2026年生物医学工程生物材料与医疗器械设计题库及答案

2026年生物医学工程生物材料与医疗器械设计题库及答案一、单选题（每题2分，共20题）1.在可降解生物材料的应用中，下列哪种材料最常用于骨修复支架？A.聚乳酸（PLA）B.聚己内酯（PCL）C.聚乙烯醇（PVA）D.二氧化硅（SiO₂）2.心脏起搏器中，常用的电极材料应具备哪些特性？A.高导电性、生物相容性好、耐腐蚀B.低弹性模量、高耐磨性、低毒性C.高柔韧性、抗血栓形成、高储能密度D.高强度、低密度、耐高温3.以下哪种医疗器械属于有源医疗器械？A.人工关节B.体外诊断设备C.纱布止血带D.皮肤敷料4.3D打印技术在生物材料领域的应用中，最常用的成型技术是？A.光固化成型（SLA）B.熔融沉积成型（FDM）C.电子束熔融成型（EBM）D.激光选区烧结（SLS）5.人工血管的长期植入体内，最需要关注的问题是？A.材料的力学强度B.血液相容性C.材料的降解速率D.制造工艺的复杂性6.以下哪种材料最适合用于制备隐形眼镜？A.聚碳酸酯（PC）B.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）C.聚乙烯醇（PVA）D.二氧化硅（SiO₂）7.膝关节置换术中，常用的金属材料是？A.钛合金（Ti-6Al-4V）B.镍钛合金（NiTi）C.不锈钢（316L）D.钼合金（Mo）8.植入式药物缓释系统，最常用的载体材料是？A.聚乳酸（PLA）B.聚己内酯（PCL）C.硅橡胶（Silicone）D.聚乙烯（PE）9.医用导管的最主要性能要求是？A.高弹性模量B.良好的生物相容性C.高耐磨性D.高导电性10.以下哪种技术可用于医疗器械的无菌包装？A.玻璃封装B.热压灭菌C.电子束辐照D.超声波消毒二、多选题（每题3分，共10题）1.生物材料在体内降解时，应满足哪些条件？A.降解产物无毒B.降解速率可控C.降解过程不可逆D.降解产物可被机体吸收2.植入式医疗器械的长期稳定性，主要受哪些因素影响？A.材料的生物相容性B.材料的力学性能C.材料的耐腐蚀性D.材料的降解速率3.3D打印技术在医疗器械领域的应用优势包括？A.定制化设计B.高精度制造C.快速原型制作D.成本低廉4.人工心脏瓣膜的材料选择应考虑哪些因素？A.血液相容性B.力学稳定性C.抗血栓形成能力D.重量轻5.医用高分子材料的主要性能指标包括？A.生物相容性B.力学性能C.降解速率D.化学稳定性6.医用传感器的设计应满足哪些要求？A.高灵敏度B.低噪声C.长期稳定性D.小型化7.可穿戴医疗设备的典型应用包括？A.心率监测B.血糖检测C.压力传感D.睡眠分析8.生物相容性测试的常用方法包括？A.细胞毒性测试B.皮内刺激试验C.血管反应测试D.骨整合测试9.医疗器械的失效模式主要包括？A.材料疲劳B.电化学腐蚀C.微动磨损D.生物相容性下降10.医疗器械的注册审批流程通常包括？A.临床试验B.医学评估C.材料检测D.生产质量管理三、简答题（每题5分，共6题）1.简述生物材料在医疗器械中的应用分类及其特点。2.解释3D打印技术在个性化医疗器械设计中的优势。3.分析人工心脏瓣膜的材料选择与性能要求。4.简述医用高分子材料的降解机制及其影响因素。5.说明医用传感器的核心设计要素及其应用场景。6.简述医疗器械的生物相容性测试流程及关键指标。四、论述题（每题10分，共2题）1.结合当前技术发展趋势，论述3D打印技术在生物材料与医疗器械领域的未来发展方向。2.分析植入式医疗器械的长期稳定性问题，并提出相应的解决方案。答案及解析一、单选题答案1.A（聚乳酸（PLA）是常用的可降解骨修复支架材料，具有良好的生物相容性和降解性能。）2.A（心脏起搏器电极需高导电性、生物相容性好且耐腐蚀，以长期植入体内。）3.B（体外诊断设备属于有源医疗器械，需依赖电源工作。）4.B（熔融沉积成型（FDM）是3D打印中最常用的技术，适用于生物材料制造。）5.B（人工血管需长期接触血液，血液相容性是关键。）6.B（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）具有良好的透光性和生物相容性，适合隐形眼镜。）7.A（钛合金（Ti-6Al-4V）是膝关节置换的常用金属材料，具有良好的生物相容性和力学性能。）8.A（聚乳酸（PLA）是药物缓释系统的常用载体，可控制释药速率。）9.B（医用导管需良好的生物相容性，以避免体内排斥反应。）10.C（电子束辐照可有效杀灭细菌，适用于医疗器械的无菌包装。）二、多选题答案1.A、B、D（生物材料降解时需无毒、可控且产物可被吸收。）2.A、B、C（长期稳定性依赖生物相容性、力学性能和耐腐蚀性。）3.A、B、C（3D打印优势在于定制化、高精度和快速制造。）4.A、B、C（人工心脏瓣膜需良好血液相容性、力学稳定性和抗血栓能力。）5.A、B、C、D（医用高分子材料需综合力学、降解、化学稳定性等性能。）6.A、B、C、D（传感器设计需高灵敏度、低噪声、长期稳定和小型化。）7.A、B、C、D（可穿戴设备可用于多种生理参数监测。）8.A、B、C、D（生物相容性测试包括细胞毒性、皮内刺激、血管反应和骨整合等。）9.A、B、C、D（失效模式包括材料疲劳、电化学腐蚀、微动磨损和生物相容性下降。）10.A、B、C、D（医疗器械注册审批需临床试验、医学评估、材料检测和生产质量管理。）三、简答题答案1.生物材料应用分类及特点-可降解材料：如PLA、PCL，用于骨修复、药物缓释等，降解产物可被机体吸收。-不可降解材料：如钛合金、不锈钢，用于人工关节、血管支架等，需长期稳定性。-功能材料：如导电材料、光敏材料，用于传感器、组织工程支架等。2.3D打印技术的优势-个性化设计：可根据患者解剖结构定制医疗器械。-高精度制造：可制造复杂几何形状的医疗器械。-快速原型制作：缩短研发周期，降低成本。3.人工心脏瓣膜的材料选择与性能要求-材料选择：钛合金、生物相容性聚氨酯等。-性能要求：抗血栓、耐磨损、力学稳定性。4.医用高分子材料的降解机制-水解降解：如PLA在体内水解为乳酸。-氧化降解：如硅橡胶在氧气作用下老化。5.医用传感器的核心设计要素-高灵敏度：准确检测生理信号。-低噪声：减少干扰。-长期稳定性：避免性能衰减。6.生物相容性测试流程-体外测试：细胞毒性、皮内刺激。-体内测试：血管反应、骨整合。四、论述题答案1.3D打印技术未来发展方向-多材料打印：制造具有梯度性能的医疗器械。-4D打印：材料可响应环境变化，如形状自适应