版的财务管理制度不清楚等等不良现象。例如:在某公立医院财务人员当中,对医院发展来说财务管理是次要的有19%的人,对财务管理概念不清楚的有35%的人。
(二)财务管理内控制度仍有欠缺
虽然在各个制度条例当中对事业单位中的财务内部控制制度提出了建设要求,例如:《会计法》、《行政事业单位内部控制规范(试行)》、《预算法》,但是当前的医疗卫生单位当中仍存在着一些腐朽的观念(“少得罪人”等思想)。还有相当一部分医疗卫生单位当中的财务管理内控制度如同虚设。
(三)财务管理内控制度的监督力度不到位
由于医疗卫生单位属于事业单位,是在政府的控制下进行经营的,国家在对医疗卫生单位的财政投入上也是相当大的。与此同时,给医疗卫生单位的财务部门在审计监督资金的内部控制上就较为松懈,表现为没有单独的专门的审计监督部门,也没有配备相应的专业人员,财务、审计同部门的现象不在少数。缺乏完善的财务监督法规和内控制度,财务监督的有效性大大降低,单位财务管理效益也受到了一定程度上的影响。
(四)在预算方面缺乏管理
由于财务部门对单位经营情况的了解不到位,在与其他部门的沟通和配合得不够充分,只根据年底其他部门报上的数据进行简单加减。因而在对来年的财务预算上出现偏差,编制的准确性和科学性得不到保障,导致预算在执行上主观性和随意性很大,没有充分发挥预算控制成本,降低风险的作用。
二、关于如何改进加强医疗卫生单位的财务管理的几点建议
(一)加强对财务管理部门人员职业道德素养的培养
按照相关的法律法规的要求,单位应当设立会计部门,同时要拥有有相应资格、职业道德和能力的会计人员。为了响应政策要求,我国医疗卫生单位应当重视对财务管理部门人员的培养,多组织一些提升财务管理人员的职业道德素养的活动和培训等。在吸收新鲜血液的同时要在人员的专业技能、职业道德素养方面狠狠把关,进而提高医疗卫生单位的财务管理水平。
(二)建立健全的财务管理内控制度
建立一个科学的高效的财务管理内控制度应当从以下四点出发。
1. 完善决策机制
依据相关的法律法规的要求,事业单位议事体制应当包括集体研究、专家论证和技术咨询三部分,在决策重大经济项目、建设项目等等要经过会议各个部分商讨过后方可决定,这样就可以防止一人独揽大权,决策有失偏颇的现象的发生,降低决策风险。
2. 实行岗位分离制
岗位分离是对原本一人担当几个职位,但因为所担任的职位之间存在利益关系,从而去掉该人不相容的职位之一。比如会计记录和财产保管这两个相互有利益挂钩的职位。只有分离不相容的岗位,明确划分职责和权限,形成相互制约、相互监督的局面,才能够提高会计数据的客观性。
同时经济项目的决策、执行和监督三部分也应当分离,避免出现的现象。
(三)加强对支出资金的管理
财务管理在严格执行国家对社会发展和社会建设提出的政策方针的同时,还要做到依法理财,建立一个严格的支出管理规章制度,从支出标准、范围到支出的审批控制,要层层把关,确保支出单据的来源的可靠和合法。
(四)编制科学高效的资产管理制度
建立一个完善的资产管理系统,保证国有资产的保值,要实行固定资产管理电子化,对医疗单位当中的固定资产也要做到分类登记管理,确保固定资产的安全;建立资产内部控制制度,在使用时要经过登记,由于在医疗卫生单位中,类似医疗器材等大型固定资产金额较大,种类繁多的特点,因此在固定资产方面要做到管理责任到部门、到个人制,确定固定资产登记制度,财务部门要定期的核查使用记录和固定资产总账、明细。如果发现有帐实不符的现象,要及时查明原因,严格惩处不良行为;在对外的投资上,医疗卫生单位要在保证经济活动正常运转的前提下,按照程序的流程向上级部门申请,等到审批通过之后才可以进行对外投资,在对外投资上也要做到以节约国有资产为前提,以为广大人民群众服务为根本目的,坚持医疗卫生单位的可持续发展。
(五)完善对财务管理内控制度的监督力度
保障事业单位持续健康发展的前提是一个健全的监督机制。这要求医疗卫生单位要从建立独立的审计监督部门、编制完善的审计监督机制、积极接受外部监督三方面来完善对财务管理内控制度的监督力度。
首先,要有一个独立的审计部门,部门中的人员应当具有良好的职业道德规范和相应的专业技能,也要保证审计监督人员和主要领导之间沟通无利益挂钩,保证审计部门和内部控制之间无利益瓜葛,保持独立。
一个健全的内部监督机制,是行政事业单位中审计部门能够充分发挥审计监督作用的重要前提。内部监督机制是为了明确各个部门在内部监督中的责任,一个尽责的审计监督部门应当不定期的检查或定期的抽查单位中的财务管理制度和内部控制机制的建立情况和执行进展、各个岗位及人员设置情况是否合理,要做到及时发现问题,解决问题并提出相对应的改进方案。审计监督部门对单位中的抽查工作或者定期检查最少一年一次。
光有内部控制和审计监督部门还不够,还要积极的接受外部的监督。首先,接受来自主管部门、相应的财政部门、审计部门的管理是必不可少的。为了医疗单位更好的发展,医疗卫生单位系统内可以互相建立审计制度,互为对方的外独立审计部门,定期开展抽查活动,积极发现问题、分析问题,并解决问题。
(六)提高对预算资金的管理
预算是依据上一年的财务总结和来年单位发展计划制定的年度财务收支计划,同时预算也是行政事业单位开展经济活动的财力支持的基础。作为医疗卫生单位财务管理的重要组成之一,要加强预算对资金的管理,进而保障经济活动的顺利开展。
我国医疗卫生单位要做到以收定支,严格按照预算来制定经济活动,不得编制赤字预算,严禁支出未列入预算,以实现收支平衡,财务部门要积极的与其他部门沟通协商,收集资料,对各个部门的预算要求进行计算分析,确保编制的预算的科学准确性。建立预算执行分析机制,不定期分析各个部门资金预算的实际执行情况,以便及时发现问题并尽早做出应对措施。
三、结论
综上所述,我国医疗卫生单位财务管理目前存在着财务管理人员职业道德素养不高、财务管理内控制度不够完善、财务管理内控制度的监督力度不到位、预算方面缺乏管理四个主要方面的问题,为了完善我国医疗卫生单位的财务管理,要注重加强对财务管理部门人员职业道德素养的培养、建立一个决策机制完善、支出管理健全、资产管理制度健全的财务管理内控制度、加大对财务管理内控制度的监督力度、提高对预算资金的管理。从而在保证医疗卫生单位公益性的前提下,提高我国医疗卫生单位的经济收入,保证我国医疗卫生单位的可持续发展。
参考文献:
[1]贾赛军.完善医院内部财务控制制度初探[J].经济研究参考,2012(16).
[2]刘玲.浅谈加强医院内部控制管理[J].现代医药卫生,2012(10).
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摘要:实验采用生物洗涤处理含苯酚废气,结果表明;长期运行的去除效率平均在97%,消除负荷30g/(m3
>> 生物质苯酚液化影响因素的研究 合成革废气的治理技术研究 有机废气治理技术的研究进展 齿轮箱厂喷漆废气治理工程研究 工业废气治理技术效率及其影响因素研究 铅酸蓄电池生产过程中含铅废气污染物治理技术现状 铝加工过程中含氟废气处理措施研究 生物法治理“三高”炼油污水恶臭气体技术研究 RTO技术治理挥发性有机废气工程应用研究 石油化工企业废气污染治理与控制技术措施研究 生物净化有机废气技术研究进展 生物膜法处理有机废气的研究 复合材料固定微生物处理废气的研究进展 高效复合菌对氯代苯酚类化合物的微生物修复研究 洗涤 利用磷化工含氟废气制备氢氟酸 含硫废碱液生物脱硫影响因素研究 含微量Nd镁基生物材料的研究现状 浅析有机废气治理技术 浅析有机废气的治理 常见问题解答 当前所在位置:中国 > 政治 > 生物洗涤法治理含苯酚废气研究 生物洗涤法治理含苯酚废气研究 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款!安全又可靠! document.write("作者:未知 如您是作者,请告知我们")
申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 摘要:实验采用生物洗涤处理含苯酚废气,结果表明;长期运行的去除效率平均在97%,消除负荷30g/(m3・h)左右。当苯酚负荷超过50g/(m3・h)时,液相苯酚会出现累积,从而影响到系统的稳定运行,含酚气体的高负荷降解需进一步开展研究。关键词:生物洗涤;苯酚;有机废气中图分类号:X512
文献标识码;A
文章编号:1001―6929(2004)04―0051―03
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关键词:介入器械;未来展望;医疗器械;新型生物材料;颈动脉支架
中图分类号:R197.39 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)06-0203-02
较之传统治疗方式,介入治疗具有创伤小、风险低、疗效显著等优点,因此在世界范围内得到了广泛的应用,与之相应的介入器械产业也迅速发展起来。介入器械由高技术含量的新型生物材料制成,具有强度高、塑性好、耐腐蚀、生物相容性好等特点,又因其属于一次性耗材,使用量大面广,故价格往往十分昂贵,而介入器械的发展问题也成为一项世界性的重要课题。
1 介入器械的发展现状
在介入器械产业发展中,最具代表性的当属心脑血管疾病方面的微创介入器械,本文主要针对冠脉药物洗脱支架和颅内动脉瘤介入器械进行讲解:
1.1 心血管介入器械
冠脉药物洗脱支架的结构包括三大部分:一是金属支架,通常由强度、塑性及生物相容性较好的材料构成,具有载药释药的平台作用;二是球囊扩张导管,负责将支架运送至靶位置并协助药物释放;三是药物载体,药物载体一般是两亲性高分子聚集体,具有包裹药物分子的功能,且具有较好的药物控释能力[1]。早期的药物洗脱支架在长时间的置入后可能引发血栓、局部炎症、血管再狭窄等问题,对此,人们开始研发能被人体自动吸收的新一代支架――生物可吸收药物洗脱支架。这种支架可被人体缓慢吸收,有效避免了血栓、炎症等问题的发生[2-3]。2012年,由雅培制药厂生产的新型可吸收支架成功通过CE认证打入西方医疗市场,另外也有一些公司的产品已进入上市前的临床试验阶段。
1.2 颅内动脉瘤介入器械
1.2.1 栓塞弹簧圈
栓塞弹簧圈由钨、铂金等材料制成,被加工成各种不同的尺寸和形状,通过机械解脱、电解脱、水解脱等方式释放到颅内动脉瘤腔中,在瘤腔内引发血栓而使动脉瘤栓塞[4]。但早期的栓塞弹簧圈都存在填塞率低、复发率高等问题,对此,许多介入器械企业都在研发性能更为优异的新型产品。如Ev3公司研发了一种镍钛合金芯技术,以事先设定好形状的镍钛细丝作为白金弹簧圈的内芯,有效提高了弹簧圈耐血流冲击的能力,复发率也大大减少。Cordis公司研发的Orbit弹簧圈,具有非常好的柔顺性,能够与瘤壁完美贴合在一起,大大提高了栓塞的致密性,并且这种弹簧圈可用于治疗一些常规弹簧圈难以适用的小型动脉瘤。为了进一步提高弹簧圈栓塞效果,各大介入器械企业又相继研发了表面带有涂层的特殊弹簧圈。如Boston公司研发的MatrixCoil弹簧圈在表面涂覆了一层易降解的新型高分析材料,可阻滞瘤腔内的血液流动,大大提高了肿瘤栓塞的成功率。
1.2.2 液体栓塞材料
液体栓塞治疗的基本原理就是用微导管将液体栓塞材料输送至动脉瘤腔,释放出来的栓塞材料会与血液中的水分接触而迅速析出凝固,达到栓塞效果[5]。氰丙烯酸正丁酯是临床上使用多年的一种液体栓塞材料,其与瘤腔血液接触后可迅速聚合而达到栓塞效果,但存在一个严重缺陷,即容易发生粘管,一旦撤管不及时而发生粘管,将置病人于非常危险的境地。为解决该问题,Ev3公司研发了一种非粘附性的Onyx液体栓塞材料,该材料由栓塞剂(乙烯-乙烯醇聚合物)、溶剂(二甲基亚砜)、显影剂(钽粉)等组成,当其与血液接触后,溶剂迅速弥散到血液中的水分中,而栓塞剂则析出成为海绵状固体,大概十分钟左右即可彻底凝固,达到动脉瘤栓塞效果。Onyx可用同一微导管进行多次注入,栓塞率接近100%,且粘管率较低,特别适合治疗一些大型或不规则形态的动脉瘤。
1.2.3 颅内覆膜支架
这种支架材料由金属支架和高分子薄膜构成,当其达到动脉瘤位置后,通过充盈球囊将支架打开,以隔绝瘤腔的方式实现治疗目的。但受脑血管结构迂曲且分支较多的影响,加之覆膜支架输送系统外径比^大,导致在实际应用中存在很大局限性,并非所有病变部位都能达到,且存在贴壁效果差、易闭塞旁支血管等问题,一旦发生旁支血管闭塞,其后果往往是致命性的。为解决该问题,上海微创公司研发了以钴铬合金球扩支架制成的Willis支架,该支架采用低压球囊输送技术,薄膜采用生物相容性优异的新型超薄膜材料,并且采用柔顺性支架设计,柔顺性和穿越性较传统支架显著提高,可对更多病变部位的动脉瘤实施治疗。今后,颅内覆膜支架的研发主要集中在以下几个方向:一是进一步提高穿越性、改善贴壁性;二是提高支架显影性;三是尝试可回收的自扩张覆膜支架。
2 介入器械的管理对策
现阶段,国内介入器械产业仅冠脉药物支架技术比较成熟,能够基本实现进口替代,但其他高科技生物材料产品如远端保护器、颈动脉支架、导管材料、微导丝、栓塞材料等依然大部分甚至全部依赖进口[6]。对此,国家首先应该加大对介入器械产业的扶持力度,为优秀介入器械生产商提供绿色政策通道,减少其产品从从研发、审批到上市所需要的时间,为其加快技术创新提供有力保障。其次,应进一步加强产学研结合,将相关介入器械研发活动、临床医学理论研究及产业化技术有机衔接起来,并由政府出资打造相关介入器械及材料检验技术中心,对介入器械产业发展进行相应的引导和规范。再次,应将介入器械纳入医疗保险体系范畴,积极提倡病人使用介入治疗方式,并给予国内介入产品更加优厚的医保待遇,以促进国产介入器械的快速发展。
3 介入器械的未来展望
介入器械的发展涉及材料技术、医学技术、机械制造技术等多个学科领域,今后介入器械的发展必将从以下几个方面获得突破:一是高值生物材料技术。介入器械所使用的材料多为高附加值生物材料,个别材料的单价甚至远超黄金,而目前国内生物材料技术相对落后,今后发展高值生物材料技术将是促进介入器械产业发展的关键[7]。二是精密加工制造技术。介入器械产业的发展离不开记忆合金加工技术、导管编织技术、导丝焊接技术等超精密加工技术的支持,这也是目前国内介入器械发展的短板所在,今后亟需加强精密加工制造技术研究,从而为介入器械产业发展提供有力的技术支持。
4 结语
综上所述,介入器械发展与国家医疗事业息息相关。目前介入器械主要分为心血管介入器械、脑血管介入器械、外周血管介入器械三大类,此外还有非血管支架、镍合金封堵器等其他类型的微创介入器械。针对当前我国介入器械发展中存在的问题,应加强对国内介入器械产业的管理、支持和保护,并积极发展高值生物材料技术、精密加工制造技术等相关产业技术,以促进我国介入器械产业健康快速发展。
参考文献
[1]侯小丽,张家梁.药物洗脱支架的研究进展[J].中国医疗器械信息,2014,20(3):26-28.
[2]陈劲松,陈韵岱.冠状动脉药物洗脱支架置入术后支架内再狭窄的临床研究进展[J].医学院学报,2014,35(3):292-295.
[3]于一,赵迎新,史冬梅,等.生物可吸收支架的最新研究进展[J].中国介入心脏病学杂志,2016,(9):521-525.
[4]马永霞,张金.颈动脉支架最新研究进展[J].中西医结合心脑血管病杂志,2016,14(19):2266-2268.
[5]游箭,杨巧丽,林洋,等.携带抗血管生成药物栓塞剂的研究进展[J].西部医学,2016,28(4):445-447.
篇5
关键词: 生物; 实验教学 ; 现状; 思考
生物学是新世纪的前沿科学,在培养学生的创造能力方面需要付出更多的才智。生物学又是一门以实验为基础的自然科学,实验不仅是锻炼学生实践能力的重要途径,更是激发学生探索兴趣,培养创新精神的重要窗口。
生物实验教学现状不利于实验教学的开展。
一、现行的生物考试制度与评价手段
目前初级中学生物教学严重滞后的基本原因是对待生物成绩与其它主科(如语文、数学、英语)成绩有很大区别,因为生物只作为等级会考,不加入中考总分,所以为了提高学校的教学质量所谓的“副科”就得跟主科“语文、数学、英语”等科目让路。
中考不考生物,生物学科被认为是“副科”,教师的晋级晋升和上面用人等,常常与升学成绩或测试成绩挂钩,生物教师评分少,似乎低人一等,致使生物专业毕业的教师纷纷改行,去教授其他“主科”。
在没有实验员的情况下,教师既要准备分组实验,又要去上实验课,下课后还要去刷洗,但学校对教师的考核,只注重考试成绩,不注重教学过程,教师处于消极被动的被评价地位,从而导致教师在课堂教学过程中只注重学习结果,这就限制了教师教学潜能的发挥,从而也影响了实验教学的开展。
二、学校领导重视不够,不利于实验教学的开展。
实验教学是生物学教学的基本形式之一,生物课有许多内容是通过实验来完成教学和学习的。有的学校领导对生物实验缺乏正确认识,舍不得在实验设备上进行投入,从而阻碍了生物实验教学的开展。实验器材不够,加上班级人数过多,在分组实验中 ,学生只能轮而观之,这对教师和学生的实验热情无异是泼冷水。有的学校的生物学教师不全是生物专业毕业;大多数的学校都未设专职生物实验员,而是由生物实验教师兼任,为了给语文、数学之类的主科让路,好多学校对生物学课时打折扣。
三、任课教师的学科素养,直接影响实验教学效果
随着基础教育课程改革的兴起,对教师素质要求在不断的提升,需要教师具有深厚的文化底蕴,具有较好的教学实施策略,具有较强的教学技能和对课程整合能力。初中生物课大都是由主科教师兼任,由于生物教师自身的文化底蕴、技能、策略与生物学教学大纲要求有一定距离,致使教师在课堂教学中照本宣科,机械呆板,对课程内容缺乏横向、纵向的拓展以及对内容的创造和升华。甚至个别教师照本宣科都不能尽如人意,更谈不上去科学合理地设计实验,去及时地进行引导,点拔学生的生物实验。
在黑板上做实验,报告册中填实验,课后背实验等极其陈旧的教学方式,在大多数学校是普片存在的。学校实验室规模、实验器材等与班级学生人数不相匹配,使分组实验不能如期进行;个别教师认为,准备一节分组实验,在没有实验员的情况下,要用很长的时间和花很大的精力,或认为麻烦,或因任课较多确实没有时间。所以将实验课、探究课改为黑板上做实验,报告册中填实验,课后背实验,这样严重阻碍生物学的发展。
四、就现在的条件,农村中小学如何开展实验教学
我认为要更好的完成实验教学须从以下几个方面进行,从而提高学生对生物学的求知欲。
1.实验材料的选定是实验成功关键
中学生物学的实验特点是,大多数实验材料需要自己采集、培养、选定来解决学校缺的实验器材和人数多而无法完成实验教学的问题,但许多实验由于实验材料选择不当而喧告失败。我经过多年的教学实践,在众多的材料中,筛选出一些适合中学生物学实验的最佳材料,用替代法克服药品或器材差缺的困难,比如在使用吲哚酚试剂检测维生素C,然而上级部门目前还没有为初中生物实验配发这种药品,市场上也无法购买到。于是在多次实践中,我总结出运用0.01%的高锰酸钾溶液或用氯化铁溶液(黄色)来代替吲哚酚试剂而很好地完成褪色反应。高锰酸钾和氯化铁在学校的化学药品室容易得到;米汤代替《探究唾液淀粉酶对淀粉的消化作用》中所需要的淀粉浆糊;在春天制花的标本或腊叶标本来代替冬季做《解剖和观察花的结构》实验中难以找到的桃花;观察根毛的实验材料观察根毛需要用发芽快并且根毛又多的植物种子发芽生根,如果用豆类种子就满足不了这些条件,而用萝卜、白菜、油菜等十字花科植物的种子,发芽即快根毛又多。但要掌握好温度和时间,一般20℃左右,3到4d能生出根毛。观察根毛的最佳时间是在长出根毛的两到三天内;如果过了最佳观察期限,根毛又会脱落。应用此“替代”的方法,几乎所有的学校都能很好地完成这个看似无法完成的实验。这样能够在一次性做好多组对照实验的同时节省一定数目的实验经费。
2.学生预习好实验内容,明确实验过程
只有让每个学生弄清了每个实验的内容、操作步骤、注意事项、实验目的和每个实验的全过程,这样学生才能做到心中有数,进入实验室才能有条不紊地进行实验操作。同时对于难度较大的实验,教师要事先进行实验难点和要点的讲解,以使学生掌握要领,使实验达到预期目的。
3.做好实验小结,启发学生自我评价,提高学生的实验热情
实验结束前,用几分钟时间让学生谈谈实验的成败,让实验认真、观察细致、操作熟练、清楚实验步骤和实验目的、能正确掌握了实验技能、并实验成功的同学简单谈谈收获、体会,同时,让一些实验做的不好的同学或看不到实验结果的同学可谈谈失败原因和要吸取的教训,由教师或者同学给予肯定评价和鼓励。使学生懂得生物学是一门实验科学,实验、观察、标本的采集和制作等在生物学的学习中有着十分重要的地位。
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【关键词】 抗菌剂 抗菌机理 发展现状
抗菌剂是指能在一定时间内使某些微生物的生长或繁殖保持在必要水平以下,抑制细菌活性并具有一定杀灭作用的化学物质。人类使用抗菌剂的历史十分久远,在金字塔中,木乃伊的裹尸布在制作时就用到了植物的抗菌用品。
1 抗菌剂的种类及其抗菌机理
抗菌剂大致可以分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂。
1.1 无机抗菌剂
无机抗菌剂具有较好的耐热性、持续性和抗耐药性等特点,同时具有较高的安全性。按其抗菌机理的不同,可分为金属离子类抗菌剂和光催化抗菌剂。
1.1.1金属离子类抗菌剂
金属离子类抗菌剂主要是通过物理吸收或离子交换等方法,将无机抗菌成分固定在载体上而制成的抗菌剂。较为常用的金属离子有Ag+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Fe3+、Mg2+以及Ca2+等。在所有金属离子中汞的杀菌活性最强,但因其具有毒性而不被使用。杀菌活性次之的是银离子。它们的抗菌机理是以金属离子破坏细胞的代谢,通过破坏蛋白质来达到抗菌的目的。
1.1.2 光催化抗菌剂
光催化抗菌剂经过光照后与水和氧结合生成的自由基能破坏细菌的繁殖和再生能力,同时破坏细菌的细胞膜结构,从而彻底杀灭细菌,比如纳米氧化锌对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有显著的杀菌效果。光催化抗菌剂不仅杀菌能力强、无二次污染且资源丰富,稳定性好,目前在纺织、涂料、建筑材料等多个方面都得到了很好的应用,但其主要缺点是需要在光照条件下才有杀菌的作用。
1.2 有机抗菌剂
有机抗菌剂大致包括有机酸、酯、醇、酚等物质。因其具有强杀菌能力,加工方便等特点,如今被广泛应用于塑料、纤维、橡胶、纸张、涂料、树脂、建材、医疗以及水处理等多个方面。
1.3 天然抗菌剂
天然抗菌剂主要提取于天然物质,是最早为人们所使用的抗菌剂。其中比较突出的有动物类的甲质壳和壳聚糖以及植物类的艾蒿和芦荟等。
天然生物抗菌剂按其来源可大致包括:一是植物源抗菌剂,此类抗菌剂中的有效成分主要是萜类化合物及其衍生物等,具有高效、无污染、低毒或无毒、不易产生抗药性等优点,比如茶多酚和芦荟提取液;二是动物源抗菌剂,此类抗菌剂中最常用的是壳聚糖,这类抗菌剂的抗菌活性会随着金属离子活泼性的增加而增强,在纺织品的应用上有着显著的效果;三是微生物源抗菌剂,包括微生物自身以及微生物的拮抗性代谢产物,微生物源抗菌剂是通过分泌抗菌素以及诱导寄主产生抗病原等来起到抗菌作用,比如木霉和酵母就能寄生在病原菌上通过分泌酶来破坏真菌的细胞壁。
2 抗菌剂的发展现状及预测
如今各式各样的抗菌剂都被广泛应用于生活中的方方面面,比如季铵盐类和季鏻盐类被广泛应用于工农业生产、医疗卫生等领域;有的抗菌剂在纤维和织物上的应用得到了广泛的认同,开发新型的具有更持久抗菌效果的抗菌纤维是纺织品研究的新方向,据估计全球抗菌纺织品市场在未来几年内将增长10%;在建筑涂料领域,研究开发和生产更安全有效的抗菌涂料也是当今科技领域内的一项重要课题。
3 结语
综上所述,有机抗菌剂虽抗菌性好,但其耐热性以及稳定性等不如无机抗菌剂,但无机抗菌剂的抗菌效果并不显著。天然抗菌剂的耐热性以及持续时间也有待考验。因此,一些新抗菌剂在近几年逐渐走进我们的视线:比如一些高分子抗菌剂,不仅具有显著的抗菌性能,同时也具备了稳定、安全等优点;还有有机—无机复合抗菌剂,兼具了无机和有机抗菌剂的优点。这些新型的抗菌剂都将会是今后抗菌剂的发展方向,值得我们继续研究探索。如何进一步开发更有效的抗菌剂,并将其应用到更广阔的领域中造福人类,是今后在这一领域中所要面临的重要问题。
参考文献:
[1]李娜,罗虎.抗菌剂的应用及发展现状[J].化工技术与开发,2012,41(5):30-33.
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[6]张文钲.载银无机抗菌剂变色抑制剂研发现状[J].化工新型材料,2002,30(4):23-25.
篇7
20世纪以来,生物科学是自然科学中发展最迅速的学科之一。生物科学技术在许多领域发生了重大突破,对人类的生存、人民健康、社会发展产生巨大影响。面临生物技术新时代的到来,世界各国人民和政府普遍重视中学生物学教育。因此生物学科必然成为21世纪的主导学科。而我国中学生物学教育还没有得到应有的重视,没有充分体现生物学课程的价值。如生物学课时安排较少,占总课时比重偏少,生物课程设本文由收集整理置的年级不尽合理,生物课程不纳入考核科目等。这些问题的存在在一定程度上影响国民生物科学素养的提高,间接地对人的素养和社会的发展产生一定的不利影响。而在农村,中学生物学的教学现状更是令人担忧。
1. 专业教师缺乏,教学任务难以完成
在农村,很多中学是没有专业的生物教师的,有的学校即使有专业的生物学教师,但历来受"生物学科是豆芽学科"思想的影响,专业的生物学教师被领导安排或自己主动要求上所谓的主科学科,如语文、数学等,而生物学科一般都是由完全外行的教师兼职任教。在许多领导和教师的意识中,任何一位教师都能担任生物学的教学。于是,语文、英语、数学、物理、美术、音乐等专业的教师都有教学生物学的经历。岂料,生物学是一门专业性很强的学科,非专业教师教学时只能照本宣科,以传统的讲授方式,把教材念一遍过去,或者让学生读读、勾画教师认为重要的概念或段落,然后让学生强行背诵记忆重要知识点。有的教师甚至说:"对于有些生物学知识,我自己都不懂,怎么讲,我只能把教材念一遍了。"的确,他们说的是实话。如果每一位生物教师都这样教学,那么生物学教学的任务能很好完成吗?现在新课程理念倡导探究性教学,倡导教师组织引导学生自主学习、学生生动活泼地学习,学生所提问题多多,教师能组织、能回答吗?外行来教,已经到了捉襟见肘的狼狈状态,这让人不得不担忧。
2. 教学方式单一传统,新课程理念得不到落实
新课程理念倡导的探究学习给课堂教学带来新的内涵和活力,但探究式教学毕竟是对生物学教师专业素养要求最高的一种教学策略,是我们教师以前几乎没有体验或涉及的经历,因而在将课程理念转化为教学行为过程中就会遇上困难。本身农村中学的生物学教师都是非专业教师,专业素质欠缺,加上"豆芽"学科的偏见,以及教师自身的畏难情绪与惰性,所以教学中教学方式单一,以传统的讲授式教学为主。在传统的满堂灌课堂上通常是以教师的讲述为主,教师一个人在唱独角戏,学生进行的是被动式的学习,机械地接受、记忆知识。课后学生能背诵、记忆一些概念、术语等就算达到教学目标。为了应对考试,教师要求学生花大量的时间去死记硬背教材中的一些事实、术语和定义等知识,或者印制大量的试卷让学生反复做、反复读、反复背,考试中也许能取得好成绩,教师也感到很有成就。因此,曾经很长一段时间,在一些教师的教学中,接受式学习常常被看成是高效率的学习方式。然而,在传统的讲授式教学中,学生的兴趣没有得到激发,各种感官没有充分调动,学生也就谈不上主动地、生动活泼地参与学习活动,掌握知识的质量就低,能力得不到发展。长此以往,学生对这种传统的教学方式和学习方式就会感到厌倦,最终对生物学科丧失兴趣而放弃学习。
实际上,学生学习科学不能仅仅是背诵一些事实或孤立的信息,重要的是要他们在了解事实的基础上建立对重要生物学概念的理解。如果课堂教学仅仅强调事实的传递和记忆,学生对科学概念的建立和深层理解就会受到影响,使得许多学生虽然暂时能顺利通过学业考试,但在随后的生活中会就将事实类知识迅速遗忘。这样的教学情况当然不符合我国以发展学生科学素养为宗旨的新课程理念和改革方式。因此,生物学课程标准指出生物学教学应从记忆事实向理解概念转变,强调生物概念和原理的理解而不仅仅对事实的记忆,已经变得十分必要和迫切。
在新课程理念下,生物学课程如果还采用单一的教学策略难以实现教学任务。以探究式学习为代表的主动学习方式成为初中生物学课程改革的标志和突破点,并直接改变了生物学课堂上的教学活动。观察生物学现象、记录观察结果、提出问题、分析相关的因素、收集证据、讨论结果、辨析科学史中的事件、应对现实生活中的生物学问题已经成为今天初中生物学课题中常见的教学活动内容和学习方式。因此,就要求教师采用多种教学方法并进行有机的结合,面向全体学生,营造一个以学生为主体的、民主的、积极主动的学习氛围,从而促进学生各方面能力的发展。
3. 实验教学几乎为空白,学生能力得不到发展
生物科学和其他自然科学一样,本质上是实验科学。实验教学是生物教学的基本形式之一,课程标准所倡导的探究性学习,有许多活动也是通过实验来进行的。然而对于农村初中来说,生物学实验教学几乎是空白,原因有以下两个方面。
首先是实验设施设备欠缺。实验教学就需要生物实验室、基本的实验器材和条件,还有实验的动植物、微生物材料等。而在农村,有的学校根本就没有实验室及所需实验设备和材料,有的学校有实验室,里面却是空空的,没有设备和器材。总之,学校不具备开设实验教学的条件。
其次是生物教师不具备实验教学的能力或懒于进行实验教学。实际上,现在国家教育部是重视实验教学的,对各级各类学校投放大量资金用于实验设施设备的添置。可惜的是,这些实验设施设备没有用武之地,成为"冷备货",在实验室或保管室乘凉。运送来的时候是怎样包装的,现在依旧是那样,包装都不曾打开过。学生到初中毕业,没有进过生物实验室,没有做过任何生物实验,在农村初中不足为奇。实验教学需要教师花时间和精力去准备器材和材料,而我们的教师无心去准备,于是以条件不具备为藉口,放弃实验教学。有的教师全部用录像片播放实验内容,以此来代替学生亲自参与的实验活动,这种做法任何时候推而广之就有失偏颇。
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【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究
化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一,同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中,无论是高校中还是化工企业中,都需要培养化工材料科学与工程的专业人才,创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题,以便于后期的工程技术研发。
1 化工材料科学与工程的发展现状分析
1.1 化工材料科学与工程的发展历程
化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中,逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中,材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求,各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植,从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代,基础科学与工程之间的相互渗透较差,固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起,材料科学与工程学能够实现交互,材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠,化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。
1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展
化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容,该门学科经过多变的研究与演变,衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例,与化工材料科学与工程相关的专业课程有:地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深,将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料,材料教学内容逐渐扩大,应用到社会建设中的诸多领域中。目前,我国重点高校相继设立材料科学与工程学院,针对于化工方面的教学改革,在原设置专业的基础上,补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限,加强专业间的渗透和联系,教学内容实现了更新。截止至2003年7月份,具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。
2 化工材料科学与工程的发展趋势
2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养
化工材料科学与工程的发展,以来社会化工企业的技术研发还远远不够,为了更好的促进化工材料科学的发展,在未来的科技社会中,化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用,需要在高校中培养优秀的材料科学人才,与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格,一方面需要学生具有较好的结构力学基础,另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究,以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才,是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发,保障化工材料领域更新[3]。
2.2 化工新材料的研发
在科技信息不断发展的当今社会中,对于化工材料的研发技术越来越先进,我国化工材料科学与工程的未来发展,需要与科技信息技术相互融合,研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上,为人们的生活提供更多的便利。
2.2.1 纤维材料
化工新材料“十三五”发展规划在即,很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料,在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比,在质量上更加的轻便,在性能上的更加的好,在功能上更加的强大,附加值更加的高。那么何为化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料,这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛,同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出,全球纤产量在近十年内的长幅为3%,而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%,也就是说,在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。
2.2.2 聚酰亚胺
有机高分子材料也是化工新材料的另一类,与传统的高分子材料相比,聚酰亚胺的综合性比较强,特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下,103赫下介电常数为4.0;在化学性质上,聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其在微电子领域发挥着重要的作用。
3 结语
综上所述,化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容,提升对于化工材料科学与工程的研发,能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,与社会发展趋势相互结合,研究其在未来的发展方向。在未来,需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养,鼓励化工新材料的研发,实现科技创造未来。
参考文献:
[1]刘海定,汤爱涛,潘复生,左汝林.材料科学数据库的研究现状及其发展趋势[J].材料报,2004,09:5-7.
[2]张钧林.材料科学与工程的学科发展、现状及人才培养[J].甘肃科技,2008,15:165-168+132.
篇9
关键词 医用钛合金;生物活性;专利分析
中图分类号Q81 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)93-0116-02
近几年来,钛合金以其良好的生物相容性、与骨组织相近的弹性模量及在生物环境下优良的抗腐蚀性,在临床得到了广泛的应用。然而,医用钛合金与骨的结合是一种机械锁合,植入人体后将长期与组织、细胞或血液直接接触,它们之间的相互作用将产生各种不同的反应,使各自的功能和性质受到影响,有可能在生物体内发生毒性、炎症、血栓等反应。因此,材料的生物活性优劣是医用钛合金材料研究设计中首先考虑的重要问题。
由图1可看出,从专利申请数量来看,申请量总体呈现起伏式递增趋势,2000年之前的申请量较少,2000年到2011年申请量较2000年前有了较大的增长,这与近十年来生物材料及制品的市场增长率一直保持在30%左右是相吻合的。2008-2009年金融危机带来的经济萧条并未导致各企业对知识产权重视度的下降,相反申请量的增加证明了各实业集团对知识产权重视程度的提高。由图2可看出,排名前四的申请人所属国家依次为美国、日本、中国、瑞典。美国的申请人量较其它三个国家有较大的差距,可见美国对该领域具有极大的重视程度。中国申请人数量与位于第二位的日本相差很小,说明医用钛合金生物活性研究在中国已经受到比较广泛的重视,进入发展通道。
2提高生物活性的钛合金表面改性
2.1钛合金表面形貌的改变
表面形貌改变的方法通常有机械方法和化学蚀刻法。机械方法即采用喷砂、液体射流、离子束轰击等方式对材料表面进行粗糙、多孔化处理。US5236459A公开使用高压液体射流从植入物表面除去一部分金属,从而形成具有“锚定区”的植入物表面的方法,其中“锚定区”的直径可在0.5mm~1.5mm之间变化,该“锚定区”为骨组织提供了良好生长的环境。化学蚀刻法即将植入体合金在一定条件下与通常为酸的蚀刻溶液接触移除部分从而得到粗糙表面的技术。EP10159872A公开将Ti6Al4V合金与质子浓度至少0.8N、氯离子浓度至少1N的蚀刻溶液接触一定时间,溶液温度20至100℃,由此可形成多个独立地具有约200nm~10μm的直径的表面特征。
2.2表面涂层技术
表面涂层的方法有很多,主要包括等离子喷涂,激光熔覆、电泳沉积法,离子束溅射法、微弧氧化法等。目前研究较多的表面涂层种类是,羟基磷灰石涂层、二氧化钛涂层、磷酸钙涂层、钛酸盐涂层。
羟基磷灰石分子式为Ca10(PO4)6(OH)2。其与人体骨中骨磷灰石的晶体结构相似,含有人体组织所必需的钙和磷元素,且不含有其他有害元素,植入体内后,在体液的作用下,钙和磷会游离出材料表面,被机体组织吸收,并能与人体骨骼组织形成化学键结合,长出新的组织。US2003099762 A1公开一种植入物涂层,包括:位于植入物上的第一层,具有第一热膨胀系数,包括一种选自氧化物、氮化物、硼化物、碳化物和两种或多种物质混合物的材料;和位于第一层上的第二层,具有第二热膨胀系数,包括一种结晶度大于约90%的磷灰石和一种在体液中是惰性的粘合剂;其中该第一和第二热膨胀系数之差小于或等于约1×10-6/℃。磷灰石选自羟磷灰石,氟磷灰石,羟氟磷灰石,和两种或多种磷灰石的组合。第一层起到第二层和金属基片之间反应障的作用,第二层为植入物表面上骨的加速生长提供生物活性。EP2316499A1公开在具有粗糙表面的待植入物区域,通过热喷涂方法使该粗糙区域具有包含羟基磷灰石的陶瓷涂层;银的杀生物离子吸收在该陶瓷涂层中,并在植入后逐渐浸出到体液中。羟基磷灰石提高了骨头重新长入到该植入物中的能力,同时该银离子抑制了感染。
二氧化钛涂层具有化学性质稳定、耐腐蚀和血液相容性好等特点。CN102100926A公开以经表面活性剂改性的单分散聚苯乙烯球为模板,无机钛盐水溶液为前驱液,制成处理溶液;以纯钛或者钛合金作为基体,将纯钛或者钛合金浸没于处理溶液中,保持处理溶液温度在60℃~120℃、24h~50h,其中至少0.25h~2h同时以紫外光照射并且所述的基体在60℃~100℃的处理溶液中浸泡;将浸泡后的基体取出,浸入能溶解聚苯乙烯的有机溶剂中浸泡去除聚苯乙烯后,再在去离子水中浸泡晶化,完成薄膜的沉积。该发明以单分散聚苯乙烯球为模板,廉价无机钛盐为原料,在低温下通过水解-溶胶法制备了自组装纳米晶二氧化钛微胶囊生物薄膜,薄膜该良好的生物活性。
对于磷酸钙涂层, CN101927034A公开了一种涂覆有掺锶聚磷酸钙涂层的骨修复用植入体及其制备方法,包括:将150-300目之间的掺锶聚磷酸钙粉料用等离子喷涂设备吹喷掠过等离子焰喷涂在钛金属基体表面形成涂层,钛金属基体表面充分涂覆后,自然冷却即为植入体材料初级产品;植入体材料初级产品清洗干燥后,于700℃~800℃下保温退火,充分退火后缓慢冷却,即为制备的植入体产品。本发明公开的植入体具有更好的生物活性,有促成骨细胞生长和促血管化功能,能够改善植入体和组织间的界面相容性,促进骨性结合。可用作骨修复材料和口腔牙种植体,并易于商业化推广。
对于钛酸盐涂层, CN1709521A 公开在钛或钛合金表面原位自生钛酸钾晶须生物活性涂层的方法,该方法采用Ti-Mo等钛合金为基体材料,经表面清理后用氢氟酸腐蚀,最后用由硝酸和盐酸按公知比例配制的混合酸钝化除杂,待用;将固体粉状K2CO3与TiO2按摩尔比为1:2~1:6混合均匀后,采用丙酮将混合粉包覆在经预处理后的钛合金基体表面,然后放于干燥箱中干燥,最后放入箱式电阻炉中随炉升温到800℃~1200℃煅烧,保温0.8h~2h后降温到200~600℃时取出剥去包覆层,即在钛合金基体的表面原位自生一层钛酸钾晶须生物活性涂层。
随着医用钛合金应用的不断深入,一些新的表面改性方法也不断涌现。包括氟磷灰石涂层、六钛酸钾涂层、大分子蛋白质涂层等。上述涂层技术分别根据医用钛合金的物理化学性质、生化效应等特性开发设计,并在实践中取得了一定的效果。相关专利可参考EP1740128A1、WO2008074175A2等。
3 结论
通过以上专利性分析可以看到,表面改性技术在提高医用钛合金生物活性方面有着广泛的应用,其改性方法及改性涂层种类呈多元化发展趋势。随着经济全球化进程加快,专利在社会发展中所起的作用日益凸现出来,人们对专利的重视度也日益增长,中国在该领域的研究方面也取得了长足进步,无论是申请量还是研究技术分布方面都呈现较快发展势头,但我们仍要看到与该领域传统强国的差距,进一步深化研究,增强专利保护意识,促进医用合金技术的发展,为保障人类身体健康做出更大的贡献。
参考文献
篇10
1生物医用复合材料组分材料的选择要求
生物医用复合材料根据应用需求进行设计,由基体材料与增强材料或功能材料组成,复合材料的性质将取决于组分材料的性质、含量和它们之间的界面。常用的基体材料有医用高分子、医用碳素材料、生物玻璃、玻璃陶瓷、磷酸钙基或其他生物陶瓷、医用不锈钢、钴基合金等医用金属材料;增强体材料有碳纤维、不锈钢和钛基合金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维等纤维增强体,另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗粒增强体。
植入体内的材料在人体复杂的生理环境中,长期受物理、化学、生物电等因素的影响,同时各组织以及器官间普遍存在着许多动态的相互作用,因此,生物医用组分材料必须满足下面几项要求:(1)具有良好的生物相容性和物理相容性,保证材料复合后不出现有损生物学性能的现象;(2)具有良好的生物稳定性,材料的结构不因体液作用而有变化,同时材料组成不引起生物体的生物反应;(3)具有足够的强度和韧性,能够承受人体的机械作用力,所用材料与组织的弹性模量、硬度、耐磨性能相适应,增强体材料还必须具有高的刚度、弹性模量和抗冲击性能;(4)具有良好的灭菌性能,保证生物材料在临床上的顺利应用。此外,生物材料要有良好的成型、加工性能,不因成型加工困难而使其应用受到限制。
2生物医用复合材料的研究现状与应用
2.1陶瓷基生物医用复合材料
陶瓷基复合材料是以陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷基体,通过不同方式引入颗粒、晶片、晶须或纤维等形状的增强体材料而获得的一类复合材料。目前生物陶瓷基复合材料虽没有多少品种达到临床应用阶段,但它已成为生物陶瓷研究中最为活跃的领域,其研究主要集中于生物材料的活性和骨结合性能研究以及材料增强研究等。
Al2O3、ZrO3等生物惰性材料自70年代初就开始了临床应用研究,但它与生物硬组织的结合为一种机械的锁合。以高强度氧化物陶瓷为基材,掺入少量生物活性材料,可使材料在保持氧化物陶瓷优良力学性能的基础上赋予其一定的生物活性和骨结合能力。将具有不同膨胀系数的生物玻璃用高温熔烧或等离子喷涂的方法,在致密Al2O3陶瓷髋关节植入物表面进行涂层,试样经高温处理,大量的Al2O3进入玻璃层中,有效地增强了生物玻璃与Al2O3陶瓷的界面结合,复合材料在缓冲溶液中反应数十分钟即可有羟基磷灰石的形成[2]。为满足外科手术对生物学性能和力学性能的要求,人们又开始了生物活性陶瓷以及生物活性陶瓷与生物玻璃的复合研究,以使材料在气孔率、比表面积、生物活性和机械强度等方面的综合性能得以改善。近年来,对羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)复合材料的研究也日益增多[3,4]。30%HA与70%TCP在1150℃烧结,其平均抗弯强度达155MPa,优于纯HA和TCP陶瓷,研究发现HA-TCP致密复合材料的断裂主要为穿晶断裂,其沿晶断裂的程度也大于纯单相陶瓷材料。HA-TCP多孔复合材料植入动物体内,其性能起初类似于β-TCP,而后具有HA的特性,通过调整HA与TCP的比例,达到满足不同临床需求的目的。45SF1/4玻璃粉末与HA制备而成的复合材料,植入兔骨中8周后取出,骨质与复合材料之间的剪切破坏强度达27MPa,比纯HA陶瓷有明显的提高。
生物医用陶瓷材料由于其结构本身的特点,其力学可靠性(尤其在湿生理环境中)较差,生物陶瓷的活性研究及其与骨组织的结合性能研究,并未能解决材料固有的脆性特征。因此生物陶瓷的增强研究成为另一个研究重点,其增强方式主要有颗粒增强、晶须或纤维增强以及相变增韧和层状复合增强等[3,5~7]。当HA粉末中添加10%~50%的ZrO2粉末时,材料经1350~1400℃热压烧结,其强度和韧性随烧结温度的提高而增加,添加50%TZ-2Y的复合材料,抗折强度达400MPa、断裂韧性为2.8~3.0MPam1/2。ZrO2增韧β-TCP复合材料,其弯曲强度和断裂韧性也随ZrO2含量的增加而得到增强。纳米SiC增强HA复合材料比纯HA陶瓷的抗弯强度提高1.6倍、断裂韧性提高2倍、抗压强度提高1.4倍,与生物硬组织的性能相当。晶须和纤维为陶瓷基复合材料的一种有效增韧补强材料,目前用于补强医用复合材料的主要有:SiC、Si3N4、Al2O3、ZrO2、HA纤维或晶须以及C纤维等,SiC晶须增强生物活性玻璃陶瓷材料,复合材料的抗弯强度可达460MPa、断裂韧性达4.3MPam1/2,其韦布尔系数高达24.7,成为可靠性最高的生物陶瓷基复合材料。磷酸钙系生物陶瓷晶须或纤维同其它增强材料相比,不仅不影响材料的增强效果,而且由于其具有良好的生物相容性,与基体材料组分相同或相近,不会影响到生物材料的性能。HA晶须增韧HA复合材料的增韧补强效果同复合材料的气孔率有关,当复合材料相对密度达92%~95%时复合材料的断裂韧性可提高40%。
2.2高分子基生物医用复合材料