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114年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
：
醫學工程
科 目
：
生物材料學
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
26760
頁次：
1
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一、常見的生醫材料有金屬、陶瓷、高分子三種，以人工髖關節為例，仿照
人工髖關節結構，將人造股骨柄結構插入股骨髓腔內，人造臼杯當成人
工髖關節在骨盆處的地基，股骨球頭接合在人造股骨柄上，和臼杯內的
墊片相互運動對磨實現股骨的活動。請分別說明人造股骨柄、球頭、墊
片、臼杯可以使用金屬、陶瓷或高分子何種材料？並說明理由。（20 分）
目前臨床使用人工髖關節置換效果良好，一般可維持 10 年以上的使用，
請說明磨損量最大的零件是那個零件？若是較年輕或是活動量較大的病
友，建議考慮該零件使用那種材質？可以大幅降低磨損的情況。（10 分）
二、生醫高分子材料植入體內後，許多性質會隨植入的時間進行變化，最後
導致植入材料的失敗。請說明高分子植入體內後，高分子的分子量、結晶
度、密度、機械性質會隨時間如何變化？並說明其變化的原因。（20 分）
三、臨床上乳癌患者進行腫瘤切除手術前，醫生可以先使用一些植入物先標
記腫瘤的位置，方便手術時精準移除。現若以金屬、陶瓷、高分子三種
材料製作標記植入物，手術前，若用 X光和超音波尋找標記植入物，請
問金屬、陶瓷、高分子三種材料之清晰度如何？（15 分）臨床上，若一
植入物材質無法在 X光下成像，不確定在體內的位置，但又一定需要使
用此材料之植入物，可用什麼方法進行改良使其在 X光下成像？（5分）
四、將骨水泥用注射打針的方式，注射到脊椎骨骨折空洞處，是治療脊椎壓
迫性骨折的一種治療方式，稱之為脊椎成型術，但是壓迫性骨折除了痛
還會合併許多問題，像是因骨折造成的脊椎變形，就無法單靠脊椎成型
術改善。因此新一代的灌骨水泥方式，稱為氣球撐開術，是先將一個特
製的氣球置入脊椎骨折空洞處，將氣球撐開以恢復壓扁的脊椎，改善變
形後，再灌骨水泥。請說明最常用之骨水泥主要高分子材料為何？（5分）
相較於脊椎成型術，請舉兩個氣球撐開術的優點。（10 分）請問氣球材
料的玻璃轉移溫度要選擇較高的或較低的溫度與其理由。（5分）氣球材
料的特性是耐酸的或耐高溫的？並說明理由。（5分）若脊椎有感染發生
時，如何進行氣球撐開術？（5分）