高考申論題
111年
[醫學工程] 生物材料學
第 一 題
📖 題組:
胃內置放水球是一種非藥物的減重治療方式,其放置過程是將高分子材質之球體收縮成細長型的條狀,從口經食道送入放置入胃中,再注入約 400~700 毫升生理食鹽水於球內,然後將充水後的水球留置在胃內,藉由水球占據胃部中的空間增加飽足感,達到控制體重的成果。(每小題 5 分,共 20 分) (一)請說明水球表面的設計是平滑的或顆粒狀的?並說明理由。 (二)請說明水球材質的設計是可降解的或不可降解的?並說明理由。 (三)請說明水球材料的玻璃轉移溫度要選擇較高的或較低的?並說明理由。 (四)請說明水球材料的特性是耐酸的或耐鹼的?並說明理由。
胃內置放水球是一種非藥物的減重治療方式,其放置過程是將高分子材質之球體收縮成細長型的條狀,從口經食道送入放置入胃中,再注入約 400~700 毫升生理食鹽水於球內,然後將充水後的水球留置在胃內,藉由水球占據胃部中的空間增加飽足感,達到控制體重的成果。(每小題 5 分,共 20 分) (一)請說明水球表面的設計是平滑的或顆粒狀的?並說明理由。 (二)請說明水球材質的設計是可降解的或不可降解的?並說明理由。 (三)請說明水球材料的玻璃轉移溫度要選擇較高的或較低的?並說明理由。 (四)請說明水球材料的特性是耐酸的或耐鹼的?並說明理由。
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (一)
請說明水球表面的設計是平滑的或顆粒狀的?並說明理由。
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考生看到此題應先思考「胃部的生理環境」與「材料的物理互動」。胃部具有強烈的持續蠕動性,需評估植入物表面形態(粗糙度)與胃黏膜長期摩擦可能引發的機械性損傷(如潰瘍),以及表面粗糙度對細菌附著(生物膜形成)的影響。
小題 (二)
請說明水球材質的設計是可降解的或不可降解的?並說明理由。
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看到此題應先連結「胃部生理環境(強酸、強烈機械蠕動)」與「臨床使用安全性(避免提早破裂與腸阻塞風險)」。接著評估材料在留置期間必須維持體積以產生飽足感,因此傳統設計上應選擇不可降解材料,答題時以不可降解的安全性與穩定性為主軸進行論述。
小題 (三)
請說明水球材料的玻璃轉移溫度要選擇較高的或較低的?並說明理由。
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作答時應先定義「玻璃轉移溫度(Tg)」的物理意義,區分玻璃態(硬脆)與橡膠態(柔軟彈性)的差異。接著結合胃水球「需摺疊置入」與「充水膨脹」的操作特性,對比人體體溫(37°C),推導出材料在體內必須處於橡膠態以確保安全與功能,故需選擇較低的 Tg。
小題 (四)
請說明水球材料的特性是耐酸的或耐鹼的?並說明理由。
思路引導 VIP
本題考查生醫材料與人體特定生理環境的交互作用。解題關鍵在於先定位「植入部位(胃部)」,聯想其特殊的生理條件(強酸性),接著利用「環境-材料-失效風險」的邏輯推導出材料必須具備的化學穩定性與耐受特性。