生醫材料
以三選一題型學習生物相容性的觀念,生物惰性、生物活性、生物可吸收性陶瓷,鈦與β型鈦合金,骨整合,應力遮蔽與多孔化,超彈性,以及生物可分解高分子與鎂。
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生醫材料的重點
生醫材料是在體內或體表與生物體接觸而發揮功能的材料。生物相容性不是只由材料決定的性質,而是依能否伴隨符合用途的適當生物體反應而運作來判斷。陶瓷可分為氧化鋁、氧化鋯這類在體內幾乎不反應的生物惰性材料,與骨結合的氫氧基磷灰石與生物活性玻璃,以及被吸收而由骨取代的β-TCP等。
支撐骨的植入物使用耐蝕性優異且與骨直接接觸的鈦與Ti-6Al-4V,以及Co-Cr合金。比骨硬得多的金屬承受荷重時,對骨的刺激減少而使骨變薄,發生應力遮蔽,因此開發了楊氏模數低的β型鈦合金與多孔金屬。對於完成任務後應消失的零件,則使用以水解分解的聚乳酸等生物可分解高分子,以及在體液中腐蝕的鎂合金。
生醫材料的題目列表(15題)
- 關於生醫材料的生物相容性,下列觀念何者正確?
- 與骨直接化學結合的生物活性陶瓷為下列何者?
- 氫氧基磷灰石 Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ 的Ca/P莫耳比為下列何者?
- 關於牙科植體等使用純鈦時所說的骨整合,下列說明何者正確?
- 人工髖關節的股骨柄使用楊氏模數遠高於骨的金屬時,會產生應力遮蔽的問題。下列說明何者正確?
- 皮質骨(楊氏模數20 GPa)與截面積相同的Ti-6Al-4V(楊氏模數110 GPa)的棒平行接合,沿長度方向一起承受拉伸荷重。兩者的應變相等時,全部荷重中由骨承受的比例最接近下列何者?
- 像Ti-Nb-Ta-Zr系這類β型鈦合金,被開發用於固定骨的植入物,其主要原因為下列何者?
- 以Gibson-Ashby公式 E* = Es(ρ*/ρs)² 估計具有開放氣孔之多孔鈦的楊氏模數。設緻密鈦的楊氏模數為 Es = 110 GPa,氣孔率為60%,則E*最接近下列何者?ρ*/ρs為相對密度。
- 用於齒列矯正線與支架的Ni-Ti合金(約50 at%Ni),其超彈性的機制下列何者正確?使用溫度高於逆相變結束溫度Af。
- 關於氧化釔部分穩定氧化鋯(Y-TZP)人工股骨頭所發生的低溫劣化,下列說明何者正確?
- 關於用來固定人工關節的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)骨水泥,下列敘述何者正確?
- 用於可吸收縫合線與骨固定釘的聚乳酸(PLA),在體內分解的主要反應為下列何者?
- 只由L體構成的結晶性聚-L-乳酸(PLLA)骨固定釘,在體內要數年才會完全被吸收。使分解變快的方法,下列何者正確?
- 設生物可分解高分子的數量平均分子量Mn因水解而依 Mn(t) = Mn₀exp(−kt) 下降。k = 0.030 day⁻¹ 時,Mn降到初始值的20%所需的天數最接近下列何者?
- 作為生物可分解金屬而受到研究的鎂,在體液中依 Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂ 腐蝕。0.10 g的鎂螺絲全部腐蝕時,產生的氫氣體積最接近下列何者?Mg的莫耳質量取24.31 g/mol,37℃、1 atm下氣體的莫耳體積取25.4 L/mol。