孫建紅

【摘 要】納米生物醫(yī)用材料是由納米技術(shù)和生物材料交叉、融合的全新高科技領(lǐng)域。為全面地揭示生物醫(yī)用納米材料的發(fā)展趨勢(shì)及研究進(jìn)展，首先在查閱文獻(xiàn)和咨詢專家的基礎(chǔ)上對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)背景、主要政策和計(jì)劃，產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化的趨勢(shì)進(jìn)行了解，然后再利用web of science的核心合集對(duì)該領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，再對(duì)文獻(xiàn)的數(shù)量年度變化、研究方向、研究主題、主要國(guó)家和機(jī)構(gòu)的發(fā)文量與被引頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，最后根據(jù)分析結(jié)果提出建議，以便為政策制定者和相關(guān)研究者提供參考。

【關(guān)鍵詞】生物醫(yī)用；納米材料；web of science；態(tài)勢(shì)分析

【Abstract】Nano biomedical material is cross and fusion new high-tech fields composed of nanotechnology and bio materials， To fully reveal the research progress and the development trend of the biomedical nanometer materials， and first of all， on the basis of the literature and consulting experts analyze in the field of technical background， major policies and plans， the trend of industrialization and market， and then using the web of science core collection in the field of literature retrieval， and annual change to the amount of literature， the research direction， research topic， major countries and institutions and cited frequency were statistics and analysis， finally， suggestions are proposed according to the results of the analysis， in order to provide reference for policy makers and researchers.

【Key words】Biomedical； Nano materials； Web of science； Trend analysis

0 引言

生物醫(yī)用材料（Biomedical materials）是用于診斷、治療、修復(fù)或替換人體組織或器官、或增進(jìn)其功能的一類高技術(shù)新材料，涉及億萬(wàn)人的健康，是保障人類健康的必需品[1]。納米生物醫(yī)用材料則是由現(xiàn)代化的納米技術(shù)和生物材料交叉、融合的全新高科技領(lǐng)域，是一個(gè)多學(xué)科交叉前景十分廣闊的領(lǐng)域，其顆粒尺寸在1～100nm范圍內(nèi)。納米生物醫(yī)用材料的應(yīng)用體現(xiàn)在納米級(jí)藥物、納米表面特性置換物、納米級(jí)微小檢測(cè)儀器、組織引導(dǎo)再生和組織替代等方面。本文通在查閱大量文獻(xiàn)[2-11]和咨詢專家的基礎(chǔ)上，對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)背景、主要政策和計(jì)劃及產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化趨勢(shì)進(jìn)行了解，再利用web of science的核心合集對(duì)該領(lǐng)域的論文進(jìn)行檢索與分析，最后根據(jù)分析結(jié)果提出一些技術(shù)建議和政策建議。

1 文獻(xiàn)分析

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源和分析工具

論文分析采用了湯森路透公司的web of science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)，以TS=（nanometer or nm or nano） and （“bio-medical” or “medical applications” or “biologic and biomedical application” or “drug carrier” or assembly） and （“drug delivery” or “drug deliver” or “biometric recognition” or “biometric identification” or “biological recognitionor” or “biological monitoring” or toxicology or Prepar* or synthesis or application）為檢索策略（2014-07-17），得到關(guān)于生物醫(yī)用納米材料的相關(guān)文獻(xiàn)9175篇，利用EXCEL進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.2 總體情況分析

1.2.1 論文數(shù)量年度變化

圖1為生物醫(yī)用納米材料領(lǐng)域研究論文的11年年度變化情況。從中可以看出，2003～2013年間，生物醫(yī)用納米材料的研究論文呈逐年上升狀態(tài)，從各年發(fā)表的論文數(shù)量來(lái)看，從2003年的200多篇發(fā)展到2013年的1200多篇，其發(fā)展十分迅速，成果明顯增多，可以看出“生物醫(yī)用納米材料”研究已經(jīng)引起學(xué)界和業(yè)界的高度關(guān)注，此階段掀起了“生物醫(yī)用納米材料”的研究熱潮，

1.2.2 研究方向分析

圖2和圖3分別是生物醫(yī)用納米材料領(lǐng)域所有論文和高被引論文排名前10的學(xué)科分布情況，揭示了2003-2014年生物醫(yī)用納米材料研究領(lǐng)域的論文學(xué)科分布情況。由圖2 和圖3可知生物醫(yī)用納米材料研究領(lǐng)域所有論文和高被引論文的前9個(gè)學(xué)科是一致的，第10個(gè)學(xué)科不同。該領(lǐng)域的主要學(xué)科是化學(xué)、材料科學(xué)、物理、科學(xué)技術(shù)其他主題和聚合物科學(xué)，其次是工程及藥學(xué)，發(fā)表論文數(shù)也較多?？梢钥闯?，化學(xué)、材料科學(xué)是生物醫(yī)用納米材料領(lǐng)域的主要研究方向。

1.2.3 研究主題的年代變化分析

表1列出了2005～2014生物醫(yī)用納米材料相關(guān)論文最受關(guān)注關(guān)鍵詞情況（按出現(xiàn)頻次由高到低排列）。從中可以看出，2006年之前，研究論文主要集中在自組裝、納米粒子、介孔材料、涂層等方面；2007～2009年，研究領(lǐng)域除了自組裝、納米粒子外，重點(diǎn)研究領(lǐng)域是藥物輸運(yùn)、聚合材料；2010年至今則延續(xù)了上一段的研究趨勢(shì)，大量增加了研究論文，說(shuō)明在這些領(lǐng)域的研究越來(lái)越廣泛和深入。

1.3 主要國(guó)家分析

1.3.1 主要國(guó)家發(fā)文量

圖4是2003-2014年發(fā)表生物醫(yī)用納米材料相關(guān)論文的主要國(guó)家發(fā)文量。中國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)、南韓、法國(guó)、印度、英格蘭、意大利、加拿大這10個(gè)國(guó)家在該領(lǐng)域發(fā)表的論文數(shù)量占全部論文數(shù)量的95.858%。從論文分布來(lái)看，中國(guó)論文量居第一位，共3058篇，占全領(lǐng)域論文總數(shù)的33.329%，其次為美國(guó)，為2084篇，占全領(lǐng)域論文總數(shù)的22.713%。相對(duì)中國(guó)和美國(guó)，其他國(guó)家論文發(fā)表數(shù)量較少，所占比例均在10%以下。

1.3.2主要國(guó)家論文被引頻次分析

圖5顯示了2003-2014年主要國(guó)家相關(guān)論文的總被引頻次和篇均被引頻次情況。從中可以看出，美國(guó)的總被引頻次和篇均被引頻次遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它國(guó)家，篇均被引用頻次高達(dá)35.09，說(shuō)明美國(guó)在該領(lǐng)域的研究屬于世界一流水平，反映出該國(guó)在此領(lǐng)域的絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)地位；德國(guó)、法國(guó)、加拿大的篇均被引頻次也較高在25～30；其中，加拿大的論文總數(shù)雖然不多，但是篇均被引頻次較高，其中，Gaucher，G撰寫(xiě)的論文“Block copolymer micelles： preparation， characterization and application in drug delivery”被引頻次高達(dá) 554，該文是關(guān)于嵌段共聚物微膠囊的制備、表征及應(yīng)用于藥物輸運(yùn)的研究。這可能與加拿大從政府到研發(fā)單位和用戶都重視新技術(shù)的應(yīng)用、市場(chǎng)化和商業(yè)化有關(guān)，我們也可以看到中國(guó)論文的篇均被引頻次明顯較低，說(shuō)明我國(guó)論文雖然在數(shù)量上有很大的優(yōu)勢(shì)，但在質(zhì)量和影響力上卻需要不斷增強(qiáng)。

1.4 主要研究機(jī)構(gòu)分析

圖6顯示了主要研究機(jī)構(gòu)發(fā)表論文數(shù)量（論文數(shù)量均在一百篇以上）與篇均被引頻次。中國(guó)的研究機(jī)構(gòu)在發(fā)文量方面名列前茅，中國(guó)科學(xué)院、復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)、南京大學(xué)和吉林大學(xué)的發(fā)文量分別排在1、6、7、9、10，但篇均被引頻次普遍偏低；法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心發(fā)文量排在第二；美國(guó)的加利福尼亞大學(xué)、美國(guó)能源部發(fā)文量分別排在3、4，篇均被引頻次排在1和3，說(shuō)明美國(guó)研究機(jī)構(gòu)的論文影響力處于較高水平，尤其是加利福尼亞大學(xué)，其篇均被引頻次高達(dá)47.09，而美國(guó)能源部的論文篇均被引頻次也接近45，；德國(guó)的馬克斯·普朗克協(xié)會(huì)發(fā)文量排在第5，篇均被引頻次略低于加利福尼亞大學(xué)為45.3；日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)的論文發(fā)文量雖然不高，但篇均被引頻次卻排在第4。分析表明美國(guó)科研機(jī)構(gòu)無(wú)論論文數(shù)量和影響力均具有較大優(yōu)勢(shì)，德國(guó)次之，日本發(fā)文量不高，但論文影響力卻較高，而中國(guó)、法國(guó)的研究機(jī)構(gòu)雖然論文數(shù)量較高，但其影響力相比美國(guó)、德國(guó)還存在一定差距。

表2列出了篇均被引頻次排在前三位的研究機(jī)構(gòu)的高被引論文（被引次數(shù)前兩位），從中可以看出美國(guó)加利福尼亞大學(xué)在碳納米管和基于納米顆粒的核酸輸運(yùn)方面的研究備受矚目；美國(guó)能源部關(guān)于半導(dǎo)體自組裝的研究較為深入，引起了人們的關(guān)注；而德國(guó)的馬克斯·普朗克協(xié)會(huì)的高被引論文被引頻次最高，一篇是關(guān)于納米自組裝的研究，一篇是晶體形態(tài)仿生技術(shù)的研究。

2 結(jié)論和建議

2.1 結(jié)論

美國(guó)、日本、歐盟及中國(guó)等國(guó)家都非常重視生物醫(yī)用納米材料的研究，制定了相關(guān)戰(zhàn)略和計(jì)劃促進(jìn)物醫(yī)用納米材料的研發(fā)和商業(yè)化，從該領(lǐng)域英文文獻(xiàn)的數(shù)量來(lái)看，近十年生物醫(yī)用納米材料的研究成果呈逐年上升狀態(tài)；該領(lǐng)域在化學(xué)、材料科學(xué)、物理方面具有較多的研究和較高的研究水平；美國(guó)在該領(lǐng)域具有很強(qiáng)的實(shí)力，領(lǐng)導(dǎo)著生物醫(yī)用納米材料的發(fā)展，德國(guó)次之，我國(guó)在該領(lǐng)域的研發(fā)也具有一定實(shí)力，具有全球最高的發(fā)文量，在發(fā)文量前10的研究機(jī)構(gòu)中就有5個(gè)，但是論文質(zhì)量較差，說(shuō)明我國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)與研究水平還有待提高。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)生物醫(yī)用材料及制品的需求越來(lái)越大，生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)得以高速發(fā)展，正在成長(zhǎng)為世界經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)高度集中，產(chǎn)品多樣及生產(chǎn)和銷售國(guó)際化是生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)和趨勢(shì)。我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)近十年來(lái)雖快速增長(zhǎng)，但仍供不應(yīng)求，生物相容性材料和制品的需求量與實(shí)際用量存在差距。我國(guó)開(kāi)發(fā)生物醫(yī)用材料和制品主要是中低檔產(chǎn)品，高端產(chǎn)品基本上依靠進(jìn)口。因此，我國(guó)必須研發(fā)具有較好生物相容性的生物醫(yī)用高端產(chǎn)品-生物醫(yī)用納米材料及其制品

2.2 建議

綜合上述分析結(jié)果，我們提出以下建議：

（1）國(guó)家和政府加強(qiáng)引導(dǎo)，制定生物醫(yī)用納米材料的發(fā)展戰(zhàn)略和目標(biāo)，加大政府支持力度，設(shè)立生物醫(yī)用納米材料創(chuàng)制重大專項(xiàng)及科研基金，吸引海外優(yōu)秀人才回國(guó)。優(yōu)化資源配置，提升基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的綜合實(shí)力，突破高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)，研發(fā)具有產(chǎn)業(yè)化價(jià)值的重大專利技術(shù)，重點(diǎn)發(fā)展具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的前沿產(chǎn)業(yè)，培育一批具有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)，改變高技術(shù)產(chǎn)業(yè)依賴進(jìn)口的局面， 構(gòu)建國(guó)際先進(jìn)的現(xiàn)代生物醫(yī)用材料科學(xué)與產(chǎn)業(yè)體系，提高國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力和占有率。

（2）制定國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，其重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域?yàn)榧{米藥物/基因靶向傳遞系統(tǒng)、疾病早期診斷的微型系統(tǒng)、納米仿生生物材料、生物傳感器等。從戰(zhàn)略上高度重視生物醫(yī)用納米材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)可以學(xué)習(xí)美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，制定專門(mén)針對(duì)生物醫(yī)用納米材料產(chǎn)業(yè)的政策，在投資、稅收上對(duì)生物醫(yī)用納米材料企業(yè)實(shí)施優(yōu)惠政策，以激勵(lì)生物醫(yī)用納米材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（3）技術(shù)層面：加快核心關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新；加強(qiáng)藥物輸送和控制釋放技術(shù)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)診斷的納米技術(shù)、組織引導(dǎo)再生與替代的納米技術(shù)和研發(fā)生物安全性納米材料。我國(guó)要突破關(guān)鍵技術(shù)的瓶頸，應(yīng)加強(qiáng)生物醫(yī)用納米材料領(lǐng)域的情報(bào)研究工作，強(qiáng)化該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的前瞻性?？梢酝ㄟ^(guò)與國(guó)外研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合攻關(guān)，早日實(shí)現(xiàn)“十二五”及《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》的發(fā)展目標(biāo)。

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