材料生物相容性(共9篇)(共9篇)
1.材料生物相容性 篇一
镍钛合金光催化高级氧化表面改性与生物相容性
摘要:在UV/H2O2光催化体系中,通过高级氧化法在NiTi SMA表面生成贫Ni的Ti氧化膜.通过亲水性试验、血小板黏附试验以及MTT细胞毒性试验对改性后试样的`生物相容性进行了系统的评价,研究发现改性后试样的亲水性得到明显改善.表面血小板黏附数量减少,变形和团聚现象得到抑制,形成血栓的可能性降低,血液相容性得到提高.改性后试样的细胞相对增殖率(RGR)高于化学抛光的试样,试样周围细胞分裂增生良好,与材料边缘结合自然,改性处理同样提高了试样的细胞相容性.结果表明光催化高级氧化是提高NiTi SMA生物相容性的一种有效方法. 作者: 王如萌[1]储成林[2]李艳芬[2]尹立红[2]浦跃朴[2]董寅生[2]林萍华[2]朱剑豪[3] Author: Wang Rumeng[1] Chu Chenglin[2] Li Yanfen[2] Yin Lihong[2] Pu Yaopu[2] Dong Yinsheng[2] Lin Pinghua[2] Paul K.Chu[3] 作者单位: 东南大学,材料科学与工程学院,江苏,南京,211189东南大学,江苏,南京,211189香港城市大学,香港 期 刊: 稀有金属材料与工程 ISTICEISCIPKU Journal: RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING 年,卷(期): , 37(11) 分类号: FB43 TG146.3 关键词: NiTi形状记忆合金(NiTi SMA) 高级氧化(AOP) 表面改性 血液相容性 细胞相容性 机标分类号: O65 X70 机标关键词: 镍钛合金 光催化体系 高级氧化法 表面改性 生物相容性 Advanced Oxidation 试样 细胞毒性试验 血小板 提高 亲水性 血液相容性 细胞相容性 团聚现象 黏附试验 结合自然 化学抛光 改性处理 分裂增生 增殖率 基金项目: 国家自然科学基金,教育部跨世纪优秀人才培养计划,江苏省自然科学基金2.材料生物相容性 篇二
生物材料对于宿主来说是一种外源性物质, 不管是外科手术植入的器械, 还是用于再生医学的构成物、药物或基因送递的载体、辅助诊断或成像的介质。无论想达到什么目的, 这些生物材料都不应该在宿主或患者体内产生明显的临床不良反应, 因此要对生物材料进行生物安全性评价。
1 医疗器械产品进行生物相容性检测的意义
随着生物医学工程的发展, 医疗器械行业也在飞速的进步。许多新型的生物材料不断涌现并不断被应用于医疗器械的研发与应用中。一方面各种三类医疗器械产品的结构及组成成分越来越复杂, 特别是人体直接接触的外部接入器械及植入器械结构复杂、材质多样, 另一方面目前越来越多的一次性无菌医疗器械应用于临床, 在应用前必须是无菌包装, 稍有不慎就容易造成细菌内毒素及其他形式的污染, 因而这类产品的医疗风险越来越高。为了保证产品的安全有效, 一种新的生物材料在进入临床之前必须进行生物相容性的评价, 这就对生物材料的生物相容性评价提出了更高的要求。
2 医用高分子材料生物相容性研究现状
2.1 生物材料的分类
生产制造人工器官的材料有多种, 但它和普通的材料最大的不同处, 在于材料的生物相容性。只有能满足生物相容性要求的材料, 才有可能成为制造人工器官的材料, 人们通常称这类材料为生物医学材料 (biomedical material) 或生物材料 (biomaterial) 。
由于种类繁多、应用目的不同, 目前生物材料还没有统一的分类标准。当今广泛应用的生物材料分类, 主要有下列四种。 (1) 医用高分子材料 ( 高聚物) 。如热塑型、热固性、合成橡胶弹性体、合成纤维、粘合剂等。 (2) 天然高分子材料。如天然橡胶、多肽类、白蛋白、绢丝类等。 (3) 金属材料。如金属 (钛、铜、金、银、铂等) 和合金材料 (钛合金、不锈钢、镍铬合金等) 。 (4) 无机材料。如陶瓷、碳素、玻璃、石膏等。
2.2 医用高分子材料生物相容性研究现状
2.2.1 医用高分子材料分类
医用高分子材料作为生物材料的重要组成部分在我国研究起步较早, 发展较快, 现有医用高分子材料60 多种, 制品达400 余种, 用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年近300吨。然而, 我国医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段, 还没有能够建立在分子设计的基础上。
现代医学的进步已经越来越依赖于生物材料的发展, 医用高分子材料作为其重要组成部分应用更加广泛, 需求量也随之越来越大。按照医学用途, 主要可分为: (1) 一次性使用的医用高分子材料。如输注器械、血袋、各种导管及插管、采血管、高分子绷带等。 (2) 植入、介入类材料。如人工血管、人工心脏瓣膜、人工晶体、人工关节、人工肾、人工肺、中心静脉导管等。 (3) 用于人体组织修复材料。如人工皮肤、疝修补片等。 (4) 药物和药物控释用高分子材料。如载药支架等。 (5) 医药包装用高分子材料。如预灌封注射器、药用胶囊、大输液瓶等。
2.2.2 我国医用高分子材料技术水平
主要体现在以下几个方面。 (1) 用于人造器官, 如心脏瓣膜、人工肾、人造皮肤、疝气朴片等。我国在此领域起步较晚, 但在初级的组织工程支架材料方面投入较大, 浙江大学、清华大学、中科院成都有机所等均有课题小组进行相关研究, 他们通过多层复合、共聚等手段将聚乳酸、聚乙内酯、海藻酸钠等生物相容性材料制备成支架材料。 (2) 用于医疗器械, 如手术缝线、导尿管、检查器械、植入器械等。目前的手术缝线多数来自于丝素蛋白, 其纤维不但具有优良的生物相客性, 也具有很好的力学强度;而可吸收缝线则主要采用聚乳酸, 我国目前已经可以完全自主生产这几种缝线, 同时在国内拥有较大的市场份额。 (3) 用于药物助剂, 如药物控释载体、靶向材料等。我国在这方面的研发位于世界前列, 中科院长春应化所研究人员利用静电纺丝技术制备的聚乳酸超细纤维可以包埋油溶、水溶药物, 同时实现控制释放[1]。
2.2.3医用高分子材料的生物相容性评价研究
材料的生物相容性包含很多方面 (图1) 。
目前国际上通用的高分子材料安全评价项目有:细胞毒性试验, 皮肤刺激试验, 全身急性毒性试验, 亚急性毒性试验, 慢性毒性试验, 皮内试验, 热原试验, 长期植入试验, 黏膜刺激试验, 组织细胞的黏附性和增殖性试验等。其中细胞毒性试验以其简便、快捷、灵敏性高、节省动物等优点均被列为首选试验项目, 作为评价材料毒性的重要指标。评价生物材料的体外细胞生物相容性试验方法较多, 亦各有其特点。各试验方法之间虽然存在一定的相关性, 但是很难达到完全一致性。研究表明, 不同细胞毒性评价方法对不同生物材料的敏感程度不同, 原因可能在于不同的化学物质其毒理作用机制不同, 而立足于不同生物学终点的评价方法显示出了不同的敏感度。2005年Weyermann等对噻唑蓝比色法 (MTT法) 、乳酸脱氢酶释放法 (LDH法) 和中性红摄取试验 (NUR试验) 三种试验方法进行了比较, 并研究其毒性机制, 结果发现LDH试验对于细胞膜完整性的破坏较敏感, 而对于影响细胞内活动的一些毒性物质反应不敏感;MTT试验法主要对影响线粒体酶活性的毒性反应敏感, 对于溶酶体破坏相关的细胞毒性, NUR检测灵敏度较高。因此在选择试验方法时, 必须根据“最接近应用状况”的原则, 合理地选择样品与细胞的接触方式和检测生物学终点的评价指标或评价方法。综合运用分子水平评价方法, 阐明材料对细胞的作用机制, 全面地评价生物材料对细胞的毒性作用, 将是生物材料细胞生物相容性评价的发展方向[2]。
2.2.4 新型医用高分子材料在医疗器械方面的应用
常用的医用高分子材料包括用于植入人体的高分子材料包括人造器官如人工心脏、人工血管等和用于治疗的高分子材料包括牙科、眼科、美容材料以及外用治疗的高分子材料[3]。随着对生物材料的生物相容性的研究逐渐深入, 越来越多的新型生物材料进入了大家的视野。
在有机高分子材料方面, 水凝胶作为在水中既能溶胀而又不溶于水的一类亲水性高分子材料, 它含水量高, 柔软性好, 对小分子渗透能力强, 因此对周围组织的整合性好, 比其他类型的合成材料更宜用作生物医用材料使用。聚乙烯醇是自然界中唯一的水溶性高分子聚合物, 其亲水性好、来源丰富、价格低廉。通过物理、化学、辐照等方式可将聚乙烯醇交联制成具有优良吸水溶胀性、生物降解性和稳定性的水凝胶材料, 在软骨、角膜、髓核、皮肤等组织的移植替换和修复重建中具有广阔的应用前景[4]。另外, 生物材料的血液相容性是指生物材料表面抑制血管内血液形成血栓的能力和生物材料对血液的溶血现象、血小板功能降低、白细胞暂时性减少、功能下降以及补体激活等血液生理功能的影响。有文章研究显示聚酯类抗凝血生物材料和钛类抗凝血生物材料溶血率低, 血小板黏附少, 纤维蛋白原吸附少, 动态凝血时间和复钙时间均延长, 具有良好的血液相容性, 是目前较为理想的抗凝血生物材料[5]。
综上所述, 生物材料其未来发展可概括为四个方面:一是生物可降解高分子材料的应用前景更加广阔, 医用可生物降解高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重视, 无论是作为缓释药物还是作为促进组织生长的骨架材料, 都将得到巨大的发展;二是复制具有人体各部天然组织的物理力学性质和生物学性质的生物医用材料, 达到高分子的生物功能化和生物智能化, 是医用高分子材料发展的重要方向。三是人工代用器官在材料本体及表面结构的有序化、复合化方面将取得长足进步, 以达到与人体相似的结构和功能, 其生物相容性也将明显提高。四是药用高分子和医药包装用高分子材料的应用将会继续扩大。
3 无源医疗器械材料生物性研究的现状及展望
3.1 目前无源医疗器械的种类
医疗器械, 是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品, 包括所需要的计算机软件;其效用主要通过物理等方式获得, 不是通过药理学、免疫学或者代谢的方式获得, 或者虽然有这些方式参与但是只起辅助作用;其目的是: (1) 疾病的诊断、预防、监护、治疗或者缓解; (2) 损伤的诊断、监护、治疗、缓解或者功能补偿; (3) 生理结构或者生理过程的检验、替代、调节或者支持; (4) 生命的支持或者维持; (5) 妊娠控制; (6) 通过对来自人体的样本进行检查, 为医疗或者诊断目的提供信息[6]。
医疗器械相对于药品而言, 种类更为繁多, 成分更为复杂, 既包括人工合成的高分子材料、又包括天然高分子材料、无机材料、金属材料和动物源性组织工程材料等。医疗器械的根据其结构特征分为:有源医疗器械和无源医疗器械。其中, 无源器械的使用形式有:药液输送保存器械;改变血液、体液器械;医用敷料;外科器械;重复使用外科器械;一次性无菌器械;植入器械;避孕和计划生育器械;消毒清洁器械;护理器械、体外诊断试剂、其他无源接触或无源辅助器械等。
3.2 无源医疗器械生物相容性研究的依据、项目
通过评价什么项目, 才能反映出材料的生物相容性问题, 是一个比较复杂的系统工程。国内外都制定了许多方法和评价标准, 如ISO 10993 系列国际标准、我国GB/T16886 系列标准等。其主要精神是观察研究材料植入体内长期、短期与机体组织、细胞、血液相接触后所引起的各种不同的机体反应。
3.3 无源医疗器械生物相容性研究的现状
无源医疗器械由于种类多, 范围广, 其生物相容性的研究一直在飞速的进步中。
在高分子材料方面, 一次性注射器已广泛应用于医疗机构, 其质量的好坏与人民群众的生命安全息息相关。一次性使用注射器属于体外与体内相接触中, 间接与血液接触类器械, 作用时间为A类 (<24 h) (表1) 。研究结果表明, 一次性使用注射器具有一定的细胞毒性;急性全身毒性试验、皮内反应试验和迟发型超敏反应试验未见异常[7]。医用硅橡胶在生命科学、医疗器械、药物等领域中已得到广泛而重要的应用, 但还有巨大潜力可挖, 随着生命科学的发展及生物材料的研究, 它将为人类社会做出更大的贡献[8]。生物纸是一种新型的交联多糖类生物材料, 通过按国家标准GB/T 16886 医疗器械生物学评价系列标准进行了全面的生物学评价, 证明材料具有良好的生物相容性[9]。聚乳酸 (polylactide, PLA) 及其共聚物是一类可生物降解的高分子材料, 具有优良的力学性能、化学稳定性, 吸收度及强度高, 其在生物体内的降解产物乳酸可参与到新陈代谢中, 最终生成二氧化碳和水排出体外。参照我国医疗器械生物学评价标准 (GB/T 16886) 的要求, 从致热原、细胞毒性、溶血、急性全身毒性、皮内反应、致敏反应、皮下植入试验、遗传毒性和亚慢性全身毒性等方面对制备的可降解材料聚乳酸进行了生物安全性评价, 结果证明该聚乳酸材料具有良好的生物相容性和生物安全性, 可作为医用材料使用。近年来已被广泛应用于缓释药物载体、外科手术缝合线、骨科内固定板、骨钉、组织防粘连材料、组织工程细胞支架等, 在抗肿瘤、骨缺损修复及眼部疾病治疗等领域发挥着不可替代的作用[10]。生物可吸收性植入物的出现及其在微创外科方面的广泛应用, 在过去几十年中极大地改善了医疗卫生诊治水平。一种新型材料:生物可吸收性形状记忆聚合物 (BSMP) 生物相容性良好, 体内降解速率稳定, 是一种良好的聚合材料[11]。
3.4 对无源医疗器械生物相容性研究的展望
当然随着社会的进步和科技的发展, 生物相容性的评价方法也在不断完善中。目前一种新的致热原检测方法正在被学者研究, 即细胞检测法, 该方法主要以人源细胞在体外进行致热原检测, 其原理为致热原物质能引起人源细胞释放一些与发热反应有关的细胞因子, 通过免疫化学方法定量检测这些因子的含量来反映其致热原的反应情况, 其优点是在不使用动物的情况下能够达到家兔法的检测效果。该方法操作简便、稳定可靠, 有望成为替代现行热原检测方法的一种可以进行定量半定量检测的方法[12]。因此, 用细胞来替代动物进行热原试验将成为今后的发展趋势。[13]
总之, 随着科学技术的发展, 特别是材料科学与生命科学的发展加快了医疗器械新产品研制, 随之对医疗器械生物学评价提出新的课题。关键是要科学地总结、提高, 正确地应用IS0 10993 系列标准, 把握医疗器械的风险, 保证器械使用的安全有效。
4 浸提条件对无源医疗器械生物相容性影响的研究现状
医疗器械生物学试验中样品制备是生物学试验的第一步, 是生物学试验成功开展的前提, 是确保生物学实验结果真实可靠的保证。
医疗器械生物学评价系列标准GB/T 16886.12 对样品制备条件进行了推荐, 在生物学试验中常需要使用样品浸提液进行试验, 即将试验样品浸入适宜的介质中, 在一定的条件下进行浸提, 然后使用浸提液进行一系列的生物学试验, 其目的在于检测医疗器械可溶出物可能导致的生物学反应, 以评价产品可能对病人或使用者的潜在危害。生物学评价系列标准GB/T 16886-12 对浸提法原理进行了说明, 并对浸提容器、浸提介质、浸提条件和方法等均进行了推荐。此方法主要参考药包材的浸提方法, 但由于医疗器械的材料、预期用途、使用方法等与药包材有很大区别, 加上医疗器械本身的多样性, 试验人员应该根据样品的物理化学特性等选择更加合理的浸提条件和方法。
在邹文等[14]中指出, 高分子聚合物经浸提后3 种材料为疑似反应, 经再次激发后确认2 种为无超敏反应, 1 种为弱致敏物。而其他生物医用材料如金属及合金、陶瓷、生物修复材料等均无超敏反应, 且在121 ℃, 1 h浸提条件下进行试验的生物医用材料占80.4%。我们是否可以认为高分子聚合物在同等的浸提条件下更易产生超敏反应。同时我们也会产生疑问, 这种浸提条件的选择是否为最佳的, 其他生物医用材料的浸提条件是否能够完全反应出该材料的生物相容性?
同时, 在一次性使用注射器的生物相容性研究中发现, 高温对这一类材料有一定影响。在制作浸提液的过程中, 所用浸提介质和浸提条件应与最终产品的特性和使用以及使用目的相适应, 在选择浸提条件时应考虑器械材料的物理化学特性、可溶出物或残留物。同时, 浸提是一个复杂的过程, 受时间, 温度、表面积与体积比、浸提介质以及材料的相平衡的影响, 要考虑高温对浸提动力学及浸提液恒定性的影响。
体外细胞毒性试验是目前国内外生物学评价标准中重要的一环, 是评价直接或间接接触人体组织和细胞的医疗器械的通用方法, 目前标准推荐的实验方法有:浸提液试验、直接接触试验、间接接触试验。浸提液试验是目前用于检测医疗器械的细胞毒性比较广泛的一种方法, 选择不同的浸提介质可能对试验结果有直接的影响。浸提介质的选择对评价产品体外细胞毒性结果的影响程度以及评价结果是否存在差异等问题目前尚无相关文献报道。
目前有关何种浸提条件最合适, 现有生物学评价是否足够等问题的研究国内外均开展得不多, 可能是由于医疗器械产品发展较快, 医疗器械生物学评价体系的建立相对较晚, 加上医疗器械的多样性, 医疗器械材料种类众多, 物理化学性能相差很大, 如果一一进行研究, 时间成本和经济成本均太高。随着医疗器械监督管理的发展, 这种矛盾日益显露。因此通过研究浸提条件的改变对无源医疗器械, 特别是以高分子材料为原料的无源医疗器械的部分生物相容性项目的影响, 可以有效的完善我国对无源医疗器械材料的生物相容性研究。
摘要:生物材料与人体各组织间的相互作用与影响是生物材料一直以来关注的焦点, 更是生物相容性研究的基础。医疗器械作为现代人们医疗的必须手段, 其安全有效性的评价是保障我国医疗事业健康发展的基础。现有的医疗器械安全有效性评价是基于GB/T 16886系列标准要求, 标准中有些方法主要参考药包材等检验方法, 但由于医疗器械的材料、预期用途、使用方法等与药包材有很大区别, 加上医疗器械本身的多样性, 现有生物相容性项目是否足够与完善就成为医疗器械生物相容性领域研究的焦点。生物学试验中样品的制备条件作为生物学试验的基础, 直接影响着试验数据的准确性和有效性, 更应受到足够的重视。
3.材料生物相容性 篇三
2014年陕西高考理综仍采用全国高考理科综合试题(新课标I卷)。今年与往年总体相比,分值没有变化,但试题结构略有改变,原来29一般考查代谢部分今年考查了细胞部分,是一道实验题图标类减少,填空题、简答题分值较大,实验考查更加突出。大多数试题仍属于中等难度。试题严格结合教材,更注重了对基础知识的考查以及核心概念使用前提的理解。试题严格遵循考试说明,以核心知识为载体,坚持能力立意,突出了对考生信息获取等多种能力及基本技能的考查,加大了知识点之间迁移与融合的力度,加大了对实验考查的力度,部分非选择题和选择题的题干均来源于教材或对教材的简单延伸,充分展现了回归教材的趋势。
按教材分类如下:必修一总体考查比较基础,主要侧重于实验。必修二分值有所降低,但难度有所增加,突出考查了遗传推理部分,本次全国高考新课标I卷与往年不同,将遗传难题放入了选择题考察。必修三总体与往年变化不大。选修部分的考查方式更加灵活,出现了与必修知识的结合题型。
一、试题特点如下:
1、试题严格结合教材,重点要求对基础知识的掌握
2014年理综生物试题严格结合教材,尤其是人教版的高中生物教材,考查学生对教材知识的掌握情况。选择题主要考查教材识记、理解层次的知识,以低、中档题,非选择题直接考查生物学术语和教材中的结论性知识的理解,利用教材中的素材作为考题的背景材料。如第1题考查的内容在人教版高中生物教材必修一第70页问题探讨部分,该图中涉及到了甘油的跨膜运输方式。第6题考查的内容在人教版高中生物教材必修三第73页种间关系部分。第29题在人教版高中生物教材必修一第116页和第54页。第30题在人教版高中生物教材必修三第81页和第82页。第31题人教版高中生物教材必修三第8页和第32页等。
2、突出考查核心概念的应用及使用前提
今年高考无偏题和怪题,这与我们考前的复习重点一致。选择题第2题重点考查学生对光合作用原理的理解。第4题重点考查质壁分离实验材选取的要求。第32题考查了孟德尔遗传定律的使用前提及应用。共涉及到的核心概念有:物质的跨膜运输、光合作用、内环境稳态、呼吸作用、质壁分离、遗传系谱图、种间关系、有丝分裂实验、细胞核功能、群落演替、遗传学实验、杂交育种和单克隆抗体等。
3、加大了知识点之间迁移与融合的考查力度
选择题第3题就是一道典型的必修一与必修三的结合题。学生必须熟知呼吸作用的过程与内环境的定义才能迅速得到正确答案。现代生物科技专题也涉及到了必修一细胞和必修三免疫的相关知识。
4、坚持能力立意,贴近生产生活实际 加大对能力的考查力度,较好地体现了《考试大纲》对考生能力的要求。
第31题涉及的是渗透压平衡,意在对学生分析问题和解决问题能力进行考查;第32题是关于杂交育种的,侧重对逻辑思维能力和表达能力的考查,知识涉及不深,但是对能力要求很高,具有良好的区分度,考生必须思维缜密,表述严谨,方能得到高分。
5、实验考查力度加大
如第29题考查了课本中有丝分裂实验和细胞核功能的相关内容,突出了对实验技能和概念教学的考查,立意新颖; 本次生物高考试题共涉及到的实验有:光合作用、质壁分离、有丝分裂、遗传学实验等。学生只有更好的了解实验原理及操作细节步骤才能在高考中游刃有余的应对。
6、试题紧扣考试说明,突出考查学生的信息获取等多种能力 2014年理综生物试题紧扣考试说明,重点考查对概念的理解能力、生物学现象的分析、图表和资料的分析能力以及判断推理能力等。如第5题的遗传系谱图和选修部分的图表等。“获取信息能力”是考试大纲的一项极其重要的内容。试题中的信息以文字、图表和图解的形式表达,比较直观,能够熟练的获取、处理、运用信息是此次高考中得心应手的关键。
总之,纵观2014年高考全国新课标I卷理科综合试题,整套试题能够较好的契合《考试大纲》和《考试说明》的要求,在题目难度上稳中有降,但在能力要求上并不放松。重视教材内容,突出主干知识,关注考生科学素养的形成。
二、复习备考回顾
针对上述情况我们认真反思上一年的生物复习的方法和过程。从高考方向的宏观把握上,主要结合考试大纲和教材,考虑到04年高考试题难度上应不会太难。因此,在教学中没有刻意去追求难度,而是要求学生从基本知识和技能方面,基础题和典型题着手弄懂弄会。从复习过程看具体如下:
1、认真研读、正确理解《考试大纲》
《考试大纲》中对高考的知识范围、能力要求和题型示例,都作了必要的论述。所以我们就认真研读,正确理解《考试大纲》中的考试目标及能力要求,同时重视对历年高生物试题的分析和比较,从中发现高考生物试题的特点和变化趋势,最大限度地掌握高考命题的有关信息,研究复习教学的对策,准确地指导学生进行复习、避免盲目性、提高复习的效果。
2、夯实基础,构建知识网络
基础知识是学生解决问题的源泉。生物复习过程中,我们注重引导学生对基础知识加以整理和归类,使之成为知识链和知识网,便于学生理解性记忆和回顾,同时有利于学生系统地获得知识,并形成联系的观点,活跃思维。
3、专题复习,培养综合能力
专题复习,是在第一轮复习的基础上进行的,是在学生对每一章节的基础知识、基本技能较为熟练的情况下,强化知识的综合和运用。我们结合《三维设计》进行教学,狠抓主干知识,从高考试题来看,这一点是很有成效的。在进行专题复习时,我们要求学生一定不要脱离书本,注意强调学生要充分利用课本,让学生把知识点在书本上落脚,布置学生读书,把书本读懂、读透,让学生对每个知识点提出问题,然后解决问题,这样不仅把课本上的内容掌握了,还提高了学生的自学能力及解决问题的能力。
4、讲练并重,精讲精练
在复习中我们坚持讲解与练习有机结合的原则,努力做到“精讲精练”,使学生能触类旁通、举一反三,以限时训练(周练)为主要的形式,让学生在解题的能力、速度等方面适应高考的要求,习题讲评时,不就题论题,而是注意知识的纵横联系,努力达到举一反
三、灵活运用的目的,突出能力的培养,培养应变能力,同时突出规范表达的训练指导。
三、主要成功经验
1.计划科学合理
2014年高考高三生物备考计划时间、内容、方法措施等都较科学合理。时间安排上:高三第一期完成高中生物三本必修内容和选修3的第一轮复习,5月12号前完成专题复习,5月10号以后学生自主归纳盘点。从复习效果和学生反馈来看,这样安排是非常合理的,学生有大量时间自主归纳盘点。
2.备课组老师团结合作
2014届高三备课组共有4位教师,是一个相当团结讲究合作的团队。集体备课落到实处,共同探讨、畅所欲言。
3.方向准、理念新
在今年的高三备考中,我们在认真研读新课程标准和考试说明的基础上,结合陕西高考的特色和命题规律,坚持狠抓主干和基础,注重能力训练的备考思路,对偏、特难知识大胆舍弃,细的基础知识让给学生自主学习掌握,课堂复习抓住主干和能力训练,大大减少学生的学习负担。我们的题目都是坚持以知识为载体、以能力立意为侧重点,联系生产生活实际,尽可能是新情景新材料的题目,在设问上适当增加用生物学知识规律解释生产生活中的现象、原因的问题,这些都与今年的高考题高度吻合。
4.高效率、重落实
在今年的备考中,我们坚持效率至上、落到实处的原则。效率主要体现在两个方面,一是课堂复习效率,二是教师的工作效率,如测试后的阅卷,我们生物备课组总是能在第一时间完成阅卷任务,并做好试卷分析,为试卷评讲做好准备。重落实主要体现在对教学目标的达成和对学生学习的跟踪辅导上。
四、不足之处
1.一轮复习还不够落实,基本概念、基本原理还有部分同学不清或者是被忽视,关注度不够。
2.我们多年使用的是苏教版的教材,而高考命题是以人教版为准。3.不能模式化建立高考答题模板。尤其今年第30题由填空变为简答,学生就感觉题型变了,无从下手。
4.一二轮复习用书《三维设计》难度过大,建议使用中等难度的复习备考用书。
五、2015年高考复习策略
(一)一轮复习备考思路:
1、重视教材,回归教材,强化基础知识,全面培养学生生物科学知识的理解,加强系统复习,加强知识的综合性,全面培养学生各种能力: ①培养学生应用知识解决问题的能力②培养学生的实验能力和探究能力③注重生物学知识与现实生活的联系,培养学生解决现实生活问题的能力④培养学生获取信息、分析、综合、探究的能力;
2、强化生物学术语、规范答题用语;
3、关注生物学的最新进展及现代生物技术的应用:新情景材料题的需要,实验材料情境题的需要 ;
4、研究学情,落实分层教学,抓好培优补差工作专题形式开展分层教学活动,工作落到实处;
5、加强应试训练,提高学生应变能力;
6、同时做好选修一和选修三的复习工作。
(二)二轮复习备考思路
以专题复习为主,突出主干、突出重点,回归课本、查漏补缺,加强知识的综合。注重知识间的纵向、横向联系,帮助学生构建知识网络,突破重、难点。
通过我们四个人这一年的努力,我校高考生物全校平均分达到59.20分,取得了非常不错的成绩,可见过去一年我们的复习还是很有成效的,在今后的教学工作中,我们会一如既往,再接再励,争取取得更好的成绩。
4.初中生物材料题型 篇四
【解题方法】:
材料分析题的解题方法:第一仔细阅读材料提取信息。解题时必须认真阅读材料,对材料进行由表及里,去粗取精的综合分析,明确材料的中心问题及属性,理清它们与哪些知识、规律和原理发生联系;明确问题产生的自然因素和社会因素,辨别哪些是对问题的产生和发展起主导性作用,哪些是关键性的,起决定性作用的因素。这样,通过阅读从材料中提取关键性信息,掌握材料的核心和问题的本质,为进一步分析提供基础。第二联系教材,拓展思维,探索解决措施和对策。虽然材料分析题提供的情景是联系社会实际的热点问题情景,对学生而言是新情景和新问题,然而它必然是教材内容的“折射”。因此,在细读教材的基础上,建立教材与试题材料的联系,以教材的原理、规律和模式为理论基础进一步分析材料,进行横向的延伸与纵向的深入拓展,以求触类旁通,是解决实际问题的关键。解析中尤其要注意充分利用试题的“设问”,以设问为线索,联系原理、规律。联系教材中和社会生活中的“案例”,发现问题的原因,探索解决问题的策略。第三针对设问,组织解答答题时要在设问的引导下,认真理清思路,将思维的结果整理归纳,条理清楚地解答,做到答案科学、完整、周密。特别是对简答题,务必要按照问题的逻辑,层次分明地回答,尽可能地使用地理原理。规律中的科学术语,使回答简明扼要。
1.资料分析。
据报道,2007年6月下旬以来,栖息在洞庭湖区400多万亩湖中的约20亿只东方田鼠,随着水位上涨部分内迁。它们四处打洞,侵入稻田和村庄,啃食庄稼,严重威胁湖南省沅江市等22个县市区沿湖防洪大堤和近800万亩稻田。
蛇是鼠的天敌,每条蛇一年可吃掉约400只田鼠。但是据湖南省野生动植物保护协会统计,长沙市每天大概消费1万千克蛇。这些蛇至少有三成是野生。湖南是产蛇大省,长沙是消费蛇最大的城市。
洞庭湖国家级自然保护区如今也是东方田鼠肆虐成灾。但保护区管理局负责人说:“管理局不赞成用化学药物灭鼠。”
请根据上述资料回答问题:
(1)东方田鼠在分类上所属的门、亚门、纲:____。
(2)田鼠“四处打洞”、“啃食庄稼”,这些行为都属于____行为。
(3)请写出上述资料中的食物链____。
(4)为什么保护区管理局“不赞成用化学药物灭鼠”?
2.短文,回答问题:
2008年年初,在夏威夷海岸与北美洲之间惊现一块由漂浮的垃圾聚集而成的“太平洋大板块”。这块可被称为世界“第七大洲”的“垃圾洲”由350万吨塑料垃圾聚集而成,面积达343万平方公里,最大厚度可达30米。这再次引起人们对海洋污染问题的关注。
专家们警告:“垃圾板块”给海洋生物造成的损害将无法弥补,这些塑料制品不能被生物降解(其平均寿命超过500年)。随着时间的推移,它们只能被分解成越来越小的碎块,而分子结构却丝毫没有改变。于是就出现了大量的塑料“沙子”,从表面上看,似动物的食物,而这些无法被消化、难以排泄的塑料最终将导致鱼类和海鸟因营养不良而死亡。
另外,这些塑料颗粒还能像海绵一样吸附高于正常 含量数百万倍的毒素,其连锁反应可通过食物链扩大、据绿色和平组织统计,至少有267种海洋生物受到这种“侵害”的严重影响。
(1)文中提到“这些塑料制品不能被生物降解”,这里的“生物”主要指。
A、像海鸥这样的海鸟B、像鲨鱼这样的海洋鱼类
C、细菌、真菌等这样的微生物D、可以接触这些塑料制品的任何一种生物
(2)浩瀚的海洋拥有丰富的自然资源,生活着20多万种不同生物,其中鱼类就有2万多种,这些鱼类为人类提供了20%以上的蛋白质。蛋白质是人体七大营养素之一,它与另两类营养素并称人类食物中的三大供能物质。他们是。
A、糖类、维生素B、脂肪、无机盐C、脂肪、糖类D、无机盐、维生素
(3)海洋污染,已经成为人类无法承受之痛。在以下这些做法中,对保护海洋环境有积极意义的是。(提醒:此题多选,请选出全部正确选项)
A、外出购物时尽量使用环保布袋,少用或不用塑料袋
B、在小溪、河流、湖泊和海滩游玩时,带走自己的生活垃圾
C、善待海洋生物,不食用海洋濒危动物,少买或不买珊瑚制品
D、对海洋鱼类要限制捕捞,规定休渔期,维护海洋生态平衡1
E、着力治理工业“三废”,大力普及生活污水处理工程
(4)紧密结合短文内容,请你谈一点你对人类和环境关系的认识:。
3.2008年秋天,三鹿奶粉事件震惊全国,不法分子为了获取暴利,他们在鲜奶中添加化工原料三聚氰胺。该物质含氮量较高,在植物蛋白粉和饲料中,每增加1个百分点的三聚氰胺,会使蛋白质测定含量虚涨4个多百分点。于是,少数奶农把三聚氰胺加入鲜奶之中,造成蛋白质含量增高的假象。长期摄入三聚氰胺会造成生殖、泌尿系统的损害,膀胱、肾部结石,并可进一步诱发膀胱癌。据以上材料回答:
(1)为确保婴幼儿正常生长发育,国家制定了严格的奶粉中蛋白质含量标准,这主要是因为蛋白质是_________________________________________________________。
(2)人体摄入的蛋白质在小肠内最终被消化成______________。
(3)被人体吸收的三聚氰胺由小肠到达肾脏的血液循环路线中,甲同学认为只经过心脏的右心房、右心室;乙同学认为只经过心脏的左心房、左心室;丙同学认为要经过心脏的全部四个腔,你同意________(填甲、乙或丙)的观点。
(4)牛奶中含有丰富的钙,小明天天喝牛奶但仍缺钙,可能的原因是体内缺少_____________。(以下任选一项)
A.维生素AB.维生素B1C.维生素CD.维生素D
4.阅读资料,回答问题。
资料一:2008年5月12日汶川大地震造成6万多人死亡,37万多人受伤。大量伤员急需进行输血抢救。各大城市出现了踊跃为灾区人民献血的热潮。
(1)血液对人的生命活动非常重要,一次失血超过1200~1500毫升就会危及生命,必须进行输血抢救。无论是采血还是输血时,都要从他们的静脉中抽出或输入血液,这种血管的特点是。对接受输血的伤员应以输入____血为原则。
(2)血液由 组成,其中能运输营养物质和废物的是____。
资料二:自大地震以来,为了确保大灾之后无大疫,党和国家做出了巨大的努力„„卫生防疫、监督队伍有近万人分赴重灾区实施灾后防疫,在灾区喷洒各种消毒剂和杀虫剂。同时,还对灾区进行了重点人群甲肝、乙脑等疫苗的应急接种工作,储备了霍乱、狂犬病、麻腮等疫苗。到目前为止,灾区没有出现疫情和突发公共卫生事件。
(3)在灾区喷洒消毒剂和杀虫剂、对重点人群接种疫苗,分别属于预防传染病措施中的____、____。
(4)灾区重点人群被接种疫苗后,在体内能产生____,提高对特定传染病的抵抗力。
5.世界卫生组织总干事陈冯富珍认为,自甲型H1N1流感在全球蔓延以来,中国政府反应迅速,领导得力,措施得当,防控有效。以下是北京、济南、广州三地对输入型患者采取的几项措施:
①把患者及时送入隔离病房,并用达菲等抗病毒药物进行有效治疗。
②让曾与患者在同一车厢、同一航班飞机的乘客及其他亲密接触者,在最短的时间内到指定地点接受医学观察。
③患者房间配置消毒机,24小时雾化消毒。
④除有关医护人员外,其他人一律不准与患者直接接触(个别人员只可用可视电话交流和问候)。
⑤对患者和密切接触者高规格食宿、医疗、观察实行免费。
(1)以上几项措施你认为主要应属于保护易感人群的是__________(填序号),属于切断传播途径的是_________(填序号),属于控制传染源的是_______(填序号)。
(2)济南市传染病医院院长陈士俊在欢送患者出院时说:①甲型H1N1流感可防、可控、可治;②康复后一般不会再次感染此病。你认为其中②说法的科学依据是________
______________。假如某甲型H1N1流感患者康复后,不慎与“手足口病”患者亲密接触,有无患“手足口病”的可能?写出你的判断和理由________________________。
【参考答案】:
1.(1)脊索动物门、脊椎动物亚门、哺乳纲(2)先天性
(3)稻(或农作物,或植物,或庄稼)→田鼠→蛇
(4)合理即可。要点:化学药物污染环境,会对其他生物造成危害,还会沿着食物链积累,最终对人造成危害。
2.(1)C(2)C(3)ABCDE(4)人类的一些不合理的活动会影响环境
3.(1)构成组织细胞的基本物质人体生长发育、组织更新、生命活动的调节等的物质基础(答出一点即得分)(2)氨基酸
(3)丙(4)D
4.(1)同型 管壁薄、弹性小、血流速度慢(第三空答出其中两点即可)(2)血浆和血细胞(或血浆和红细胞、白细胞、血小板)血浆(3)切断传播途径 保护易感人群(4)抗体
5.(1)②④③①②
5.中学生物教师先进事迹材料 篇五
其实,我也只不过是一位普普通通的教师,并没有什么“非常先进”的事迹可言。只不过,在过去的几年尤其前一段日子,因为自己在教学上取得的一些异于别人的成功,因此国内不少记者对我的成功产生了浓厚的兴趣,并在报纸和电视上
争相做了报道。借今天的这个报告会,给大家说说,我在教育教学中,具体做法是怎样的,以及是怎样接二连三地取得成功的,希望我的做法能起到抛砖引玉的作用,大家能够对此去粗存精,能够给你的生活与工作有所启迪,有所帮助。
我讲话的内容包括以下三方面:
1.我在教学中取得的一些成功。
2.国际赛事不再是重点学校的专利。
3.我的梦想。
第一部分:教育教学中取得的一些成功
我在1994年踏上教学岗位,至今所获各种奖励100多项,其中市级以上奖励有70多项(次),多篇论文获省或全国奖励。我指导的“生物与环保”研究性学习小组,更是成为了桃园中学的一大办学特色,指导学生开展的创新实践活动及科研项目,多次代表广东省参赛,使桃园中学这样一所普通乡镇学校,多次齐名或超越于全国名校。本人辅导的学生,连续四次代表中国参加国际级大赛(2000年第八届国际生物与环境科研项目奥林匹克竞赛、2003年国际青少年水科技竞赛、2004年isef国际科学与工程大赛、2003年国际青少年水科技竞赛),获得国际银牌2枚、国际第三名2项、国际提名奖2项,创造了我国教育史上的奇迹%26shy;——连续四次由普通农村乡镇学校学生代表国家参加国际大赛并取得优异成绩!此外,我指导的学生,还获得国家级奖励12项(次)、获省级奖励12项(次)、市级奖励21项(次),学生参加创新大赛,获奖数量和质量连续5年居佛山市各级学校之冠,全国各类学校前列,一部分“后进生”、“品行不良”的学生,在我的教导下转变为品学兼优的学生,并有4位学生因获奖而取得重点大学保送资格,9位学生获中考招生加分或保送资格。我开创的素质教育模式,更是引起了社会的广泛关注,被媒体称誉为“桃园经验”,认为是“一条实施素质教育的路子”,“桃园经验”正逐步向其它学校产生辐射性影响。近年来,慕名而来桃园中学交流学习的有南海、佛山、三水、广州等地名校,辐射作用日见成效。广州市执信中学、南海桂城中学、石门中学、松岗高级中学等学校的学生,参加我执导创新学习活动,取得显著成绩,并因此获得大学保送或高考加分资格,其中,卢妙娟同学保送中山大学化学系,彭李菁同学保送北京大学环境学院,陈宁同学加分录入清华大学化学工程与工业生物工程专业,开创了非重点学校获重点大学保送资格先河。
第二部分:国际赛事不再是重点学校的专利
“国际赛事不再是重点学校的专利”,我为什么要这样说呢?大家知道,一直以来,能够代表国家参加国际大赛的学校,都是全国重点学校、名校,普通中学连全国赛的资格都难以取得,更谈不上国际大赛了。因此,国际级的赛事过去确实成了重点学校的专利。直到2000年,这一历史被桃园中学改写了。
松岗镇桃园中学,是一所镇级普通中学,我在松岗镇从教十年,辅导学生的生物与环境科研项目,多次摘取全国桂冠,四次代表中国参加国际大赛,取得优异成绩。四次代表国家参加国际大赛,对于市的重点学校都是不可思议的事,更何况是桃园中学——一所普通中学!因此,人们无不在惊叹:神了!
表面上看来,的确是“有点神奇”。然而,回顾我多年来走过的路,我发现,其实,只要肯努力,勇于创新,这种“神奇”,在多数教师的身上都会发生。
那么,我的“神奇故事”是怎样创造的呢?
首先,给自己一套全副的武装。
有人把小学教师比喻为“万金油”,而实践中我深深地体会到,这句话用在我的身上,也颇为贴切,或许是我获得成功的主要因素之一吧。“精一门,通几门”,这是游德夫老校长对我治学的教导,我也把它作为我的治学之道。作为生物教师,当然首先必须在生物领域某方面有所“精”,除此之外,更应“通”几门,这一点非常重要。我个人的体验是,作为一位中学教师,不仅仅是某科目“教”意义上的教师,因为你不可能只是站在讲台上单一“传授”学科专业知识的教师。教育,作为你的一项事业,要获得成功,你将面临并必须创新而有效地解决各种各样的问题,例如,学生的心理的科学把握;所教学科的教学研究;所教学科与其它学科的联系及应用;教育发展方向的研究,学生素质发展的引导以及创新型人才的培养等等。显然,上述问题说明新时代对教师专业素质的要求,已不仅仅停留在自己任教的专业上了。因此,我除了在生物专业知识似乎“精通”之外(这里用了“似乎”,是因为自己只不过是胜过了部分的同行或同专业者,离
“精通”还应该有相当的距离),更在其他学科付出了相当大的努力。几年来,我在环保科学、中医学、心理学、教育学等学科有过不懈的努力,又在写作、演讲、科学实验、考古、社交等方方面面投入相当的精力,涉及的各门各类的学科,虽然只能做到粗略了解,但这为我知识面的扩增以及全面素质的提升,起了非常大的作用,也为自己的教学带来了极大的方便。这些知识的具备,尤其显著地表现在学生的课外活动辅导中。例如,我所辅导的学生的科研项目,经常涉及生物、数学、化学、物理、环境科学、社会科学、心理科学等,而参加国际大赛还必须应用英语,因此,如果我只是具有较好的生物专业知识,而不具备其他多学科综合知识,是不可能辅导学生正常地开展各项活动的,更谈不上代表中国参加国际级大赛。
其次,给自己的工作目标定好位。我的工作目标是:培养创新型人才,改写世人对普通农村乡镇中学学生素质的看法。
不了解我教学工作的人,可能会存在一种不正确的想法:我的教学辅导主要是带学生搞科研,带学生比赛拿奖。实际上,多年来,我辅导的学生中,拿奖的只是极少的一部分。我的辅导工作其实只是一个培养人、培养综合的人、培养创新型的人的过程,其目的旨在弥补应试教育给学生带来的遗憾,切实培养学生的动手能力、实践能力、观察力与创新精神。获奖,只是一个很微小的方面,只是学生参与研究性学习的最优效果表现形式之一,只是创新教育的必然产物之一和促进创新学习的动力之一。
然而,在应试教育严重充斥中国的今天,在乡村普通中学开展创新教育,谈何容易!
开展活动的同时,如何保证学生的学习考试成绩,如何保证得到家长的支持?
与重点学校比较,乡村普通中学实验室设备落后,如何创造学生开展活动的条件?
与重点学校比较,乡村普通中学没有高校的支持和专家的指导,如何满足拔尖学生的要求?
我国的现实决定,没有成绩,就得不到更多的支持和帮助,在“名校垄断”比赛现实中,如何改变这一现实,保持研究性学习的可持续性发展?
于是,为了保证学生学习研究两不误,我对别人的辅导方法进行了“改良”,在带领学生开展实践活动的过程中,更注重关注学生的成绩,学生考差了,给他找原因,寻找对策保证了其学习的不断进步,从而得到家长的支持。
学校的实验不行,经济困难,我便四处奔波。为了用最少的钱为学生创造最多的条件,我常常想法外出借用仪器。而有的仪器,租借费实在太贵,怎么办?我想到了改用廉价而步骤烦琐的传统研究方法或采用仪器借用的方法。我常常对学生说:“古代的科学家,没有任何先进仪器,不也把研究搞得很好?”我的引导,又加强了学生的信心,使学生的研究活动开展得更有活力。不仅如此,学生在传统的研究方法中,又进一步锻炼了他们的动手能力。今年开展的关于生活污水分流的实验,就是用最传统的水质检测方法完成的,结果该项目获得了国内赛第一名和国际参赛资格。
国际高水平的大赛,学生开展的项目,往往是大学本科生或研究生水平的研究。城市重点学校可以依靠高校的支持和专家的指导完成,我当然也不能让拔尖的学生失望。专家请不过来,但我去找他们,可以去“借脑”。记得,那是在1997年,有一位学生很想对他发现的一种植物进行研究。可是查遍了资料,请教了一位又一位的老师,但最终还是不能解决问题。后来,我大学的一位植物学老师告诉我,她大学时候的老师李秉韬教授,是中国植物分类学的泰斗,是国际上有名的植物分类的专家,能找到他就行了!我兴奋极了,马上让学生准备好所有材料,到广州寻找我们的导师。可谓“程门立雪”,多次寻找,多方打听,都没有结果,还受到一些人的讥笑:“省长都不一定能见到他,你是什么人啊?他会见你?”讥讽和冷笑并没有动摇我求师的决心。当我好不容易找到这位李教授时,没想到,这位著名的大牌教授,竟然非常热情的接待了我,还到了他的家,为解决我提出的问题,耽误了晚餐的时间。
正是我的执着,才给了学生必胜的信心,正是我的热情,才一次又一次地打破了国际赛“名校垄断”的现实,才使普通学校参加国际大赛从此不再是童话!有了成绩,也为以后的研究性学习的可持续发展注入了无限的动力。才使桃园中学成为重点学校科技竞赛强有力的竞争对手和名校追赶的对象!
第三部分:我的梦想
我有一个梦想,有一天,我的创新教学模式能遍地开花;
我有一个梦想,有一天,我们的学生能保送到哈佛;
我有一个梦想,有一天,天下的母亲不用再为儿操神;
6.材料生物相容性 篇六
凋亡因其可以从形态、分子、蛋白、基因等不同深度层次进行检测,从实验的精确性和重复性角度,显示了其优越性。本实验采用体外试验,利用L929细胞与金属合金浸提液直接接触,检测凋亡相关基因Caspase-3活性,探讨细胞凋亡与口腔材料生物相容性的关系。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 细胞株
小鼠成纤维细胞 L929 中国医大中心实验室惠赠
1.1.2 金属合金:
基本资料见表1
1.1.3 试剂和仪器
RPMI1640培养基(Gibco公司,美国),胎牛血清(华美生物工程公司),胰蛋白酶TRYPSiN 1:250(华美生物工程公司),磷酸盐缓冲液/PBS(0.01M PH 7.2~7.4)(福州迈新生物技术开发有限公司),活细胞/凋亡细胞/坏死细胞鉴别试剂盒(南京凯基生物科技发展有限公司),Caspase-3分光光度法检测试剂盒(南京凯基生物科技发展有限公司),Bradford蛋白含量检测试剂盒(南京凯基生物科技发展有限公司),细胞培养箱HERA Cell 150(Heraeus公司,德国),超净台 air tech(苏净集团安泰公司),高速离心机Sorvall super T 21(Sorvall公司,美国),水浴箱Grant OLS 200(Grant 公司,美国),倒置相差显微镜(Olympus公司,日本),荧光显微镜(Olympus公司,日本),紫外-可见光分光光度计(PYE-UNICAM/SPECTRONIC,英国),酶标仪(TECAN,瑞士)。
1.2 方法
1.2.1 材料试样及浸提液制备
制作半径5mm、厚1mm的圆形蜡片,根据不同合金的要求铸造形成圆形金属片,打磨抛光后超声清洗15min;去离子水冲洗数遍后置于玻璃小瓶中,将金属片于121℃高压灭菌后待用。无菌下将各金属圆片置于24孔板中,每孔加2mL含10%胎牛血清RPMI 1640培养液(同时设立阴性对照),在37℃、5%CO2 条件下连续浸提72h后待用。
1.2.2 实验分组
根据金属浸提液的不同将L929细胞分为阴性对照组、银钯合金组、钴铬合金组、镍铬合金组、2号合金组。分光光度法检测caspase-3表达。
1.2.3 分光光度法检测caspase-3表达
分别以5组浸提液培养对数生长期的L929细胞48h,按Caspase-3分光光度法检测试剂盒说明书操作,Braford法测定caspase-3蛋白浓度,用酶标仪在λ=405nm测定其吸光值。通过计算OD诱导剂/OD阴性对照的倍数来确定凋亡诱导剂组caspase-3活化程度。
1.2.4 统计学分析
采用方差分析进行统计学分析,所有计量资料以均数±标准差表示,使用SPSS 13.0软件对结果进行统计学分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 各实验组48hOD值的平均值及caspase-3活化度
见表2。各组OD值的平均值均高于阴性对照组;计算各时间点内各金属合金OD值与阴性对照组OD值的倍数来确定各实验组caspase-3活化程度。
2.2 在4种金属浸提液作用下caspase-3活化情况
运用SPSS软件处理数据所得各实验组caspase-3活化度,见表3。不同金属浸提液作用L929细胞后,各实验组caspase-3活性明显不同,各实验组比较有显著性差异(P<0.01)。由图1可明显看出caspase-3活化度大小,由高到低:钴铬合金组>2号合金组>银钯合金组>镍铬合金组。
3 讨论
在离体研究中,口腔金属材料的溶出产物如Ni, Gr, Mo等显示出不同程度的细胞毒性[2,3,4],而由此引发的细胞死亡机制还未阐明。一般而言,细胞死亡有两种不同的模式:凋亡(apoptosis)和坏死(necrosis)[5]。战德松等在磁性附着体中铁素体不锈钢引起小鼠成纤维细胞L929的死亡模式中得出结论:金属材料引起细胞的死亡方式主要是凋亡,并具有浓度依赖型及时间依赖型特性[6]。有学者检测了Nitinol合金对鼠骨肉瘤细胞Ros-17死亡率和凋亡率的影响,结果表明细胞的死亡类型可能与材料的生物相容性有关[7]。
本实验采用4种齿科合金浸提液培养L929细胞,观察细胞坏死和凋亡情况,检测凋亡相关蛋白caspase-3的表达,分析金属离子诱导细胞凋亡情况。进而探讨细胞凋亡与口腔材料生物相容性的关联。
在细胞凋亡过程中caspases-3处于核心位置。Caspase3的激活可以认为是细胞凋亡的标志[8]。从表2中可见,各实验组caspase-3活化度大小的顺序:钴铬合金组>2号合金组>银钯合金组>镍铬合金组。运用SPSS软件处理数据所得各实验组caspase-3活化度,见表3。不同金属浸提液作用L929细胞后,各实验组caspase-3活性明显不同,各实验组比较有显著性差异(P<0.01)。由图1可明显看出caspase-3活化度大小,由高到低:钴铬合金组>2号合金组>银钯合金组>镍铬合金组。
在前期实验中,对小鼠无致畸作用,对染色体无致突变作用[9],MTT法检测,细胞毒性与对照组间无差异[10],表现出良好的生物相容性。本实验中2号合金caspase-3表达强度介于各对照组之间,与前期2号合金生物相容性实验结果吻合。caspase-3作为细胞经凋亡表达的关键因子,对其进行表达量的检测有助于我们更快捷有效的将细胞凋亡这一方法应用于口腔材料生物相容性的研究。
参考文献
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[9]洪岩松,贾迎杰,战德松.自制烤瓷合金的生物相容性评价[J].口腔医学,2008,28(11):561-563.
7.生物医学材料研究进展论文 篇七
生工092班 范秋苹 090302219 生物医学材料是生物医学工程学的四大支柱之一。就学科研究的内容而言,涉及到化学、物理学、高分子化学、高分子物理学、无机材料学、金属材料学、生物化学、生物物理学、生理学、解剖学、病理学、基础与临床医学、药物学、药剂学等多门学科。为了达到满意的临床效果,还涉及到许多新的工程学和管理学的问题。生物医学材料在医学上的应用为医学、药学、生物学等学科的发展提供了丰富的物质基础,反过来这些学科的进步也不断地推动生物医学材料的进步发展。生物医学材料学正是多门学科的共同协作、互相借鉴、互相渗透、突破旧有学科的狭小范围而开创的一门新学科。这门学科作为材料科学的一个重要分枝,对于探索人类生命的奥秘、促进人类的文明发展,对于保障人类的腱康与长寿,必将作出重大的贡献。更可喜的是,随着生物医学材料的发展将诞生一系列崭新的高科技产品,一个新兴的产业——生物医学材料与制品业正在形成和发展之中,它在整个国民经济中的作用和地位必将随着时间的推移,受到世人的瞩目和重视。
生物医学材料:用于与生命系统接触和发生相互作用的,并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类特殊的,而对人体组织、血液不致产生不良影响的材料。
生物医学材料取得实质性进展开始于20世纪20年代
不锈钢:
1926 含18%铬和8%镍,首先应用于骨科治疗,随后应用于口腔科; 1934 研制出高铬低镍单相组织的AISI302和304,在体内生理环境下的耐腐蚀性显著提高;
1952 开发出耐蚀性更好的AISI316不锈钢,逐渐取代AISI302;
20世纪60年代 为解决不锈钢晶间腐蚀问题,研制出超低碳不锈钢AISI316L和317L;
钴镍合金:铸造钴镍合金首先在口腔中得到应用; 20世纪30年代末 应用于制作接骨板、骨钉等内固定器械; 50年代 成功制成人工髋关节;
60年代 研制出锻造钴铬钨镍合金和锻造钴铬钼合金,提高力学性能,并应用于临床;
70年代 研制出锻造钴铬钼钨铁合金和具有多相组织的MP35N钴铬钼镍合金,改善钴基合金抗疲劳性能,应用于临床;
钛、金属钛:具有优异的耐蚀性、生物相容性、密度低; 20世纪40年代 制作外科植入体; 50年代 用纯钛制作接骨板和骨钉;
70年代 Ti6A14V合金(强度比纯钛高,耐蚀性和密度与之相似)、TiSAl2.5Sn合金和钛钼锌锡等合金获得应用从而使钛和钛合金成为继不锈钢和钴基合金之后的又一类重要医用金属材料;
70年代后 NiTi系为代表的形状记忆合金逐渐在骨科和口腔科得到应用,并成为医用金属材料的重要组成部分。
生物陶瓷 : 从20世纪60年代初开始应用于生物材料,例如:
多晶氧化铝陶瓷;低温各向同性碳;生物玻璃;羟基磷灰石(生物活性陶瓷);生物陶瓷复合材料; 引入活体细胞或生长因子的生物陶瓷构架等。生物医用高分子 : 始于20世纪50年代有机硅聚物的发展,例如: 有机硅聚合物;聚甲基丙烯酸甲脂(骨水泥);
生物医用高分子材料的发展,制作了人工心瓣膜、人工血管、人工骨、手术缝合线等。
20世纪90年代后,借助于生物技术和基因工程的发展,由无生物存活性材料扩展到具有生物学功能的材料领域,其基本特征是具有促进细胞分化、增殖、诱导组织再生、参与生命活动等功能。
生物医用材料是研制人工器官及一些重要医疗技术的物质基础,综观人工器官及医疗装置的发展史,每一种新型生物材料的发现都引起了人工器官及医疗技术的飞跃。生物惰性医用硅橡胶:人工耳、人工鼻、人工颌骨等;血液相容性较好的各向同性碳被复材料:碟片式机械心脏瓣膜;血液亲和性及物理机械性能较好的聚氨酯嵌段共聚物:促使人工心脏向临床应用跨越;可形成假生物内膜的编织涤纶管:人工血管向实用化飞跃。
医用材料品种繁多,尤其是临床使用的要求多种多样,因此无论对于系统地研究医用材料的制备,还是对于开发已有医用材料的新应用,或是为了对医用材料进行安全性评价及质量管理,都涉及到对生物医学材料的分类问题。
按材料的属性分类,可以分为以下几大类:
生物医用金属材料:
包括不锈钢、钴基合金,钛及合金等,广泛应用于人工假体、人工关节、医疗器械等 ;
生物医用无机材料:
主要是生物陶瓷:分为惰性生物陶瓷,如氧化铝生物陶瓷;表面生物活性陶瓷,如磷酸钙基生物陶瓷;可降解生物陶瓷,如β-磷酸三钙陶瓷等;
生物医用高分子材料: 天然的如多糖类、蛋白类合成的聚氨酯、聚乙烯、聚乳酸、聚四氟乙烯等,用于人体器官、组织、关节、药物载体等 ;
生物医用复合材料: 不同种材料的混合或结合,克服单一材料的缺点,获得性能更优的材料;
按材料功能分类,可以分为以下几类:
硬组织相容性材料: 主要用于生物机体的关节、牙齿及其他骨组织; 软组织相容性材料: 主要用于人工皮肤、人工气管、人工食道等; 血液相容性材料 :
主要用于人工血管、人工心脏、血浆分离膜、血液灌流用吸附剂、细胞培养基材等 ;
生物降解材料: 主要用于吸收型缝合线、药物载体、愈合材料、粘合剂以及组织缺损用修复材料
按材料来源分类,可以分为下列几类:
自体组织:如人体听骨、血管等替代组织
同种异体器官及组织:如不同人体之间的器官移植 异种器官及组织:如动物骨、肾替换人体器官 天然生物材料: 如动物骨胶原、甲壳素、珊瑚等 人工合成材料: 如各种人工合成的新型材料
按材料使用部位分类:
硬组织材料: 骨、牙齿用材料
软组织材料: 软骨、脏器用材料 心血管材料: 心血管及导管材料 血液代用材料 :人工红血球、血浆等
分离、过滤、透析膜材料: 血液净化、肾透析以及人工肺气体透过材料 目前被详细研究过的生物医用材料已超过1000种,被广泛应用的有90多种材料,1800多种制品。西方国家每年耗用生物医用材料量以10~15%速度增长,我国生物医用材料研究起步晚(20世纪50年代),目前我国医用生物材料研究现状:我国生物材料和制品所占世界市场份额不足1.5%;产品技术水平处于初级阶段,且产品单一;同类产品与国外产品比,基本上属于仿制,自主知识产权较少;生物医用材料与制品70-80%要依靠进口;产业处于起步阶段。
8.高13级生物组汇报材料 篇八
高13级生物备课组:江木全
通过成都来的新课程改革专家对我们的培训,使我们认识到高中生物不再象旧教材那样按照按照八大知识板块进行教学和学习,而是分成三个必修模块和三个选修模块进行探究式的教学活动,这样有助于学生能够系统地掌握某一些生物学知识,更有助于学生培养探究能力和实验能力及学习能力。作为高中生物学新课改的第一线教师,我们就新课程改革谈一点滴心得,与同行们共享。
一、基本做法:
1、更新观念,提高认识
学校教育要成为“活的教育”,成为真正培养人的教育,成为真正意义上的对人的发展起促进作用的教育。所以,面对新课改、面对新教材,更新观念,提高认识,是当务之急。如果还是一味地认为学习生物学知识就是为了考试,那就违背了新课程改革的初衷。如今,高中生物学新教材的教学要求已不仅仅停留在考试的层次上,更多地是要培养学生自主探究问题的能力,培养学生联系社会生活实际,分析当今社会科技、经济、文化等领域发生的某些事件的前因后果的能力,努力提高学生的素质,而不再是培养只会考试的“书呆子”了。
2、更新备课方式
根据新课程改革的要求,结合高中生物学新教材的特点,我们在备课时充分利用一些可以利用的素材进行备课,这些素材已不仅仅是传统意义上的教材、教参和辅导资料了,更多的是利用网络资源,因为网络上的素材非常丰富。同时,教师的备课还必须备一些学生的活动;某些课中,可以调动学生开展学习活动来进行自主学习和探究。高13级生物备课组曾用过如下方法进行备课,(一)课前调查学生在本节课上希望学到什么知识,他们对本节课的哪些内容特别感兴趣。
(二)利用互联网络,查找一些和教学内容有关的,学生感兴趣的材料。
(三)改变以往手抄式备课为电子备课,但是更加强化常规教学的检查,这样不但提高了备课效率,也提高了备课质量。
(四)加强集体备课,优化个人备课。备课组全体成员定期或不定期的集中在一起,对将要教的内容进行集体讨论,如:教学目标该如何制定,根据不同层次学生的情况,制定出不同层次的教学目标;本课重点是什么,如何突破;难点是什么,如何排除;本课怎样导入效果较好,一开始就能激起学生对本课的学习兴趣;教学内容该怎样教才能收到较好的效果;课后检测应怎样编写,编写哪些类型的题;在本课中,该给学生制定怎样的活动方案,等等。通过集体备课,得出本节课的施教框架,然后教师再根据个人和所教班级学生的具体情况,进行集体备课基础上的二次备课。这样,备出来的教案,既充分实现了教学目标,也提高了课堂教学的效率,从而体现了新课标要求的“活”字。
3、更新课堂教学的方法
新课程改革和新教材对课堂教学方法极为重视,明确提出要教师转变角色,教师已不再单纯是知识的传播者了,教师更多的应该是学生学习的引导者,与学生一起讨论问题的合作者、探究者。学生的学习也要充分体现自主学习、探究学习和合作学习的理念。这些先进的教学理念和方法在“填鸭式”的课堂上是不可能存在的。所以,当今的教师应该多学习现代教育理论和现代教育技术,更新课堂教学的方法,努力提高课堂教学的效率。利用现代教育技术进行教学和在课堂教学中假设活动情境是提高课堂教学效率的也是我们目前使用过的两种较好的方法。
①利用现代教育技术进行课堂教学
教师通过制作多媒体课件,集图像和声音于一体,模拟展示当时的科技和生活中与生物学有关的情景。这样让学生有一种身临其境的感觉,引导用已有生物学知识进行分析。这就是现代教育技术在高中生物学课堂教学中发挥的巨大作用,使课堂变得更加形象生动,通俗易懂,能够吸引学生的注意力,激发学生学习高中生物学的兴趣,调动学生学习高中生物学的积极性,极大地提高了高中生物学课堂教学的效率。
②课堂教学过程中,创设活动情境
常用的课堂活动形式,如:分组讨论、分组辩论、小组搜集资料竞赛、课堂表演及其它课堂活动形式。有时,还可以把几种活动形式结合起来使用,那样效果更佳。如八大细胞器教学中八个学生代表八个学习小组的模拟表演活动,不但让学生学到了知识,更重要的是培养了学生自己动手搜集资料并作出分析、判断的能力和口头表达的能力,加强了学生团队协作精神的培养,激发学生对高中生物学的学习兴趣,改变了学生对高中课枯燥无味的看法,有效地提高了课堂教学的质量。
4、更新教学评价机制
为适应新课程改革的要求,在当前形势下,我们正在更新教学评价机制,客观、公正、全面地评价教师的教与学生的学。我们更加注重对过程的评价;在评价标准上,不仅仅局限于学生学业成绩,更多的注重学生的个性差异;在评价方法上,既注重量的评价,又注重质的评价。通过全方位、深层次地评价,使得教师的教学积极性得以提高,学生的学习热情得以激发,从而使得新教材的教学工作得以顺利开展。
二、问题和困惑
高中新课改实施,不得不让我们好好反思问题的症结所在。总的来说,就师生方面、软硬件方面都存在不少的问题,一线教学工作者存在着不少的困惑,主要有:
1、学生的基础问题
现行的中考制度除语数英三科外,其余学科实施等级考试,导致了明显的偏科,更糟糕的是,初中生物学是会考结业学科,很多学校领导重视不够,学生连基本的必要的识记都谈不上,更谈不上理解掌握,学生甚至出现不辨动物和植物现象!学生初中基础薄弱已成为高中新课程推行的一大障碍,课时又紧、任务又重,高中新课程不得不负重前行,这是新课程标准下高一生物学教师的共识。
2、新颖的教学方式使用中存在的问题
高中生物学知识多数与科技和生活实际相联系,知识点多又略显杂乱,学生知识储备不够,现在学校和学生都带有一定的功利性,如原来全国理综高考生物学科只有72分,学校领导在排课和周六补课上都不可避免的轻视生物学科,学生因为课时少和周六不补课等原因对本学科不够重视,我们做过调查:学生在课余时间花在生物学科上的复习和预习时间不超过40分钟。四川高考大纲以及分值比例还没有明确,据说生物高考占90分,还有最为重要的高考,新课程一方面主张实行学分制,一方面又不可避免地要求学生在高考中以成绩论成败,这无异于巧妇难为无米之炊。只要有高考压力的存在,探究、创新、自主精神等等不在成绩中明确反映的内容是不会被重视的,实施新课程改革的理想也很难在短时间内实现。
我们的做法是:苦练内功,迎着困难也要干好工作。
1、强化集体备课,认真钻研每一章节的教学内容,做好三次备课,即主讲人备预案,集体讨论备初案,个人备详案,有预案、讨论记录、备课本、学生作业本、听课记录本随时接受学校有关部门和领导的检查。
2、加强学习和交流,我们先后向四川省新课程教改专家曹教授和徐教授学习了新课程的有关理论和具体的操作方法。江木全、罗洪琼、彭守美、于颖、严莉莉老师还主动向兄弟学校的优秀教师学习,在宜宾市三中听了15节市级新教材赛课,还听了翠屏区骨干教师戢鹏宵和刘琴的区公开课,也听了宜宾市一中刘义刚等三个教师的校级赛课决赛课。本校4位教师都感觉在学习中收获颇丰,教学实际中有了更多的参照性。
9.材料生物相容性 篇九
钛合金虽然具有良好的生物相容性,但其自身并不具有抗菌性,将其植入口腔后会导致细菌生长[2],而植入体的感染不仅会造成植入失败,还会给病人造成极大的痛苦与不幸[3]。鉴于此,作为牙科植入体的钛基材料其表面应既具有抗菌活性又具有良好的生物相容性。本实验通过使用电化学方法在不同电解质溶液中对纯钛表面进行改性,研究了改性后纯钛表面的抗菌活性及生物相容性。
1 实验
1.1 纯钛电化学表面改性处理
采用如图1所示的装置对纯钛进行电化学表面改性处理。电解液分别为一定浓度的氯化钠、氯化钾、氯化镁、乙酸钾和硫酸镁溶液。以5mm×10mm×1mm的不锈钢为阴极,10mm×10mm×1mm的JIS2级钛板(日本)经细致抛光和蒸馏水超声波彻底洗净干燥后作为阳极。直流电源输出电流为1A,处理时间为10s。采用昭和大学齿科部齿科理工学教研室最新制作的氯放电处理装置,钛钢样本会炽热放电(Glow discharge)[4],同时与电解质发生化学反应。
采用日立S-2360N 扫描电镜对电化学处理后的试样表面进行观察,采用日本SHIMADZU 600 X射线衍射仪鉴定试样的相结构。
1.2 电化学表面处理后试样的抗菌性
将Mc Farland 实验细菌5μL置于玻片上,再盖上聚丙烯薄膜,于37℃分别培养0h、1h、3h、5h,然后使用Todd Hewitt 培养基,在10% H2+10% CO2+80% N2于37℃条件下孵化48~72h。实验细菌包括所有的口腔细菌,如变形链球菌、唾液链球菌、表兄链球菌、粘性放线菌、伴放线放线杆菌(Actinobacillus actinomycetemcomitans)、黄褐二氧化碳嗜纤维菌、牙龈卟啉菌等。
试样的抗菌活性主要通过观察未经电化学改性处理(对照组)与经过改性处理(实验组)的钛板孵化后S突变体(S.mutans)的量、菌落形成及抗菌时限来评价。
1.3 电化学表面处理后试样的生物相容性
生物相容性检验是在试样表面培养造骨细胞(MC3T3-E1,日本理研细胞库)和纤维母细胞(L929,日本理研细胞库),用细胞计数器(日本 Dojindo)观察细胞附着、繁殖和计算细胞数,并用异硫氰酸荧光素(FITC)标记观察细胞结合蛋白吸收来评价钛样本的生物相容性。
2 结果与分析
2.1 纯钛经电化学表面处理后的表征
图2为纯钛在NaCl电解液中经电化学表面改性后的SEM照片。由图2可知,试样表面变得更加粗糙,并且出现了许多白色的反应产物。
图3为纯钛在NaCl电解液中经电化学表面改性后试样的XRD图谱,图中出现了TiO、TiO2、TiCl3和Ti等相。
2.2 试样的抗菌活性
图4为纯钛在NaCl电解液中电化学表面改性前后经3h培养后的抗菌活性。由图4可知,改性后(图4(a))的培养皿中无菌落生长,试样表现出良好的抗菌活性。纯钛经KCl和MgCl2电化学改性后细菌培养的结果与图4(a)类似。未改性纯钛(图4(b))的培养皿中细菌菌落满视野,且有大量细菌变种出现。纯钛经Na2SO4、CH3COOK或MgSO4电化学改性处理后细菌培养的结果与图4(b)类似。
图5为纯钛在不同浓度的NaCl电解液中电化学表面改性后经不同时间培养后的抗菌活性。由图5可知,经不同浓度的NaCl电解液处理后,试样的细菌数均明显减少,且经1.0mol/L NaCl电解液处理过的试样具有最好的抗菌活性。
2.3 试样的生物相容性
图6为纯钛在NaCl电解液中经电化学表面改性后进行细胞培养的结果。与对照组相比,造骨细胞和纤维母细胞在经改性处理后的纯钛表面上培养1周后的细胞数均比未经改性处理过的对照样本多。
图7为纯钛在NaCl电解液中经电化学表面改性后用荧光素标记观察到的细胞结合蛋白吸收照片,与对照组相比,造骨细胞(MC3T3-E1)和纤维母细胞(L929)黏附在试样表面并在表面扩展,局部形成牢固的黏着斑。图7(c)显示经电化学处理Ti表面有更多的蛋白吸收,而对照组试样则无应力纤维生成,细胞黏附也较松散。
3 讨论
将作为牙科种植体的纯钛及其合金植入口腔后,种植体不仅会与骨组织接触,同时还会与软组织接触。为保证种植成功,要求种植体表面具有良好的抗菌活性和细胞兼容性。而种植体表面抗菌活性的高低和细胞兼容性的好坏又与植入体的表面状况密切相关,即植入体的表面状况对植入部位的创伤愈合具有重要影响[5]。
纯钛在含有氯化物的电解液中经电化学表面改性后,其表面变得凹凸不平,更加粗糙,而植入体表面的粗糙度与其在骨组织内的骨整合有关[6,7,8,9,10]。这种粗糙的结构比光滑的表面更有利于细胞在其表面粘附,促进骨整合。
纯钛在含有氯化物的电解液中经电化学表面改性后,其表面生成了TiO、TiO2以及TiCl3。细菌、细胞培养实验表明,含有TiO、TiO2和TiCl3的表面较对照组具有更好的抗菌活性和细胞兼容性,说明TiO、TiO2和TiCl3的存在对于提高试样表面的抗菌活性以及细胞相容性起到了重要作用。而纯钛在不含氯化物的电解液(如Na2SO4、CH3COOK和MgSO4)中虽然也进行了电化学表面改性处理,但所得试样的抗菌活性却较差,说明TiCl3的存在对试样表面的抗菌活性可能具有特别的作用。文献[11]的研究证实钛板在含卤素的溶液(如NaCl、NaF和KI)中经电化学氧化处理后均具有一定的抗菌活性,尤以经NaCl处理后的试样的抗菌作用最强,进一步表明Ti-Cl化合物的存在对试样的抗菌活性具有重要作用。
4 结论
纯钛在含有氯化物的电解液中经电化学表面改性处理后,其表面变得更加粗糙,并且有TiO、TiO2和TiCl3等相生成。粗糙的表面结构有利于细胞的粘附,可促进骨整合。TiO、TiO2和TiCl3等的存在对提高试样的抗菌活性以及细胞相容性具有重要作用,尤其是TiCl3对抗菌活性具有明显的促进作用。
摘要:在含不同电解质的电解液中利用电化学方法对纯钛进行表面改性,并将改性后的纯钛试样进行抗菌性和生物相容性实验。结果表明,纯钛在含氯化物的电解液中经表面改性后具有良好的抗菌活性和生物相容性,而在非氯化物的电解液中经表面改性后其抗菌活性和生物相容性则较差。
关键词:纯钛,电化学,表面改性,抗菌活性,生物相容性
参考文献
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