2025年大学（生物医学工程）假肢材料研发综合测试题及答案

2025年大学（生物医学工程）假肢材料研发综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.以下哪种材料不适合用于假肢关节的制造？（）A.钛合金B.不锈钢C.陶瓷D.橡胶2.生物医学工程中，假肢材料研发需要考虑的最重要因素是（）A.美观性B.舒适性C.生物相容性D.强度3.以下关于形状记忆合金在假肢中的应用，说法错误的是（）A.可实现自动调节功能B.能根据体温变化改变形状C.常用于假肢外壳制造D.具有良好的弹性和回复性4.哪种材料具有较高的强度和良好的韧性，常被用于制造假肢的承重部件？（）A.碳纤维复合材料B.塑料C.木材D.玻璃纤维5.假肢材料的表面粗糙度对其性能有重要影响，表面粗糙度越低，（）A.摩擦力越大B.越容易清洁C.生物相容性越好D.磨损越快6.用于假肢连接部位的材料，要求具备（）A.高强度和高硬度B.良好的柔韧性和可调节性C.耐腐蚀性和绝缘性D.低密度和高弹性7.以下哪种材料在假肢制造中可用于模拟人体肌肉的收缩功能？（）A.压电材料B.超导材料C.磁性材料D.光纤材料8.假肢材料研发中，研究材料的疲劳性能是为了（）A.提高材料的美观度B.延长假肢使用寿命C.降低材料成本D.增强材料的生物相容性9.新型智能假肢材料能够感知外部环境变化并做出相应调整，这主要依赖于材料的（）A.光学性能B.电学性能C.热学性能D.声学性能10.以下哪种材料可作为假肢皮肤的理想替代品，具有较好的触感和透气性？（）A.硅胶B.皮革C.人造纤维织物D.聚氨酯泡沫第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共15分）答题要求：本大题共5小题，每空3分。请在横线上填写正确答案。1.假肢材料的生物相容性主要包括______、______和______三个方面。2.常用的假肢关节材料有______、______等，它们具有良好的______和______性能。3.形状记忆合金在假肢中的应用主要体现在______和______两个方面。4.碳纤维复合材料的优点是______、______、______，广泛应用于假肢制造。5.为了提高假肢的舒适性，材料的______和______是需要重点考虑的因素。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每题10分。请简要回答问题。1.简述生物医学工程中假肢材料研发的主要目标。2.举例说明几种新型假肢材料及其在假肢性能提升方面的作用。（三）材料分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在假肢材料研发过程中，研究人员发现一种新型高分子材料，它具有独特的微观结构。这种材料的分子链排列有序，具有良好的自润滑性。经过测试，用该材料制造的假肢部件在摩擦系数方面表现优异，能够有效减少能量损耗，提高假肢的运动效率。同时，该材料还具有一定的弹性，能够在承受外力时吸收能量并迅速恢复原状，增强了假肢的安全性和稳定性。问题：1.请分析这种新型高分子材料在假肢制造中的优势。（8分）2.从材料性能角度，推测该材料可能适合用于假肢的哪些部位？（7分）（四）论述题（共15分）答题要求：本大题共1小题。请结合生物医学工程的相关理论，论述假肢材料研发对提高假肢性能和患者生活质量的重要意义，并举例说明。（五）设计题（共15分）答题要求：根据给定的假肢应用场景（上肢假肢用于日常手部操作，如抓取物品），设计一种适合该场景的假肢材料方案，并阐述设计理由。要求设计方案包括材料选择、材料特性及如何满足应用场景需求等方面。答案：1.D2.C3.C4.A5.C6.B7.A8.B9.B10.C填空题答案：1.血液相容性、组织相容性、免疫相容性2.钛合金、不锈钢、强度、耐磨3.形状记忆功能、驱动功能4.高强度、低密度、耐腐蚀5.柔软度、透气性简答题答案：1.主要目标包括提高假肢的生物相容性，使其能与人体良好融合；增强假肢的功能性，如运动灵活性、力量承载等；提升舒适性，减少对患者身体的不良影响；延长使用寿命，降低维护成本等。2.如智能材料，可感知外界环境并调整假肢性能；纳米材料，能改善材料微观结构从而提升强度、韧性等性能。材料分析题答案：1.优势在于自润滑性好，摩擦系数低，减少能量损耗，提高运动效率；有弹性，能吸收并恢复能量，增强安全性和稳定性。2.适合用于假肢的关节部位和手部抓握部件，可提高关节灵活性和抓握的稳定性与效率。论述题答案：假肢材料研发至关重要。合适的材料能提高生物相容性，减少排斥反应，提升患者舒适度。例如使用柔软亲肤材料制作假肢外层。高性能材料可增强假肢功能性，像高强度材料用于承重部件，使假肢运动更自如。良好的材料设计还能延长使用寿命，降低成本，从而全面提高患者生活质量。设计题答案：对于上肢假肢日常手部操作场景，材料方案可选用碳纤维复合