生物医学工程发展前景范文

导语：如何才能写好一篇生物医学工程发展前景，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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生物医学工程学是一个新兴的、发展迅速的专业，除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高新技术之一。以1984年为例，美国生物医学工程和系统的市场规模约为110亿美元，到2000年其产值已达400～1000亿美元。然而我们对这个专业的了解却少之又少，似乎提到它我们就只想到推销医疗器械的人，我们的思维和潜意识中已经把这个专业和推销医疗器械画上了等号。其实不然，本期我们将把这个专业简单介绍给大家，供考生参考。

名词解释・生物医学工程

生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，已经成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学与其他学科一样，其发展也是由科技、社会、经济诸多因素所决定的。这个名词最早出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。

生物医学工程是一门理、工、医相结合的边缘学科，是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学的角度，在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科。其目的是为了解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。

有识之士认为，在新世纪，随着自然科学的不断发展，生物医学工程的发展前景不可估量。生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科，这是它最大的特点。

生物医学工程的主要课程：现代生物学导论、生理学、定量生理学、生物学专题、生物医学工程概论、电路原理、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、电磁测量、计算机文化基础、高级语言程序设计、微机原理与应用、计算机图形学、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理、人体运动信息检测与处理、生物医学电子学、医用电子仪器、医学仪器设计、医学图像处理、医学模式识别等。

毕业生具备以下基本能力：

1.掌握电子技术的基本原理及设计方法；

2.掌握信号检测和信号处理及分析的基本理论；

3.具有生物医学的基础知识；

4.具有微处理器和计算机应用能力；

5.具有生物医学工程研究与开发的初步能力；

6.具有一定的人文社会科学基础知识；

7.了解生物医学工程的发展动态；

8.掌握文献检索、资料查询的基本方法。

名校盘点・国内外排名靠前的学校

国内生物医学工程一级学科排名靠前的学校是：

东南大学、清华大学、北京大学、复旦大学、上海交通大学、华中科技大学、四川大学、北京航空航天大学、浙江大学、重庆大学、西安交通大学、天津大学。其中东南大学在多次评估中蝉联第一。

美国生物医学工程排名前十位的学校是：

约翰・霍普金斯大学、佐治亚理工学院、杜克大学、麻省理工学院、加利福尼亚大学圣地亚哥分校、莱斯大学、斯坦福大学、宾夕法尼亚大学、华盛顿大学、加州大学伯克利分校。

重点推荐・天津大学生物科学与医学工程学院

天津大学环境科学与工程学院是环境、能源、市政等方面的人才培养基地和科学研究中心。学院定位和建设目标为“国内一流，世界知名”，按照“高起点、新机制、办特色、创一流、持续发展”的建院方针，不断招揽国内外高级优秀人才，在学科建设、人才培养、科研开发和应用推广等方面协调发展，快速实现重点突破。

学院下设环境科学与生态系、环境工程系、建筑环境与设备工程系三个教学单位和中澳能源合作中心、建筑节能研究中心、座舱空气革新性环境研究中心、建造环境研究室、中心实验室、环评中心、遗传工程研究所及植物生物技术研究所。拥有环境科学与工程一级学科，环境工程、环境科学、市政工程、热能工程和供热供燃气、通风与空调工程5个二级学科。拥有覆盖全部二级学科的博士点和硕士点，并与建筑学院联合培养建筑技术专业博士研究生，建有环境科学与工程博士后流动站。

学院科研实力雄厚，先后承担或参加“863”

“973”、国家“十五”“十一五”重大攻关项目、国家自然科学基金项目、博士点基金项目、天津市重点攻关和基层研究项目。

学院积极开展对外交流，与国际上著名大学、研究机构和企业开展合作，建立定期和不定期的互访交流。通过国外企业资助，为学生建立了科技创新基金和创新奖，鼓励学生积极创新，提高学习积极性。学院40%左右的本科毕业生继续研究生的学习，其中有近一半的学生是经考核合格免试进入硕士研究生学习，一部分学生还能进入硕博连读学习。学院还有一部分优秀学生可以选择攻读院内或校内其他专业第二学位，获得双学士学位证书。50多年来，学院已经为国家输送了大量本科生、硕士生和博士生等高层次专业人才，为中国环境保护、能源利用和市政工程领域的发展作出了重要贡献。

有问必答・关于报考

问题1：生物医学工程有哪些著名企业？

通用公司、飞利浦、东芝、西门子、强生、日立、 中国迈瑞。

问题2：生物医学工程相关产业发展前景？

生物医学工程发展非常迅速，除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高新技术之一，已经成为世界各国竞争的主要领域之一。以医疗器械为例：

2005年开始，中国已成为仅次于美国和日本的世界第三大医疗器械市场。

2006年，中国医疗器械进出口额首次突破百亿美元大关，进出口总值为105.52亿美元，同比增长17.57%。

2010年，中国医疗器械总产值达1000亿美元，在世界医疗器械市场上的份额达到5%，到2050年这一份额将达到25%。

问题3：我国生物医学工程的创始人是谁？

我国生物医学工程的创始人是韦钰院士。她1940年出生，1965年南京工学院电子工程学研究生毕业，1981年获西德亚琛工业大学工学博士学位，是第一位获得博歇尔奖章的中国人，1994年当选为中国工程院首批院士。

问题4：生物医学工程专业有何特点？

生物医学工程是一门交叉学科，以理工科为基础，学习各种相关技术在医学诊断与治疗中的运用。如影像技术，CT、B超的原理与应用；各种医用传感器；典型仪器的原理等。它最突出的特点是：交叉复合、知识融合。比如它融合了工程科学（信息、电子、材料）、医学（生理、解剖）、生命科学（生物学、分子生物学）、理学（数学、化学、物理）、人文社科（文史哲）等学科知识。

问题5：毕业生有怎样的出路？

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关键词：生物医学工程；专业建设；问题；对策

我国生物医学工程自上世纪70年代创建以来，发展相当迅猛，其学科定位、产业效益和发展前景越来越得到社会认同和重视。截止目前，全国约90余所高校设有生物医学工程专业，其中医学院校约13所。如何充分发挥医学教学资源优势，积极探索适合生物医学工程专业的教育培养模式，建设具有鲜明医学院校特色的生物医学工程专业，培养复合型高级工程技术人才，是医学院校值得思考和探讨的重要问题。

1 生物医学工程学科特点

生物医学工程学科是运用现代自然科学和工程技术原理与方法，从工程学的角度研究生物体（特别是人体）的结构、功能及其相互关系，揭示生命现象、探索生命本质，研究和开发用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置、系统和工程技术的一门综合性学科，是理工类学科与生物医学学科深度交叉、高度融合的边缘性学科，所涵盖的领域十分广泛，具有“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等其他学科不具有的特点。

2 当前我校生物医学工程专业情况

1）招生情况

我校2010年4月申报生物医学工程专业，2011年正式招生。2014年首届生物医学工程专业学生顺利毕业，到2015年本专业在校生共169人。

2）主要专业课程

生物化学、人体解剖生理学、生物医学工程导论、C语言、电工学、信息技术、模拟电子技术、机械制图和AutoCAD、数字电子技术、计算机原理与接口技术、临床医学概论、信号与系统、医学影像技术学、医学检验仪器、医学图像处理、医学影像学、医学传感器、医学影像原理与设备、医学电子仪器原理与设计、医用激光仪器、放射物理原理与肿瘤治疗技术等。

3）就业方向

本专业学生毕业后适合从事医院设备的操作、管理和维护，在医学设备经营公司从事经营管理和技术服务，以及在相关的研究机构、生产企业从事产品的辅助开发、制造和技术管理等等工作。

3 我校生物医学工程专业建设的问题分析

医学院校具有很深厚的医学大背景，具备丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件等优势，生物医学工程学科和临床医学能紧密结合，但同时因学科体系不完善、教学师资力量比较薄弱、专业实验室建设投资大等影响因素，一定程度上制约了生物医学工程学科专业的高效快速发展。

1）理工学科体系不完善。我校是地方性医学院校，王牌专业当然是基础医学和临床医学等医学类专业，而工科专业都相当“年轻”。而生物医学工程专业学科涵盖面非常广，几乎可以用“包罗万象”来形容，如果用“学科频谱”来描述学科涵盖面宽度，生物医学工程无疑是88个一级学科中“频谱宽度”最宽的学科。我们学校尽管针对医学类专业的学生一直有开设了医用物理、医用高等数学等基础学科，但相比理工科院校要薄弱很多，而且缺乏材料、自动化、电子等重要工程学科的有力支撑，这些支撑学科的缺少会导致相应课程设置不完善以及综合性实践训练平台缺乏，学生无法系统地学习工程类课程，得不到系统扎实的工程技术训练，影响人才培养目标的整体实现。

2）复合型师资严重缺乏。要实现培养医工结合与交叉的复合型高级工程技术人才目标，首先要建设一支医工结合与交叉的复合型师资队伍。在我校，具有医学教育背景的教师资源比较多，而具有理工科教育背景的老师却不多，既懂医学又懂工程技术，能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型、融合型师资就更加少之又少，教师队伍知识结构普遍不够合理，与各相关学科交叉融合能力弱，这些现状一定程度上影响了课程体系构建以及教学质量和人才培养质量。

3）学生专业思想不牢固。生物医学工程作为一门新兴的边缘学科，知名度不高，社会、家长、学生都不是很了解生物医学工程是个怎样的行业，甚至容易和其它名字相近的专业如：生物工程、医学工程、生物技术等专业名称混淆，导致第一志愿填报的学生寥寥无几，第一志愿填报医学院校的生物医学工程专业的更是几乎为零。统计我校几年来招生情况可见，几乎所有的生物医学工程专业的学生都是调剂生，也就是入学时专业思想就不太稳定。加之其专业知识覆盖面广，涉及领域跨度大，专业知识体系复杂，专业课程内容在各学科之间交叉频繁，本科学生对本专业缺乏深入的了解、足够的信心和学习热情；生物医学工程专业学生所学知识普遍存在“宽瓜不精”，“广而不细”等问题，相比医学影像技术学专业，就业时处于劣势；部分学生由于学习任务重、压力大，导致学习积极性、主动性不高，专业思想不够牢固，甚至影响到专业整体的学习风气。

4 对策初探

医学院校要紧扣医工结合的复合型高级工程技术人才培养目标，突出学科交叉综合培养、工程技术意识培养、创新能力素质培养，加强学科之间的有科学融合，深化教学改革，加大教学投入，改善教学环境，加强队伍建设，充分发挥医学院校资源优势。积极探索具有医学院校特色的生物医学工程专业教育培养模式，构建科学合理的课程体系和实践教学体系，不断提升生物医学工程人才培养质量。

1）积极探索与理工院校联合培养的教育模式。综合性大学与医学院校在生物医学工程专业学科建设方面优势互补、劣势互存。综合性大学具有完善的理工类学科体系，工科师资队伍力量比较强，基础课程比较成熟，实践教学条件平台比较完善，在工程技术人才培养方面具有完善的培养体系和成熟的培养经验，但缺乏医学类学科教学资源和临床实践条件，缺乏与临床需求紧密结合的先决条件。因此，医学院校要在充分发挥自身资源优势的基础上，积极探索与理工院校联合培养的教育模式，实现优势互补。校校联合培养实现资源共享、优势互补，提高育人质量。

2）积极探索与知名医疗企业联合培养的教育培养模式，实现产学研相结合。与医疗企业联合培养本身就可以很大程度上扩大专业的影响力，同时优化教学体系，解决学生实习就业等问题。学校有诸多附属医院，为医疗企业提供更多的产品使用方，同时为企业输送专业人才。是一个双赢的合作培养模式。另外，通过实施产学研相结合的培养模式，医学院校可强化与科研院所和医疗卫生机构的联系和沟通，充分发挥产学研各方主体优势，有效解决师资力量不强、支撑学科不完善、创新能力培养不扎实等瓶颈问题。实践证明，实施产学研结合，是生物医学工程高等教育的成功经验，也是培养高素质生物医学工程技术人才的必由之路。高等医学院校应树立研究与产业化并举的教育培养理念，深化教学改革，积极探索产学研相结合的教学培养模式。构建产学研一体化的最佳运行机制。

参考文献

[1] 中国科学技术协会，2008-2009生物医学工程学科发展报告[M].北京：中国科学技术出版社，2009.3期。

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一、建立医院临床医学工程科

首先学科定位:在1992年ACCE(美国临床工程协会)定义临床医学工程师,把工程学和管理学知识和技能应用到临床医疗保健行业中,保障并帮助患者治疗及护理的人.换言之,医院临床医学工程师的工作职责及任务是,结合工程学及管理学的理论知识和技能将其运用于临床医疗实践中.医院临床医学工程师是临床医学与工程学桥梁的连接者,是临床医疗设施正常运转的保障者.在二十一世纪到来之时,医学领域中高新科技不断涌进,医院发展的基础必须依赖医学理论及高新技术,生物技术及生物医学工程跃居为临床实践的主导,作为派生学科的临床医学工程科得到飞快发展.我国的临床医学工程科起步较晚,现是新兴学科,是一门极具发展前景的学科.其发展方向是,将医疗设备的维修保养及教学科研集结为一体,成为临床医学技术科室,遵循医疗改革及发展的形势,针对历史沿革问题,面对现实,转变职能,寻求发展,采取有力的管理策略.

其次学科建立:在明确医院临床医学工程科的发展方向的前提下,选取学科负责人要求,教育背景是工科,懂的管理,具有医学基础理论,熟悉临床医学知识的高级工程师.保证医院医务活动和医疗设备的管理有可靠的决策性.在建立学科的初期,要以原负责医疗设备维修的人员为主工程师,工作方式采取分工协作.在后来的远期目标中要各级技师(初级、中级、高级)选配合理,工作采取分类负责的方式.初级技师主要是依据上级技师的指导执行日常临床医学工程的运作,中级技师主要是在上级技师的指导下做运作管理和临床教学,高级技师的主要任务是临床医学工程的决策管理工作.医院临床医学工程科作为一个新兴的学科有着各自的特点,对于高级管理者,如何建立全新的科室文化是一个重要的课题.新的科学技术的不断发展要求有与之配套的医疗设备,医疗设施的快速更新、设备管理的长期投入,如何管理好临床医疗工程科,这也是医院整体管理水平的体现,针对这些,科室文化要充分体现导向、激励、约束、凝聚、育人、创新的作用.

二、管理医院临床医学工程科

医院临床医学工程科的管理从两方面入手,一是人才管理,二是绩效管理(包括建立子系统、建立考核激励制度、增加教学内容及考核机制、完善设备维护保养职责).

(1)人才管理:

临床医学工程科被认为是冷门,技术人员的地位得不到重视,技术人员的潜能得不到发挥,学科建设困难重重.如何调动人员的积极性是管理者面对的重要问题.对于人才的管理要实行前瞻性的思维,重视技术人员的教育问题,通过鼓励取得高学历的途径充实医学知识,另一方面通过职称晋级或者待遇问题,促使人才爱岗位,使人才建设向着良性方向发展.

(2)绩效管理:

首先,建立临床医学工程科管理子系统.通过医院的管理系统建立与新学科适应的子系统.其子系统要涵盖设备的使用周期、报修情况、设备维修成本等,并且要归入医院的设备动态经济管理中.建立子系统可以掌握各科室使用设备的情况及对设备的熟练程度,同时方便医院临床医学工程科对设备报修的响应,将充分完善绩效考核,并发挥医院管理系统的功能,给管理者提供充分的资料.

其次,建立绩效考核激励制度.科研工作的进步能促使医院临床医学工程科向着健康的途径发展,如果临床医学工程科在可研上出成绩或者可研有重大突破,创造性的解决医疗设备在应用中遇到的问题,将提升工程科的地位.鼓励个人或者团体将实际工作中遇到的问题,创兴性的解决或者扩展其设备的用途总结经验或者撰写科研论文,增加绩效成绩.

再次,增加教学内容及考核机制.现代的科学技术在飞速发展,相应的计算机技术、生物医学技术及信息通讯技术走进医疗设备中,高精新的医疗设备要求相应的技术人员具备深厚的理论知识及相应广泛的实践经验,并且要与时俱进,通过不断的学习新知识新技术完善自己的能力.在管理中将相应的内容放入到教学内容中,并通过组成教学小组的方式将定期的培训内容放入到考核计划中,纳入医院学分管理中.

最后,完善设备维护保养职责.在医院管理总则的基础上细化工程科自身的绩效考核.对于设备的维护以定期巡回保养为主,要求双向(临床科室和临床医学工程科)考核.要考核医院医疗设备的日常维护保养内容及使用详细情况.要考核工程科技术人员对设备的熟知程度,要考核医学工程科技术人员对设备定期维护保养的专业程度.考核机构由医院组织,定期绩效考核.对于设备的维护采用四级维护制度,并双向绩效考核,将医疗设备的维修费用作为成本核算一部分,为后续采购设备提供依据.临床科室对设备的维修效率打分,作为绩效考核的一部分.严格遵循设备维护保养职责,医院绩效考核体制.

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太赫兹波所处的“承前启后”的独特频段使其具有很多独特的性质，包括高透性、低能性、指纹谱性以及相干性。高透性是指太赫兹对许多介电材料和非极性物质具有良好的穿透性，可对不透明物体进行透视成像，是X射线成像和超声波成像技术的有效互补;低能性，顾名思义是指太赫兹光子能量很低，只有4．1meV(毫电子伏特)，对人体级生物体十分安全;指纹谱性则是源于不同的分子对太赫兹的吸收及色散特性不同，形成特有的“指纹谱”，每一种物体都有其独特的区别于其他物体的“指纹谱”;太赫兹是由相干电流驱动的偶极子振荡或由相干的激光脉冲通过非线性光学差频效应产生的，因此具有相干性，用于太赫兹成像技术，可获得更高的空间分辨率及更深的景深等，目前太赫兹显微成像的分辨率已达到几十微米。

2太赫兹在生物医学工程领域的应用

太赫兹的上述特性使其在生物医学工程的各个方面有着诱人的应用前景。其应用主要有以下几个方面:太赫兹生化检测、太赫兹医学成像诊断、太赫兹组织检测、太赫兹治疗以及太赫兹医学通信。

2．1太赫兹生化检测

利用太赫兹波对生物分子的灵敏度和特异性，将太赫兹技术用于研究生物分子的结构和功能信息，可在分子层面上为疾病的诊断和治疗提供理论依据。太赫兹生化检测主要是对化学及生物大分子的检测，太赫兹波能够用来研究如范德华力或者分子间氢键作用力等生物分子间相邻分子的弱作用力。太赫兹波对脱氧核糖核酸(DeoxyribonucleicAcid，DNA)构形和构象的变化非常敏感，也可以通过太赫兹光谱进行基因分析或无标记探测。许多学者都开展了这方面的研究。Grant等于1978年研究了太赫兹与氨基酸溶液的相互作用，通过分析证实了这种作用是介于分子振动和转动模式之间的一种作用。Kutteruf等用太赫兹光谱技术对固态短链肽序列进行了研究，研究表明在1～15THz光谱范围内包含了体系的很多光谱和结构信息，如分子固相结构和与序列相关的分子信息等。Arora等采用太赫兹时域光谱技术，在水相中对通过聚合酶链式反应得到的DNA样品进行了无标记定量检测。Brucherseifer等通过时间分辨太赫兹技术证明了复数折射率取决于DNA的结合状态。太赫兹生化检测方面的研究尚处于起步阶段，还有待加强，尤其是对不同生物大分子的太赫兹光谱特性建立相应的特征谱库是一项庞大而艰辛的工作，需要生化领域的学者加强相关的研究工作。

2．2太赫兹医学成像诊断

太赫兹成像技术是太赫兹科学与技术中最具发展前景的方向之一。太赫兹成像作为一种新颖的成像方式在医学上的应用近年来备受青睐。太赫兹波在医学研究中具有独特的优越性:对细胞间质水有很高的敏感性;对人体无害;空间分辨率高，可达几十微米，能够很清晰的看到一些病变组织的病灶，结合一些微结构器件可以得到高品质的图像。太赫兹成像的原理是将太赫兹波透过成像样本后，其包含了样品的复介电常数的空间分布信息强度和相位信息，将这些信息保存下来并进行分析处理就可以得到样品的图像。从1995年Hu和Nuss首次提出逐点扫描式太赫兹时域光谱成像技术以来，一系列新的太赫兹成像技术相继被提出，如太赫兹实时成像、太赫兹层析成像和太赫兹分子成像等。2002年Woodward等首先使用了太赫兹脉冲成像技术对基底细胞癌开展了体内与体外的研究，利用不同组织对太赫兹波的吸收特性不同来区分健康组织和癌变组织。2007年Enatsu等利用THz－TDS系统对石蜡封装的肝癌样品开展了研究，在1．5THz频率处选择折射率和吸收系数进行成像，得出癌变组织的密度小于健康组织，对太赫兹的折射率和吸收系数较小的结论。2008年Taylor等在直接检测的基础上使用反射脉冲太赫兹波成像系统对猪皮肤烧伤样本成像，得到了高分辨率的图像。2011年MiuraY等利用透射式成像技术，证明了在3．6THz频率处对肝癌组织成像对比度较为显著。目前太赫兹射线图像分析的关键在于提高分析速度，提高太赫兹射线系统的性能(如低成本和便携性)，加强相关图像及信号处理技术如小波变换技术的研究。此外，随着THz3－D(三维)立体成像技术的发展，在不久的将来在医疗中利用TCT(THz层析成像)替代现在的XCT(X射线层析成像)将成为可能。

2．3太赫兹组织检测

太赫兹波的光子能量较低，是X射线光子能量的1%，此能量值低于各种化学键的键能。在太赫兹辐射下，被检物质不会因电离而破坏，因此非常适用于针对人体或其他生物样品的活体检查。另外，水对太赫兹辐射有极强的吸收，所以该辐射不会穿透人体的皮肤，对人体是非常安全的。Bennett等将反射式太赫兹成像和光谱技术应用到眼科研究中，研究发现太赫兹反射率与角膜含水量近似成正比，反射率随频率的增大而单调递减。Png等使用太赫兹光谱鉴别正常和患病的脑组织样本。Sim等采用太赫兹时域光谱技术对人牙齿的珐琅质和牙本质的特性进行了研究，发现湿润样本对太赫兹的吸收率高于干燥样本，研究为硬组织临床应用提供了重要信息。Wallace等对基底细胞癌18例体外样本和5例活体样本进行了太赫兹脉冲成像，研究表明，癌变组织与正常组织的太赫兹谱图性质间存在差异。对于太赫兹组织检测，首先要加强对于病理组织和正常生理组织的太赫兹光谱和太赫兹图像的特征识别的研究;其次要深入研究不同组织不同水分含量对太赫兹波的吸收作用;此外，还要探索太赫兹活体组织检测技术。

2．4太赫兹治疗

太赫兹虽然光子能量很低，但作为一种电磁辐射，仍具有辐射效应，可以为疾病治疗提供理论依据。2002年Hadjiloucas等研究了酵母细胞在太赫兹辐射下的生长率问题，辐射参数为0．2～0．35THz和5．8mW/cm2，辐射时间30～150min不等，实验表明太赫兹辐射能够促进细胞生长，并且呈现出了一定的统计规律。2005年，Ostrovskiy等预测太赫兹辐射可能会加快烧伤修复，为证实假设，他们分别对表面烧伤和深度烧伤的病人进行太赫兹辐射，辐射参数为0．15THz和0．03mW/cm2，每天进行7～10次治疗，每次15min，结果表明太赫兹辐射能够加速外皮形成，缩短了皮肤的修复时间。2008年Kirichuck等首次对活体大鼠展开太赫兹生物效应的研究，他们认为太赫兹辐射能够引起血小板的功能活动，并且与性别有关。Androvov和Kirichuk等采集了健康人和患有心绞痛的病人的全血，一组进行太赫兹辐射，另一组作为参照组，辐射参数为0．24THz和1mW/cm2，辐射持续时间为15min，实验结果为太赫兹辐射组血黏度下降，红细胞变形能力增加。2010年，Gerald等对人类皮肤的成纤维细胞展开了研究，他们将样品置于温度可控的箱体中，用2．52THz的气体激光器进行时间不等的照射，并用传统的MTT法检测照射后细胞活性，研究表明2．52THz的辐射对哺乳动物的细胞热效应显著，因此可以用太赫兹热效应预测传统的热损伤模型。目前，用于涉及太赫兹治疗的研究实验多为动物实验，相关的临床试验还很有限，距离现实可用的临床治疗设备还有很长的路要走。

2．5太赫兹医学通信

随着医院信息系统的不断完善，医学诊断数据的丰富，病历信息数据库的不断增大，医生在诊断病人病情的时候不但要根据现有的检测诊断数据，还要参考病人的以往病历，而现有的信息交互方式已经逐渐无法满足这庞大的医学信息数据的传输。太赫兹技术的出现，恰好可以解决这方面的困境。太赫兹通讯技术与微波通信相比太赫兹通讯的优势在于具有传输的容量大，频段比微波通信高出l至4个数量级，可提供高达10GB/s的无线传输速率;波束更窄，方向性更好;具有更好的保密性及抗干扰能力;由于太赫兹波波长相对更短，在完成同样功能的情况下，天线的尺寸可以做得更小，其他的系统结构也可以做得更加简单、经济。太赫兹通讯技术与光通信相比其优势在于光子能量低，大概是光子能量的1/40，能量效率更高;具有很好的穿透沙尘、烟雾的能力，可以在更加恶略的环境下保证通信的可靠性。这对于极端环境下的医疗通信如战地医院、边远山区医疗救助等条件下的通信具有无可比拟的优势。因此，发展太赫兹通讯技术对于医院信息化建设乃至远程医疗的发展都将是一个极大的助力。目前，太赫兹通信在医学中的应用尚无相关报道，主要是因为太赫兹通信技术本身尚处于初级阶段，但是相关的试验系统已经有所发展。2004年，KleineOT等首次采用室温半导体太赫兹调制器通过太赫兹通信信道发送声音信号，用经改进的常规太赫兹时域光谱装置，在75MHz宽带的太赫兹脉冲序列上传送25kHz的信号。同年，LiuTA等利用光导开关，实现了模拟音频信号通信实验。2004年，日本NTT公司的T．Nagatsuma等搭建了120GHz的亚太赫兹无线通信系统，实现了10Gb/s的数据率。2005年，Mueller等描述了采用太赫兹波源和Schottky肖特基二极管调制器和探测器的宽带宽通信数据链路。2008年，Braun-schweig太赫兹通信实验室在0．3THz频率上成功实现6MHz带宽模拟彩基带信号的传输，实验距离超过22m。太赫兹通信技术发展的研究趋势在于以下几个方面:一是继续研究高功率的太赫兹源;二是加强太赫兹波传输性能的研究;三是要研究合适太赫兹信道传输的调制技术和调制器件;最后还要进一步优化高灵敏的太赫兹探测技术。此外，还要开展太赫兹通信技术在医院信息化建设中的应用的前瞻性研究，为将来能够成熟应用打下基础。

3总结

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2.1双相磷酸钙粉末合成

本研究采用Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4作为起始原料湿法合成混合均匀的羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）/磷酸三钙(TricalciumPhosphate,TCP)。通过控制反应液中的pH值和Ca/P原子比可以制备不同HA/βTCP比例的共沉淀粉体。化学反应方程式如下：

Ca(NO3)2+(NH4)2HPO4+NH4OHCa5(OH)(PO4)3+Ca3(PO4)2＋NH4NO3（式－1）

经老化，将沉淀过滤并用蒸馏水反复清洗至pH7，烘干，球磨机研磨成粉末备用。

1.2磷酸钙多孔支架的制备

磷酸钙陶瓷多孔支架材料采用有机泡沫浸浆法，将上述合成的磷酸钙粉料加入蒸馏水调制成磷酸钙浆料，浸渍有机泡沫，干燥，然后经过1250℃的高温烧结，去除有机泡沫，即可制备多孔磷酸钙陶瓷。

根据文献［6］，多孔磷酸钙骨水泥粉末由αTCP（αCa3(PO4)2）、DCPD（CaHPO4.2H2O）、HA（Ca5(PO4)3OH）、CaCO3按58∶25∶8.5∶8.5的质量比混合而成。采用NaCl颗粒作为致孔剂，致孔剂占70wt％，其中60％的致孔剂的粒径小于200μm，剩下的40％分布在200～450μm之间。采用磷酸缓冲液作为液相，将粉相和液相混合后，磷酸钙骨水泥发生固化。在蒸馏水中将易溶造孔剂溶解，即形成多孔磷酸钙骨水泥。

1.3磷酸钙多孔组织工程多孔材料的表征

1.3.1孔隙率的测定本研究采用直接称重体积计算法测定多孔磷酸钙陶瓷的孔隙率。先切取形状规则且大小合适的多孔材料样品，注意切割试样时尽量不要使材料的原始孔隙结构产生变形，且试样形状应便于测量和进行体积计算。利用天平称出试样质量，利用游标卡尺进行样品的尺寸测量，并计算其体积，根据公式得出孔率［7，8］。

本实验中制备的骨水泥样品，每个质量都为1g。凝固后形状为圆柱状，测得直径为15mm，高3mm.本实验采用的NaCl的密度为2.16g/cm3.

1.3.2形貌观察采用扫描电镜观察了组织工程多孔支架材料的高倍形貌。分别取两种多孔磷酸钙生物材料，镀金，利用扫描电镜（FEI，Quta200）观察多孔磷酸钙生物材料的孔隙结构和形貌。

1.3.3成分分析采用X射线衍射测定两种组织工程支架材料的相组成，测试条件采用X射线衍射仪（Philip，Xpert）对样品粉末进行分析，选择铜靶在35mA、45kV的测试条件［9］。

2结果

2

多孔材料的孔率（又称孔隙率或孔隙度），是指多孔体中孔隙所占体积与多孔体总体积之比，一般以百分数来表示，该指标是多孔材料中的最基本的参数之一，也是决定多孔材料的其它性能的关键因素。多孔材料的孔隙包括贯通孔、半通孔和闭合孔3种，这3种孔率的总和就是总孔率［10］。

本研究所制备多孔磷酸钙陶瓷的孔隙率约为72％；多孔磷酸钙骨水泥的孔隙率约为67％.

22

采用扫描电镜观察了多孔磷酸钙陶瓷和磷酸钙骨水泥的形貌，如图2所示。从图中可以观察到，在两种多孔支架材料大孔的孔壁上均有大量孔径在几个至数十微米的微孔，尤其是磷酸钙多孔陶瓷。

2.3成分分析

X射线衍射结果如图3所示。从图中可分析磷酸钙陶瓷中主要相成分为羟基磷灰石（HA），此外还含有少量的磷酸三钙（βTCP）。磷酸钙骨水泥粉末主要为磷酸三钙，其中主要包括β相的磷酸三钙（βTCP）和少量的β相磷酸三钙（βTCP）。磷酸钙粉相和液相混合固化后，主要成分为HA、βTCP和βTCP，经过蒸馏水的浸泡后，其中的βTCP、βTCP的含量下降，尤其是βTCP的衍射峰基本消失，而HA的含量明显增加［11］。

磷酸钙骨水泥能够自行硬化并转化为羟基磷灰石的原理基于不同磷酸钙盐在水中的溶解度的差异。由于在pH4.2～11范围内，羟基磷灰石在水中的溶解度是最小的，因而在热力学上是最稳定的。其它磷酸钙盐在水中会向HA转化，因此，本实验制备的磷酸钙骨水泥随着固化以及在蒸馏水中浸泡后，HA的含量明显增加，而磷酸钙骨水泥粉相中的αTCP等，溶解或转化成HA。虽然自然骨中无机相主要为HA，但也有少量的TCP，因此HA、αTCP和βTCP三种磷酸钙盐均具有优良的生物相容性，已成功地被应用于临床［12］。

3讨论

通过体外培养细胞或在磷酸钙生物材料中添加一定的生物因子，如骨形态发生蛋白（BMP），转移生长因子（TGFβ）等,或者在生物材料体外培养细胞，通过添加生长因子或细胞赋予生物材料诱导组织再生的能力，这种在体外构建组织的方法被称为“组织工程”，是目前研究的方向［13］。根据ASTM标准其定义为：“在体内和体外应用科学原理和方法构建组织工程医疗产品，用于医学诊断和治疗。各种原理和技术是工程学和生物医学基本的实践和方法，例如：制造传统医疗器械和生物制品的细胞、基因，或药物治疗，胚胎学或其他形式的发育学和生物学，外科修复方法和技术等。组织工程也可用于生产非人体用产品。”，根据ISO标准，其定义为：“指制造一类医疗产品的技术和工艺，这类医疗产品中活组织或细胞应能修复、改善或再生受者细胞、组织和器官和/或其结果和功能”。

组织工程的三大要素分别为：细胞、细胞生长因子和细胞载体材料。由于分离的细胞自身不能形成组织，它们需要特殊的环境，通常包括细胞生长临时的支架材料。这种三维支架材料常常模拟其自然对应物——体内的细胞外基质，既起物理支架的作用，又是细胞在体外培养和后期植入的粘附物质。运用于骨组织工程的支架材料主要有无机材料和生物可吸收高分子材料或它们的复合物，无机材料主要包括羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）、磷酸三钙（Tricalciumphosphate,TCP）以及它们组成的双相磷酸钙材料等［14］。但如何制备模仿自然骨组织的孔隙结构，尤其是适合细胞长入的孔隙结构，包括适当的孔隙尺寸、以及孔隙的贯通性等，是当前骨组织工程研究的难点和热点。

贯穿式多孔结构有利于组织液的渗入，使组织液能够进入材料内部，材料与组织液接触面积增加，有利于材料的生物降解［15］。为了适应新生骨组织长入材料的要求，微孔的最小孔径必须大于100μm，此时，骨细胞可以在孔内生长，有利于材料的血管彼此连通，以保证长入材料深部的组织有营养供给，同时种植体可以起到支架作用［16］。

作者采用有机泡沫浸渍法和加入致孔剂的方法,制备出多孔磷酸钙陶瓷和磷酸钙骨水泥，通过控制有机泡沫的孔隙率和孔隙结构，以及致孔剂的加入量和尺寸，有效控制多孔磷酸钙陶瓷和骨水泥中的孔隙率和孔隙尺寸，并分别采用扫描电镜、X射线研究分析其表面形貌和孔隙结构，测定磷酸钙陶瓷和骨水泥的孔隙率，以及相成分，证实其有利于细胞和细胞生长因子在体外构建组织，是具有适合新骨长入的孔隙率、孔隙尺寸和结构的多孔磷酸钙组织工程支架材料。

【参考文献】

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［16］ChenQZ,WongCT,LuWW,etal.StrengtheningMechanismsofBoneBondingtoCrystallineHydroxyapatiteinVivo［J］.Biomaterials,2004,25:42434254.

篇6

以下是笔者多年留学生活针对大量留美学生的观察与统计得出的对各个专业的看法，可以看出，容易在美国就业的也多数都容易在国内就业：

1　物理学属于好出国的专业，各大美国研究生院物理人才短缺，因此也比较容易获得奖学金。但是物理专业学生出路堪忧。学习理论物理的优秀学生，如果数理基础很好，在经济形势好的情况下选修些金融课程，毕业后可以去金融机构做数量分析，年薪可达15万至30万美元。如果想钻研学术的话，物理学教授一般都需要1至2轮博士后经历，还要有学术界的人脉，过硬的研究文章。物理学一些领域的学生还可去GE等公司的基础研究部门，年薪7万以上。

2　化学也是好出国的行业。就业前景在美国相当不错。其中，有机化学最容易进大的制药公司，如辉瑞，礼来等，博士毕业起薪可达8万至9万美元，硕士起薪约5万至7万美元。但是有机化学比较对身体有害，同时为了去好的制药公司，读书期间要注意积累很多技能，如写作、语言、参加行业学术研讨会、认识行业内人士等。分析化学同样可以去制药公司，分析仪器公司等。无机化学与物理化学就业稍微窄些，但是化学整体上不错，因为化学化工产业比较成规模，有很多大公司需要化学人才，如杜邦，陶氏化学，GE，英国石油，壳牌，爱克森美孚等。

3　数学比较好出国，而且就业前景很好，将来可去金融、保险、银行、地产、信用卡，制药等行业，博士年薪在8万至15万美元以上。优秀的数学博士很多可以不用做博士后就直接做助理教授，一切在美国都是供求关系决定的。

4　统计就业前景好，可以去制药、咨询、金融等行业，硕士年薪在6万至8万美元以上。

5　生物科学出国容易，但是就业机会水深火热。首先是研究手段原始，体力成分多，其次是功课非常繁重，每周几乎要工作70个小时才能出成果。生物硕士很难找工作，博士都要先做工资低并且没有保障的博士后(年薪3.6万至4.8万美元)之后才可能去公司或者做教授。多数中国学生都缺乏对生物学的了解才走上这条路的，即使是美国优秀学生，从博士毕业到教授一般都要努力很多年。有些顶级生物专业的博士毕业后，能进知名咨询公司，如麦肯锡、BCG、但是这绝对只限于麻省理工、哈佛等少数几所大学。

6　计算机与电信科学计算机科学领域很多，多数就业形势都不错，如软件，数据库，网络，硬件，芯片，无线通信等，即使是很理论的行业，就业前景都不差。IT业是成熟的规模行业，可吸收大量优质人才。一般博士毕业多数去大公司做科研，年薪10万美元。硕士毕业做开发人员的多些，年薪5万至8万美元。IT业仍然是美国理工的主流，麻省理工本科与研究生里，50％是ECE专业，电子与计算机工程。

7　工程专业的学生，多数在美国可以找到合适的工作。其中，生物医学工程，电信/计算机工程，工业与制造工程，机械工程，化工，石油比较好就业，而土木，材料，核能，航天等比较难就业。美国基础建设项目很少了，而核能，航天等专业有国籍的限制，这些专业的学生多数靠自己的工程与计算机背景找到了与IT相关的工作。美国顶级的工科学生有时候不一定会做工程，而是选择做工业投资，风险投资，发明投资之类的，收入会高很多，可达15万美元以上。

8　国内学医学的学生很幸运，美国没有本科学医学的，国内的医学本科他们承认为医学博士。而中国临床医学学生多数来美国读生物科学，边读博士边考美国的医学从业考试，考过了就可以从实习医生做起，最终如果能成功，医生的收入是非常高的。顶级的外科医生年薪可达50万至80万美元，普通的内科医生约15万美元。

9　教育学是非常难找工作的行业。

10　心理学学生主要走学术道路，要成为心理专家，需要非常高的语言能力。

11　经济学就业前景不错，好学校的博士甚至可进美联储，世界银行等机构。而且，中国社会比较尊重经济学家，回国做教授工资比别的专业高一大截，甚至几倍。

12　社会学就业前景尚可，学生要注意积累统计功底，如果不能去咨询公司也能靠统计学找到工作。

13　政治学就业前景在美国不好。顶级学校毕业的回国倒是很好，可进政策研究所，高校，政府机构，NGO(非政府机构，如欧洲美国的某基金会)，还有去联合国驻中国机构的。

14　历史、人文等工作机会很少，美国人本科学历史与人文的，研究生很多都读法律，经济去了。中国学生读完博士的基本都要走学术道路，而文科的科研经费少，教职也少得多。

15　环境科学工作不好找。一些学大气物理的可去风力发电公司，一些做环境毒理的可以去石油公司。但是环境科学还是比生物学前景好些。

16　中国人即使从美国法学院毕业，英文能好到上法庭的也并不多。经济学金融学功底好的可选择做公司并购，IPO等业务，收入会很高，年收入超过20万美元。很多人选择做移民律师，给中国人办签证与绿卡，收入会少些，10万美元左右。而能应用自己理工知识做专利律师，是个不错的选择。

17　会计学很好找工作，但是企业里的工资不高，约4万至5万，做审计的工资稍微高些。

篇7

1、介入式诊疗机器人

介入式诊疗机器人是因为无创、微创外科(MIS)的需求而发展的。所谓无创、微创外科手术，是利用人体天生管腔或手术小孔来导入医疗器械或医疗机器人以实现对人体进行诊断、治疗、检测和手术等，从而减少手术期间对人体其它完好组织的伤害，缩短康复时间，消除手术引起的副作用，降低医疗费用，并减轻患者的生理痛苦和医疗人员手术操作时的心理压力。目前微创外科手术几乎涵盖了整个外科领域，从胆囊、胃肠、子宫到心、肺、肝、肾等，从活检到病灶切除等，有逐步取代许多常规开刀手术的趋势。

介入式诊疗机器人是无创、微创外科的重要手段。目前主要研究的方向分为自动化内窥系统的研究、影像胶囊的研究和虚拟内镜的研究。

1．主动内窥镜

(activeendoscope)

主动内窥镜是在传统内窥镜的基础上，利用机器人技术对其进行改造，以达到提高性能，克服固有的缺点的目的。常用的方法有将被动介入的内窥镜改造成具有多关节的结构，实现主动控制和对障碍的回避；通过蠕动机构达到在人体腔道内的主动行走，携带内镜通过复杂的腔道；利用螺旋机构旋转运动中介质提供的推进力，在腔道中的黏膜的基础上实现前进动作。典型的研究如：

意大利比萨大学的Mitech实验室进行了一系列的研究，研制出可用于医疗实践的肠道主动内窥镜。

美国加州理工学院研制的主动内窥检查机器人，尾部拖有线缆(控制信号线、进出气导管和光纤束)，本体主要由支撑器和延展器组成，采用蠕动方式移动。日本东京工业大学根据蚯蚓蠕动原理开发了一种蠕动式微型机器人。整个机器人由三个运动单元组成(每个单元对应于蚯蚓的节)，每个单元包括柔性微驱动器(Flexible Micro Actuator，简称FMA)和四个铰链。

日本东京大学生物医学工程研究中心提出了应用动压效应原理驱动医用内窥镜在人体腔道内运动的方案，如图所示：

2．智能药丸和影像胶囊(Image capsule)

MIT化学和生物化学工程系教授RobertLanger博土与John Santini和MichaelCima共同开发了一种药物输送系统，可以吞服或植入皮下，并能够按照预定的程序定时施放药物。

影像胶囊解决了现有内窥镜检查的一些问题，如普通内窥镜很难对整个消化道进行检测，并且减低了病人的痛苦和医疗人员的负担。不足的是由于本身尺寸和运动方式的限制，对于消化道拐角处及被检测腔道的尺寸变化较大的地方很难获得理想的有医疗价值的内窥图像。

3．虚拟内镜技术

(Virtual endoscopy)

虚拟内镜技术是指根据CT或核磁共振图像数据重建人体腔道模型、用虚拟的相机在腔道中模拟移动进行仿真观察。前一阶段报道的有纽约州立大学、台湾成功大学等。

虚拟内镜技术与传统内镜检查比较，前者检查是一种无损检查，无须使用麻醉剂和镇定剂，大大的降低病人不适。普通内镜检查总有穿孔危险，而虚拟内镜检查则完全排除了穿孔的可能性。能够很容易地改变虚拟摄像头的参数和路径。虚拟内镜能更方便地确定息肉在三维空间的位置。对医疗人员的操作技术要求降低。虽然虚拟内镜向无创检查迈出了崭新的一步，但基于现有技术的主要不足在于其生成的肠道模型是静态的，而实际上诊疗中由于内镜的实体介入，肠道随内镜发生的变形是动态的，与静态的虚拟模型有很大出入。另外不足是检出息肉有效率只有59％(内窥镜为90％)，且CT检查费用高于内镜检查，与虚拟技术结合将更无助于虚拟内窥镜技术普及。现有技术还有较大研究空间。

4．医用微导管系统的医用导管也是符合最小创伤外科要求的一种常用的医疗器械， 目前可以携带血管镜进入人体诊疗的具有环境感知功能的超细导管是一个重要的研究方向。

日本国家微机械十年发展计划的支持下，开发了超细的以进入人体的血管诊疗为目标的智能导管。头部携带微小的传感器。对人体环境进行感知，进行血管的检查，能够清除血栓。

根据现有的资料，光导纤维镜将朝超细径化、提高传像束质量、采用各种传感器以及配制各种检测、处置、摄像装置等方向综合发展

2、外科手术用的机器人

美国ComputerMotion公司研制的Aesop系统，是在无创微创手术中对内镜进行自动把持的多自由度机器人。该系统已成为成熟的商品，并获得美国食品及药物管理局(FDA)的批准进入市场。该系统早期的型号AESOPl000采取脚踏板控制方式对机器人进行控制。从其后的AESOP2000型开始，控制方式改为语音控制，即通过医生的语音指令对机器人进行控制。

Computer Motion的另一类型的医疗手术机器人称为ZEUS系列，它是一种遥操作机器人，用于胸腔或腹腔等的微创手术。手术中医生可以坐在屏幕前，利用两个特别的操纵杆，控制做手术的两个机械臂。

美国Intuitive Surgical公司的daVinci系统具有和ZEUS相似的功能，已获得欧洲CE认证和美国FDA认证，是世界上首套可以正式在医院手术室腹腔手术中使用的医用机器人手术器械。

在日本国家医疗和健康装备研究发展计划支持下，Hitachi公司、东京女子医学院、东京大学等研制的HU-MAN系统，可携带三个手术操作器和一个刚性内窥镜进行遥操作，用于神经外科手术，处于动物实验阶段。

3、康复／助残机器人

另一类广义的医疗机器人是康复／助残机器人：美国Helpmate公司开发护士助手机器人；荷兰的助残轮椅MANUS－arm，并装有机械手，执行开门、取物等一些简单的操作。

4、远程医疗手术研究

意大利米兰工业大学远程机器人实验室于1993年7月7日成功地进行了世界上第一例远程手术试验，一位意大利医生在美国加州通过远程手术系统对位于意大利米兰的一个模型猪(内部含有真实猪器官)进行丁模拟手术，手术内容包括表皮剖切、活组织检查等。试验两地相距14000公里，试验中信号传送通过卫星和光纤网络进行。

1997年9月，日本东京大学也成功地进行了一例远程手术试验，试验两地相距700公里，由一名医生通过遥控装置对一根直径仅为1mm的人造血管进行了缝合手术。

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主题词：生物；制药技术；思考

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

生物技术药物(biotech drugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因（功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。

1 生物制药

目前生物制药主要集中在以下几个方向：

1.1 肿瘤 在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断为肿瘤的患者为100万，死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病，目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤，应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤，应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长，阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂，已有3种化合物进入临床试验。

1.2 神经退化性疾病 老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗，胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎，肌萎缩硬化症，均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万，死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多，尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少，Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用，现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗，可以消除症状30%。

1.3 自身免疫性疾病 许多炎症由自身免疫缺陷引起，如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万，每年医疗费达上千亿美元，一些制药公司正在积极攻克这类疾病。

1.4 冠心病 美国有100万人死于冠心病，每年治疗费用高于1 170亿美元。今后10年，防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′s Reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。

基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟，使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能，正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物，已逐渐进入产业阶段，用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT，用于治疗肺气肿和囊性纤维变性，已进入Ⅱ，Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。

2 制药新技术分析

未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物，并在所有前沿性的医学领域形成新领域。 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展，而且依赖于很多相关领域的技术走向，例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测，但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。

除了遗传学之外，生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力，使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势，对感染形成新的攻势。

除了解决传统的细菌和病毒问题之外，人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如，正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因，将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况，而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。

各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力，成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如，美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用Dennis Noble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法，而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。

药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度，每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资，以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发，即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟，可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。

3 结束语

综合多学科的努力，通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间，增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶，更有效地发现更多新的先导物化学实体，从而为发明新药提供更加广阔的前景。

参考文献:

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篇9

[关键字]PLA骨钉；生物可降解材料；金属合金材料；内置骨固定材料；二次手术；并发症

[ABSTRACT]In biomedical polymer material field, biodegradable materials increasingly attracted people’s attention. Biocompatibility, no need to reoperation of biodegradable materials bone-screw was becoming hotspot. This paper reviews the bone-screw materials by metal alloy to biodegradable materials, and the development of the PLA’s performance and modification, currently PLA bone-screw research achievements.

[Key words]PLA bone-screw； biodegradable materials；metal alloy materials；the field of medicine； a second surgery； complications

1综述

骨钉是一种骨内固定物，具有固定、维持骨折处的稳定的作用。[1]骨折愈合的基本病理过程包括骨折局部血肿机化、骨痂形成和骨塑形成3个阶段。根据Wolf定律，生物学骨折固定的要求为：在骨折愈合早期使骨断端坚强固定；在骨痂形成期（临床愈合期）使骨折断端有微动；在骨折临床愈合后进入骨塑形期，骨折局部应有应力通过等。[2]即骨折内固定物必须具有在骨折处最小移动的几何对齐、传递压力功能和避免过度拉或剪切应力通过的作用。

随着现代医学的发展，对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求，这是大多数金属材料和无机材料难以满足的；而合成高分子材料与生物体（天然高分子）则有着极其相似的化学结构，具有良好的物理－机械性能，一定的生物相容性及简便的生产、加工成型特性，使其在生物医用领域占绝对优势。其中，生物可降解高分子最引人注目。因为医用高分子除具有一定的强度、刚度、韧性及生物学相容性外，还必须具备一定的生物降解性，以便被生物体内吸收或排泄，可以免除患者需二次手术的痛苦。[3]骨钉也由原来的金属合金骨钉向生物可降解材料骨钉发展。

1.1骨钉材料的发展

60年代初，骨折部位的内固定并不是用骨钉，而是用骨水泥粘接。初期的骨水泥是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），PMMA生物稳定，如果固定失败，将很难从骨中除去而对人体产生不良影响。于是发展了非骨水泥方法用螺钉代替粘接，以求早期固定，一旦待新生骨向预留孔隙间生长达到一足应力要求后，金属螺钉将被取出。[4]以金属螺钉作为骨的内固定物标志着固定的诞生。重点介绍骨钉材料的两种类型。

1.1.1金属型

金属合金材料（不锈钢、钴基合金、钛合金等）骨钉具有良好的力学性能，能实现早期的坚强固定，尤其是承受重力的骨，疗效可靠。但其有三个显著的缺点：①由于金属合金材料骨钉的力学性能和人体致密骨的不匹配，而且其力学性能不能随骨折愈合过程而动态变化，出现了医学上的“应力遮挡效应”，导致骨质疏松或自身骨退化，影响骨愈合后的强度。[5]②这种金属合金材料材质决定了其长期埋入人体组织体液内，易于电解磨损和腐蚀，导致局部的炎症反应和组织坏死。③金属合金材料骨钉需要进行二次去除手术，增加患者经济、心理及身体上的负担。

90年代初，生物陶瓷引起了人们的重视。在骨钉领域也得到了应用。在金属合金材料骨钉表面涂上一层Al2O3或ZrO2陶瓷涂层，其隔绝了金属与骨组织等直接，避免了上述金属合金材料骨钉的前两个缺点。而且含有人体骨组织等形成的化学元素成分的陶瓷涂层直接和骨组织等形成了矿化物的结合，对生物相容性差的金属合金材料骨钉意义重大。

非晶金刚石涂层具有优良的耐用性，即使一些骨钉被安装了很多次也没有明显的分层。由于涂层的惰性和生物多样性使得机体产生最低限度的反应，提高骨连接的速率。

无论是生物陶瓷涂层，还是非晶金刚石涂层，这些无机涂层对在一定程度上提高了金属合金材料骨钉的性能。

1.1.2生物可降解材料骨钉

随着现代医学的发展，生物可降解材料现己成为骨内固定材料研究的热点。

生物可降解性骨钉具有生物可降解吸收性和力学性能的衰减性，免除患者需二次手术的痛苦。生物可降解性骨钉的三个优势恰好是金属合金材料骨钉的缺点。在理论上最符合骨折生物学固定的要求。

使用高强度的可降解吸收性材料作骨内固定材料，在骨折早期能实现坚强固定，随着自身骨的愈合，可降解材料的强度、刚度不断衰减，其载荷可逐步转到新生骨上，满足骨折愈合动力学的要求。克服了应力遮挡，提高了自身骨的修复效果。因此，高强度的可降解吸收性骨内固定材料在骨内固定治疗中具有重要的科学意义和广阔的应用前景。[2]

在体内能被降解吸收的有机低分子化合物有许多，但具备骨折内固定物所需要的理化特性的却仅有很少几种。比较适宜的是聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸和聚对二氧六环。除了这些同聚体外，各种聚乙醇酸和聚乳酸的共聚体也必被广泛试用。这些化合物在化学结构上属α－聚酯。[6]特别值得一提的是，聚己内酯（PCL）作为骨钉已应用于临床。

可吸收固定物的价格昂贵。一付55mm纤维增强棒的价格是同型号金属表层多孔螺丝的15倍。一根欧洲进口的生物可降解材料骨钉需要一千多元。

1.2目前PLA骨钉的研究成果

1.2.1聚乳酸（PLA）

聚乳酸（PLA），也称聚丙交酯，是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，聚乳酸制品废弃后在土壤或水中，3O天内[7]会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。因此，聚乳酸是一种真正意义上的能完全降解的生物环保材料，被视为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的“第四类新材料”[8]。

PLA是一种重要的脂肪族聚酯类生物降解材料，无毒、无刺激，具有良好的生物相容性，在生物医学领域被广泛用作组织工程、人体器官、药物控制释放、仿生智能等材料。然而，PLA存在不少缺陷，比如性脆（纯的PLA断裂伸长率仅为6％[9]）、耐冲击性差、在自然条件下降解速率较慢、与软组织的相容性差、合成过程较为复杂造成产品价位高等，不利于PLA的广泛应用。因此，对PLA进行改性制备PLA基生物降解性高分子材料成为高分子材料研发的热点。[10]PLA改性方法主要有物理改性：如填充、增塑、共混；化学改性：如嵌段共聚、接枝共聚。

尤其是PLA的脆性大、抗冲击性差极大的限制了其在骨钉领域的发展，因此，需要对其进行增韧改性。增韧改性可以通过共混和共聚两大类方法来进行。其中，共混增韧是获得新型聚合物材料的最有效方法，且投入少，见效快，效益高。PLA与PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT（聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯）等可生物降解树脂共混，材料受到冲击时，内部会形成微裂纹而吸收大量的能量，从而起到很好的增韧效果。[11]共聚增韧是通过与其他单体进行共聚反应，在PLA分子链上引入另一种分子链，降低分子链的规整度，或者削弱高分子链间的相互作用力，可提高PLA的抗冲击性能。

1.2.2 PLA骨钉的研究成果

大多数的PLA骨钉研究结果表明，在一定时间内，PLA骨钉和金属合金材料骨钉的治疗效果无显著性差别，但PLA骨钉不需要二次取出手术显示了明显的优势。这种优势使得PLA骨钉、PCL骨钉等生物可降解材料骨钉的研究日益受到重视。

Bostman在五年内治疗了881例不同类型的骨折患者。在相同的治疗时间内，与ASIF型钉板固定作比较，结果表明无明显差异。Verkeyen等人用羟基磷灰石充填聚乳酸（PLLA-HA）材料，研究表明，其具有很高的压缩强度和抗张强度。[12]1984年Tormala等研制出自增强聚羟基乙酸和自增强聚L乳酸等可吸收性骨内固定复合材料，其强度可与ASIF相媲美，已应用于临床治疗脚部骨折。[12]

浙江温州市第三人民医院胸心外科邹宗望[13]等用左旋聚乳酸骨钉对19例多发性肋骨骨折患者治疗，结果均治愈且无并发症。Partio等[14]用左旋聚乳酸螺丝固定51例多处骨折患者无一失败。

但在众多研究成果出现的同时，有的研究发现，PLA骨钉植入体内会引发并发症。Bostman等[15]查阅了一个创伤中心516例用聚乙醇酸或聚乙醇酸和聚乳酸共聚物制作棒治疗患者的情况，经过统计得：固定失败需再次进行手术的概率为1.2%，切口细菌感染率为1.7%，迟发非细菌性炎性组织反应需手术引流率为7.7%。迟发炎症反应的主要特点是相当持久，手术后近期内患者没有局部或全身因创口问题的特征。之后，在愈合创口上突然产生疼痛、红斑及波动性脓肿。骨折固定至临床反应出现平均时间为12周（7-12周）。据文献[16]报道，PLLA植入人体3年后，在缓慢降解的后期出现炎症和肿胀并发症。

1.3总结

目前，虽然金属合金骨钉技术已经非常成熟，但是生物可降解材料骨钉不可比拟的优势――生物可降解吸收性、力学性能的衰减性和免除患者需二次手术痛苦，正在推动其迅速发展。PLA的脆性、抗冲击性差、在自然条件下降解速率较慢、与软组织的相容性差、合成过程较为复杂造成产品价位高等限制了其发展，尤其脆性、抗冲击性差极大阻碍了其作为骨钉的临床应用，所以对PLA进行增韧改性，使其具有骨钉高强度、高抗冲击性能的要求。目前，PLA骨钉已成为研究的热点。众多研究表明，同一时期内，PLA骨钉固定骨折的效果和金属合金材料无明显差别，而且无需进行二次手术。但也有少部分研究表明PLA骨钉将引发并发症，这将有待进一步的实验研究。

参考文献：

[1] Arto Koistinen, Seppo S. Santavirta, Heikki Kro¨ ger, Reijo Lappalainen. Effect of bone mineral density and amorphous diamond coatings on insertion torque of bone screws.Biomaterials 26 (2005) 56875694.

[2]艾永平等.可降解骨内固定材料研究进展.中国组织工程研究与临床康复，2008，12，49.

[3]傅杰等.生物可降解高分子材料在医学领域的应用（1）.武汉工业大学学报，1999，21，2.

[4]王远亮等.生物可降解聚乳酸骨科材料研究进展.功能材料，1995，26，6.

[5]刘东钱等.浅谈可吸收骨内固定材料在骨科临床应用中的利弊.基层医学论坛，2006，10，6.

[6]季卫平.可吸收骨折固定物的研究进展.国外医学生物医学工程册，1992，15，3.

[7]，杨云翠，张小英.聚乳酸的合成及降解机理的研究.科学之友：下旬，2009，6，115.

[8]雷燕湘.聚乳酸技术与市场现状及发展前景.当代石油石化，2007，15，1.

[9]曾方，王文广，夏邦富.可生物降解高分子材料的研究进展及应用.塑料制造，2006，8，33.

[10]杨小玲，王珊，张卫红.聚乳酸基生物降解性高分子材料在医用领域的研究进展.中国生化药物杂志，2010，1，59.

[11]强涛，于德梅.聚乳酸增韧研究进展.高分子材料科学与工程，2010，26，9

[12]王元亮,赵建华.生物可降解聚乳酸骨科材料研究进展.功能材料

[13] Qiu, Hongjin; Yang, Jian; Kodali, Pradeep; Koh, Jason; Ameer, Guillermo A. A citric acid-based hydroxyapatite composite for orthopedic implants.2007,10,27.

[14]邹宗望,杨美高等.可吸收肋骨钉内固定治疗多发性肋骨骨折.新医学,2008,39,5.

[15]Partio Ek,et al.Acta Orthop Scandinavica Supplementum 1990,237,43.

篇10

(学生记者余坤临床医学院11临床胡雪松)10月22日，2010级口腔医学院的全体同学举办了“创先争优，励志青春”为主题的讨论会。同学们纷纷表示，一定会珍惜现在的幸福生活，将创先争优的精神内化为刻苦学习，奋发有为的动力，立志报效祖国，让青春生辉。

(10口腔许敏)10月22日，在合肥国购广场固定捐血点，临床医学院11临床C大班15小班组织了一场捐血活动。在小班长的带领下，同学们踊跃捐献爱心血液。

(临床医学院 11临床 王文娟)10月22日，第一临床学院第一党总支第三党支部在蜀山区西园小区开展社区义诊活动。项目包括健康咨询、为社区居民免费测量血压等。西园社区居民及附近居民50多人积极参与。

(学生记者童立青)10月22日，口腔医学院10级同学在学生艺苑隆重举行2011年度迎新晚会，现场气氛热烈，同学们情绪高涨。 (10口腔许敏)10月22~24日，我校在校园文化艺术广场开办了跳蚤市场，课外书籍、随堂笔记、生活用品、休闲等等吸引了很多人的眼球。

(10级生物技术苏军)10月22日，09本硕举办了名为“我爱记歌词”的歌词记忆大赛，活动中参赛选手不仅深情演唱了广为流传的流行歌曲，也对一些著名的红歌进行了演唱。最终，本硕5班在参赛队伍中脱颖而出，取得第一名。 (09本硕 孟涛)10月23日，第一临床学院第一分团委2009级临床医学团总支举行了“立志青春创先争优”主题团日系列活动之安徽博物新馆之行。 (09临床唐昊李健)10月23日，以“芙蓉百花开，社团齐放彩”为主题的2011年迎新晚会于临床医学院多功能厅举办。此次活动由共青团安徽医科大学委员会主办，校学生团体工作委员会承办。(临床医学院10临床余坤11临床梅俊)10月23日，公共卫生学院32小班开展了“爱心之旅———走进老年公寓”的主题团日活动，同学们与老人聊天，帮助他们打扫房间，还准备了丰富多彩的文艺节目。

(10级妇幼许琳)10月24日，09本硕举行了关于学书记“七一讲话”精神的报告会。会上，学生党员代表就“七一讲话”的内容进行了讲述，并和同学们分享了学习心得。

(09本硕孟涛)10月24日，第一临床学院第二党总支2011级临床本硕全体同学到包河区九九夕阳红老年公寓，开展了“拒绝冷漠，传递温暖”活动。同学们主动为老人们梳理头发，修剪指甲，打扫房间，整理院内花草。 (08影像王怡)10月25日，学校召开2011级全科医学专业教育报告会。公卫学院副院长胡传来，第一临床学院第一党总支副书记郑圣德参加了此次报告会。报告会讲述了为什么创建全科医学和全科医学未来的发展前景。(11临床全科刘钱虎)10月26日，由临床医学院学生会举办的2011届新生寝室文化设计大赛落下帷幕。经评比，5#209,5#123,5#112分别获得男生寝室一、二、三名，2#406,2#415,1#325分别获得女生寝室一、二、三名。(临床医学院2011临床医学韩子晨)

校内简讯10月27日，深圳康宁医院院长刘铁榜在我校做了题为“从精神病到精神卫生”的学术报告。第一临床学院第一党总支心理系200多名同参加报告会。(09心理郝阳阳)10月27日，在“励志青春，创先争优”主题团日的引领下，10级医学美容专业全体同学到科技馆参观，进一步体验科技带给我们的便利和乐趣。

(10级医学美容王丽)10月28日，第一临床学院第二党总支10级本硕在校大食堂门口举办了主题为“励志青春，创先争优”的系列活动。主办方邀请同学们提供周边励志人物的相关资讯并将自己的感想写在便贴纸贴上展板。(10级医学检验韦巍)10月29~30日，卫管学院挑战者协会举办了跳蚤市场活动。将同学们不用的书籍、饰品等以低价购入再售出，帮助同学的同时也使商品充分发挥价值。

(学生记者段文娟)10月29日，由生物医学工程主办，生物技术和院学生会协办的生命科学院晚会在校图书馆一楼多功能报告厅成功举办。生科院师生出席了本次盛大的联谊晚会。

(10级生物技术苏军)10月29日，第一临床学院第二党总支第一党支部新发展党员赴大蜀山烈士陵园举行了“缅怀革命先烈不辱党员使命、铭记入党誓词确保创先争优”为主题的新党员入党宣誓暨党课教育活动。

(08影像王怡)10月29日，由中国联通合肥分公司承办的亚洲偶像天团至上励合歌友会在我校体育馆隆重举行。歌友会上，至上励合用歌声激励我们大学生要为自己的梦想励志、奋斗。 (10医检张文静)10月29日，09本硕举行影视配音大赛，以充满趣味的活动形式追溯建党伟业，纪念革命先辈。

(10级医学检验韦巍)10月29日，第一临床学院第二党总支学生会在排球场举办了“别开生面”的趣味运动会。社实部、生活部、女生部分别荣获此次比赛的一、二、三等奖。

(11本硕罗涛11影麻李王月豪)10月29日，09法学60小班的同学们举办了一次以“走近徽文化，生活更多彩”为主题的班会活动，同学们前往日前从上海“打包”回到娘家的安徽世博馆参观。