生物醫(yī)學(xué)材料計(jì)量研究

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1數(shù)據(jù)來源和方法

1．1數(shù)據(jù)來源

以中國知網(wǎng)(CNKI)的《中國科技成果數(shù)據(jù)庫》為數(shù)據(jù)源，采用“名稱+關(guān)鍵詞+成果簡(jiǎn)介”的組合檢索策略，以“生物*醫(yī)用*金屬”、“生物*醫(yī)用*高分子”、“生物*陶瓷”、“生物*復(fù)合材料”、“生物*醫(yī)學(xué)*衍生物”為檢索詞，對(duì)2000－2010年間我國科技成果產(chǎn)出進(jìn)行檢索與數(shù)據(jù)清洗，得到1772條題錄。

1．2方法

使用TDA、Excel2010和Origin等統(tǒng)計(jì)與繪圖軟件為分析工具，從科技成果計(jì)量分析的角度，對(duì)相關(guān)科技成果數(shù)量進(jìn)行數(shù)值模擬與計(jì)算，研究我國尤其是中國科學(xué)院系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)材料科技成果的年度分布、科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分布等，并進(jìn)行對(duì)比分析、描述和數(shù)據(jù)挖掘等深入研究。

2結(jié)果

2．1科技成果產(chǎn)出數(shù)量趨勢(shì)

我國生物醫(yī)學(xué)材料科技成果數(shù)量的縱向變化規(guī)律，反映了生物醫(yī)學(xué)材料的受關(guān)注程度和發(fā)展速度。2006－2009年是生物醫(yī)學(xué)材料科技成果的高峰時(shí)期，與我國的生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)研發(fā)投入主要分布在近5年即“十一五”相吻合。中國科學(xué)院系統(tǒng)在該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)與全國基本一致。圖1我國生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)成果產(chǎn)出年度分布

2．2我國科技成果產(chǎn)出內(nèi)容分析

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，生物復(fù)合材料在近年發(fā)展最為迅猛，從2006年開始取得跨越式發(fā)展，至2010年累計(jì)取得411項(xiàng)成果;而醫(yī)用金屬(188項(xiàng))、醫(yī)用高分子(177項(xiàng))、生物陶瓷(189項(xiàng))、生物醫(yī)學(xué)衍生物等材料(209項(xiàng))的發(fā)展速度低于生物復(fù)合材料，比較平穩(wěn)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，從2000－2010年，中國科學(xué)院系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)材料科技成果也主要集中在生物復(fù)合材料方面，共計(jì)62項(xiàng);其他4種生物醫(yī)學(xué)材料科技成果產(chǎn)出相對(duì)較少，分別為生物醫(yī)學(xué)衍生物37項(xiàng)，陶瓷材料31項(xiàng)，醫(yī)藥高分子32項(xiàng)，醫(yī)用金屬材料35項(xiàng)。

2．3科技成果產(chǎn)出地區(qū)分布

分析我國主要省市在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的科技成果產(chǎn)出，有助于挖掘不同地區(qū)間研發(fā)力量的差異，合理配置資源，進(jìn)行深入研發(fā)。重點(diǎn)對(duì)我國北京市、上海市、江蘇省等7個(gè)省市進(jìn)行了技術(shù)領(lǐng)域構(gòu)成計(jì)量分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各主要省市生物復(fù)合材料研發(fā)成果仍然占據(jù)主體，生物醫(yī)用金屬材料科技成果的產(chǎn)出以北京市、天津市與江蘇省較多，生物陶瓷技成果的產(chǎn)出以上江蘇省與湖北省較多，詳見圖2。表明這些省市在生物醫(yī)學(xué)工程某些關(guān)鍵材料的研究方面已占據(jù)先機(jī)。

2．4科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析

2．4．1生物醫(yī)用金屬材料科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析

醫(yī)用金屬材料是一類生物醫(yī)用的金屬和合金，是臨床應(yīng)用最廣泛的植入材料，主要用于骨和牙等硬組織的修復(fù)和替換，心血管和軟組織的修復(fù)以及人工器官制造中的結(jié)構(gòu)元件［5］。檢索結(jié)果顯示，2000－2010年間共有醫(yī)用金屬材料相關(guān)的科技成果278項(xiàng)，大部分科研機(jī)構(gòu)只有零星的成果產(chǎn)出，只有少數(shù)機(jī)構(gòu)多年來保持著可觀的科技成果產(chǎn)出?？萍汲晒麛?shù)量排名前3位的機(jī)構(gòu)有中國科學(xué)院、南開大學(xué)、四川大學(xué)，分別完成科研成果36，12，6項(xiàng);其他科研單位如浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)等成果數(shù)量達(dá)到5項(xiàng);其他均少于5項(xiàng)。在中國科學(xué)院系統(tǒng)，山西煤炭化學(xué)研究所(5項(xiàng))、金屬研究所(4項(xiàng))在醫(yī)用金屬材料上也取得較多科技成果。表明我國各主要機(jī)構(gòu)的生物醫(yī)用金屬材料技術(shù)科技成果數(shù)量不均衡。

2．4．2生物醫(yī)用高分子科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析

醫(yī)用高分子材料是指在生理環(huán)境中使用的高分子材料［6－7］。2000－2010年間共檢索出醫(yī)用高分子材料相關(guān)的科技成果263件，科技成果數(shù)量排名前5位的是中國科學(xué)院、浙江大學(xué)、武漢大學(xué)、清華大學(xué)、江南大學(xué)，分別獲得科研成果32，8，5，5，5項(xiàng)，其成果數(shù)量占相關(guān)成果總數(shù)的21%;其他單位的成果數(shù)量均在5項(xiàng)以下。在中國科學(xué)院系統(tǒng)，醫(yī)用高分子材料科技成果數(shù)量排名前3位的是微生物研究所、上海藥物研究所、上海有機(jī)化學(xué)研究所，所獲成果數(shù)量分別是4，3，3項(xiàng)，這10項(xiàng)科技成果占中國科學(xué)院總產(chǎn)出量的31%。

2．4．3生物陶瓷科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析

生物陶瓷包括精細(xì)陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃和單晶［8］。2000－2010年間共檢索到生物陶瓷相關(guān)的科技成果323項(xiàng)，多個(gè)科研機(jī)構(gòu)在生物陶瓷研究中取得了較好的研究成果，科技成果在5項(xiàng)以上的機(jī)構(gòu)有10個(gè)，其中中國科學(xué)院、武漢理工大學(xué)、清華大學(xué)、四川大學(xué)、上海交通大學(xué)分別完成科研成果33，18，13，11，10項(xiàng)，前5名機(jī)構(gòu)成果數(shù)占總成果數(shù)的26%。在中國科學(xué)院院系統(tǒng)，生物陶瓷科技成果數(shù)量最多的有上海硅酸鹽研究所、過程工程研究所貢獻(xiàn)了20項(xiàng)科技成果，占中國科學(xué)院總產(chǎn)出量的65%。

2．4．4生物復(fù)合材料科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析

生物復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同生物相容性優(yōu)良的材料復(fù)合而成的生物醫(yī)學(xué)材料，可以最大限度地模仿人體組織與器官的功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)組織的修復(fù)與再生，是最有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的組織與器官替代和修復(fù)材料［9］。2000－2010年間共檢索到生物復(fù)合材料相關(guān)的科技成果582項(xiàng)，可謂成果豐碩。多個(gè)科研機(jī)構(gòu)取得了眾多成果，成果數(shù)量在10項(xiàng)以上的機(jī)構(gòu)有9個(gè)，其中中國科學(xué)院、清華大學(xué)、四川大學(xué)、上海交通大學(xué)、暨南大學(xué)分別獲得63，24，18，17，13項(xiàng)，上述前5名機(jī)構(gòu)的成果數(shù)占總成果數(shù)的23%。在中國科學(xué)院系統(tǒng)，生物復(fù)合材料科技成果數(shù)量排名前5位的是上海硅酸鹽研究所(12項(xiàng))、長春應(yīng)用化學(xué)研究所(8項(xiàng))、生態(tài)環(huán)境研究中心(5項(xiàng))、金屬研究所(5項(xiàng))、蘭州化學(xué)物理研究所(4項(xiàng))，總共貢獻(xiàn)了20項(xiàng)科技成果，占中國科學(xué)院總產(chǎn)出量的55%。

2．4．5生物醫(yī)學(xué)衍生物科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析

生物衍生材料是經(jīng)過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫(yī)學(xué)材料。由于它具有類似天然組織的構(gòu)型和功能，在人體組織的修復(fù)和替換中具有重要作用，主要用作皮膚掩膜、血液透析膜、人工心臟瓣膜等［10］。2000－2010年間共檢索到相關(guān)科技成果326項(xiàng)，獲得5項(xiàng)以上科技成果的機(jī)構(gòu)10余個(gè)。其中排名前5名的是中國科學(xué)院、南開大學(xué)、中國海洋大學(xué)、武漢大學(xué)、中國藥科大學(xué)，分別獲得科研成果36，13，9，8，6項(xiàng)，累計(jì)成果數(shù)占總成果數(shù)的23%。中國科學(xué)院系統(tǒng)中，成果數(shù)量排名前5的是上海有機(jī)化學(xué)研究所(4項(xiàng))、長春應(yīng)用化學(xué)研究所(4項(xiàng))、上海應(yīng)用物理研究所(4項(xiàng))、生物物理研究所(3項(xiàng))、上海原子核研究所(2項(xiàng))，總共貢獻(xiàn)了17項(xiàng)科技成果，占中國科學(xué)院總產(chǎn)出的46%。

3結(jié)束語

生物醫(yī)學(xué)材料范圍很廣(如基質(zhì)干細(xì)胞、成骨細(xì)胞等構(gòu)造的人造組織軟骨、組織工程骨等)，本研究所用的關(guān)鍵詞可能難以涵蓋全面，但仍能反映一定趨勢(shì)。本文分析表明，2006年以后，我國生物醫(yī)學(xué)材料科技成果在“十一五”期間開始展現(xiàn)出飛躍式的快速增長，后面3年復(fù)合增速達(dá)30%左右。其中生物復(fù)合材料科技成果最多，且增長最快，其次是生物醫(yī)學(xué)衍生物和生物陶瓷，醫(yī)用金屬材料和醫(yī)用高分子成果相對(duì)較少，說明生物復(fù)合材料的實(shí)際需求最為廣泛。這種材料的快速推廣是市場(chǎng)選擇的結(jié)果，在未來一段時(shí)間內(nèi)生物復(fù)合材料仍是生物醫(yī)學(xué)材料中最活躍的領(lǐng)域。中國科學(xué)院和清華大學(xué)、南開大學(xué)等是相關(guān)領(lǐng)域的主要研究機(jī)構(gòu)。2007－2009年是中國科學(xué)院系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)材料科研成果的主要產(chǎn)出年份，表明我國“十一五”期間已開始著手大力發(fā)展生物醫(yī)用材料。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所等院屬機(jī)構(gòu)產(chǎn)出科技成果最多，但主要偏向于生物陶瓷與生物復(fù)合材料?；谏鲜龇治?，建議在生物醫(yī)學(xué)材料研究上部署新的研究所(如中科院在溫州設(shè)立生物材料方面的研究所［11］)或者加大對(duì)現(xiàn)有涉及生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)的研究課題組的資助力度，推動(dòng)我國生物醫(yī)學(xué)材料研究的發(fā)展。