發布時間:2023-12-29 14:49:07
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的生物醫學工程的發展歷史樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
科交叉的邊緣科學,它是用現代科學技術的理論和方法,研究新材料、新技術、新
儀器設備,用于防病、治病、保護人民健康,提高醫學水平的一門新興學科。
生物醫學工程在國際上做為一個學科出現,始于20世紀50年代,特別是隨著宇
航技術的進步、人類實現了登月計劃以來,生物醫學工程有了快速的發展。在我
國,生物醫學工程做為一個專門學科起步于20世紀70年代,中國醫學科學院、中
國協和醫科大學原院校長、我國著名的醫學家黃家駟院士是我國生物醫學工程學
科最早的倡導者。1977年中國協和醫科大學生物醫學工程專業的創建、1980年中
國生物醫學工程學會的成立,有力地推進了我國生物醫學工程的發展。目前,我
國許多高校科研單位均設有生物醫學工程機構,從事著生物醫學的科研教學工作
,在我國生物醫學工程科學事業的發展中發揮著重要作用。
顯微鏡的發明“解剖”一詞由希臘語“Anatomia”轉譯而來,其意思是用
刀剖割,肉眼觀察研究人體結構。17世紀LeeWenhock發明了光學顯微
鏡,推動了
解剖學向微觀層次發展,使人們不但可以了解人體大體解剖的變化,而且可以進
一步觀察研究其細胞形態結構的變化。隨著光學顯微鏡的出現,醫學領域相繼誕
生了細胞學、組織學、細胞病理學,從而將醫學研究提高到細胞形態學水平。
普通光學顯微鏡的分辨能力只能達到微米(μm)級水平,難以分辨病毒及細胞
的超微細結構、核結構、DNA等大分子結構。而20世紀60年代出現的電子顯微鏡,
使人們能觀察到納米(nm)級的微小個體,研究細胞的超微結構。光學顯微鏡和電
子顯微鏡的發明都是醫學工程研究的成果,它們對推動醫學的發展起了重要作用
。
影像學診斷飛躍進步影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要發展最快的領域
之一。50年代X光****和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法,而今天由于X線CT技
術的出現和應用,使影像學診斷水平發生了飛躍,從而極大地提高了臨床診斷水
平。即計算機體斷層攝影(computedtomographyCT),即是利用計算機技術處理人
體組織器官的切面顯像。X線CT片提供給醫生的信息量,遠遠大于普通X線照片觀
察所得的信息。目前,螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已經問世,能快速掃描
和重建圖像,在臨床應用中取代了多數傳統的CT,提高了診斷準確率[1]。醫學
工程研究利用生物組織中氫、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonanc
e)原理。研制成功了核磁共振計算機斷層成像系統(MRI),它不僅可分辨病理解剖
結構形態的變化,還能做到早期識別組織生化功能變化的信息,顯示某些疾病在
早期價段的改變,有利于臨床早期診斷。可以認為MRI工程的進步,促進了醫學診
斷學向功能與形態相結合的方向發展,向超快速成像、準實時動態M
RI、MRS發展。根據核醫學示蹤,利用正電子發射核素(18F,11C,13N)的原理,
創造的正電子發射體層攝影(PET),是目前最先進的影像診斷技術。美國新聞媒體
把PET列為十大醫學生物技術的榜首。PET問世不過30年歷史,但它已顯示出對腫
瘤學、心臟病學、神經病學、器官移植,新藥開發等研究領域的重要價值[2]。
影像學診斷水平的不斷提高,與20世紀生物醫學
工程技術的發展密切相關。
介入醫學問世介入醫學是一種微創傷的診療技術。Dotter和Judkin(1964年
)是最早使用介入技術治療疾病的創始人,他們用導管對下肢動脈阻塞性病變進行
擴張治療取得成功。1967年Margulis首先使用過介入放射學(InterventionalRa
diology),這是醫學文獻出現“介入”一詞的最早記載。1977年Gruenzing成功
地進行了首例冠狀動脈球囊擴張術獲得成功以后,介入性診療技術由于其創傷小
、患者痛苦少,安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀80年代隨著生物醫學工程的發
展,高精度計算機化影像診查儀器、數字減影血管造影(DSA)、射頻消融技術以及
高分子(high-polymer)新材料制成的介入技術用的各種導管相繼問世,使介入性
診療技術發生了飛速進步,臨床應用范圍不斷擴大,從心血管、腦血管、非血管
管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應證,并使診療效果明顯提高
,患者可減免許多大手術之苦。有人把介入診療技術視為與藥物診療、手術診療
并列的臨床三大診療技術之一,也有人把介入診療技術稱之為20世紀發展起來的
臨床醫學新領域--介入醫學[3,4]。
人工器官的應用當人體器官因病傷已不能用常規方法救治時,現代臨床醫
療技術有可能使用一種人工制造的裝置來替代病損器官或補償其生理功能,人們
稱這種裝置為人工器官(artificialorgan)。如20世紀50年代以前,風濕性心臟
瓣膜病的治療,除了應用抗風濕藥物、強心藥物對癥治療外,對病損的瓣膜很難
修復改善,不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以應用人工心肺機體外循環技
術,在心臟停跳狀態下切開心臟,進行更換人工瓣膜或進行房、室間隔缺損的修
補,使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復健康。心外科之所以能達到今天這樣
的水平,主要是由于人工心肺機的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工血管等新材
料、新技術的結果[5]。
腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良,而人工腎血液透析技術已挽救了大量腎病
晚期患者的生命,腎病治療學也因此有了很大進步。
現代生物醫學工程中人工器官的發展也非常迅速,除上述人工器官外,人工關
節、人工心臟起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應用,使千千
萬萬的患者恢復了健康。可以說,人體各種器官除大腦不能用人工器官代替外,
其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
此外,放射醫學、超聲醫學、激光
醫學、核醫學、醫用電子技術、計算機遠程
醫療技術等先進的醫療技術和儀器設備都是現代醫學工程研究開發的成果,綜上
可見,20世紀生物醫學工程的發展,顯著提高了醫學診斷和治療水平,有力地推
動著醫學科學的進步。
21世紀生物醫學工程展望縱觀醫學新技術誕生和發展的歷史,從倫琴發現
X線到今天X射線診療技術的發展,從朗茲萬發現超聲波到今天B超診斷的廣泛應用
,從布洛赫和伯塞爾發現核磁共振到今天MRI的問世,從赫斯費爾德發明CT到今天
CT成像系統的應用,都是以物理學工程技術為基礎、醫學需求為前提發展起來的
醫學新技術。循著20世紀醫學發展的軌跡,我們有理由預測21世紀新的醫學診療
技術可能在以下10個方面有重大突破和創新:
(1)各種診療儀器、實驗裝置趨向計算機化、智能化,遠程醫療信息網絡化,
診療用機器人將被廣泛應用。[6]
(2)介入性微創,無
創診療技術在臨床醫療中占有越來越重要的地位。激光技
術,納米技術和植入型超微機器人將在醫療各領域里發揮重要作用。
(3)醫療實踐發現單一形態影像診查儀器不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著
PET的問世和應用,形態和功能相結合的新型檢測系統將有大發展。非影像增顯劑
型心血管、腦血管影像診查系統將在21世紀問世。
(4)生物材料和組織工程將有較大發展,生物機械結合型、生物型人工器官將
有新突破,人工器官將在臨床醫療中廣泛應用。
(5)材料和藥物相結合的新型給藥技術和裝置將有很大發展,植入型藥物長效
緩釋材料,藥物貼覆透入材料,促上皮、組織生長可降解材料,可逆抗生育絕育
材料、生物止血材料將有新突破。
(6)未來醫療將由治療型為主向預防保健型醫療模式轉變。為此,用于社區、
家庭、個人醫療保健診療儀器,康復保健裝置,以及微型健康自我監測醫療器械
和用品將有廣泛需求和應用。
(7)除繼續努力加強生
物源性疾病防治外,對精神、心理、社會源性疾病的防
治診療技術和相應儀器設備的研制受到越來越多的重視與開發,研制精神分析、
心理安撫、生物反饋型診療技術和設備將是生物醫學工程的新起點。
(8)創傷是造成青年人群死亡的主要原因,研制新型創傷防護裝置、生命急救
系統是未來生物醫學工程的重要課題。論文幫
(9)即將迎來的21世紀是分子生物學時代,有關分子生物學的診療新技術將快
速發展,遺傳、疾病基因診療技術,生物技術和微電子技術相結合的DNA芯片、雪
白芯片和診療系統將被廣泛應用。
(10)空氣污染、環境污染嚴重危害著人類健康,研究和開發勞動保護、家庭保
健、個人防護用的人工氣候微環境是未來不能忽視的問題。
1997年我國了關于衛生工作改革與發展的決定,提出了奮斗目標:“到2
000年,基本實現人人享有初級衛生保健”,到2010年國民健康的主要指標在經濟
發達地區達到或接近世界中等發達國家水平,在欠發達地區達到發展中國家的先
進水平。1999年國家科技部召開了“發展生物醫學工程技術戰略研討會”,國家
工程院開展了有關發展我國醫療器械工業戰略研究等,對推動生物醫學工程產業
發展、落實創新工程戰略布置起著重要作用。20世紀人類與疾病做斗爭,在醫學
診療技術上取得了重大成就;但面向21世紀的巨大挑戰,我們要動員起來,調整
政策,制定規劃,改革醫學研究教學的舊模式,發揮現代科學多學科交叉合作的優
勢,創建全新的生物醫學,為人民造福。
參考文獻
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生物醫學工程專業英語是高校生物醫學工程專業普遍開設的專業課程之一,課程內容包括本專業知識和英語知識,與學生在大一大二時上的大學英語課有所不同。筆者根據近年在河南科技大學醫學技術與工程學院生物醫學工程專業英語課中的教學經驗,結合大多數學生的反饋,總結生物醫學工程專業英語課程教學過程中的缺點與不足,并在教材編寫、教學方式、學習方法和技巧等方面提出改革措施。
1教學中存在的問題
1.1教材老化
河南科技大學醫學技術與工程學院生物醫學工程專業英語一直使用幾年前的自編教材,教材內容單調,沒有系統性。生物醫學工程領域的發展日新月異,教材無法緊跟時代,顯得有些老化,需要選擇更合適的教材。但目前生物醫學工程專業英語缺乏統一的教材,難以滿足教學要求,更達不到培養既通外語又懂專業的復合型人才的要求[1]。
1.2教學方式落后
目前高校對專業英語的教學并沒有足夠的重視,教學方式大部分仍然是傳統的板書,而生物醫學工程專業英語的特點是醫學名詞多,合成詞多,單詞長,拼寫難,長句較多,但句子結構并不難,語法較簡單。以板書的方式教學,形式單一,實際講授內容較少,學生感覺枯燥而且難學,普遍不感興趣,因此急需改革教學方法,調動學生的積極性。
1.3考核方式單一
專業英語期末考核往往是由任課教師從教材或其他英語文獻中摘取幾段讓學生翻譯成漢語,這種考核方式太單一,與一般的英語考試也有所區別,而且與學生聽說讀寫的英語綜合能力考核的要求相差甚遠。
2教學改革的3個方面
針對以上教學中存在的問題,結合學院的實際,在生物醫學工程專業英語課程的教學改革中應明確:以提高學生專業英語水平為目標,重新編寫教材,改革教學方法,引入多媒體教學,提高學生的學習興趣,并改革課程考試方法,真正考察學生對課程掌握情況及英語水平的進步程度。
2.1重新編寫教材
針對生物醫學工程專業已學完公共英語的大三學生重新編寫一本專業英語教材。生物醫學工程是運用工程技術手段解決生物學及醫學上的問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務的一門交叉學科,內容廣泛,因此在選材時要充分考慮專業領域最新的發展方向,系統規劃,利用各種資源開發教材,確保章節、單元內容適應專業課的教學需求。所編教材共有6個單元的內容:第一單元是生物醫學工程專業簡介,包括專業發展歷史及現狀、具體涉及的領域及生物醫學工程師的具體工作;第二單元是常用生物醫學儀器的介紹;第三單元是醫學影像學的各種方法、目前醫院及科研中常見的各種影像儀器的原理與使用等;第四單元是醫院管理,主要介紹醫院管理系統HIS及其下屬的各個小系統,以PACS為重點進行分析;第五單元是生物材料和組織工程;第六單元是康復工程和生物力學。
2.2使用多媒體教學方式
專業英語課程使用板書的教學方式會因為書寫板書而浪費很多時間,課堂教學效果也不是很好。而采用多媒體教學,教師可以充分地利用課堂時間為學生講解課文中的生詞、長句,通過多媒體教學軟件的演示,將語言、文字、圖像等多種與課程內容相關的信息顯示在屏幕上,使原本枯燥的內容變得有聲有色,大大提高了學生學習的興趣,激發了學生學習的積極性、主動性,授課效率大有提高。比如較長的專業詞匯,學生剛學時感到很吃力,教師可以通過多媒體教學聲音與動畫結合的演示,將單詞的拼寫以動畫的形式在屏幕上演示,并在課件中加入單詞的讀音;而文中的長句則可以用不同的顏色標出句子的主干及關鍵詞,這樣加深學生對生詞和長難句的理解和記憶,教學效果很好。
2.3課程考核方法的改進
盡管目前已有很多高校取消了英語四六級考試與畢業掛鉤的要求,但由于就業困難,許多大學生仍然十分重視四六級考試。因此,在專業英語的課程考核當中,可以考慮使用四六級考試的多樣化題型來考查專業英語的內容,而不僅僅像以前那樣簡單地出一些翻譯題型。這樣不僅考核了專業英語的學習情況,對學生來說也是一次四六級考試的實戰練習,引起學生的重視,也提高了積極性。
生物材料產業概況
生物材料的定義
生物材料也叫生物醫用材料,是一種植入生命系統內或與生命系統相結合而設計的物質,它與生命體不起藥理反應。主要用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、檢查及治療疾患等醫療、保健等領域,能執行、增進或替換因疾病、損傷等失去的某種功能或能恢復缺陷部位,其作用藥物不可替代。
生物材料的發展已經有非常長的歷史,自人類認識了解材料起,就有了生物材料端倪。有學者依據生物醫學材料的發展歷史及材料本身的特點,將已有的材料分為三代,它們各自都有自己明顯的特點和發展時期,代表了生物醫學材料發展的不同水平,如圖1所示。
生物材料的分類
當今社會醫學水平的提高以及人類生活質量的改善,大大促進了生物材料的發展,生物材料應用廣泛,品種眾多,根據不同的分類標準,生物材料可以分為見表1。
Two
國內外生物材料產業發展現狀
生物材料產品的研究與開發不僅具有巨大的經濟效益又兼有重大的社會效益。隨著人類文明進步以及經濟的快速增長,人類更加注重生活品質,更加注重康復和保健,這給予生物材料產業龐大的市場。與此同時,交通工具大量涌現,生活節奏加快,這給疾病、自然災害、意外事故的發生提供了溫床。因此,發展用于人體組織和器官再生與修復的生物醫用材料具有重大社會效益。
國際生物材料產業發展現狀
國際社會日益重視生物材料的研究與產業發展。生物材料的研究和產業化對社會和經濟的重大作用正日益受到各國政府、產業界和科學界的高度重視,其研究與開發被許多國家列入高技術關鍵新材料發展計劃,并迅速成為國際高技術制高點之一。美國國防部將生物材料列入5 種高技術關鍵新材料發展規劃。德國、日本、加拿大、法國、澳大利亞及韓國等國家和地區紛紛公布自己的生物材料研究計劃及巨額投資來吸引人才或引導投資,以期能夠在此領域內的世界性競爭中占一席之地。目前,美國、西歐、澳大利亞和日本均組建了10余個高級別多學科交叉的國家生物材料與工程中心。
生物材料產業的經濟地位日益提高,有望成為本世紀世界經濟新的增長點。近年來,世界生物材料市場發展勢頭更為迅猛,其發展態勢可與信息、汽車產業在世界經濟中的地位相比。全球生物材料市場規模迅猛擴張,其中1995年至2010年期間,全球生物材料市場規模增長了19倍,達到了4000億美元。
就市場需求面而言,主要市場增長動力來自于歐、美、日等國家老年人口數目提升及慢性疾病問題逐漸增加,對于人工關節等骨科應用及心臟支架等心血管應用的需求持續攀升,預期未來市場將仍維持穩定成長趨勢。同時由于全球生醫材料的應用領域的擴展、產品技術的改良和人們對生物材料產品接受度的逐漸提升,也是促使生物材料市場需求和提升市場規模的主要推動力。預計在不久的將來生物醫用材料及其制品產業成為本世紀經濟的一個支柱性產業。
國內生物材料產業發展現狀
我國生物材料產業起步于上世紀80年代初期,到現在為止,仍然屬于起步階段。我國生物醫用材料研制和生產迅速發展,初具規模,已經成為一個新興產業,總產值的增長率遠高于國民經濟平均發展速度。從上世紀90年代到2011年,我國生物產業年均增長均超過20%。然而,我國生物材料產業所占全球生物材料市場份額較低,最高時僅占2%左右。
我國生物材料發展起步晚,發展基礎薄弱。由于我國生物材料研究和產業化起步較晚,導致我國在生物材料市場全球競爭中失去先機。目前,我國生物材料企業產品沒有自己的專有產品和自主知識產權,生產的產品大都屬于在國外技術非常成熟且國外廠商并不愿意生產的初級產品。同時由于生產技術裝備、管理與操作工素質等因素,導致目前我國生產的生物材料質量一直處于中低檔水平,鮮見有高質量的國產生物材料。由于我國生物材料質量問題,我國生物材料與制品約有70%~80%需要進口,且我國生物材料和制品所占世界市場份額不足1.5%。
我國政府日益重視生物材料產業發展。2006年國務院的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》不僅將生物技術作為科技發展的5個戰略重點之一,同時在基礎研究等方面也給予了高度重視。2010年9月通過的《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》也將生物產業列入戰略性新興產業,并明確指出要求“加快先進醫療設備、醫用材料等生物醫學工程產品的研發和產業化,促進規模化發展”。在2011年7月科技部的《國家“十二五”科學和技術發展規劃》中第四部分“四、大力培育和發展戰略性新興產業”也明確指出要大力發展包括生物材料在內的生物產業。
我國生物材料產業市場前景廣闊。據民政部門報告,我國現有的肢體不健全患者已超過1500萬個,其中肢殘患者約800萬個;由類風濕引發的大骨節病患者有數百萬;冠心病患者已超過1000萬個;白內障盲人約500萬個;牙缺損和牙缺失患者高達3億~4億人;肝炎病毒攜帶者1.2億人;心血管病患者2000萬人;需計劃生育的育齡婦女2000萬人;伴隨人口老齡化(60歲以上的老年人口已達1.39億人,約占全國人口的10.69%) 的骨質疏松患者7000萬人;每年由于疾病、交通事故和運動創傷等造成的骨缺損和缺失患者人數近1000萬人;需要進行顱頜面等整形的人數有數千萬人。這還不包括數目龐大的各類軟組織、血液和器官疾病患者人數。
上述疾病的治療均需要生物材料,從而為生物材料產業創造了巨大的市場。據統計,僅2008年,包括生物材料在內的生物行業總產值就已經突破8000億元人民幣。在“十二五”發展熱點研討會上,中國工程院院士張興棟表示,生物醫學材料的技術和產業都處于起步階段,并在不斷變革之中,我國生物醫學材料市場正處于“井噴”前夕,前景比較廣闊;保守估計,到2015年,將實現銷售額200億美元,同期國際市場份額為6.2%,帶動相關產業收入將達600億美元。
Three
濱海新區生物材料產業發展現狀
濱海新區生物材料產業技術研發能力不強、產業基礎薄弱,尚處于起步階段。但關聯產業如生物醫藥、新材料均是濱海新區核心產業,有一定的產業基礎;南開大學、天津大學以及生物醫藥聯合研究院等科研實力雄厚的教學與研究機構在生物醫藥、新材料等領域都有很強的科研實力,這對濱海新區今后發展生物材料產業提供了可能。由此可見,雖然濱海新區發展現狀不盡人意,但是具有很大的市場發展潛力。
濱海新區研發能力不強,研究領域處于空白
根據布局在濱海新區的研究院所、高等院校等創新機構的研究方向發現,濱海新區雖然擁有國際生物醫藥聯合研究院、中科院天津工業生物技術研究所、南開大學泰達學院、天津大學濱海工業研究院以及天津科技大學等生物領域的研究與教學機構,但對于生物材料或生物醫學工程相關的研究基本處于空白。雖然南開大學和天津大學在生物材料領域科技成果產出較多,有較強的科研能力,但相關研發團隊基本分布在市內的校區,輻射濱海新區的能力有限。
產品結構單一、企業數量偏少
濱海新區擁有生物材料領域的企業較少,產品結構單一,企業分布也較分散,沒有形成完整的產業鏈。天津世紀康泰生物醫學工程有限公司(原天津泰達生物醫學工程股份有限公司)和天津國韻生物材料有限公司是濱海新區為數不多的生物材料公司。世紀康泰主要產品為人工晶體系列產品,而國韻生物材料主要產品則是可完全生物降解的生物基高分子材料聚羥基烷酸酯(PHA)及其應用產品,雖同屬濱海新區但產品相關度低,再加上濱海新區相關企業稀少,無法形成有力的產業發展合力。
政策支持乏力,濱海新區相關政策處于真空狀態
天津市有關支持生物材料發展的政策,僅有《天津市中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》中,在生物醫藥及工程技術領域提到“醫用納米生物材料與技術,骨科植入材料和醫用塑料技術與產品;”和新材料和納米技術領域中提到“生物醫學材料重點發展可控生物降解材料,具有天然生理功能的人工器官和組織工程材料,環境響應醫用材料,研究材料的生物相容性及其評價方法。”,后續具體的支持政策沒有出臺,僅停留在規劃層面。甚至在濱海新區十二五規劃中也沒有體現支持生物材料產業或生物醫學工程領域發展的相關內容。
Four
濱海新區應對策略
結合濱海新區生物材料產業發展所面臨的起步晚、研發能力不強、產業基礎薄弱等問題,提出以下建議。
加強原始創新研究,重點突破
當前,濱海新區生物材料領域原始創新能力偏低,原始創新研究成果稀少。為改變這一局面,建議一是根據“自主創新,重點跨越,支撐發展,引領未來”科技工作的指導方針,以市場需求為導向,選擇具有一定基礎和優勢、關系國計民生的關鍵領域,從濱海新區企業的緊迫需求出發,著力突破重大關鍵、共性技術,集中力量、重點突破,實現跨越式發展。二是積極推進企業、高校、科研院所的“產、學、研”合作,結合實際形勢,積極研發新產品,推動產品升級換代,提高產品附加值。
整合研究機構,協同創新
根據研究基礎、領域需求,整合研究機構和共享研究資源,避免散兵游勇獨立作戰,既可以避免重復研究,使科研長期處于低水平,也可以促進資源共享,提高研究水平,開發出更多附加值更高的產品,共同推動研究工作健康發展;理順、構建材料合成與選擇、體外實驗、動物實驗、臨床實驗等不同階段的試驗流程,避免因好的材料由于各種試驗不能按計劃完成導致無法報批形成產業化而造成不必要的損失;嚴格、規范和簡化報批程序,鼓勵跨領域、跨學科的科技人員協同創新,重視基礎研究和應用研究的銜接,重視技術集成。
注重科技招商,填補空白
針對濱海新區生物材料領域產業基礎薄弱、技術創新能力不強的問題,濱海新區應加大科技招商工作力度,以填補產業和技術空白為目標,以國家生物醫藥國際創新園、天津國際生物醫藥聯合研究院、中科院天津工業生物技術研究所、南開大學泰達學院、天津大學濱海工業研究、天津科技大學等創新機構和濱海新區生物醫藥科技企業孵化轉化載體、科技園區、科技企業孵化器、大學科技園等招商載體為招商引智平臺,有針對地吸引技術能力突出、產品競爭能力強的生物材料企業和海內外高端人才來濱海新區落戶,以期可以填補濱海新區產業技術空白,加速濱海新區生物材料產業全鏈條的形成。
整合社會資源,推動科技成果在濱海新區轉化
建議由合適的組織或機構搭設風險投、融資平臺,健全、完善風險投資體系,結合生物材料產業化須經歷小試、中試、工業試驗、市場開拓、 壟斷期生產、穩定生產期和衰退期等7個階段的特點全程跟蹤,積極促進技術創新與成果轉化;加大共性技術研究與共享,尤其是重大攻關技術。重視高水平公共技術平臺建設,成立生物材料技術研究、開發的國家級、市級的公共技術平臺、合作研究平臺和技術轉化平臺以及人才培養的基地。
2 生物材料的類型與應用 生物材料種類繁多,到目前為止,被詳細研究過的生物材料已經超過一千種,在醫學臨床上廣泛應用的也有幾十種,涉及材料學科各個領域。依據不同的分類標準,可以分為不同的類型。
2.1 以材料的生物性能為分類標準根據材料的生物性能,生物材料可分為生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物復合材料四類。
2.1.1 生物惰性材料 生物惰性材料是指一類在生物環境中能保持穩定,不發生或僅發生微弱化學反應的生物醫學材料,主要是生物陶瓷類和醫用合金類材料。由于在實際中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在機體內也只是基本上不發生化學反應,它與組織間的結合主要是組織長入其粗糙不平的表面形成一種機械嵌聯,即形態結合。生物惰性材料主要包括以下幾類:(1)氧化物陶瓷 主要包括氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷.氧化鋁陶瓷中以純剛玉及其復合材料的人工關節和人工骨為主,具體包括純剛玉雙杯式人工髖關節;純剛玉— 金屬復合型人工股骨頭;純剛玉—聚甲基丙烯酸酯—鈷鉻鉬合金鉸鏈式膝關節,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷 該材料主要用來制作部分人工關節。(3)Si3N4 陶瓷 該類材料主要用來制作一些作為替代用的較小的人工骨,目前還不能用作承重材料。(4)醫用碳素材料 它主要被作為制作人工心臟瓣膜等人工臟器以及人工關節等方面的材料。(5)醫用金屬材料 該類材料是目前人體承重材料中應用最廣泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它與人體環境的相容性.同時它還能制作各類其他人體骨的替代物。
2.1.2 生物活性材料生物活性材料是一類能誘出或調節生物活性的生物醫學材料。但是,也有人認為生物活性是增進細胞活性或新組織再生的性質。現在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基礎,其應用范圍也大大擴充. 一些生物醫用高分子材料,特別是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被視為生物活性材料.羥基磷灰石是一種典型的生物活性材料。由于人體骨的主要無機質成分為該材料,故當材料植入體內時不僅能傳導成骨,而且能與新骨形成骨鍵合。在肌肉、韌帶或皮下種植時,能與組織密合,無炎癥或刺激反應.生物活性材料主要有以下幾類:
(1)羥基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作為最有代表性的生物活性陶瓷—羥基磷灰石(簡稱HAP)材料的研究, 在近代生物醫學工程學科領域一直受到人們的密切關注.羥基磷灰石 [Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎動物骨和齒的主要無機成分,結構也非常相近,與動物體組織的相容性好、無毒副作用、界面活性優于各類醫用鈦合金、硅橡膠及植骨用碳素材料。因此可廣泛應用于生物硬組織的修復和替換材料,如口腔種植、牙槽脊增高、耳小骨替換、脊椎骨替換等多個方面.另外,在HA 生物陶瓷中耳通氣引流管、頜面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA顆粒和抑制癌細胞用HA微晶粉方面也有廣泛的應用.又因為該材料受到本身脆性高、抗折強度低的限制,因此在承重材料應用方面受到了限制.現在該材料已引起世界各國學者的廣泛關注。目前制備多孔陶瓷和復合材料是該材料的重要發展方向,涂層材料也是重要分支之一。該類材料以醫用為目的,主要包括制粉、燒結、性能實驗和臨床應用幾部分。
(2)磷酸鈣生物活性材料 這種材料主要包括磷酸鈣骨水泥和磷酸鈣陶瓷纖維兩類.前者是一種廣泛用于骨修補和固定關節的新型材料,有望部分取代傳統的PMMA 有機骨水泥. 國內研究抗壓強度已達60MPa 以上。后者具有一定的機械強度和生物活性,可用于無機骨水泥的補強及制備有機與無機復合型植入材料。
(3)磁性材料 生物磁性陶瓷材料主要為治療癌癥用磁性材料,它屬于功能性活性生物材料的一種。把它植入腫瘤病灶內,在外部交變磁場作用下,產生磁滯熱效應,導致磁性材料區域內局部溫度升高,借以殺死腫瘤細胞,抑制腫瘤的發展。動物實驗效果良好。
(4)生物玻璃 生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃兩類。目前關于該方向的研究已成為生物材料的主要研究方向之一。
2.1.3 生物降解材料所謂可降解生物材料是指那些在被植入人體以后,能夠不斷的發生分解,分解產物能夠被生物體所吸收或排出體外的一類材料,主要包括β-TCP 生物降解陶瓷和生物陶瓷藥物載體兩類,前者主要用于修復良性骨腫瘤或瘤樣病變手術刮除后所致缺損,而后者主要用作微藥庫型載體,可根據要求制成一定形狀和大小的中空結構,用于各種骨科疾病。
2.1.4 生物復合材料生物復合材料又稱為生物醫用復合材料,它是由兩種或兩種以上不同材料復合而成的生物醫學材料,并且與其所有單體的性能相比,復合材料的性能都有較大程度的提高的材料。制備該類材料的目的就是進一步提高或改善某一種生物材料的性能。該類材料主要用于修復或替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的制造,它除應具有預期的物理化學性質之外,還必須滿足生物相容性的要求,這里不僅要求組分材料自身必須滿足生物相容性要求,而且復合之后不允許出現有損材料生物學性能的性質。按基材分生物復合材料可分為高分子基、金屬基和陶瓷基三類,它們既可以作為生物復合材料的基材,又可作為增強體或填料,它們之間的相互搭配或組合形成了大量性質各異的生物醫學復合材料,利用生物技術,一些活體組織、細胞和誘導組織再生的生長因子被引入了生物醫學材料,大大改善了其生物學性能,并可使其具有藥物治療功能,已成為生物醫學材料的一個十分重要的發展方向,根據材料植入體內后引起的組織反應類型和水平,它又可分為近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等幾種類型。人和動物中絕大多數組織均可視為復合材料,生物醫學復合材料的發展為獲得真正仿生的生物材料開辟了廣闊的途徑。
2.2 以材料的屬性為分類標準
2.2.1 生物醫用金屬材料生物醫用金屬材料是用作生物醫學材料的金屬或合金,又稱外科用金屬材料或醫用金屬材料,是一類惰性材料,這類材料具有高的機械強度和抗疲勞性能,是臨床應用最廣泛的承力植入材料。該類材料的應用非常廣泛,及硬組織、軟組織、人工器官和外科輔助器材等各個方面,除了要求它具有良好的力學性能及相關的物理性質外,優良的抗生理腐蝕性和生物相容性也是其必須具備的條件。醫用金屬材料應用中的主要問題是由于生理環境的腐蝕而造成的金屬離子向周圍組織擴散及植入材料自身性質的退變,前者可能導致毒副作用,后者常常導致植入的失敗。已經用于臨床的醫用金屬材料主要有不銹鋼、鈷基合金和鈦基合金等三大類。此外,還有形狀記憶合金、貴金屬以及純金屬鉭、鈮、鋯等。
2.2.2 生物醫用高分子材料 醫用高分子材料是生物醫學材料中發展最早、應用最廣泛、用量最大的材料,也是一個正在迅速發展的領域。它有天然產物和人工合成兩個來源,該材料除應滿足一般的物理、化學性能要求外,還必須具有足夠好的生物相容性。按性質醫用高分子材料可分為非降解型和可生物降解型兩類。對于前者,要求其在生物環境中能長期保持穩定,不發生降解、交聯或物理磨損等,并具有良好的物理機械性能。并不要求它絕對穩定,但是要求其本身和少量的降解產物不對機體產生明顯的毒副作用,同時材料不致發生災難性破壞。該類材料主要用于人體軟、硬組織修復體、人工器官、人造血管、接觸鏡、膜材、粘接劑和管腔制品等方面。這類材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等. 而可降解型高分子主要包括膠原、線性脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它們可在生物環境作用下發生結構破壞和性能蛻變,其降解產物能通過正常的新陳代謝或被機體吸收利用或被排出體外,主要用于藥物釋放和送達載體及非永久性植入裝置.按使用的目的或用途,醫用高分子材料還可分為心血管系統、軟組織及硬組 織等修復材料。用于心血管系統的醫用高分子材料應當著重要求其抗凝血性好,不破壞紅細胞、血小板,不改變血液中的蛋白并不干擾電解質等。
2.2.3 生物醫用無機非金屬材料或稱為生物陶瓷。生物醫用非金屬材料,又稱生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等無機非金屬材料。此類材料化學性能穩定,具有良好的生物相容性。一般來說,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三類。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已經簡要作了介紹,而功能活性生物陶瓷是近年來提出的一個新概念.隨著生物陶瓷材料研究的深入和越來越多醫學問題的出現,對生物陶瓷材料的要求也越來越高。原先的生物陶瓷材料無論是生物惰性的還是生物活性的,強調的是材料在生物體內的組織力學環境和生化環境的適應性,而現在組織電學適應性和能參與生物體物質、能量交換的功能已成為生物材料應具備的條件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下兩類:(1)模擬性生物陶瓷材料 該類材料是將天然有機物(如骨膠原、纖維蛋白以及骨形成因子等)和無機生物材料復合,來模擬人體硬組織成分和結構,以改善材料的力學性能和手術的可操作性,并能發揮天然有機物的促進人體硬組織生長的特性。(2)帶有治療功能的生物陶瓷復合材料 該類材料是利用骨的壓電效應能刺激骨折愈合的特點,使壓電陶瓷與生物活性陶瓷復合,在進行骨置換的同時,利用生物體自身運動對置換體產生的壓電效應來刺激骨損傷部位的早期硬組織生長。具體來說是由于腫瘤中血管供氧不足,當局部被加熱到43~45℃時,癌細胞很容易被殺死。現在最常用的是將鐵氧體與生物活性陶瓷復合,填充在因骨腫瘤而產生的骨缺損部位,利用外加交變磁場,充填物因磁滯損耗而產生局部發熱,殺死癌細胞,又不影響周圍正常組織。現在,功能活性生物陶瓷的研究還處于探索階段,臨床應用鮮有報道,但其發展應用前景是很光明的。各種不同種類的生物陶瓷的物理、化學和生物性能差別很大,在醫學領域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的發展前途.臨床應用中,生物陶瓷存在的主要問題是強度和韌性較差.氧化鋁、氧化鋯陶瓷耐壓、耐磨和化學穩定性比金屬、有機材料都好,但其脆性的問題也沒有得到解決。生物活性陶瓷的強度則很難滿足人體承力較大部位的需要。
2.2.4 生物醫用復合材料此類材料在2.1.4 中已有介紹,此處不再詳述
2.2.5 生物衍生材料生物衍生材料是由經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫用材
料,也稱為生物再生材料.生物組織可取自同種或異種動物體的組織. 特殊處理包括維持組織原有構型而進行的固定、滅菌和消除抗原性的輕微處理,以及拆散原有構型、重建新的物理形態的強烈處理.由于經過處理的生物組織已失去生命力,生物衍生材料是無生命力的材料. 但是,由于生物衍生材料或是具有類似于自然組織的構型和功能,或是其組成類似于自然組織,在維持人體動態過程的修復和替換中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修復體、皮膚掩膜、纖維蛋白制品、骨修復體、鞏膜修復體、鼻種植體、血液唧筒、血漿增強劑和血液透析膜等.
3. 生物材料的性能評價 目前關于生物材料性能評價的研究主要集中在生物相容性方面.因為生物相容性是生物材料研究中始終貫穿的主題.它是指生命體組織對生物材料產生反應的一種性能,該材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料與宿主之間的相容性,包括組織相容性和血液相容性.現在普遍認為,生物相容性包括兩大原則,一是生物安全性原則,二是生物功能性原則.生物安全性是植入體內的生物材料要滿足的首要性能,是材料與宿主之間能否結合完好的關鍵.關于生物材料生物學評價標準的研究始于20 世紀70 年代,目前形成了從細胞水平到整體動物的較完整的評價框架.國際標準化組織(ISO)以 10993編號了17個相關標準,同時對生物學評價方法也進行了標準化.迫于現代社會動物保護和減少動物試驗的壓力,國際上各國專家對體外評價方法進行了大量的研究,同時利用現代分子生物學手段來評價生物材料的安全性、使評價方法從整體動物和細胞水平深入到分子水平.主要在體外細胞毒性試驗、遺傳性和致癌性試驗以及血液相容性評價方法等方面進行了一些研究.但具體評價方法和指標都未統一,更沒有標準化.隨著對生物材料生物相容性的深入研究,人們發現評價生物材料對生物功能的影響也很重要.關于這一方面的研究主要是體外法。具體來說側重于對細胞功能的影響和分子生物學評價方面的一些研究。總之,關于生物功能性的原則是提出不久的一個新的生物材料的評價方面,它必將隨著研究的不斷深入而向前發展.而涉及材料的化學穩定性、疲勞性能、摩擦、磨損性能的生物材料在人體內長期埋植的穩定性是需要開展評價研究的一個重要方面。
4 生物材料的發展趨勢展望 生物材料科學是20 世紀新興學科中最耀眼的新星之一。現在,生物材料科學已成為一門與人類現代醫療保健系統密切相關的邊緣學科。其重要性不僅因為它與人類自身密切相關,還因為它跨越了材料、醫學、物理、生物化學和現代高科技等諸多學科領域。現在對于該材料的研究已從被動地適應生物環境發展到有目的地設計材料,以達到與生物組織的有機連接。并隨著生命科學和材料科學的發展,生物材料必將走向功能性半生命方向。生物材料的臨床應用已從短期的替換和填充發展成永久性牢固種植,并與其它高科技(如電子技術、信息處理技術)相結合,制備富有應用潛力的醫療器械。生物材料的研究在世界各國也日益受到重視.四年一次的世界生物材料大會代表著國際上生物材料研究的發展動態和目前的水平。分析認為,以下幾個方面是生物材料今后研究發展的幾個主要方向:
(1)發展具有主動誘導、激發人體組織和器官再生修復功能的,能參與人體能量和物質交換產生相互結合的功能性活性生物材料,將成為生物材料研究的主要方向之一。
(2)把生物陶瓷與高分子聚合物或生物玻璃進行二元或多元復合,來制備接近人體骨真實情況的骨修復或替代材料將成為研究的重要方向之一。
(3)制備接近天然人骨形態的、納微米相結合的、用于承重的、多孔型生物復合材料將成為方向之一。
(4)用于延長藥效時間、提高藥物效率和穩定性、減少用量及對機體的毒副作用的藥物傳遞材料將成為研究熱點之一。
(5)血液相容性人工臟器材料的研究也是突破方向之一。
(6)如何能夠制備出納米尺寸的生物材料的工藝以及納米生物材料本身將成為研究熱點之一。
【關鍵詞】 圖像 創新 技術處理
一、產品介紹
核心產品便攜式人體表層靜脈顯示儀,采用對人體無損傷的特殊紅外光作為照射光源,照射難以用肉眼裸視直接看見腳背、手背、手臂、頭皮靜脈的患者或群體的相關靜脈部位,從而幫助醫護人員準確的查找靜脈血管。
目前該產品已申請國家專利2項,采用紅外線照射成像的陰影投影圖像處理方法,準確定位表層靜脈,實現精準注射。本產品操作便攜、定位精準的特性,彌補了目前市場同類產品,體積龐大,操作不便,成像不清晰的缺陷,產品技術優勢突出。
二、技術簡介
圖像增強處理是便攜式人體靜脈顯示儀的關鍵技術,血管圖像具有特殊性,因此采用一般的增強算子如平滑算法很難取得良好的效果。
本產品采用微分直方圖法二值化,微分直方圖法是一種經典的二值化方法,其閾值的選擇考慮到了有關靜脈血管圖像與背景之間的關系,對于目標較為突出,背景單一的情況下匹配效果較理想。微分直方圖法的原理是設想圖像中的目標和背景之間的灰度值急劇變化,利用灰度的變化率(微分值)來決定閾值。實際過程中,先將處理的圖形分為若干個區域,根據每個區域內的不同情況設置不同的閾值。為了使區間之間有良好的連續性,使用了逐點分區判斷的方法,即綜合每點附近100×100 區域內的像素情況來判斷該點的最后的二值化取值。
三、技術處理過程
選擇閾值步驟:
(1)用3×3的Laplacian算子處理輸入圖像并統計其直方圖。程序中所用的3×3的Laplacian算子為:
(2) 用p-參數法選出閾值t。通常p- 參數可選為90%― 100%,在實際操作中,根據定義p= 灰度值大于t的像素數之和/全體像素數來計算P 的值,由此可得一個閾值t。微分直方圖法二值化后結果,基本完好地提取出了特征紋線。
通過初期處理的圖像,周圍充滿毛刺,這將會對接下來的處理產生很多干擾為了解決這一問題,采用中值濾波的方法來消除毛刺,使界限光滑,中值濾波會將會展現更清晰的圖像處理效果。
細化是經過上述處理后的關鍵環節,具體實現是將二值化圖像逐層剝去輪廓邊緣上的點,變成只有一個像素點的骨架圖像。細化通過確定圖像的輪廓像素,移去所有不是骨架像素的輪廓像素,從而使處理后的骨架圖線保留原圖形的拓撲結構。拓撲結構的軌跡和人體血管的走向是非常一致的,細化后的圖像既可以展現在人的手臂上也可以展現在顯示屏上,通過兩方面的保證,可以實現精準扎針的效果。
四、技術發展前景
通過分析便攜式靜脈顯示儀的圖形處理的技術部分,發現數字圖像處理技術在不久的未來,將會更廣泛地應用于生物醫學工程、工農業生產、航空航天、軍事、工業檢測、文化藝術等,應經發展成為一門前景遠大的新型學科。
數字圖像處理技術在航天航空技術方面的應用將會更加多元化,除了簡單的處理宇宙星球的照片外,可以在飛機遙感和衛星遙感方面發揮作用。
數字圖像處理技術對生物醫學工程的應用,尤其是微型產物的照片的處理將會加快生物醫學的研究速度和發展。
數字圖像處理技術在公安破案方面主要用于不完整圖片的復原、指紋識別以及交通監控、事故分析等。除此之外,也可以對軍事上導彈的精確制導,各種偵察照片的判讀,具有圖像傳輸、存儲和顯示的軍事自動化指揮系統和模擬訓練系統等需要縝密的數字圖像處理技術。
其它方面的應用,數字圖像處理技術已經在社會生活的各個領域發揮作用,如目前在網絡上非常流行的立體地圖,便是利用了數字圖像處理技術;教育領域的輔助教學領域和流媒體技術領域等等也會有更多的利用。
參考文獻
[1] (法)麥特爾,《現代數字圖像處理》,電子工業出版社;,第1版 (2006年7月1日),國外電子與通信教材系列
健康長壽的內涵包括兩個方面,一是機體的健康,就是生理上沒有疾病;二是精神的健康,就是擁有良好的心態。
不管是“貧窮”,還是“富貴”,每個人都有長壽的基礎,但是由于人們所處的地理環境、物質條件、生活習慣和遺傳基因的影響,還有來自不同形式的機體傷害,特別是人類社會經濟發達的今天,化學污染、生物污染、物理污染對我們機體傷害最大,會直接降低我們壽命的指數。因此,如何解決現代城市社會生活環境條件下的長壽問題,是我們每個人關心的事。
自然飲食很多人談,很多專家在研究,在這里我們重點講解醫學物理保健的原理和醫學物理保健長壽的方法。
醫學物理保健聽起來很陌生、很復雜,但實際上是我們最熟悉的,因為你每天都在有意無意之中做著生物醫學物理學意義上的保健:這就是運動,人連續三天不運動,鈣質就要大量流失,骨質疏松癥狀就會開始。
如果您在飲食方面沒有誤區的話,再做好醫學物理保健“功”,那么您就會舒舒服服地長壽了。
醫學物理保健是怎樣保障長壽的?
我們講的醫學物理保健的方法,臨床實踐上在我國有很久的發展歷史,大家熟悉和經常使用的中醫拔罐、穴位按摩、中醫推拿、傳統氣功等都屬于醫學物理學治療保健的范圍。
醫學物理保健狹義講:是專業人員有目的地按照醫學理論和臨床實踐經驗(包括中醫和西醫),使用醫療器具或手法,通過人體外部向人體內部施加的物理能量法,是非藥物和非創傷的,醫學物理實踐保健方法有的人也稱之為“自然療法”。中醫的按摩、拔罐、熱敷、磁療、紅外線照射、水療、牽引等方法手段,基本是由專業人員為他人服務操作的。對于亞健康人群,物理保健方式有助于解決機體不明癥狀:酸懶、腰酸背痛、耳鳴目眩、食欲不振、睡眠質量差、虛火上升、畏熱畏寒、精神恍惚、多夢、煩躁、易怒、心悸等等。
醫學物理保健廣義講:是指進行一種或利用多種生物物理能量對身體施加的影響,這也包括狹義范圍的醫學物理保健方法在實際生活中的應用。利用自身客觀條件進行的醫學物理保健方法:自我按摩、桑拿浴、競走、氣功、各種娛樂性體育運動、日光浴、唱歌、吸氧、使用生物能量功能的儀器產品(如細胞基因能量治療儀)、保健工具(如刮痧板、梳子、磁化杯、按摩工具),適用于所有人。
醫學物理保健目的和作用:供給和補充細胞基因生物功能過程中必須的物理能量消耗、增加“推動”器官生物功能過程需要的動力能量、運行氣血和物質、快速代謝器官內沉積雜質、維護與通暢神經系統信息傳導通路,在吸收和消耗過程中,達到機體內環境能量場的平衡。人體內生物物理能量的通路主要是經絡系統、神經系統等生理組織,但是,經絡是能量在身體中的主要通路,經絡是伴隨“人之初”遺傳基因――受孕卵細胞而誕生的,是一種在人的生命終結之前而消亡的生物物質網絡組織系統。
在現代生活中大家往往把醫學物理保健與高消費等同起來,“平民百姓”沒有經濟基礎做后盾,長壽只是個奢望。其實這是個誤區。
人活一百歲在營養供給來源方面是沒有問題的,關鍵是物理能量的吸收和利用方面,由于人們所掌握相關的知識不足,造成大多數人對接受物理能量的重要性認識不夠,接受物理能量的方式方法有很多的錯誤做法。例如:多數人為了健康長壽有過早晨練的習慣,認為早晨的空氣新鮮,氧含量高。對于晨煉,人們各有各的觀點,有說好的,有說不好的,有專業人員做過對比調查統計,認為做晨練的人群長壽比例和不經常做晨練的人群長壽比例,沒有太大的區別,有的對照組統計結果甚至還要低一些,在這里我們從生物醫學物理學的角度闡釋原因:
一、早晨(特別是太陽沒有升起的時候)缺乏自然能量場種類的組合:缺少對人體起到光合作用的太陽照射能量源。
二、早晨是自然界陰陽交替的時辰,身體陰陽不平衡的人或疾病患者在此時進行晨練就不太合適。
三、過早晨練由于吸收能量的種類與劑量的不平衡,會導致體內儲備能量過多消耗。體內能量不平衡和過度消耗的后果,輕者造成骨質舒松癥,重者陰陽失調。
晨練比較適合于隨意性的活動:散步、有氧運動等。陰陽平衡的人群比較適合晨練。在早晨,有的運動也可以開展,例如游泳比較好,因為水的電離子是平衡的,水分子團的結合比較穩定,同時解決了人們在游泳運動過程中的能量吸收與能量消耗之間的矛盾。
醫學家、教育家們讓身心正在發育時期的兒童、少年、青年學生在這個時間做操是非常科學的,可以完整地接受大自然給予的平衡能量場,特別是光合作用。那么,經過晨練的老年人您在這個時間段在做什么?應該是已經疲勞了,在這個時間在家里看電視了吧?如果您想長壽,晚上要睡足覺,九點后出來做個操,同時回憶您青少年時代歡樂的時光,您就會春光滿胸懷,享受不盡自己的幸福生活。
生物醫學物理學是一門專業交叉復雜、廣泛的邊緣學科,是應用于人類疾病的預防疾病、診斷疾病、治療疾病、消除亞健康與保健的基礎學科。生物醫學物理學科發展的歷史比較短,很多的問題有待深入研究,特別是基礎實驗研究和臨床實踐方面有待進一步提高發展。在醫療實踐中使用的器具,由簡單向高科技水平不斷的提高創新,例如西醫中使用的血壓計、聽診器等是醫學物理學中最早使用的物理診斷設備。目前生物醫學物理學的學科還十分有限:放射腫瘤物理、醫學影像物理、核醫學物理、其他非電離輻射醫學應用、保健物理等等。在科學技術發達的今天,尤其是電子科學技術、量子醫學、生物醫學工程學、新材料、新制造工藝等眾多成果,促進了醫學物理在診斷、治療、保健方面使用設備的快速發展。
北京利資遠生物科技有限公司正在研發的細胞基因能量治療系列產品中的“LZY-2B型利資遠治療儀”,將是一種解決患者個體差異疾病、適用各級醫院、社區醫療機構、家庭等環境條件下使用的高科技產品。
關鍵詞: 醫學保障;模式;體系
0 引言
遵循國際一流醫院發展的規律,順應建設研究型智慧醫院的發展趨勢,本著為醫院臨床和管理提供一流的技術支持和專業服務的任務和使命,為在創新中追求卓越,在保障中追求精益,以精確、及時、到位、合格的保障能力,使現代醫學保障模式成為創建研究型智慧醫院的重要支撐和保證。現就醫學保障體系建設論述如下:
1 適應競爭環境,打造轉化醫學大平臺
醫學保障部打破基礎研究和臨床研究各自獨立運行系統,解決“兩層皮”問題。把基礎研究獲得的研究成果快速轉化為臨床診斷和治療的新方法,快速推進臨床醫學的發展。積極搭建基礎科研平臺,促進了學科和科研機構間的交叉融合。
1.1 打造公用性基礎研究共享平臺 發揮綜合優勢整合內部資源,開展外部協作,建立科研共享平臺,發揮我院動物手術服務的優勢和臨床營養學支持技術,對于具有基礎性、公用性的實驗室加大了管理和開放力度,建立了實驗室24開放和為臨床服務的具體措施,使臨床實驗儀器大平臺成為科研中心,為臨床科研提供技術支持。
1.2 加強交叉學科和邊緣學科建設 打破科室界限,實行項目與課題組負責制,形成含有基礎研究人員、醫生、信息處理人員與專職統計學人員的團隊。以基礎醫學、藥學、生物醫學工程、信息學、社會醫學等多學科并存的特色和優勢,重點開展藥品質量及安全性評價、新型藥物釋放系統、臨床組織工程、植入式電子醫學、臨床影像醫學、生物醫學信息學、中醫工程等研究項目,建設成一批有特色的新興學科和研究方向。
1.3 形成以轉化醫學為牽引的生命科學研究平臺 圍繞預防、診斷和治療,開展基礎研究及其向臨床轉化的創新性研究。依托生命科學院,建立轉化醫學構架體系,形成基礎研究發現結構板塊,臨床前研究結構體系和GLP體系;同時依托國家級重點課題,建設以組織修復與再生醫學、干細胞應用、戰創傷救治、老年醫學、腫瘤發病機制為優勢科研平臺,形成了跨學科、跨部門科研攻關與成果共享機制。
2 適應藥學服務轉型,建立全方位一體化保障模式
醫學保障在保障模式上邁開了“兩個轉變”的步伐,即藥品供應由以病區為單元到以病人為單元的轉變、藥學服務由單純的物質保障向技術服務的轉變。實現了臨床用藥“供應保障型”向“歸口管理、主動服務”的技術服務型轉變,個性化和自動化保障模式正在形成。
2.1 建立專職臨床藥師制度 形成了專職臨床藥師團隊,被納入每周80%的時間用于臨床工作,對所在科室住院患者醫囑監測與評價達100%。
2.2 建立了以經濟高效為目標的物流模式 依托ERP信息化手段,建立起與HIS進行實時信息交換的藥品供應物流保障信息系統,以單品種為單位,實現隨用隨補。形成了物流、信息流一體化的網絡供應鏈,達到了藥品全程精細化管理。減少了藥品庫存,提升資金和人員的使用效率。確保醫院藥品采購、供應、管理更高效。
2.3 建立閉環式藥學保障系統 實現全品種單劑量自動化調劑、GMP標準靜脈配置中心、常規藥品下送到科室、臨時用藥氣道傳輸的全方位一體化住院患者用藥保障系統,既實現了藥房面積和人力資源的最優化,又確保了藥品供應管理的精細準確。同時全方位提供藥品、制劑的相關檢驗,保證用藥安全有效。開展軍隊醫院多中心用藥安全監測與合理用藥綜合評價工作,實施軍特藥和重點品種監測的評價實踐,強化我院在全軍藥物安全性再評價工作中的帶頭作用。
3 適應保障核心要求,實現醫療設備綜合保障技術型轉變
建立了以管理為核心的,“基于臺帳的醫療技術平臺管理”模式的創新轉變。
3.1 以標準控制為基點做到保障專業化 建立數字化醫學工程保障體系,實現工作流程規范化、制度化,將保障任務精細化、數字化,通過信息反饋實現。
3.2 以滿足需求為核心做到保障個性化 根據臨床科室對設備的臨床需求,制定單臺設備保障方案,最大限度提高自修率,降低維修成本如:單機,并跟蹤統計設備的質量狀況,實施缺陷考評。
3.3 以縮短響應時間為目標做到保障快捷化 建立急救設備供應管理機制,實行365×24小時值班制度,建立保障的信息系統,全面下修下送。對每臺設備實行雙人負責制,保證及時跟蹤響應。建立醫用氣體視頻監控系統,對供氣源、主管線、供氣終端三級流量、壓力進行了監控和檢測,確保醫用氣體動態、可視監控。
3.4 開展全壽命周期質控做到保障創新化 對7類急救醫療設備和5類大型設備開展了質量控制,對手術室和各監護病房設備實行周期檢測制度化,實施預防性維護和巡檢,修訂了《呼吸機、麻醉機、高頻電刀、除顫器、監護儀質量檢測技術規范》,使設備質量檢測和性能評估制度化、常規化,質控做法在全軍范圍推廣使用。
4 適應信息化要求,搭建了網絡及環境支撐下的綜合技術平臺
以引進和聯合研發并重的發展戰略,開拓性提出了重點突破、以點帶面的建設思路。
美國小男孩伊巴?瓊弗里多患有氣管支氣管軟化癥。他只有6周大的時候,氣管塌陷,導致無法呼吸。隨后的幾個月中,他經常停止呼吸,被搶救已經成了他日常生活的一部分。
伊巴的醫生與密歇根大學的一位生物醫學工程教授斯考特?霍利斯特合作使用3D打印機,制造出一種類似真空吸塵器管的氣管夾板。這一植人物采用可降解的聚乙內酯材料,能夠在未來幾年內分解,并由患者的身體吸收,而不會造成傷害。而且,3D打印機制造夾板的時間僅一天,比手工制作快了不少。
在獲得美國食品與藥品監督管理局(FDA)的緊急批準和伊巴父母的同意后,醫生將氣管夾板植入伊巴胸腔,支撐起塌陷的器官,幫助他呼吸。手術結束3周后,醫生撤下了伊巴的呼吸機。直到現在,伊巴已經能夠正常呼吸。
2013年5月23日,《新英格蘭醫學雜志》刊登了描述這一事件的公開信。文章結尾指出,“這一案例展示了高像素成像、計算機輔助設計和生物材料三維打印,三者結合能夠促進針對具體患者的定制植入物。”
這并非3D打印技術第一次應用于醫學。
2012年,一位83歲的比利時女性患者因下頜發生嚴重感染而需要移植。她所接受的植入物便是由3D打印技術制造的涂有“人造骨質”的鈦植入物。
3D打印技術制造的膀胱、皮膚等器官也已開始嘗試用于移植,而3D打印技術制造的助聽器也已廣泛應用。《福布斯》雜志在2012年底列數3D打印技術在未來應用的十大趨勢,其中在醫療領域的應用名列第二。“由于3D打印能夠制造符合具體患者身體的定制產品,如今該技術能夠用于制造更好的鈦骨植入物、義肢和正牙器械。打印軟組織的試驗也在進行之中,或許不久之后,打印靜脈和動脈血管就可以用于手術。3D打印技術應用于醫療領域的研究,當前涵蓋了納米醫學、制藥,甚至器官打印。設想得更遠一點,3D打印技術未來或許能夠實現個性化醫療,并減少甚至消除器官捐獻者短缺的問題。”《福布斯》雜志指出。
3D打印技術在醫療領域的應用前景頗被看好;醫療領域對3D打印技術“錢景”的發展,也具有不可忽視的促進作用。美國波士頓勒克斯研究公司在2013年4月的報告《構建未來:評估3D打印的機遇和挑戰》(下稱《勒克斯報告》)中指出,雖然如今3D打印的市場價值僅為7.77億美元,但該市場將會迅速發展,到2025年的市場價值將高達84億美元。
醫療、汽車和航天三大行業將成為3D打印市場發展的主要推動力。《勒克斯報告》預計,到2025年,這三大行業將占據84%的3D打印市場份額。其中,汽車和航天行業應用3D打印技術已有20余年的歷史,醫療行業應用3D打印技術還處于起步階段。目前醫療3D僅占3D打印市場的1.5%份額,但未來發展空間甚大,到2025年,打印其市場價值可能高達19億美元。
美國圣地亞哥的一家名為Organovo的公司,是使用3D打印技術應用于再生醫學的先驅者。該公司使用名為“生物打印機”的3D打印機,為醫學研究和再生治療打印功能性人體組織。生物打印機使用的是一種活細胞混合液構成的生物墨水,打印過程其實就是細胞一層一層構成3D結構的組織。研究者的最終目標是,利用這些打印出來的組織制造器官,用于器官移植。
2013年4月26日,Organovo公司已經利用這一技術打印出深度為0.5毫米、寬度為4毫米的微型肝臟。生物打印機逐層打印肝臟細胞和血管內壁細胞,大約打印了20層。根據《新科學家》雜志的報道,微型肝臟具備真實肝臟器官的多項功能。它能夠產生蛋白質、膽固醇和解毒酶,并將鹽和藥物運送至全身各處。一方面,研究人員可以利用微型肝臟更好地進行藥物臨床試驗;另一方面,微型肝臟也為未來3D打印器官用于移植帶來了希望。
美國南卡羅來納州維克佛瑞斯特大學的再生醫學研究者與美國軍隊再生醫學研究所合作,使用3D皮膚打印機直接在患者傷口上打印細胞,以幫助傷口更好更快地愈合;他們還成功地打印了腎臟細胞。康奈爾大學的生物工程專家已經打印出試驗性的膝軟骨、心臟瓣膜和骨植入物。