第三代生物材料的兴起与对策

（一）第三代生物材料

在20世纪90年代后期，开始研究能在分子水平上刺激细胞产生特殊的应答反应的第三代生物材料。第三代生物材料将生物活性与可降解材料结合起来，在可降解材料上进行分子修饰，引起细胞整合素的相互作用，诱导细胞的增殖、分化，以及细胞外基质的合成与组装，从而启动机体的再生系统（即再生医学）。基于细胞系分子水平的第三代生物材料，将在产生最小损伤的前提下，为原位组织再生和修复提供科学基础。第三代生物材料发展有可能在机体衰老之前，通过生物方法激活某些基因，从而起到保持健康、延缓衰老的作用。目前第三代生物材料研究正在兴起，例如组织工程支架材料、原位组织再生材料、可降解材料等，结合神经生长因子可增强神经的定向生长。

（二）发展目标

从国内外发展状况和中国国情出发，中国生物材料的近、中期战略目标应集中在两方面：一方面跟踪国际前沿研究，使我国的某些生物材料研究（例如带有活性的可降解材料、组织工程支架材料、纳米生物材料）处于国际先进水平，开发出具有独立自主产权的一批新产品，进入临床使用。在这方面国家应加大投资力度，“973”和“63”计划应继续给予倾斜，使大专院校和研究机构能进行持续研究，取得关键技术的突破。另一方面是提高现有量大面广的生物材料产品质量和降低价格，大幅度提高国内市场占有率，并进入县、乡、社区医院，提高广大农村的诊断和治疗水平。在这方面应发挥企业的积极性。

（三）发展关键项目

1.带有生物活性的材料和带活性的可降解材料

对于生物材料治疗产品，带有药物或基因、生长因子、细胞后将会使这些产品的治疗功效得到很大提高。例如美国强生公司的带药冠脉支架，可使裸支架造成的再狭窄率大大降低，带来了几十亿美元的效益。通过带上特定的药物，可提高材料与靶细胞的识别和结合能力，提高局部的治疗功效和降低副作用。通过带上基因、蛋白质、生长因子、细胞等生物活性物质，使材料具有活性，提高材料与靶细胞黏附能力，提高基因的转染和表达能力，有利于使人体组织和器官的修复和再生。

2.生物材料表面改性

生物材料植入体内后，最先直接与蛋白、细胞和组织接触的是材料表面，因此材料表面的生物相容性非常重要。通过开展材料表面处理、修饰技术，使表面结构具有有序性、特定分子间的可识别性和运动性，构建制备新型生物材料。例如，在医用高分子材料表面引入新的官能团研究，材料表面的自组装仿细胞膜结构研究，使材料和体液成分的无规则吸附变为选择性吸附研究等。(www.xing528.com)

3.组织工程支架材料

研究可控降解并具有三维空间的支架材料，使细胞及生长因子能很好地生长和增殖，形成组织工程医疗产品。例如骨和软骨支架材料，带有骨生长因子或基因的支架材料，血管组织工程材料，微囊化血红蛋白的组织工程血液，微囊化胰岛的组织工程，在带有活性物质或微囊化神经膜细胞的神经修复导管等。

4.纳米生物材料

现代纳米技术与生物、医学和材料科学相结合，发挥纳米材料的特有功能。

制备纳米生物材料。主要发展方向有：药物和基因纳米载体材料，介入诊断和治疗纳米材料，仿生纳米复合修复材料等。

以上重点发展方向和技术的突破还和材料生物相容性基础研究、可降解生物材料，以及质量控制和检测技术的发展息息相关。

（四）发展思路

针对生物材料多学科交叉的特点，其研究开发要理论和应用并重，同时开展重大基础理论和重大应用研究。基础理论研究力争在生物材料与分子细胞、组织之间的识别和相容机理方面获得突破，包括生物材料和生物功能的设计和构建原理；材料与机体之间的相互作用机制；生物导向性及生物活性物质的控释机理；生物降解/吸收的调控机理；材料的先进制备方法和质量控制体系等。应用研究的重点应放在有较好的研究基础，或占据国际领先地位，或已经取得重大突破，或即将进入实用化过程的技术方面，例如组织工程支架材料、纳米生物医用材料、生物降解材料、表面改性技术、基因治疗用非病毒载体以及促使机体自愈的生物材料等。