《生物材料》课程教学大纲

1、生物材料Biomaterials一、课程基本情况课程类别：专业任选课课程学分：2学分课程总学时：32学时，其中讲课：32学时，实验（含上机）：0学时，课外0学时课程性质：选修开课学期：第7学期先修课程： 材料科学基础，金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料适用专业： 材料物理教 材：熊党生，生物材料与组织工程，科技出版社，2010年。开课单位：物理与光电工程学院材料物理系二、课程性质、教学目标和任务本课程是材料物理专业一门专业任选课，课程通过综合介绍材料学、生物学和医学等交叉学科的相关知识，使学生掌握生物材料的基本概念和基本原理，了解国内外生物材料研究的最新研究进展。着重掌握材料与生物

2、体相互作用规律，以及用生物材料进行仿生构建和组织再生的方法和原理，为进行生物材料的研究奠定理论基础。该课程立足于我国生物材料研究的特点，结合国内外生物材料的发展趋势，坚持系统性、先进性、科学性和实用性原则，从生物医用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料，仿生材料、组织工程与生物材料以及生物材料的安全性等几个方面介绍生物医用材料的特性与评价、使用条件与要求、种类与应用。重点介绍生物体对材料的相互作用关系理论，和生物材料仿生设计理论。三、教学内容和要求第1章 绪论（2学时）（1）了解生物材料的发展背景（2）理解生物材料的分类和使用性能（3）掌握生物材料与组织工程学之间的关系重点：生物材料

3、的分类和使用性能难点：生物材料与组织工程学第2章 生物相容性及生物学评价（4学时）2.1人体生理环境和材料-宿主反应（2学时）（1）了解人体生理环境； （2）理解材料在生物体内的反应，宿主反应和病理学反应； 重点：材料在生物体内的反应，宿主反应和病理学反应难点：材料在生物体内的反应2.2生物相容性（2学时）（1）了解生物相容性的概念和分类； （2）理解生物相容性的基本原理； （3）掌握生物材料的生物相容性评价和研究方法；重点：生物材料的生物相容性评价和研究方法难点：生物材料的生物相容性评价方法第3章 医用金属材料（6学时）3.1医用金属材料的特性和要求（1学时）（1）了解生物医用金属材料的特性

4、和要求； （2）理解医用金属材料的生物相容性，机械性能和腐蚀性能；重点：医用金属材料的生物相容性，机械性能和腐蚀性能难点：医用金属材料的腐蚀性能3.2常用生物医用金属材料及其研究进展（3学时）（1）了解常用医用金属合金材料和新型合金材料的开发； （2）理解生物医用金属合金的特性和生物相容性及其表面改性； （3）掌握医用不锈钢、医用钴基合金和医用钛合金的性质和特点；重点：掌握医用不锈钢、医用钴基合金和医用钛合金的性质和特点难点：医用钛合金的性质、特点及其临床应用3.3医用金属材料的腐蚀和表面涂层处理（2学时）（1）了解医用金属的腐蚀过程和表面涂层处理的方法； （2）理解医用金属合金的腐蚀机理；

5、（3）掌握医用金属合金的生理腐蚀和耐腐蚀性能；重点：医用金属合金的生理腐蚀和耐腐蚀性能难点：医用金属合金的耐腐蚀性能第4章 医用陶瓷材料（6学时）4.1陶瓷结构与性能的关系（1学时）（1）了解陶瓷材料的结构和物理性能； （2）理解陶瓷材料的结构和物理性能关系； 重点：陶瓷材料的结构和物理性能难点：陶瓷材料的结构和物理性能关系4.2常见医用陶瓷材料（3学时）（1）了解医用陶瓷材料的分类和研究现状； （2）理解磷酸钙陶瓷，生物活性玻璃与生物微晶玻璃和其他生物陶瓷的结构和特点； （3）掌握磷酸钙陶瓷，生物活性玻璃与生物微晶玻璃；重点：磷酸钙陶瓷，生物活性玻璃与生物微晶玻璃难点：羟基磷灰石4.3医用陶

6、瓷材料的增韧强化和陶瓷基生物医用复合材料（2学时）（1）了解陶瓷基生物医用复合材料的概念、分类和发展； （2）理解医用陶瓷材料的增韧机制； （3）掌握生物陶瓷与陶瓷复合材料和生物陶瓷与高分子复合材料；重点：医用陶瓷材料的增韧强化复合材料难点：医用陶瓷材料的增韧机制第5章 医用高分子材料（6学时）5.1医用高分子材料及其特性（2学时）（1）了解生物医用高分子的概念，分类和结构特点； （2）理解生物医用高分子材料的生物相容性； （3）掌握生物医用高分子材料组织相容性和血液相容性；重点：理解生物医用高分子材料的生物相容性难点：掌握生物医用高分子材料组织相容性和血液相容性5.2常见医用高分子材料（3学

7、时）（1）了解临床应用常见的高分子材料； （2）理解天然高分子和人工合成高分子材料； （3）掌握人工器官、医用黏合剂、药用高分子材料、高分子免疫佐剂和医用诊断高分子；重点：临床应用常见的高分子材料难点：人工器官、医用黏合剂、药用高分子材料、高分子免疫佐剂和医用诊断高分子5.3几种重要的医用高分子材料及其发展趋势（1学时）（1）了解高分子材料的发展趋势； （2）理解尼龙、聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、橡胶和水凝胶； 重点：几种重要的医用高分子材料难点：尼龙、聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、橡胶和水凝胶第6章 生物材料表面改性（4学时）6.1生物材料表面改性技术（2学时数

8、）（1）了解常见生物医用材料的表面改性技术的特点； （2）理解表面接枝聚合物刷改性、等离子体技术和电化学沉积技术等方法的特点和原理； （3）掌握表面接枝聚合物刷改性、等离子体技术和电化学沉积技术；重点：表面接枝聚合物刷改性、等离子体技术和电化学沉积技术等方法的特点和原理难点：表面接枝聚合物刷改性、等离子体技术和电化学沉积技术6.2材料表面生物化（2学时）（1）了解材料表面生物化的基本方法（吸附，键结合，复合涂层）； （2）理解材料表面化学活性基团或活性物质的结合； （3）掌握利用材料表面生物化对材料表面进行表面修饰；重点：材料表面生物化的基本方法难点：利用材料表面生物化对材料表面进行表面修饰第

9、7章 纳米生物材料（4学时）7.1纳米生物材料（1学时）（1）了解纳米生物材料的概念和基本效应； （2）理解纳米生物材料的制备方法； 重点：理解天然生物材料的特殊结构特征难点：掌握天然生物材料的生物特性7.2高分子/陶瓷/复合纳米生物材料（2学时）（1）了解高分子纳米材料的主要特点和应用； （2）理解纳米羟基磷灰石生物陶瓷材料，纳米TiO2颗粒和纳米氧化硅的性能特点和应用； （3）掌握纳米羟基磷灰石生物复合材料；重点：纳米羟基磷灰石生物陶瓷材料，纳米TiO2颗粒和纳米氧化硅的性能特点和应用难点：纳米羟基磷灰石生物复合材料7.3纳米组织工程支架材料（1学时）（1）了解纳米纤维组织工程支架和和纳米复合组织工程支架；重点：纳米组织工程支架材料难点：纳米纤维组织工程支架和和纳米复合组织工程支架四、课程考核（1）作业等：作业：16次，课程论文：0篇；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：由平时成绩(20%)和期末考试成绩（80%）综合计算五、参考书目1、 HYPERLINK /writer/%E5%B7%B4%E8%BF%AA%C2%B7D.%E6%8B%89%E7%89%B9%E7%BA%B3_1.html t _blank 巴迪D.拉特纳著，Biomaterials Science：An Intr