生物醫(yī)學材料是指一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、治療疾患，而對人體組織不會產(chǎn)生不良影響的材料。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)增長，中國生物醫(yī)學材料領(lǐng)域這片“熱土”引起國際上一些主要研究機構(gòu)和越來越多的世界500強企業(yè)的關(guān)注，日本和韓國的生物醫(yī)學材料領(lǐng)域近年來也呈現(xiàn)出強勁增長態(tài)勢。有人預(yù)言，未來10年，生物材料將步入“亞洲世紀”。在第四屆中國生物產(chǎn)業(yè)大會召開前夕，華中科技大學先進生物材料與組織工程研究中心主任張勝民教授在接受記者采訪時表示，我國在生物醫(yī)學材料研究的若干新領(lǐng)域有待實現(xiàn)突破。

    正視問題

    我國自上個世紀70年代開始進行生物醫(yī)學材料的研究，國家“九五”、“十五”、“十一五”等各類科技計劃和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃都對生物醫(yī)學材料研究給予了支持。我國《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》明確提出：加快發(fā)展生物醫(yī)學材料、生物人工器官、臨床診斷治療設(shè)備，建設(shè)若干國家工程中心和工程實驗室，加強自主創(chuàng)新，在一批關(guān)鍵技術(shù)或部件上實現(xiàn)重點突破，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化�！洞龠M生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》明確提出，加快發(fā)展生物醫(yī)學材料、組織工程和人工器官、臨床診斷治療康復(fù)設(shè)備。

    張勝民教授介紹說，目前，我國已經(jīng)形成華中（武漢）、西部（成都、西安）、華北（北京、天津）、華東（上海等）及華南等生物醫(yī)學材料的五大研發(fā)和產(chǎn)業(yè)基地，產(chǎn)品主要包括各類骨替代及修復(fù)材料、心血管系統(tǒng)及支架材料、人工關(guān)節(jié)、外科可吸收內(nèi)（外）固定材料、各類醫(yī)用敷料等，已經(jīng)研發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新產(chǎn)品，并在組織誘導(dǎo)材料、納米生物材料、鈣磷（硅）生物材料、生物礦化與自組裝、生物活性涂層、藥物控釋材料與系統(tǒng)等研究領(lǐng)域形成了自己的特色。

    但是，國內(nèi)大約70%的生物醫(yī)學材料市場仍然被國外產(chǎn)品占據(jù)，在更高端的生物醫(yī)學材料產(chǎn)品領(lǐng)域，國外產(chǎn)品甚至占據(jù)95%以上的市場份額。張勝民強調(diào)：“要改變這種狀況在很大程度上取決于我國在生物醫(yī)學材料核心關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的突破，除產(chǎn)品創(chuàng)新外，應(yīng)特別關(guān)注材料制造技術(shù)�！�

    期待突破

    首先應(yīng)有所突破的是生物醫(yī)學材料先進制造技術(shù)領(lǐng)域。張勝民教授表示，生物醫(yī)學材料制造技術(shù)的高低既制約著生物醫(yī)學材料的產(chǎn)品精度和質(zhì)量，也控制著產(chǎn)品生產(chǎn)成本，決定了產(chǎn)品的競爭力。目前，我國生物材料產(chǎn)品制造大多是“作坊”式生產(chǎn)，規(guī)模小、自動化程度較低，質(zhì)量不易控制。近年來，華中科技大學、清華大學、上海交通大學、西安交通大學等課題組發(fā)展了以快速原形制造為基礎(chǔ)的新一代生物醫(yī)學材料制造技術(shù)（包括生物醫(yī)學材料的數(shù)字和生物制造等），并嘗試將其應(yīng)用于生物醫(yī)學材料產(chǎn)品的制造。

    其次是生物醫(yī)學材料表面/界面科學與工程領(lǐng)域。生物醫(yī)學材料的表面性質(zhì)直接關(guān)系到材料與體內(nèi)組織的反應(yīng)及其相互作用，決定著植入或替代產(chǎn)品在體內(nèi)修復(fù)的成敗。對于復(fù)合生物醫(yī)學材料而言，界面既是核心問題，又是熱點前沿，界面特征決定著材料最終的整體力學性能。令人興奮的是，經(jīng)過兩代生物材料工作者的努力，我國上海硅酸鹽研究所、四川大學、西安交通大學等在醫(yī)用金屬材料表面改性領(lǐng)域，尤其是在發(fā)展生物活性涂層技術(shù)方面已取得長足進步。其他課題組和團隊通過對各類復(fù)合生物材料的界面設(shè)計和構(gòu)建，顯著提高了生物材料（尤其是無機—有機復(fù)合生物材料）的整體力學和生物學性能。此外，一些課題組在構(gòu)建智能或仿生生物材料表界面方面也形成了自己的特色。

    第三是納米生物材料領(lǐng)域。納米生物材料一直是生物醫(yī)學材料的前沿和重要領(lǐng)域，作為醫(yī)用植入和修復(fù)材料，其在力學及細胞生物學性能上具有優(yōu)勢。預(yù)計在完成安全性評價后，納米生物材料將首先在硬組織修復(fù)材料領(lǐng)域獲得應(yīng)用。這主要是因為人的骨組織本身就是納米結(jié)構(gòu)的材料（由納米級羥基磷灰石和有機高分子物質(zhì)構(gòu)成）。而作為納米生物材料的另一個應(yīng)用途徑，診斷檢測試劑正顯示出重要前景。

    第四是組織工程和再生醫(yī)學材料領(lǐng)域。組織工程和再生醫(yī)學的臨床應(yīng)用離不開生物材料科學和技術(shù)的突破。目前組織工程領(lǐng)域面臨暫時的困境，這與科學問題有關(guān)，如種子細胞、生長因子及體外構(gòu)建問題等；更與研究發(fā)展生物相容性好的細胞特異性材料及支架的先進制造技術(shù)密切相關(guān)。只有在上述領(lǐng)域取得整體突破，組織工程才有望在未來5～10年內(nèi)造福大眾。

    再者是組織誘導(dǎo)材料領(lǐng)域。組織誘導(dǎo)材料是我國科學家首先提出并擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的生物材料，其廣泛應(yīng)用和被國際接受有賴于相關(guān)機理的進一步闡明。

    最后是醫(yī)學材料生物相容性評價和產(chǎn)品標準領(lǐng)域。隨著基于新原理的產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)、大眾對產(chǎn)品質(zhì)量的深度關(guān)切，人們對材料生物相容性、安全性、有效性及時效性等的評價方法和產(chǎn)品標準提出了更高要求，并期待突破。

    張勝民表示，一旦我國在上述技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，將極大地提升我國生物醫(yī)學材料研發(fā)在國際上的地位，也將為生物醫(yī)學材料“亞洲時代”的到來注入前所未有的推動力。在第四屆生物產(chǎn)業(yè)大會上，有關(guān)專家學者將就上述生物醫(yī)學材料的熱點技術(shù)和前沿問題進行探討和交流。

    相關(guān)鏈接：

    有學者依據(jù)生物醫(yī)學材料的發(fā)展歷史及材料本身的特點，將其分為三代：

    20世紀初第一次世界大戰(zhàn)以前所使用的生物醫(yī)學材料歸于第一代，代表材料有石膏、各種金屬、橡膠以及棉花等物品，這些材料大都已被現(xiàn)代醫(yī)學所淘汰；第二代生物材料的發(fā)展是建立在醫(yī)學、材料科學(尤其是高分子材料學)、生物化學、物理學及大型物理測試技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)之上的，代表材料有羥基磷灰石、磷酸三鈣、聚羥基乙酸、聚甲基丙烯酸羥乙基酯、膠原、多肽、纖維蛋白等；第三代生物材料主要是具有促進人體自身修復(fù)和再生作用的生物醫(yī)學復(fù)合材料，它們一般是由具有生理“活性”的組元及控制載體的“非活性”組元所構(gòu)成，具有比較理想的修復(fù)再生效果。

    此外，美國著名的《Science》雜志對生物醫(yī)學材料有關(guān)“代”的劃分有不同描述：將生物惰性材料歸為第一代生物材料，將生物活性和可降解吸收材料歸為第二代生物材料，將細胞和基因材料歸為第三代生物材料。

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