生物醫學材料計量研究

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1數據來源和方法

1．1數據來源

以中國知網(CNKI)的《中國科技成果數據庫》為數據源，采用“名稱+關鍵詞+成果簡介”的組合檢索策略，以“生物*醫用*金屬”、“生物*醫用*高分子”、“生物*陶瓷”、“生物*復合材料”、“生物*醫學*衍生物”為檢索詞，對2000－2010年間我國科技成果產出進行檢索與數據清洗，得到1772條題錄。

1．2方法

使用TDA、Excel2010和Origin等統計與繪圖軟件為分析工具，從科技成果計量分析的角度，對相關科技成果數量進行數值模擬與計算，研究我國尤其是中國科學院系統生物醫學材料科技成果的年度分布、科技成果產出機構分布等，并進行對比分析、描述和數據挖掘等深入研究。

2結果

2．1科技成果產出數量趨勢

我國生物醫學材料科技成果數量的縱向變化規律，反映了生物醫學材料的受關注程度和發展速度。2006－2009年是生物醫學材料科技成果的高峰時期，與我國的生物醫學材料技術研發投入主要分布在近5年即“十一五”相吻合。中國科學院系統在該領域的發展趨勢與全國基本一致。圖1我國生物醫學材料技術成果產出年度分布

2．2我國科技成果產出內容分析

統計結果表明，生物復合材料在近年發展最為迅猛，從2006年開始取得跨越式發展，至2010年累計取得411項成果;而醫用金屬(188項)、醫用高分子(177項)、生物陶瓷(189項)、生物醫學衍生物等材料(209項)的發展速度低于生物復合材料，比較平穩。統計結果顯示，從2000－2010年，中國科學院系統生物醫學材料科技成果也主要集中在生物復合材料方面，共計62項;其他4種生物醫學材料科技成果產出相對較少，分別為生物醫學衍生物37項，陶瓷材料31項，醫藥高分子32項，醫用金屬材料35項。

2．3科技成果產出地區分布

分析我國主要省市在生物醫學工程領域的科技成果產出，有助于挖掘不同地區間研發力量的差異，合理配置資源，進行深入研發。重點對我國北京市、上海市、江蘇省等7個省市進行了技術領域構成計量分析，結果發現各主要省市生物復合材料研發成果仍然占據主體，生物醫用金屬材料科技成果的產出以北京市、天津市與江蘇省較多，生物陶瓷技成果的產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學工程某些關鍵材料的研究方面已占據先機。

2．4科技成果產出機構分析

2．4．1生物醫用金屬材料科技成果產出機構分析

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

2．4．2生物醫用高分子科技成果產出機構分析

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

2．4．3生物陶瓷科技成果產出機構分析

生物陶瓷包括精細陶瓷、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的科技成果323項，多個科研機構在生物陶瓷研究中取得了較好的研究成果，科技成果在5項以上的機構有10個，其中中國科學院、武漢理工大學、清華大學、四川大學、上海交通大學分別完成科研成果33，18，13，11，10項，前5名機構成果數占總成果數的26%。在中國科學院院系統，生物陶瓷科技成果數量最多的有上海硅酸鹽研究所、過程工程研究所貢獻了20項科技成果，占中國科學院總產出量的65%。

2．4．4生物復合材料科技成果產出機構分析

生物復合材料是由兩種或兩種以上不同生物相容性優良的材料復合而成的生物醫學材料，可以最大限度地模仿人體組織與器官的功能，進而實現組織的修復與再生，是最有發展潛力和應用前景的組織與器官替代和修復材料［9］。2000－2010年間共檢索到生物復合材料相關的科技成果582項，可謂成果豐碩。多個科研機構取得了眾多成果，成果數量在10項以上的機構有9個，其中中國科學院、清華大學、四川大學、上海交通大學、暨南大學分別獲得63，24，18，17，13項，上述前5名機構的成果數占總成果數的23%。在中國科學院系統，生物復合材料科技成果數量排名前5位的是上海硅酸鹽研究所(12項)、長春應用化學研究所(8項)、生態環境研究中心(5項)、金屬研究所(5項)、蘭州化學物理研究所(4項)，總共貢獻了20項科技成果，占中國科學院總產出量的55%。

2．4．5生物醫學衍生物科技成果產出機構分析

生物衍生材料是經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫學材料。由于它具有類似天然組織的構型和功能，在人體組織的修復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年間共檢索到相關科技成果326項，獲得5項以上科技成果的機構10余個。其中排名前5名的是中國科學院、南開大學、中國海洋大學、武漢大學、中國藥科大學，分別獲得科研成果36，13，9，8，6項，累計成果數占總成果數的23%。中國科學院系統中，成果數量排名前5的是上海有機化學研究所(4項)、長春應用化學研究所(4項)、上海應用物理研究所(4項)、生物物理研究所(3項)、上海原子核研究所(2項)，總共貢獻了17項科技成果，占中國科學院總產出的46%。

3結束語

生物醫學材料范圍很廣(如基質干細胞、成骨細胞等構造的人造組織軟骨、組織工程骨等)，本研究所用的關鍵詞可能難以涵蓋全面，但仍能反映一定趨勢。本文分析表明，2006年以后，我國生物醫學材料科技成果在“十一五”期間開始展現出飛躍式的快速增長，后面3年復合增速達30%左右。其中生物復合材料科技成果最多，且增長最快，其次是生物醫學衍生物和生物陶瓷，醫用金屬材料和醫用高分子成果相對較少，說明生物復合材料的實際需求最為廣泛。這種材料的快速推廣是市場選擇的結果，在未來一段時間內生物復合材料仍是生物醫學材料中最活躍的領域。中國科學院和清華大學、南開大學等是相關領域的主要研究機構。2007－2009年是中國科學院系統生物醫學材料科研成果的主要產出年份，表明我國“十一五”期間已開始著手大力發展生物醫用材料。中國科學院上海硅酸鹽研究所等院屬機構產出科技成果最多，但主要偏向于生物陶瓷與生物復合材料。基于上述分析，建議在生物醫學材料研究上部署新的研究所(如中科院在溫州設立生物材料方面的研究所［11］)或者加大對現有涉及生物醫學材料技術的研究課題組的資助力度，推動我國生物醫學材料研究的發展。