導語：如何才能寫好一篇生物醫學工程的發展前景，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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生物醫學工程學是一個新興的、發展迅速的專業，除了具有很好的社會效益外，還有很好的經濟效益，前景非常廣闊，是目前各國爭相發展的高新技術之一。以1984年為例，美國生物醫學工程和系統的市場規模約為110億美元，到2000年其產值已達400～1000億美元。然而我們對這個專業的了解卻少之又少，似乎提到它我們就只想到推銷醫療器械的人，我們的思維和潛意識中已經把這個專業和推銷醫療器械畫上了等號。其實不然，本期我們將把這個專業簡單介紹給大家，供考生參考。

名詞解釋?生物醫學工程

生物醫學工程興起于20世紀50年代，它與醫學工程和生物技術有著十分密切的關系，而且發展非常迅速，已經成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫學工程學與其他學科一樣，其發展也是由科技、社會、經濟諸多因素所決定的。這個名詞最早出現在美國。1958年在美國成立了國際醫學電子學聯合會，1965年該組織改稱國際醫學和生物工程聯合會，后來成為國際生物醫學工程學會。

生物醫學工程是一門理、工、醫相結合的邊緣學科，是多種工程學科向生物醫學滲透的產物。它是運用現代自然科學和工程技術的原理和方法，從工程學的角度，在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系，揭示其生命現象，為防病、治病提供新的技術手段的一門綜合性、高技術的學科。其目的是為了解決醫學中的有關問題，保障人類健康，為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。

有識之士認為，在新世紀，隨著自然科學的不斷發展，生物醫學工程的發展前景不可估量。生物醫學工程學科是一門高度綜合的交叉學科，這是它最大的特點。

生物醫學工程的主要課程：現代生物學導論、生理學、定量生理學、生物學專題、生物醫學工程概論、電路原理、數字電子技術基礎、模擬電子技術基礎、電磁測量、計算機文化基礎、高級語言程序設計、微機原理與應用、計算機圖形學、信號與系統、數字信號處理、自動控制原理、人體運動信息檢測與處理、生物醫學電子學、醫用電子儀器、醫學儀器設計、醫學圖像處理、醫學模式識別等。

畢業生具備以下基本能力：

1.掌握電子技術的基本原理及設計方法；

2.掌握信號檢測和信號處理及分析的基本理論；

3.具有生物醫學的基礎知識；

4.具有微處理器和計算機應用能力；

5.具有生物醫學工程研究與開發的初步能力；

6.具有一定的人文社會科學基礎知識；

7.了解生物醫學工程的發展動態；

8.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法。

名校盤點?國內外排名靠前的學校

國內生物醫學工程一級學科排名靠前的學校是：

東南大學、清華大學、北京大學、復旦大學、上海交通大學、華中科技大學、四川大學、北京航空航天大學、浙江大學、重慶大學、西安交通大學、天津大學。其中東南大學在多次評估中蟬聯第一。

美國生物醫學工程排名前十位的學校是：

約翰?霍普金斯大學、佐治亞理工學院、杜克大學、麻省理工學院、加利福尼亞大學圣地亞哥分校、萊斯大學、斯坦福大學、賓夕法尼亞大學、華盛頓大學、加州大學伯克利分校。

重點推薦?天津大學生物科學與醫學工程學院

天津大學環境科學與工程學院是環境、能源、市政等方面的人才培養基地和科學研究中心。學院定位和建設目標為“國內一流，世界知名”，按照“高起點、新機制、辦特色、創一流、持續發展”的建院方針，不斷招攬國內外高級優秀人才，在學科建設、人才培養、科研開發和應用推廣等方面協調發展，快速實現重點突破。

學院下設環境科學與生態系、環境工程系、建筑環境與設備工程系三個教學單位和中澳能源合作中心、建筑節能研究中心、座艙空氣革新性環境研究中心、建造環境研究室、中心實驗室、環評中心、遺傳工程研究所及植物生物技術研究所。擁有環境科學與工程一級學科，環境工程、環境科學、市政工程、熱能工程和供熱供燃氣、通風與空調工程5個二級學科。擁有覆蓋全部二級學科的博士點和碩士點，并與建筑學院聯合培養建筑技術專業博士研究生，建有環境科學與工程博士后流動站。

學院科研實力雄厚，先后承擔或參加“863”

“973”、國家“十五”“十一五”重大攻關項目、國家自然科學基金項目、博士點基金項目、天津市重點攻關和基層研究項目。

學院積極開展對外交流，與國際上著名大學、研究機構和企業開展合作，建立定期和不定期的互訪交流。通過國外企業資助，為學生建立了科技創新基金和創新獎，鼓勵學生積極創新，提高學習積極性。學院40%左右的本科畢業生繼續研究生的學習，其中有近一半的學生是經考核合格免試進入碩士研究生學習，一部分學生還能進入碩博連讀學習。學院還有一部分優秀學生可以選擇攻讀院內或校內其他專業第二學位，獲得雙學士學位證書。50多年來，學院已經為國家輸送了大量本科生、碩士生和博士生等高層次專業人才，為中國環境保護、能源利用和市政工程領域的發展作出了重要貢獻。

有問必答?關于報考

問題1：生物醫學工程有哪些著名企業？

通用公司、飛利浦、東芝、西門子、強生、日立、 中國邁瑞。

問題2：生物醫學工程相關產業發展前景？

生物醫學工程發展非常迅速，除了具有很好的社會效益外，還有很好的經濟效益，前景非常廣闊，是目前各國爭相發展的高新技術之一，已經成為世界各國競爭的主要領域之一。以醫療器械為例：

2005年開始，中國已成為僅次于美國和日本的世界第三大醫療器械市場。

2006年，中國醫療器械進出口額首次突破百億美元大關，進出口總值為105.52億美元，同比增長17.57%。

2010年，中國醫療器械總產值達1000億美元，在世界醫療器械市場上的份額達到5%，到2050年這一份額將達到25%。

問題3：我國生物醫學工程的創始人是誰？

我國生物醫學工程的創始人是韋鈺院士。她1940年出生，1965年南京工學院電子工程學研究生畢業，1981年獲西德亞琛工業大學工學博士學位，是第一位獲得博歇爾獎章的中國人，1994年當選為中國工程院首批院士。

問題4：生物醫學工程專業有何特點？

生物醫學工程是一門交叉學科，以理工科為基礎，學習各種相關技術在醫學診斷與治療中的運用。如影像技術，CT、B超的原理與應用；各種醫用傳感器；典型儀器的原理等。它最突出的特點是：交叉復合、知識融合。比如它融合了工程科學（信息、電子、材料）、醫學（生理、解剖）、生命科學（生物學、分子生物學）、理學（數學、化學、物理）、人文社科（文史哲）等學科知識。

問題5：畢業生有怎樣的出路？

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關鍵詞：生物醫學工程；專業建設；問題；對策

我國生物醫學工程自上世紀70年代創建以來，發展相當迅猛，其學科定位、產業效益和發展前景越來越得到社會認同和重視。截止目前，全國約90余所高校設有生物醫學工程專業，其中醫學院校約13所。如何充分發揮醫學教學資源優勢，積極探索適合生物醫學工程專業的教育培養模式，建設具有鮮明醫學院校特色的生物醫學工程專業，培養復合型高級工程技術人才，是醫學院校值得思考和探討的重要問題。

1 生物醫學工程學科特點

生物醫學工程學科是運用現代自然科學和工程技術原理與方法，從工程學的角度研究生物體（特別是人體）的結構、功能及其相互關系，揭示生命現象、探索生命本質，研究和開發用于防病治病、人體功能輔助及衛生保健的人工材料、制品、裝置、系統和工程技術的一門綜合性學科，是理工類學科與生物醫學學科深度交叉、高度融合的邊緣性學科，所涵蓋的領域十分廣泛，具有“覆蓋廣、交叉深、發展快、變化多”等其他學科不具有的特點。

2 當前我校生物醫學工程專業情況

1）招生情況

我校2010年4月申報生物醫學工程專業，2011年正式招生。2014年首屆生物醫學工程專業學生順利畢業，到2015年本專業在校生共169人。

2）主要專業課程

生物化學、人體解剖生理學、生物醫學工程導論、C語言、電工學、信息技術、模擬電子技術、機械制圖和AutoCAD、數字電子技術、計算機原理與接口技術、臨床醫學概論、信號與系統、醫學影像技術學、醫學檢驗儀器、醫學圖像處理、醫學影像學、醫學傳感器、醫學影像原理與設備、醫學電子儀器原理與設計、醫用激光儀器、放射物理原理與腫瘤治療技術等。

3）就業方向

本專業學生畢業后適合從事醫院設備的操作、管理和維護，在醫學設備經營公司從事經營管理和技術服務，以及在相關的研究機構、生產企業從事產品的輔助開發、制造和技術管理等等工作。

3 我校生物醫學工程專業建設的問題分析

醫學院校具有很深厚的醫學大背景，具備豐富的醫學類學科教學資源和優越的臨床設備實踐條件等優勢，生物醫學工程學科和臨床醫學能緊密結合，但同時因學科體系不完善、教學師資力量比較薄弱、專業實驗室建設投資大等影響因素，一定程度上制約了生物醫學工程學科專業的高效快速發展。

1）理工學科體系不完善。我校是地方性醫學院校，王牌專業當然是基礎醫學和臨床醫學等醫學類專業，而工科專業都相當“年輕”。而生物醫學工程專業學科涵蓋面非常廣，幾乎可以用“包羅萬象”來形容，如果用“學科頻譜”來描述學科涵蓋面寬度，生物醫學工程無疑是88個一級學科中“頻譜寬度”最寬的學科。我們學校盡管針對醫學類專業的學生一直有開設了醫用物理、醫用高等數學等基礎學科，但相比理工科院校要薄弱很多，而且缺乏材料、自動化、電子等重要工程學科的有力支撐，這些支撐學科的缺少會導致相應課程設置不完善以及綜合性實踐訓練平臺缺乏，學生無法系統地學習工程類課程，得不到系統扎實的工程技術訓練，影響人才培養目標的整體實現。

2）復合型師資嚴重缺乏。要實現培養醫工結合與交叉的復合型高級工程技術人才目標，首先要建設一支醫工結合與交叉的復合型師資隊伍。在我校，具有醫學教育背景的教師資源比較多，而具有理工科教育背景的老師卻不多，既懂醫學又懂工程技術，能將工程技術與醫學需求緊密結合起來的復合型、交叉型、融合型師資就更加少之又少，教師隊伍知識結構普遍不夠合理，與各相關學科交叉融合能力弱，這些現狀一定程度上影響了課程體系構建以及教學質量和人才培養質量。

3）學生專業思想不牢固。生物醫學工程作為一門新興的邊緣學科，知名度不高，社會、家長、學生都不是很了解生物醫學工程是個怎樣的行業，甚至容易和其它名字相近的專業如：生物工程、醫學工程、生物技術等專業名稱混淆，導致第一志愿填報的學生寥寥無幾，第一志愿填報醫學院校的生物醫學工程專業的更是幾乎為零。統計我校幾年來招生情況可見，幾乎所有的生物醫學工程專業的學生都是調劑生，也就是入學時專業思想就不太穩定。加之其專業知識覆蓋面廣，涉及領域跨度大，專業知識體系復雜，專業課程內容在各學科之間交叉頻繁，本科學生對本專業缺乏深入的了解、足夠的信心和學習熱情；生物醫學工程專業學生所學知識普遍存在“寬瓜不精”，“廣而不細”等問題，相比醫學影像技術學專業，就業時處于劣勢；部分學生由于學習任務重、壓力大，導致學習積極性、主動性不高，專業思想不夠牢固，甚至影響到專業整體的學習風氣。

4 對策初探

醫學院校要緊扣醫工結合的復合型高級工程技術人才培養目標，突出學科交叉綜合培養、工程技術意識培養、創新能力素質培養，加強學科之間的有科學融合，深化教學改革，加大教學投入，改善教學環境，加強隊伍建設，充分發揮醫學院校資源優勢。積極探索具有醫學院校特色的生物醫學工程專業教育培養模式，構建科學合理的課程體系和實踐教學體系，不斷提升生物醫學工程人才培養質量。

1）積極探索與理工院校聯合培養的教育模式。綜合性大學與醫學院校在生物醫學工程專業學科建設方面優勢互補、劣勢互存。綜合性大學具有完善的理工類學科體系，工科師資隊伍力量比較強，基礎課程比較成熟，實踐教學條件平臺比較完善，在工程技術人才培養方面具有完善的培養體系和成熟的培養經驗，但缺乏醫學類學科教學資源和臨床實踐條件，缺乏與臨床需求緊密結合的先決條件。因此，醫學院校要在充分發揮自身資源優勢的基礎上，積極探索與理工院校聯合培養的教育模式，實現優勢互補。校校聯合培養實現資源共享、優勢互補，提高育人質量。

2）積極探索與知名醫療企業聯合培養的教育培養模式，實現產學研相結合。與醫療企業聯合培養本身就可以很大程度上擴大專業的影響力，同時優化教學體系，解決學生實習就業等問題。學校有諸多附屬醫院，為醫療企業提供更多的產品使用方，同時為企業輸送專業人才。是一個雙贏的合作培養模式。另外，通過實施產學研相結合的培養模式，醫學院校可強化與科研院所和醫療衛生機構的聯系和溝通，充分發揮產學研各方主體優勢，有效解決師資力量不強、支撐學科不完善、創新能力培養不扎實等瓶頸問題。實踐證明，實施產學研結合，是生物醫學工程高等教育的成功經驗，也是培養高素質生物醫學工程技術人才的必由之路。高等醫學院校應樹立研究與產業化并舉的教育培養理念，深化教學改革，積極探索產學研相結合的教學培養模式。構建產學研一體化的最佳運行機制。

參考文獻

[1] 中國科學技術協會，2008-2009生物醫學工程學科發展報告[M].北京：中國科學技術出版社，2009.3期。

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一、建立醫院臨床醫學工程科

首先學科定位:在1992年ACCE(美國臨床工程協會)定義臨床醫學工程師,把工程學和管理學知識和技能應用到臨床醫療保健行業中,保障并幫助患者治療及護理的人.換言之,醫院臨床醫學工程師的工作職責及任務是,結合工程學及管理學的理論知識和技能將其運用于臨床醫療實踐中.醫院臨床醫學工程師是臨床醫學與工程學橋梁的連接者,是臨床醫療設施正常運轉的保障者.在二十一世紀到來之時,醫學領域中高新科技不斷涌進,醫院發展的基礎必須依賴醫學理論及高新技術,生物技術及生物醫學工程躍居為臨床實踐的主導,作為派生學科的臨床醫學工程科得到飛快發展.我國的臨床醫學工程科起步較晚,現是新興學科,是一門極具發展前景的學科.其發展方向是,將醫療設備的維修保養及教學科研集結為一體,成為臨床醫學技術科室,遵循醫療改革及發展的形勢,針對歷史沿革問題,面對現實,轉變職能,尋求發展,采取有力的管理策略.

其次學科建立:在明確醫院臨床醫學工程科的發展方向的前提下,選取學科負責人要求,教育背景是工科,懂的管理,具有醫學基礎理論,熟悉臨床醫學知識的高級工程師.保證醫院醫務活動和醫療設備的管理有可靠的決策性.在建立學科的初期,要以原負責醫療設備維修的人員為主工程師,工作方式采取分工協作.在后來的遠期目標中要各級技師(初級、中級、高級)選配合理,工作采取分類負責的方式.初級技師主要是依據上級技師的指導執行日常臨床醫學工程的運作,中級技師主要是在上級技師的指導下做運作管理和臨床教學,高級技師的主要任務是臨床醫學工程的決策管理工作.醫院臨床醫學工程科作為一個新興的學科有著各自的特點,對于高級管理者,如何建立全新的科室文化是一個重要的課題.新的科學技術的不斷發展要求有與之配套的醫療設備,醫療設施的快速更新、設備管理的長期投入,如何管理好臨床醫療工程科,這也是醫院整體管理水平的體現,針對這些,科室文化要充分體現導向、激勵、約束、凝聚、育人、創新的作用.

二、管理醫院臨床醫學工程科

醫院臨床醫學工程科的管理從兩方面入手,一是人才管理,二是績效管理(包括建立子系統、建立考核激勵制度、增加教學內容及考核機制、完善設備維護保養職責).

(1)人才管理:

臨床醫學工程科被認為是冷門,技術人員的地位得不到重視,技術人員的潛能得不到發揮,學科建設困難重重.如何調動人員的積極性是管理者面對的重要問題.對于人才的管理要實行前瞻性的思維,重視技術人員的教育問題,通過鼓勵取得高學歷的途徑充實醫學知識,另一方面通過職稱晉級或者待遇問題,促使人才愛崗位,使人才建設向著良性方向發展.

(2)績效管理:

首先,建立臨床醫學工程科管理子系統.通過醫院的管理系統建立與新學科適應的子系統.其子系統要涵蓋設備的使用周期、報修情況、設備維修成本等,并且要歸入醫院的設備動態經濟管理中.建立子系統可以掌握各科室使用設備的情況及對設備的熟練程度,同時方便醫院臨床醫學工程科對設備報修的響應,將充分完善績效考核,并發揮醫院管理系統的功能,給管理者提供充分的資料.

其次,建立績效考核激勵制度.科研工作的進步能促使醫院臨床醫學工程科向著健康的途徑發展,如果臨床醫學工程科在可研上出成績或者可研有重大突破,創造性的解決醫療設備在應用中遇到的問題,將提升工程科的地位.鼓勵個人或者團體將實際工作中遇到的問題,創興性的解決或者擴展其設備的用途總結經驗或者撰寫科研論文,增加績效成績.

再次,增加教學內容及考核機制.現代的科學技術在飛速發展,相應的計算機技術、生物醫學技術及信息通訊技術走進醫療設備中,高精新的醫療設備要求相應的技術人員具備深厚的理論知識及相應廣泛的實踐經驗,并且要與時俱進,通過不斷的學習新知識新技術完善自己的能力.在管理中將相應的內容放入到教學內容中,并通過組成教學小組的方式將定期的培訓內容放入到考核計劃中,納入醫院學分管理中.

最后,完善設備維護保養職責.在醫院管理總則的基礎上細化工程科自身的績效考核.對于設備的維護以定期巡回保養為主,要求雙向(臨床科室和臨床醫學工程科)考核.要考核醫院醫療設備的日常維護保養內容及使用詳細情況.要考核工程科技術人員對設備的熟知程度,要考核醫學工程科技術人員對設備定期維護保養的專業程度.考核機構由醫院組織,定期績效考核.對于設備的維護采用四級維護制度,并雙向績效考核,將醫療設備的維修費用作為成本核算一部分,為后續采購設備提供依據.臨床科室對設備的維修效率打分,作為績效考核的一部分.嚴格遵循設備維護保養職責,醫院績效考核體制.

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太赫茲波所處的“承前啟后”的獨特頻段使其具有很多獨特的性質，包括高透性、低能性、指紋譜性以及相干性。高透性是指太赫茲對許多介電材料和非極性物質具有良好的穿透性，可對不透明物體進行透視成像，是X射線成像和超聲波成像技術的有效互補;低能性，顧名思義是指太赫茲光子能量很低，只有4．1meV(毫電子伏特)，對人體級生物體十分安全;指紋譜性則是源于不同的分子對太赫茲的吸收及色散特性不同，形成特有的“指紋譜”，每一種物體都有其獨特的區別于其他物體的“指紋譜”;太赫茲是由相干電流驅動的偶極子振蕩或由相干的激光脈沖通過非線性光學差頻效應產生的，因此具有相干性，用于太赫茲成像技術，可獲得更高的空間分辨率及更深的景深等，目前太赫茲顯微成像的分辨率已達到幾十微米。

2太赫茲在生物醫學工程領域的應用

太赫茲的上述特性使其在生物醫學工程的各個方面有著誘人的應用前景。其應用主要有以下幾個方面:太赫茲生化檢測、太赫茲醫學成像診斷、太赫茲組織檢測、太赫茲治療以及太赫茲醫學通信。

2．1太赫茲生化檢測

利用太赫茲波對生物分子的靈敏度和特異性，將太赫茲技術用于研究生物分子的結構和功能信息，可在分子層面上為疾病的診斷和治療提供理論依據。太赫茲生化檢測主要是對化學及生物大分子的檢測，太赫茲波能夠用來研究如范德華力或者分子間氫鍵作用力等生物分子間相鄰分子的弱作用力。太赫茲波對脫氧核糖核酸(DeoxyribonucleicAcid，DNA)構形和構象的變化非常敏感，也可以通過太赫茲光譜進行基因分析或無標記探測。許多學者都開展了這方面的研究。Grant等于1978年研究了太赫茲與氨基酸溶液的相互作用，通過分析證實了這種作用是介于分子振動和轉動模式之間的一種作用。Kutteruf等用太赫茲光譜技術對固態短鏈肽序列進行了研究，研究表明在1～15THz光譜范圍內包含了體系的很多光譜和結構信息，如分子固相結構和與序列相關的分子信息等。Arora等采用太赫茲時域光譜技術，在水相中對通過聚合酶鏈式反應得到的DNA樣品進行了無標記定量檢測。Brucherseifer等通過時間分辨太赫茲技術證明了復數折射率取決于DNA的結合狀態。太赫茲生化檢測方面的研究尚處于起步階段，還有待加強，尤其是對不同生物大分子的太赫茲光譜特性建立相應的特征譜庫是一項龐大而艱辛的工作，需要生化領域的學者加強相關的研究工作。

2．2太赫茲醫學成像診斷

太赫茲成像技術是太赫茲科學與技術中最具發展前景的方向之一。太赫茲成像作為一種新穎的成像方式在醫學上的應用近年來備受青睞。太赫茲波在醫學研究中具有獨特的優越性:對細胞間質水有很高的敏感性;對人體無害;空間分辨率高，可達幾十微米，能夠很清晰的看到一些病變組織的病灶，結合一些微結構器件可以得到高品質的圖像。太赫茲成像的原理是將太赫茲波透過成像樣本后，其包含了樣品的復介電常數的空間分布信息強度和相位信息，將這些信息保存下來并進行分析處理就可以得到樣品的圖像。從1995年Hu和Nuss首次提出逐點掃描式太赫茲時域光譜成像技術以來，一系列新的太赫茲成像技術相繼被提出，如太赫茲實時成像、太赫茲層析成像和太赫茲分子成像等。2002年Woodward等首先使用了太赫茲脈沖成像技術對基底細胞癌開展了體內與體外的研究，利用不同組織對太赫茲波的吸收特性不同來區分健康組織和癌變組織。2007年Enatsu等利用THz－TDS系統對石蠟封裝的肝癌樣品開展了研究，在1．5THz頻率處選擇折射率和吸收系數進行成像，得出癌變組織的密度小于健康組織，對太赫茲的折射率和吸收系數較小的結論。2008年Taylor等在直接檢測的基礎上使用反射脈沖太赫茲波成像系統對豬皮膚燒傷樣本成像，得到了高分辨率的圖像。2011年MiuraY等利用透射式成像技術，證明了在3．6THz頻率處對肝癌組織成像對比度較為顯著。目前太赫茲射線圖像分析的關鍵在于提高分析速度，提高太赫茲射線系統的性能(如低成本和便攜性)，加強相關圖像及信號處理技術如小波變換技術的研究。此外，隨著THz3－D(三維)立體成像技術的發展，在不久的將來在醫療中利用TCT(THz層析成像)替代現在的XCT(X射線層析成像)將成為可能。

2．3太赫茲組織檢測

太赫茲波的光子能量較低，是X射線光子能量的1%，此能量值低于各種化學鍵的鍵能。在太赫茲輻射下，被檢物質不會因電離而破壞，因此非常適用于針對人體或其他生物樣品的活體檢查。另外，水對太赫茲輻射有極強的吸收，所以該輻射不會穿透人體的皮膚，對人體是非常安全的。Bennett等將反射式太赫茲成像和光譜技術應用到眼科研究中，研究發現太赫茲反射率與角膜含水量近似成正比，反射率隨頻率的增大而單調遞減。Png等使用太赫茲光譜鑒別正常和患病的腦組織樣本。Sim等采用太赫茲時域光譜技術對人牙齒的琺瑯質和牙本質的特性進行了研究，發現濕潤樣本對太赫茲的吸收率高于干燥樣本，研究為硬組織臨床應用提供了重要信息。Wallace等對基底細胞癌18例體外樣本和5例活體樣本進行了太赫茲脈沖成像，研究表明，癌變組織與正常組織的太赫茲譜圖性質間存在差異。對于太赫茲組織檢測，首先要加強對于病理組織和正常生理組織的太赫茲光譜和太赫茲圖像的特征識別的研究;其次要深入研究不同組織不同水分含量對太赫茲波的吸收作用;此外，還要探索太赫茲活體組織檢測技術。

2．4太赫茲治療

太赫茲雖然光子能量很低，但作為一種電磁輻射，仍具有輻射效應，可以為疾病治療提供理論依據。2002年Hadjiloucas等研究了酵母細胞在太赫茲輻射下的生長率問題，輻射參數為0．2～0．35THz和5．8mW/cm2，輻射時間30～150min不等，實驗表明太赫茲輻射能夠促進細胞生長，并且呈現出了一定的統計規律。2005年，Ostrovskiy等預測太赫茲輻射可能會加快燒傷修復，為證實假設，他們分別對表面燒傷和深度燒傷的病人進行太赫茲輻射，輻射參數為0．15THz和0．03mW/cm2，每天進行7～10次治療，每次15min，結果表明太赫茲輻射能夠加速外皮形成，縮短了皮膚的修復時間。2008年Kirichuck等首次對活體大鼠展開太赫茲生物效應的研究，他們認為太赫茲輻射能夠引起血小板的功能活動，并且與性別有關。Androvov和Kirichuk等采集了健康人和患有心絞痛的病人的全血，一組進行太赫茲輻射，另一組作為參照組，輻射參數為0．24THz和1mW/cm2，輻射持續時間為15min，實驗結果為太赫茲輻射組血黏度下降，紅細胞變形能力增加。2010年，Gerald等對人類皮膚的成纖維細胞展開了研究，他們將樣品置于溫度可控的箱體中，用2．52THz的氣體激光器進行時間不等的照射，并用傳統的MTT法檢測照射后細胞活性，研究表明2．52THz的輻射對哺乳動物的細胞熱效應顯著，因此可以用太赫茲熱效應預測傳統的熱損傷模型。目前，用于涉及太赫茲治療的研究實驗多為動物實驗，相關的臨床試驗還很有限，距離現實可用的臨床治療設備還有很長的路要走。

2．5太赫茲醫學通信

隨著醫院信息系統的不斷完善，醫學診斷數據的豐富，病歷信息數據庫的不斷增大，醫生在診斷病人病情的時候不但要根據現有的檢測診斷數據，還要參考病人的以往病歷，而現有的信息交互方式已經逐漸無法滿足這龐大的醫學信息數據的傳輸。太赫茲技術的出現，恰好可以解決這方面的困境。太赫茲通訊技術與微波通信相比太赫茲通訊的優勢在于具有傳輸的容量大，頻段比微波通信高出l至4個數量級，可提供高達10GB/s的無線傳輸速率;波束更窄，方向性更好;具有更好的保密性及抗干擾能力;由于太赫茲波波長相對更短，在完成同樣功能的情況下，天線的尺寸可以做得更小，其他的系統結構也可以做得更加簡單、經濟。太赫茲通訊技術與光通信相比其優勢在于光子能量低，大概是光子能量的1/40，能量效率更高;具有很好的穿透沙塵、煙霧的能力，可以在更加惡略的環境下保證通信的可靠性。這對于極端環境下的醫療通信如戰地醫院、邊遠山區醫療救助等條件下的通信具有無可比擬的優勢。因此，發展太赫茲通訊技術對于醫院信息化建設乃至遠程醫療的發展都將是一個極大的助力。目前，太赫茲通信在醫學中的應用尚無相關報道，主要是因為太赫茲通信技術本身尚處于初級階段，但是相關的試驗系統已經有所發展。2004年，KleineOT等首次采用室溫半導體太赫茲調制器通過太赫茲通信信道發送聲音信號，用經改進的常規太赫茲時域光譜裝置，在75MHz寬帶的太赫茲脈沖序列上傳送25kHz的信號。同年，LiuTA等利用光導開關，實現了模擬音頻信號通信實驗。2004年，日本NTT公司的T．Nagatsuma等搭建了120GHz的亞太赫茲無線通信系統，實現了10Gb/s的數據率。2005年，Mueller等描述了采用太赫茲波源和Schottky肖特基二極管調制器和探測器的寬帶寬通信數據鏈路。2008年，Braun-schweig太赫茲通信實驗室在0．3THz頻率上成功實現6MHz帶寬模擬彩基帶信號的傳輸，實驗距離超過22m。太赫茲通信技術發展的研究趨勢在于以下幾個方面:一是繼續研究高功率的太赫茲源;二是加強太赫茲波傳輸性能的研究;三是要研究合適太赫茲信道傳輸的調制技術和調制器件;最后還要進一步優化高靈敏的太赫茲探測技術。此外，還要開展太赫茲通信技術在醫院信息化建設中的應用的前瞻性研究，為將來能夠成熟應用打下基礎。

3總結

篇5

2.1雙相磷酸鈣粉末合成

本研究采用Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4作為起始原料濕法合成混合均勻的羥基磷灰石（hydroxyapatite,HA）/磷酸三鈣(TricalciumPhosphate,TCP)。通過控制反應液中的pH值和Ca/P原子比可以制備不同HA/βTCP比例的共沉淀粉體。化學反應方程式如下：

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

經老化，將沉淀過濾并用蒸餾水反復清洗至pH7，烘干，球磨機研磨成粉末備用。

1.2磷酸鈣多孔支架的制備

磷酸鈣陶瓷多孔支架材料采用有機泡沫浸漿法，將上述合成的磷酸鈣粉料加入蒸餾水調制成磷酸鈣漿料，浸漬有機泡沫，干燥，然后經過1250℃的高溫燒結，去除有機泡沫，即可制備多孔磷酸鈣陶瓷。

根據文獻［6］，多孔磷酸鈣骨水泥粉末由αTCP（αCa3(PO4)2）、DCPD（CaHPO4.2H2O）、HA（Ca5(PO4)3OH）、CaCO3按58∶25∶8.5∶8.5的質量比混合而成。采用NaCl顆粒作為致孔劑，致孔劑占70wt％，其中60％的致孔劑的粒徑小于200μm，剩下的40％分布在200～450μm之間。采用磷酸緩沖液作為液相，將粉相和液相混合后，磷酸鈣骨水泥發生固化。在蒸餾水中將易溶造孔劑溶解，即形成多孔磷酸鈣骨水泥。

1.3磷酸鈣多孔組織工程多孔材料的表征

1.3.1孔隙率的測定本研究采用直接稱重體積計算法測定多孔磷酸鈣陶瓷的孔隙率。先切取形狀規則且大小合適的多孔材料樣品，注意切割試樣時盡量不要使材料的原始孔隙結構產生變形，且試樣形狀應便于測量和進行體積計算。利用天平稱出試樣質量，利用游標卡尺進行樣品的尺寸測量，并計算其體積，根據公式得出孔率［7，8］。

本實驗中制備的骨水泥樣品，每個質量都為1g。凝固后形狀為圓柱狀，測得直徑為15mm，高3mm.本實驗采用的NaCl的密度為2.16g/cm3.

1.3.2形貌觀察采用掃描電鏡觀察了組織工程多孔支架材料的高倍形貌。分別取兩種多孔磷酸鈣生物材料，鍍金，利用掃描電鏡（FEI，Quta200）觀察多孔磷酸鈣生物材料的孔隙結構和形貌。

1.3.3成分分析采用X射線衍射測定兩種組織工程支架材料的相組成，測試條件采用X射線衍射儀（Philip，Xpert）對樣品粉末進行分析，選擇銅靶在35mA、45kV的測試條件［9］。

2結果

2

多孔材料的孔率（又稱孔隙率或孔隙度），是指多孔體中孔隙所占體積與多孔體總體積之比，一般以百分數來表示，該指標是多孔材料中的最基本的參數之一，也是決定多孔材料的其它性能的關鍵因素。多孔材料的孔隙包括貫通孔、半通孔和閉合孔3種，這3種孔率的總和就是總孔率［10］。

本研究所制備多孔磷酸鈣陶瓷的孔隙率約為72％；多孔磷酸鈣骨水泥的孔隙率約為67％.

22

采用掃描電鏡觀察了多孔磷酸鈣陶瓷和磷酸鈣骨水泥的形貌，如圖2所示。從圖中可以觀察到，在兩種多孔支架材料大孔的孔壁上均有大量孔徑在幾個至數十微米的微孔，尤其是磷酸鈣多孔陶瓷。

2.3成分分析

X射線衍射結果如圖3所示。從圖中可分析磷酸鈣陶瓷中主要相成分為羥基磷灰石（HA），此外還含有少量的磷酸三鈣（βTCP）。磷酸鈣骨水泥粉末主要為磷酸三鈣，其中主要包括β相的磷酸三鈣（βTCP）和少量的β相磷酸三鈣（βTCP）。磷酸鈣粉相和液相混合固化后，主要成分為HA、βTCP和βTCP，經過蒸餾水的浸泡后，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的含量明顯增加［11］。

磷酸鈣骨水泥能夠自行硬化并轉化為羥基磷灰石的原理基于不同磷酸鈣鹽在水中的溶解度的差異。由于在pH4.2～11范圍內，羥基磷灰石在水中的溶解度是最小的，因而在熱力學上是最穩定的。其它磷酸鈣鹽在水中會向HA轉化，因此，本實驗制備的磷酸鈣骨水泥隨著固化以及在蒸餾水中浸泡后，HA的含量明顯增加，而磷酸鈣骨水泥粉相中的αTCP等，溶解或轉化成HA。雖然自然骨中無機相主要為HA，但也有少量的TCP，因此HA、αTCP和βTCP三種磷酸鈣鹽均具有優良的生物相容性，已成功地被應用于臨床［12］。

3討論

通過體外培養細胞或在磷酸鈣生物材料中添加一定的生物因子，如骨形態發生蛋白（BMP），轉移生長因子（TGFβ）等,或者在生物材料體外培養細胞，通過添加生長因子或細胞賦予生物材料誘導組織再生的能力，這種在體外構建組織的方法被稱為“組織工程”，是目前研究的方向［13］。根據ASTM標準其定義為：“在體內和體外應用科學原理和方法構建組織工程醫療產品，用于醫學診斷和治療。各種原理和技術是工程學和生物醫學基本的實踐和方法，例如：制造傳統醫療器械和生物制品的細胞、基因，或藥物治療，胚胎學或其他形式的發育學和生物學，外科修復方法和技術等。組織工程也可用于生產非人體用產品。”，根據ISO標準，其定義為：“指制造一類醫療產品的技術和工藝，這類醫療產品中活組織或細胞應能修復、改善或再生受者細胞、組織和器官和/或其結果和功能”。

組織工程的三大要素分別為：細胞、細胞生長因子和細胞載體材料。由于分離的細胞自身不能形成組織，它們需要特殊的環境，通常包括細胞生長臨時的支架材料。這種三維支架材料常常模擬其自然對應物——體內的細胞外基質，既起物理支架的作用，又是細胞在體外培養和后期植入的粘附物質。運用于骨組織工程的支架材料主要有無機材料和生物可吸收高分子材料或它們的復合物，無機材料主要包括羥基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）、磷酸三鈣（Tricalciumphosphate,TCP）以及它們組成的雙相磷酸鈣材料等［14］。但如何制備模仿自然骨組織的孔隙結構，尤其是適合細胞長入的孔隙結構，包括適當的孔隙尺寸、以及孔隙的貫通性等，是當前骨組織工程研究的難點和熱點。

貫穿式多孔結構有利于組織液的滲入，使組織液能夠進入材料內部，材料與組織液接觸面積增加，有利于材料的生物降解［15］。為了適應新生骨組織長入材料的要求，微孔的最小孔徑必須大于100μm，此時，骨細胞可以在孔內生長，有利于材料的血管彼此連通，以保證長入材料深部的組織有營養供給，同時種植體可以起到支架作用［16］。

作者采用有機泡沫浸漬法和加入致孔劑的方法,制備出多孔磷酸鈣陶瓷和磷酸鈣骨水泥，通過控制有機泡沫的孔隙率和孔隙結構，以及致孔劑的加入量和尺寸，有效控制多孔磷酸鈣陶瓷和骨水泥中的孔隙率和孔隙尺寸，并分別采用掃描電鏡、X射線研究分析其表面形貌和孔隙結構，測定磷酸鈣陶瓷和骨水泥的孔隙率，以及相成分，證實其有利于細胞和細胞生長因子在體外構建組織，是具有適合新骨長入的孔隙率、孔隙尺寸和結構的多孔磷酸鈣組織工程支架材料。

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篇6

以下是筆者多年留學生活針對大量留美學生的觀察與統計得出的對各個專業的看法，可以看出，容易在美國就業的也多數都容易在國內就業：

1　物理學屬于好出國的專業，各大美國研究生院物理人才短缺，因此也比較容易獲得獎學金。但是物理專業學生出路堪憂。學習理論物理的優秀學生，如果數理基礎很好，在經濟形勢好的情況下選修些金融課程，畢業后可以去金融機構做數量分析，年薪可達15萬至30萬美元。如果想鉆研學術的話，物理學教授一般都需要1至2輪博士后經歷，還要有學術界的人脈，過硬的研究文章。物理學一些領域的學生還可去GE等公司的基礎研究部門，年薪7萬以上。

2　化學也是好出國的行業。就業前景在美國相當不錯。其中，有機化學最容易進大的制藥公司，如輝瑞，禮來等，博士畢業起薪可達8萬至9萬美元，碩士起薪約5萬至7萬美元。但是有機化學比較對身體有害，同時為了去好的制藥公司，讀書期間要注意積累很多技能，如寫作、語言、參加行業學術研討會、認識行業內人士等。分析化學同樣可以去制藥公司，分析儀器公司等。無機化學與物理化學就業稍微窄些，但是化學整體上不錯，因為化學化工產業比較成規模，有很多大公司需要化學人才，如杜邦，陶氏化學，GE，英國石油，殼牌，愛克森美孚等。

3　數學比較好出國，而且就業前景很好，將來可去金融、保險、銀行、地產、信用卡，制藥等行業，博士年薪在8萬至15萬美元以上。優秀的數學博士很多可以不用做博士后就直接做助理教授，一切在美國都是供求關系決定的。

4　統計就業前景好，可以去制藥、咨詢、金融等行業，碩士年薪在6萬至8萬美元以上。

5　生物科學出國容易，但是就業機會水深火熱。首先是研究手段原始，體力成分多，其次是功課非常繁重，每周幾乎要工作70個小時才能出成果。生物碩士很難找工作，博士都要先做工資低并且沒有保障的博士后(年薪3.6萬至4.8萬美元)之后才可能去公司或者做教授。多數中國學生都缺乏對生物學的了解才走上這條路的，即使是美國優秀學生，從博士畢業到教授一般都要努力很多年。有些頂級生物專業的博士畢業后，能進知名咨詢公司，如麥肯錫、BCG、但是這絕對只限于麻省理工、哈佛等少數幾所大學。

6　計算機與電信科學計算機科學領域很多，多數就業形勢都不錯，如軟件，數據庫，網絡，硬件，芯片，無線通信等，即使是很理論的行業，就業前景都不差。IT業是成熟的規模行業，可吸收大量優質人才。一般博士畢業多數去大公司做科研，年薪10萬美元。碩士畢業做開發人員的多些，年薪5萬至8萬美元。IT業仍然是美國理工的主流，麻省理工本科與研究生里，50％是ECE專業，電子與計算機工程。

7　工程專業的學生，多數在美國可以找到合適的工作。其中，生物醫學工程，電信/計算機工程，工業與制造工程，機械工程，化工，石油比較好就業，而土木，材料，核能，航天等比較難就業。美國基礎建設項目很少了，而核能，航天等專業有國籍的限制，這些專業的學生多數靠自己的工程與計算機背景找到了與IT相關的工作。美國頂級的工科學生有時候不一定會做工程，而是選擇做工業投資，風險投資，發明投資之類的，收入會高很多，可達15萬美元以上。

8　國內學醫學的學生很幸運，美國沒有本科學醫學的，國內的醫學本科他們承認為醫學博士。而中國臨床醫學學生多數來美國讀生物科學，邊讀博士邊考美國的醫學從業考試，考過了就可以從實習醫生做起，最終如果能成功，醫生的收入是非常高的。頂級的外科醫生年薪可達50萬至80萬美元，普通的內科醫生約15萬美元。

9　教育學是非常難找工作的行業。

10　心理學學生主要走學術道路，要成為心理專家，需要非常高的語言能力。

11　經濟學就業前景不錯，好學校的博士甚至可進美聯儲，世界銀行等機構。而且，中國社會比較尊重經濟學家，回國做教授工資比別的專業高一大截，甚至幾倍。

12　社會學就業前景尚可，學生要注意積累統計功底，如果不能去咨詢公司也能靠統計學找到工作。

13　政治學就業前景在美國不好。頂級學校畢業的回國倒是很好，可進政策研究所，高校，政府機構，NGO(非政府機構，如歐洲美國的某基金會)，還有去聯合國駐中國機構的。

14　歷史、人文等工作機會很少，美國人本科學歷史與人文的，研究生很多都讀法律，經濟去了。中國學生讀完博士的基本都要走學術道路，而文科的科研經費少，教職也少得多。

15　環境科學工作不好找。一些學大氣物理的可去風力發電公司，一些做環境毒理的可以去石油公司。但是環境科學還是比生物學前景好些。

16　中國人即使從美國法學院畢業，英文能好到上法庭的也并不多。經濟學金融學功底好的可選擇做公司并購，IPO等業務，收入會很高，年收入超過20萬美元。很多人選擇做移民律師，給中國人辦簽證與綠卡，收入會少些，10萬美元左右。而能應用自己理工知識做專利律師，是個不錯的選擇。

17　會計學很好找工作，但是企業里的工資不高，約4萬至5萬，做審計的工資稍微高些。

篇7

1、介入式診療機器人

介入式診療機器人是因為無創、微創外科(MIS)的需求而發展的。所謂無創、微創外科手術，是利用人體天生管腔或手術小孔來導入醫療器械或醫療機器人以實現對人體進行診斷、治療、檢測和手術等，從而減少手術期間對人體其它完好組織的傷害，縮短康復時間，消除手術引起的副作用，降低醫療費用，并減輕患者的生理痛苦和醫療人員手術操作時的心理壓力。目前微創外科手術幾乎涵蓋了整個外科領域，從膽囊、胃腸、子宮到心、肺、肝、腎等，從活檢到病灶切除等，有逐步取代許多常規開刀手術的趨勢。

介入式診療機器人是無創、微創外科的重要手段。目前主要研究的方向分為自動化內窺系統的研究、影像膠囊的研究和虛擬內鏡的研究。

1．主動內窺鏡

(activeendoscope)

主動內窺鏡是在傳統內窺鏡的基礎上，利用機器人技術對其進行改造，以達到提高性能，克服固有的缺點的目的。常用的方法有將被動介入的內窺鏡改造成具有多關節的結構，實現主動控制和對障礙的回避；通過蠕動機構達到在人體腔道內的主動行走，攜帶內鏡通過復雜的腔道；利用螺旋機構旋轉運動中介質提供的推進力，在腔道中的黏膜的基礎上實現前進動作。典型的研究如：

意大利比薩大學的Mitech實驗室進行了一系列的研究，研制出可用于醫療實踐的腸道主動內窺鏡。

美國加州理工學院研制的主動內窺檢查機器人，尾部拖有線纜(控制信號線、進出氣導管和光纖束)，本體主要由支撐器和延展器組成，采用蠕動方式移動。日本東京工業大學根據蚯蚓蠕動原理開發了一種蠕動式微型機器人。整個機器人由三個運動單元組成(每個單元對應于蚯蚓的節)，每個單元包括柔性微驅動器(Flexible Micro Actuator，簡稱FMA)和四個鉸鏈。

日本東京大學生物醫學工程研究中心提出了應用動壓效應原理驅動醫用內窺鏡在人體腔道內運動的方案，如圖所示：

2．智能藥丸和影像膠囊(Image capsule)

MIT化學和生物化學工程系教授RobertLanger博土與John Santini和MichaelCima共同開發了一種藥物輸送系統，可以吞服或植入皮下，并能夠按照預定的程序定時施放藥物。

影像膠囊解決了現有內窺鏡檢查的一些問題，如普通內窺鏡很難對整個消化道進行檢測，并且減低了病人的痛苦和醫療人員的負擔。不足的是由于本身尺寸和運動方式的限制，對于消化道拐角處及被檢測腔道的尺寸變化較大的地方很難獲得理想的有醫療價值的內窺圖像。

3．虛擬內鏡技術

(Virtual endoscopy)

虛擬內鏡技術是指根據CT或核磁共振圖像數據重建人體腔道模型、用虛擬的相機在腔道中模擬移動進行仿真觀察。前一階段報道的有紐約州立大學、臺灣成功大學等。

虛擬內鏡技術與傳統內鏡檢查比較，前者檢查是一種無損檢查，無須使用麻醉劑和鎮定劑，大大的降低病人不適。普通內鏡檢查總有穿孔危險，而虛擬內鏡檢查則完全排除了穿孔的可能性。能夠很容易地改變虛擬攝像頭的參數和路徑。虛擬內鏡能更方便地確定息肉在三維空間的位置。對醫療人員的操作技術要求降低。雖然虛擬內鏡向無創檢查邁出了嶄新的一步，但基于現有技術的主要不足在于其生成的腸道模型是靜態的，而實際上診療中由于內鏡的實體介入，腸道隨內鏡發生的變形是動態的，與靜態的虛擬模型有很大出入。另外不足是檢出息肉有效率只有59％(內窺鏡為90％)，且CT檢查費用高于內鏡檢查，與虛擬技術結合將更無助于虛擬內窺鏡技術普及。現有技術還有較大研究空間。

4．醫用微導管系統的醫用導管也是符合最小創傷外科要求的一種常用的醫療器械， 目前可以攜帶血管鏡進入人體診療的具有環境感知功能的超細導管是一個重要的研究方向。

日本國家微機械十年發展計劃的支持下，開發了超細的以進入人體的血管診療為目標的智能導管。頭部攜帶微小的傳感器。對人體環境進行感知，進行血管的檢查，能夠清除血栓。

根據現有的資料，光導纖維鏡將朝超細徑化、提高傳像束質量、采用各種傳感器以及配制各種檢測、處置、攝像裝置等方向綜合發展

2、外科手術用的機器人

美國ComputerMotion公司研制的Aesop系統，是在無創微創手術中對內鏡進行自動把持的多自由度機器人。該系統已成為成熟的商品，并獲得美國食品及藥物管理局(FDA)的批準進入市場。該系統早期的型號AESOPl000采取腳踏板控制方式對機器人進行控制。從其后的AESOP2000型開始，控制方式改為語音控制，即通過醫生的語音指令對機器人進行控制。

Computer Motion的另一類型的醫療手術機器人稱為ZEUS系列，它是一種遙操作機器人，用于胸腔或腹腔等的微創手術。手術中醫生可以坐在屏幕前，利用兩個特別的操縱桿，控制做手術的兩個機械臂。

美國Intuitive Surgical公司的daVinci系統具有和ZEUS相似的功能，已獲得歐洲CE認證和美國FDA認證，是世界上首套可以正式在醫院手術室腹腔手術中使用的醫用機器人手術器械。

在日本國家醫療和健康裝備研究發展計劃支持下，Hitachi公司、東京女子醫學院、東京大學等研制的HU-MAN系統，可攜帶三個手術操作器和一個剛性內窺鏡進行遙操作，用于神經外科手術，處于動物實驗階段。

3、康復／助殘機器人

另一類廣義的醫療機器人是康復／助殘機器人：美國Helpmate公司開發護士助手機器人；荷蘭的助殘輪椅MANUS－arm，并裝有機械手，執行開門、取物等一些簡單的操作。

4、遠程醫療手術研究

意大利米蘭工業大學遠程機器人實驗室于1993年7月7日成功地進行了世界上第一例遠程手術試驗，一位意大利醫生在美國加州通過遠程手術系統對位于意大利米蘭的一個模型豬(內部含有真實豬器官)進行丁模擬手術，手術內容包括表皮剖切、活組織檢查等。試驗兩地相距14000公里，試驗中信號傳送通過衛星和光纖網絡進行。

1997年9月，日本東京大學也成功地進行了一例遠程手術試驗，試驗兩地相距700公里，由一名醫生通過遙控裝置對一根直徑僅為1mm的人造血管進行了縫合手術。

篇8

主題詞：生物；制藥技術；思考

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：

生物技術藥物(biotech drugs)或稱生物藥物(biopharmaceutics)是集生物學、醫學、藥學的先進技術為一體，以組合化學、藥學基因（功能抗原學、生物信息學等高技術為依托，以分子遺傳學、分子生物、生物物理等基礎學科的突破為后盾形成的產業。

1 生物制藥

目前生物制藥主要集中在以下幾個方向：

1.1 腫瘤 在全世界腫瘤死亡率居首位，美國每年診斷為腫瘤的患者為100萬，死于腫瘤者達54.7萬。用于腫瘤的治療費用1020億美元。腫瘤是多機制的復雜疾病，目前仍用早期診斷、放療、化療等綜合手段治療。今后10年抗腫瘤生物藥物會急劇增加。如應用基因工程抗體抑制腫瘤，應用導向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤，應用基因治療法治療腫瘤(如應用γ-干擾素基因治療骨髓瘤)。基質金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長，阻止腫瘤生長與轉移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑，已有3種化合物進入臨床試驗。

1.2 神經退化性疾病 老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風及脊椎外傷的生物技術藥物治療，胰島素生長因子rhIGF-1已進入Ⅲ期臨床。神經生長因子(NGF)和BDNF(腦源神經營養因子)用于治療末稍神經炎，肌萎縮硬化癥，均已進入Ⅲ期臨床。美國每年有中風患者60萬，死于中風的人數達15萬。中風癥的有效防治藥物不多，尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少，Cerestal已證明對中風患者的腦力能有明顯改善和穩定作用，現已進入Ⅲ期臨床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重組tPA)用于中風患者治療，可以消除癥狀30%。

1.3 自身免疫性疾病 許多炎癥由自身免疫缺陷引起，如哮喘、風濕性關節炎、多發性硬化癥、紅斑狼瘡等。風濕性關節炎患者多于4000萬，每年醫療費達上千億美元，一些制藥公司正在積極攻克這類疾病。

1.4 冠心病 美國有100萬人死于冠心病，每年治療費用高于1 170億美元。今后10年，防治冠心病的藥物將是制藥工業的重要增長點。Centocor′s Reopro公司應用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復心臟功能取得成功，這標志著一種新型冠心病治療藥物的延生。

基因組科學的建立與基因操作技術的日益成熟，使基因治療與基因測序技術的商業化成為可能，正在達到未來治療學的新高度。轉基因技術用于構造轉基因植物和轉基因動物，已逐漸進入產業階段，用轉基因綿羊生產蛋白酶抑制劑ATT，用于治療肺氣腫和囊性纖維變性，已進入Ⅱ，Ⅲ期臨床。大量的研究成果表明轉基因動、植物將成為未來制藥工業的另一個重要發展領域。

2 制藥新技術分析

未來生物技術將對當代重大疾病治療劑創造更多的有效藥物，并在所有前沿性的醫學領域形成新領域。 生物學的革命不僅依賴于生物科學和生物技術的自身發展，而且依賴于很多相關領域的技術走向，例如微機電系統、材料科學、圖像處理、傳感器和信息技術等。盡管生物技術的高速發展使人們難以作出準確的預測，但是基因組圖譜、克隆技術、遺傳修改技術、生物醫學工程、疾病療法和藥物開發方面的進展正在加快。

除了遺傳學之外，生物技術還可以繼續改進預防和治療疾病的療法。這些新療法可以封鎖病原體進入人體并進行傳播的能力，使病原體變得更加脆弱并且使人的免疫功能對新的病原體作出反應。這些方法可以克服病原體對抗生素的耐受性越來越強的不良趨勢，對感染形成新的攻勢。

除了解決傳統的細菌和病毒問題之外，人們正在開發解決化學不平衡和化學成分積累的新療法。例如，正在開發之中的抗體可以攻擊體內的可卡因，將來可以用于治療成癮問題。這種方法不僅有助于改善癮君子的狀況，而且對于解決全球性非法貿易問題具有重大影響。

各種新技術的出現有助于新藥物的開發。計算機模擬和分子圖像處理技術(例如原子力顯微鏡、質量分光儀和掃描探測顯微鏡)相結合可以繼續提高設計具有特定功能特性的分子的能力，成為藥物研究和藥物設計的得力工具。藥物與使用該藥物的生物系統相互作用的模擬在理解藥效和藥物安全方面會成為越來越有用的工具。例如，美國食品藥物管理局(FDA)在藥物審批的過程中利用Dennis Noble的虛擬心臟模擬系統了解心臟藥物的機理和臨床試驗觀測結果的意義。這種方法到2015年可能會成為心臟等系統臨床藥物試驗的主流方法，而復雜系統(例如大腦)的藥物臨床試驗需要對這些系統的功能和生物學進行更為深入的研究。

藥物的研究開發成本目前已經高到難以為繼的程度，每種藥物投放市場前的平均成本大約為6億美元。這樣高的成本會迫使醫藥工業對技術的進步進行巨大的投資，以增強醫藥工業的長期生存能力。綜合利用遺傳圖譜、基于表現型的定制藥物開發、化學模擬程序和工程程序以及藥物試驗模擬等技術已經使藥物開發從嘗試型方法轉變為定制型開發，即根據服藥群體對藥物反應的深入了解會設計、試驗和使用新的藥物。這種方法還可以挽救過去在臨床試驗中被少數患者排斥但有可能被多數患者接受的藥物。這種方法可以改善成功率、降低試驗成本、為適用范圍較窄的藥物開辟新的市場、使藥物更加適合適用對癥群體的需要。如果這種技術趨于成熟，可以對制藥工業和健康保險業產生重大影響。

3 結束語

綜合多學科的努力，通過新技術的創立可以大大拓寬發明新藥的空間，增加發明新藥的機遇與速度。因為這些手段可以尋找快速鑒定藥物作用的靶，更有效地發現更多新的先導物化學實體，從而為發明新藥提供更加廣闊的前景。

參考文獻:

[1] 張蕊,田澎. 生物制藥產業現狀分析及我國企業的發展戰略[J] 工業工程與管理, 2011,(05) .

篇9

[關鍵字]PLA骨釘；生物可降解材料；金屬合金材料；內置骨固定材料；二次手術；并發癥

[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綜述

骨釘是一種骨內固定物，具有固定、維持骨折處的穩定的作用。[1]骨折愈合的基本病理過程包括骨折局部血腫機化、骨痂形成和骨塑形成3個階段。根據Wolf定律，生物學骨折固定的要求為：在骨折愈合早期使骨斷端堅強固定；在骨痂形成期（臨床愈合期）使骨折斷端有微動；在骨折臨床愈合后進入骨塑形期，骨折局部應有應力通過等。[2]即骨折內固定物必須具有在骨折處最小移動的幾何對齊、傳遞壓力功能和避免過度拉或剪切應力通過的作用。

隨著現代醫學的發展，對材料的性能提出了復雜而嚴格的多功能要求，這是大多數金屬材料和無機材料難以滿足的；而合成高分子材料與生物體（天然高分子）則有著極其相似的化學結構，具有良好的物理－機械性能，一定的生物相容性及簡便的生產、加工成型特性，使其在生物醫用領域占絕對優勢。其中，生物可降解高分子最引人注目。因為醫用高分子除具有一定的強度、剛度、韌性及生物學相容性外，還必須具備一定的生物降解性，以便被生物體內吸收或排泄，可以免除患者需二次手術的痛苦。[3]骨釘也由原來的金屬合金骨釘向生物可降解材料骨釘發展。

1.1骨釘材料的發展

60年代初，骨折部位的內固定并不是用骨釘，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生物穩定，如果固定失敗，將很難從骨中除去而對人體產生不良影響。于是發展了非骨水泥方法用螺釘代替粘接，以求早期固定，一旦待新生骨向預留孔隙間生長達到一足應力要求后，金屬螺釘將被取出。[4]以金屬螺釘作為骨的內固定物標志著固定的誕生。重點介紹骨釘材料的兩種類型。

1.1.1金屬型

金屬合金材料（不銹鋼、鈷基合金、鈦合金等）骨釘具有良好的力學性能，能實現早期的堅強固定，尤其是承受重力的骨，療效可靠。但其有三個顯著的缺點：①由于金屬合金材料骨釘的力學性能和人體致密骨的不匹配，而且其力學性能不能隨骨折愈合過程而動態變化，出現了醫學上的“應力遮擋效應”，導致骨質疏松或自身骨退化，影響骨愈合后的強度。[5]②這種金屬合金材料材質決定了其長期埋入人體組織體液內，易于電解磨損和腐蝕，導致局部的炎癥反應和組織壞死。③金屬合金材料骨釘需要進行二次去除手術，增加患者經濟、心理及身體上的負擔。

90年代初，生物陶瓷引起了人們的重視。在骨釘領域也得到了應用。在金屬合金材料骨釘表面涂上一層Al2O3或ZrO2陶瓷涂層，其隔絕了金屬與骨組織等直接，避免了上述金屬合金材料骨釘的前兩個缺點。而且含有人體骨組織等形成的化學元素成分的陶瓷涂層直接和骨組織等形成了礦化物的結合，對生物相容性差的金屬合金材料骨釘意義重大。

非晶金剛石涂層具有優良的耐用性，即使一些骨釘被安裝了很多次也沒有明顯的分層。由于涂層的惰性和生物多樣性使得機體產生最低限度的反應，提高骨連接的速率。

無論是生物陶瓷涂層，還是非晶金剛石涂層，這些無機涂層對在一定程度上提高了金屬合金材料骨釘的性能。

1.1.2生物可降解材料骨釘

隨著現代醫學的發展，生物可降解材料現己成為骨內固定材料研究的熱點。

生物可降解性骨釘具有生物可降解吸收性和力學性能的衰減性，免除患者需二次手術的痛苦。生物可降解性骨釘的三個優勢恰好是金屬合金材料骨釘的缺點。在理論上最符合骨折生物學固定的要求。

使用高強度的可降解吸收性材料作骨內固定材料，在骨折早期能實現堅強固定，隨著自身骨的愈合，可降解材料的強度、剛度不斷衰減，其載荷可逐步轉到新生骨上，滿足骨折愈合動力學的要求。克服了應力遮擋，提高了自身骨的修復效果。因此，高強度的可降解吸收性骨內固定材料在骨內固定治療中具有重要的科學意義和廣闊的應用前景。[2]

在體內能被降解吸收的有機低分子化合物有許多，但具備骨折內固定物所需要的理化特性的卻僅有很少幾種。比較適宜的是聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸和聚對二氧六環。除了這些同聚體外，各種聚乙醇酸和聚乳酸的共聚體也必被廣泛試用。這些化合物在化學結構上屬α－聚酯。[6]特別值得一提的是，聚己內酯（PCL）作為骨釘已應用于臨床。

可吸收固定物的價格昂貴。一付55mm纖維增強棒的價格是同型號金屬表層多孔螺絲的15倍。一根歐洲進口的生物可降解材料骨釘需要一千多元。

1.2目前PLA骨釘的研究成果

1.2.1聚乳酸（PLA）

聚乳酸（PLA），也稱聚丙交酯，是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經由發酵過程制成乳酸，再通過化學合成轉換成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，聚乳酸制品廢棄后在土壤或水中，3O天內[7]會在微生物、水、酸和堿的作用下徹底分解成CO2和H2O，不污染環境，這對保護環境非常有利，是公認的環境友好材料。因此，聚乳酸是一種真正意義上的能完全降解的生物環保材料，被視為繼金屬材料、無機材料、高分子材料之后的“第四類新材料”[8]。

PLA是一種重要的脂肪族聚酯類生物降解材料，無毒、無刺激，具有良好的生物相容性，在生物醫學領域被廣泛用作組織工程、人體器官、藥物控制釋放、仿生智能等材料。然而，PLA存在不少缺陷，比如性脆（純的PLA斷裂伸長率僅為6％[9]）、耐沖擊性差、在自然條件下降解速率較慢、與軟組織的相容性差、合成過程較為復雜造成產品價位高等，不利于PLA的廣泛應用。因此，對PLA進行改性制備PLA基生物降解性高分子材料成為高分子材料研發的熱點。[10]PLA改性方法主要有物理改性：如填充、增塑、共混；化學改性：如嵌段共聚、接枝共聚。

尤其是PLA的脆性大、抗沖擊性差極大的限制了其在骨釘領域的發展，因此，需要對其進行增韌改性。增韌改性可以通過共混和共聚兩大類方法來進行。其中，共混增韌是獲得新型聚合物材料的最有效方法，且投入少，見效快，效益高。PLA與PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT（聚己二酸-對苯二甲酸丁二酯）等可生物降解樹脂共混，材料受到沖擊時，內部會形成微裂紋而吸收大量的能量，從而起到很好的增韌效果。[11]共聚增韌是通過與其他單體進行共聚反應，在PLA分子鏈上引入另一種分子鏈，降低分子鏈的規整度，或者削弱高分子鏈間的相互作用力，可提高PLA的抗沖擊性能。

1.2.2 PLA骨釘的研究成果

大多數的PLA骨釘研究結果表明，在一定時間內，PLA骨釘和金屬合金材料骨釘的治療效果無顯著性差別，但PLA骨釘不需要二次取出手術顯示了明顯的優勢。這種優勢使得PLA骨釘、PCL骨釘等生物可降解材料骨釘的研究日益受到重視。

Bostman在五年內治療了881例不同類型的骨折患者。在相同的治療時間內，與ASIF型釘板固定作比較，結果表明無明顯差異。Verkeyen等人用羥基磷灰石充填聚乳酸（PLLA-HA）材料，研究表明，其具有很高的壓縮強度和抗張強度。[12]1984年Tormala等研制出自增強聚羥基乙酸和自增強聚L乳酸等可吸收性骨內固定復合材料，其強度可與ASIF相媲美，已應用于臨床治療腳部骨折。[12]

浙江溫州市第三人民醫院胸心外科鄒宗望[13]等用左旋聚乳酸骨釘對19例多發性肋骨骨折患者治療，結果均治愈且無并發癥。Partio等[14]用左旋聚乳酸螺絲固定51例多處骨折患者無一失敗。

但在眾多研究成果出現的同時，有的研究發現，PLA骨釘植入體內會引發并發癥。Bostman等[15]查閱了一個創傷中心516例用聚乙醇酸或聚乙醇酸和聚乳酸共聚物制作棒治療患者的情況，經過統計得：固定失敗需再次進行手術的概率為1.2%，切口細菌感染率為1.7%，遲發非細菌性炎性組織反應需手術引流率為7.7%。遲發炎癥反應的主要特點是相當持久，手術后近期內患者沒有局部或全身因創口問題的特征。之后，在愈合創口上突然產生疼痛、紅斑及波動性膿腫。骨折固定至臨床反應出現平均時間為12周（7-12周）。據文獻[16]報道，PLLA植入人體3年后，在緩慢降解的后期出現炎癥和腫脹并發癥。

1.3總結

目前，雖然金屬合金骨釘技術已經非常成熟，但是生物可降解材料骨釘不可比擬的優勢――生物可降解吸收性、力學性能的衰減性和免除患者需二次手術痛苦，正在推動其迅速發展。PLA的脆性、抗沖擊性差、在自然條件下降解速率較慢、與軟組織的相容性差、合成過程較為復雜造成產品價位高等限制了其發展，尤其脆性、抗沖擊性差極大阻礙了其作為骨釘的臨床應用，所以對PLA進行增韌改性，使其具有骨釘高強度、高抗沖擊性能的要求。目前，PLA骨釘已成為研究的熱點。眾多研究表明，同一時期內，PLA骨釘固定骨折的效果和金屬合金材料無明顯差別，而且無需進行二次手術。但也有少部分研究表明PLA骨釘將引發并發癥，這將有待進一步的實驗研究。

參考文獻：

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篇10

(學生記者余坤臨床醫學院11臨床胡雪松)10月22日，2010級口腔醫學院的全體同學舉辦了“創先爭優，勵志青春”為主題的討論會。同學們紛紛表示，一定會珍惜現在的幸福生活，將創先爭優的精神內化為刻苦學習，奮發有為的動力，立志報效祖國，讓青春生輝。

(10口腔許敏)10月22日，在合肥國購廣場固定捐血點，臨床醫學院11臨床C大班15小班組織了一場捐血活動。在小班長的帶領下，同學們踴躍捐獻愛心血液。

(臨床醫學院 11臨床 王文娟)10月22日，第一臨床學院第一黨總支第三黨支部在蜀山區西園小區開展社區義診活動。項目包括健康咨詢、為社區居民免費測量血壓等。西園社區居民及附近居民50多人積極參與。

(學生記者童立青)10月22日，口腔醫學院10級同學在學生藝苑隆重舉行2011年度迎新晚會，現場氣氛熱烈，同學們情緒高漲。 (10口腔許敏)10月22~24日，我校在校園文化藝術廣場開辦了跳蚤市場，課外書籍、隨堂筆記、生活用品、休閑等等吸引了很多人的眼球。

(10級生物技術蘇軍)10月22日，09本碩舉辦了名為“我愛記歌詞”的歌詞記憶大賽，活動中參賽選手不僅深情演唱了廣為流傳的流行歌曲，也對一些著名的紅歌進行了演唱。最終，本碩5班在參賽隊伍中脫穎而出，取得第一名。 (09本碩 孟濤)10月23日，第一臨床學院第一分團委2009級臨床醫學團總支舉行了“立志青春創先爭優”主題團日系列活動之安徽博物新館之行。 (09臨床唐昊李健)10月23日，以“芙蓉百花開，社團齊放彩”為主題的2011年迎新晚會于臨床醫學院多功能廳舉辦。此次活動由共青團安徽醫科大學委員會主辦，校學生團體工作委員會承辦。(臨床醫學院10臨床余坤11臨床梅俊)10月23日，公共衛生學院32小班開展了“愛心之旅———走進老年公寓”的主題團日活動，同學們與老人聊天，幫助他們打掃房間，還準備了豐富多彩的文藝節目。

(10級婦幼許琳)10月24日，09本碩舉行了關于學書記“七一講話”精神的報告會。會上，學生黨員代表就“七一講話”的內容進行了講述，并和同學們分享了學習心得。

(09本碩孟濤)10月24日，第一臨床學院第二黨總支2011級臨床本碩全體同學到包河區九九夕陽紅老年公寓，開展了“拒絕冷漠，傳遞溫暖”活動。同學們主動為老人們梳理頭發，修剪指甲，打掃房間，整理院內花草。 (08影像王怡)10月25日，學校召開2011級全科醫學專業教育報告會。公衛學院副院長胡傳來，第一臨床學院第一黨總支副書記鄭圣德參加了此次報告會。報告會講述了為什么創建全科醫學和全科醫學未來的發展前景。(11臨床全科劉錢虎)10月26日，由臨床醫學院學生會舉辦的2011屆新生寢室文化設計大賽落下帷幕。經評比，5#209,5#123,5#112分別獲得男生寢室一、二、三名，2#406,2#415,1#325分別獲得女生寢室一、二、三名。(臨床醫學院2011臨床醫學韓子晨)

校內簡訊10月27日，深圳康寧醫院院長劉鐵榜在我校做了題為“從精神病到精神衛生”的學術報告。第一臨床學院第一黨總支心理系200多名同參加報告會。(09心理郝陽陽)10月27日，在“勵志青春，創先爭優”主題團日的引領下，10級醫學美容專業全體同學到科技館參觀，進一步體驗科技帶給我們的便利和樂趣。

(10級醫學美容王麗)10月28日，第一臨床學院第二黨總支10級本碩在校大食堂門口舉辦了主題為“勵志青春，創先爭優”的系列活動。主辦方邀請同學們提供周邊勵志人物的相關資訊并將自己的感想寫在便貼紙貼上展板。(10級醫學檢驗韋巍)10月29~30日，衛管學院挑戰者協會舉辦了跳蚤市場活動。將同學們不用的書籍、飾品等以低價購入再售出，幫助同學的同時也使商品充分發揮價值。

(學生記者段文娟)10月29日，由生物醫學工程主辦，生物技術和院學生會協辦的生命科學院晚會在校圖書館一樓多功能報告廳成功舉辦。生科院師生出席了本次盛大的聯誼晚會。

(10級生物技術蘇軍)10月29日，第一臨床學院第二黨總支第一黨支部新發展黨員赴大蜀山烈士陵園舉行了“緬懷革命先烈不辱黨員使命、銘記入黨誓詞確保創先爭優”為主題的新黨員入黨宣誓暨黨課教育活動。

(08影像王怡)10月29日，由中國聯通合肥分公司承辦的亞洲偶像天團至上勵合歌友會在我校體育館隆重舉行。歌友會上，至上勵合用歌聲激勵我們大學生要為自己的夢想勵志、奮斗。 (10醫檢張文靜)10月29日，09本碩舉行影視配音大賽，以充滿趣味的活動形式追溯建黨偉業，紀念革命先輩。

(10級醫學檢驗韋巍)10月29日，第一臨床學院第二黨總支學生會在排球場舉辦了“別開生面”的趣味運動會。社實部、生活部、女生部分別榮獲此次比賽的一、二、三等獎。

(11本碩羅濤11影麻李王月豪)10月29日，09法學60小班的同學們舉辦了一次以“走近徽文化，生活更多彩”為主題的班會活動，同學們前往日前從上海“打包”回到娘家的安徽世博館參觀。