高分子材料在醫學中的應用范文

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關鍵詞：醫用高分子；醫療器械；生命質量；共價鍵連接

中圖分類號：R197 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）11-0002-02

1 醫用高分子的發展簡史

在各種材料中，高分子材料的分子結構、化學組成和理化性質與生物體組織最為接近，因此成為各種醫療器械材料的最佳選擇。醫學領域的飛速發展，使功能型高分子材料在醫學界應用提供了可能。當人體組織和器官受到嚴重外傷時，進行組織和器官修復最常用的方法是器官移植。在少數情況下，人體自身的組織和器官可以滿足需求。然而對于某些特殊的組織器官，為了滿足醫學治療的需求，人們自然設想利用其他材料修復或替代受損器官或組織。進入20世紀，功能型高分子材料的研究因醫學領域的發展而提上日程，合成高分子材料的出現為新型醫用材料的選擇提供了更多的選擇。

1936年有機玻璃用于假牙齒制作；1943年賽璐珞模擬人工腎用于血液透析；1950年出現可以制作人工肋骨的有機玻璃類材料；20世紀50年代廣泛應用有機硅聚合物；1951～1954年開始制作人工血管、食道、心臟瓣膜、心肺；1958年出現跨越性的變化，開始了人工腎的制作。

已經使用的醫用高分子材料有上百種，由此而制造的各種不同性能的材料則有上千種，但這些材料都是簡單的使用或適當改性。隨著科學的發展，新型功能高分子材料不斷推出。在相當長一段時間內，生物相容性材料、組織工程與再生學材料、納米生物材料、生物礦化材料和仿生材料，都是醫用高分子材料研究中的熱點和難點。

2 醫用高分子材料的特殊要求

醫用高分子材料的選擇應用的要求相當嚴格，相關的醫用材料研發周期較長，材料使用前必須經過體外實驗、動物實驗、臨床實驗等不同階段。相關醫療器械的市場化之前，要通過國家藥品和醫療器械檢驗部門的批準，且申報審批程序周密而復雜，所以醫用高分子材料比一般性的材料研發成本高。醫用高分子材料及器械在人體臨床的要求，通常可以概括為以下六個方面：（1）功能性：因生物材料的用途而不盡相同，例如藥物緩釋的性能；（2）相容性：醫用材料或器械與生物體之間的相互作用，指應用材料的無毒性、無致癌性、無熱原、無免疫排斥等各種反應；（3）穩定性：主要指耐生物老化性；（4）可加工性：能夠加工成各種人體器官的復雜形狀；（5）機械強度：在極其復雜的人體環境中，長期植入體內不會減小機械強度；（6）抗消毒性：能接受環氧乙烷氣體消毒、酒精消毒、紫外滅菌、高壓煮沸等而不產生變性。

3 醫療器械發展趨勢

醫療器械加工將呈現出國際化、新材料、微型化的趨勢，新材料如液體硅橡膠體、固體硅橡膠，可用于醫用導管和球囊的制作、整形外科和護理傷口，各種硅橡膠都具有良好機械性能與醫療安全性能。目前使用的軟觸感熱塑彈性體材料TPE，廣泛應用于手術排液管、止血帶、蠕動泵軟管、導尿管、手術室圍簾、各種療傷用品等的生產。塑性體、彈性體、纖維樹脂、線性聚乙烯、聚碳酸酯樹脂已長期應用于醫療設備和裝置的生產以及保健衛生用品的生產。超高分子量聚乙烯廣范應用于過濾和低磨耗功能件在醫學整形領域中。醫用微擠出成型技術擠出直徑僅為0.002英寸（0.0508毫米）的醫用導管，應用于微創手術等醫療領域。

19世紀60年代，醫用高分子材料開始進入一個嶄新的發展時期。美國國立心肺研究所，多學科的交叉融合，品種豐富，性能完善，功能齊全。在21世紀，醫用高分子開始跨入全新時代。除大腦之外，所有的組織和臟器幾乎都可以用各種高分子材料來取代。從應用情況看，人工器官的功能從部分取代向完全取展；從短時間應用向長時期應用發展；從大型向小型化發展；從體外應用向體內植入發展；從與生命密切相關的部位向人工感覺器官、人工肢體發展。

4 生命質量在社會醫學領域的研究進展

隨著經濟文化的飛速發展，生命質量越來越受到各國人們的廣泛關注，生命質量逐漸成為衡量社會文明程度的重要標志。如何提高人們生命的質量成為社會醫學、經濟學等學科領域面臨一個重要課題。生命質量的研究，對人類社會發展的定義、歷史、進展的方向、歷史性問題等都具有重要的意義。

社會醫學領域內生命質量的研究已經經歷了3個時期。一是研究早期，早在1929年，Ogburn就對生命質量的研究表示了極大的興趣，開始了對生命質量現象的研究。二是成熟期，1957年Gurin聯合美國多所院校的心理生理衛生學院在全國范圍內進行了抽樣性質的調查，研究人民的精神健康和關于幸福感的觀念。三是分化期，生命質量研究在社會學和醫學的交叉學科領域得到了跨越性的發展，并逐漸呈現出關于生命質量研究熱潮。

醫用高分子在醫學臨床的使用是生命質量提高的一個重要體現。人工器官的移植使人們免除異體移植而可能帶來的抗體免疫之苦。醫用高分子人工心臟瓣膜、支架為心血管患者生命的延續提供了可能。血液透析的賽璐珞薄膜使腎病患者免受病痛的折磨。醫用高分子的應用不僅能夠使患者的生命得以延續，更能夠減輕甚至消除病人因疾病而帶來的痛苦，是生命質量得以提高的一個重要體現。

5 結語

生命質量的研究首先從人的生物屬性作為基本起點，進一步研究人的各種社會屬性，從多維的角度反映人類個體、在群體中的健康情況。生命質量的研究同時需要醫學、心理學、經濟學、社會學等多種學科的共同參與，醫用高分子材料和醫療器械的應用更符合社會發展和人們對于提高生命質量的真實需求。

參考文獻

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關鍵詞：新課標；教育價值；基本策略

一、高中化學新教材的價值價值取向

（一）化學與新材料、新技術。材料是當今社會三大支柱產業之一，也是人類賴以生存和發展的物質基礎，是人類進步的一個重要里程碑。新教材在高一教材中介紹了高溫結構陶瓷、光導纖維、C60等新型無機非金屬材料；在高二教材中介紹了金屬陶瓷、超導材料等金屬材料，功能高分子材料、復合高分子材料等新型有機高分子材料；高三教材中氯堿工業里新型的離子交換膜等。材料是科學技術的先導，沒有新材料的發展，不可能使新的科學技術成為現實生產力。通過對新材料的學習，使學生明確學習化學的目的，提高學習興趣。

新教材在“緒言”中首先介紹中科院北京真空物理實驗室研究院人員以超真空掃描隧道顯微鏡（STM）為手段在Si晶體表面開展原子操縱研究，取得了世界水平的成果；李遠哲教授與交叉分子束方法的研究等新科技的介紹。這既是很好的愛國主義教育，又把化學科學的進步與人類物質文明、精神文明的關系講明，使學生理解學習化學的重要性，激發學生學好化學的社會責任感。

（二）化學與能源。能源也是現代社會三大支柱產業之一。隨著人類經濟活動的日益增大，人們對能源的需求急劇增加。化學反應所釋放的能量是現代能量的主要來源之一，研究化學反應中能量變化具有非常現實的意義。高中化學新教材首次在化學教學中滲透了能量觀點，如，在高一化學

第一章里提出如何提高燃料的利用率，開發新能源等與社會相關的問題。在鹵素中新增了“海水資源及其綜合利用”，在幾種重要金屬中增加了“金屬的回收和資源保護”，在原電池一節介紹了化學電源和新型電池等。化學與能量、能源觀點的建立，不僅僅是為了教育學生節約能源，樹立環境保護意識，更側重培養學生創新意識和創新能力，增強社會進步責任感。尤其是在第二輪新教材改革中增加了一些開放性問題的研究，有利于培養學生的創新能力、實踐能力、團結協作能力等。

（三）化學與環境。保護環境已成為當前和未來的一項全球性的重大課題。新教材中介紹了臭氧層的破壞、酸雨、溫室效應、光化學煙霧、白色垃圾、土壤以及水污染等環境污染問題及其防治。并將“居室中化學污染及防治”、“生活中常見污染物和防治污染”放在選學教材中。在治理這些環境污染問題中，化學已經并將繼續發揮重大作用，大幅度地增強了學生的社會環保責任感，增強了學習化學的興趣。與化學和能源一樣，化學與環境從可持續發展的角度來看，在化學教育中增強了化學與社會的聯系部分，因為環境科學是一門綜合性的學科，而環境化學是解決環境問題的“鑰匙”，環境教育與能源問題的提出對提高學生的創新意識和實踐能力，培養公民綜合素養有著重要的作用。這正是現代化學教育的藍圖規劃，現代化學教育價值觀的一種重要體現。

二、化學教育價值實現的基本策略

（一）主題型教學策略。“化學―人類進步的關鍵”是高中化學新課程的總主題，在整個高中化學教學過程中應該盡可能體現這一主題。如“糖類、蛋白質、油脂”可以“人類重要的營養物質”為主題；氮族元素結合生物圈中氮的循環以固氮為主題；硅和硅酸鹽工業、金屬和合成材料以材料為主題；化學反應與能量、原電池原理以開發新能源為主題；烴以石油化工為主題。主體型教學策略可以使學生認識到自己所學內容的社會價值及其實用性，有利于學生學習興趣的激發和保持。

（二）用途聯系型策略。在元素化合物教學中應該將現代最新的有價值的有關元素化合物用途納入教學之中。如在學習NO的性質時，可聯系醫學新成就，介紹NO對人體某些疾病的治療作用，然后提出問題：為什么大量NO吸入人體有害，而少量的NO吸入卻能治療某些疾病？在學習有機高分子材料時，可聯系智能高分子材料、導點高分子材料、醫用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等；在鹵素學習時，可聯系海水化學資源的開發、利用和飲水與消毒化學；在硅和硅酸鹽學習時，可聯系新型無機高分子材料等。

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論文摘要：目前應用于生物醫學中的納米材料的主要類型有納米碳材料、納米高分子材料、納米復合材料等。納米材料在生物醫學的許多方面都有廣泛的應用前景。

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1應用于生物醫學中的納米材料的主要類型及其特性

1.1納米碳材料

納米碳材料主要包括碳納米管、氣相生長碳纖維也稱為納米碳纖維、類金剛石碳等。

碳納米管有獨特的孔狀結構［1］，利用這一結構特性，將藥物儲存在碳納米管中并通過一定的機制激發藥物的釋放，使可控藥物變為現實。此外，碳納米管還可用于復合材料的增強劑、電子探針（如觀察蛋白質結構的AFM探針等）或顯示針尖和場發射。納米碳纖維通常是以過渡金屬Fe、Co、Ni及其合金為催化劑，以低碳烴類化合物為碳源，氫氣為載體，在873 K～1473 K的溫度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在醫學領域中有廣泛的應用前景。類金剛石碳（簡稱DLC）是一種具有大量金剛石結構C—C鍵的碳氫聚合物，可以通過等離子體或離子束技術沉積在物體的表面形成納米結構的薄膜，具有優秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。資料報道，與其他材料相比，類金剛石碳表面對纖維蛋白原的吸附程度降低，對白蛋白的吸附增強，血管內膜增生減少，因而類金剛石碳薄膜在心血管臨床醫學方面有重要的應用價值。

1.2納米高分子材料

納米高分子材料，也稱高分子納米微粒或高分子超微粒，粒徑尺度在1 nm～1000 nm范圍。這種粒子具有膠體性、穩定性和優異的吸附性能，可用于藥物、基因傳遞和藥物控釋載體，以及免疫分析、介入性診療等方面。

1.3納米復合材料

目前，研究和開發無機—無機、有機—無機、有機—有機及生物活性—非生物活性的納米結構復合材料是獲得性能優異的新一代功能復合材料的新途徑，并逐步向智能化方向發展，在光、熱、磁、力、聲［2］等方面具有奇異的特性，因而在組織修復和移植等許多方面具有廣闊的應用前景。國外已制備出納米ZrO2增韌的氧化鋁復合材料，用這種材料制成的人工髖骨和膝蓋植入物的壽命可達30年之久［3］。研究表明，納米羥基磷灰石膠原材料也是一種構建組織工程骨較好的支架材料［4］。此外，納米羥基磷灰石粒子制成納米抗癌藥，還可殺死癌細胞，有效抑制腫瘤生長，而對正常細胞組織絲毫無損，這一研究成果引起國際的關注。北京醫科大學等權威機構通過生物學試驗證明，這種粒子可殺死人的肺癌、肝癌、食道癌等多種腫瘤細胞。

此外，在臨床醫學中，具有較高應用價值的還有納米陶瓷材料，微乳液等等。

2納米材料在生物醫學應用中的前景

2.1用納米材料進行細胞分離

利用納米復合體性能穩定，一般不與膠體溶液和生物溶液反應的特性進行細胞分離在醫療臨床診斷上有廣闊的應用前景。20世紀80年代后，人們便將納米SiO2包覆粒子均勻分散到含有多種細胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，使所需要的細胞很快分離出來。目前，生物芯片材料已成功運用于單細胞分離、基因突變分析、基因擴增與免疫分析（如在癌癥等臨床診斷中作為細胞內部信號的傳感器［5］）。倫敦的兒科醫院、挪威工科大學和美國噴氣推進研究所利用納米磁性粒子成功地進行了人體骨骼液中癌細胞的分離來治療病患者［6］。美國科學家正在研究用這種技術在腫瘤早期的血液中檢查癌細胞，實現癌癥的早期診斷和治療。

2.2用納米材料進行細胞內部染色

比利時的De Mey博士等人利用乙醚的黃磷飽和溶液、抗壞血酸或檸檬酸鈉把金從氯化金酸（HAuCl4）水溶液中還原出來形成金納米粒子，（粒徑的尺寸范圍是3 nm～40 nm），將金納米粒子與預先精制的抗體或單克隆抗體混合，利用不同抗體對細胞和骨骼內組織的敏感程度和親和力的差異，選擇抗體種類，制成多種金納米粒子—抗體復合物。借助復合粒子分別與細胞內各種器官和骨骼系統結合而形成的復合物，在白光或單色光照射下呈現某種特征顏色（如10 nm的金粒子在光學顯微鏡下呈紅色），從而給各種組織“貼上”了不同顏色的標簽，為提高細胞內組織分辨率提供了各種急需的染色技術。

2.3納米材料在醫藥方面的應用

2.3.1納米粒子用作藥物載體

一般來說，血液中紅血球的大小為6000 nm～9000 nm，一般細菌的長度為2000 nm～3000 nm［7］，引起人體發病的病毒尺寸為80 nm～100 nm，而納米包覆體尺寸約30 nm［8］，細胞尺寸更大，因而可利用納米微粒制成特殊藥物載體或新型抗體進行局部的定向治療等。專利和文獻資料的統計分析表明，作為藥物載體的材料主要有金屬納米顆粒、無機非金屬納米顆粒、生物降解性高分子納米顆粒和生物活性納米顆粒。

磁性納米顆粒作為藥物載體，在外磁場的引導下集中于病患部位，進行定位病變治療，利于提高藥效，減少副作用。如采用金納米顆粒制成金溶液，接上抗原或抗體，就能進行免疫學的間接凝聚實驗，用于快速診斷［9］。生物降解性高分子納米材料作為藥物載體還可以植入到人體的某些特定組織部位，如子宮、陰道、口（頰、舌、齒）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。這種給藥方式避免了藥物直接被消化系統和肝臟分解而代謝掉，并防止藥物對全身的作用。如美國麻省理工學院的科學家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片為基礎，能長時間配選精確劑量藥物的藥物投送系統，并已被批準用于人體。近年來生物可降解性高分子納米粒子（NPs）在基因治療中的DNA載體以及半衰期較短的大分子藥物如蛋白質、多肽、基因等活性物質的口服釋放載體方面具有廣闊的應用前景。藥物納米載體技術將給惡性腫瘤、糖尿病和老年癡呆癥的治療帶來變革。

2.3.2納米抗菌藥及創傷敷料

Ag+可使細胞膜上蛋白失去活性從而殺死細菌，添加納米銀粒子制成的醫用敷料對諸如黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠濃桿菌等臨床常見的40余種外科感染細菌有較好抑制作用。

2.3.3智能—靶向藥物

在超臨界高壓下細胞會“變軟”，而納米生化材料微小易滲透，使醫藥家能改變細胞基因，因而納米生化材料最有前景的應用是基因藥物的開發。德國柏林醫療中心將鐵氧體納米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入腫瘤部位，使癌細胞部位完全被磁場封閉，通電加熱時溫度達到47℃，慢慢殺死癌細胞。這種方法已在老鼠身上進行的實驗中獲得了初步成功［11］。美國密歇根大學正在研制一種僅20 nm的微型智能炸彈，能夠通過識別癌細胞化學特征攻擊癌細胞，甚至可鉆入單個細胞內將它炸毀。

2.4納米材料用于介入性診療

日本科學家利用納米材料，開發出一種可測人或動物體內物質的新技術。科研人員使用的是一種納米級微粒子，它可以同人或動物體內的物質反應產生光，研究人員用深入血管的光導纖維來檢測反應所產生的光，經光譜分析就可以了解是何種物質及其特性和狀態，初步實驗已成功地檢測出放進溶液中的神經傳達物質乙酰膽堿。利用這一技術可以辨別身體內物質的特性，可以用來檢測神經傳遞信號物質和測量人體內的血糖值及表示身體疲勞程度的乳酸值，并有助于糖尿病的診斷和治療。

2.5納米材料在人體組織方面的應用

納米材料在生物醫學領域的應用相當廣泛，除上面所述內容外還有如基因治療、細胞移植、人造皮膚和血管以及實現人工移植動物器官的可能。

目前，首次提出納米醫學的科學家之一詹姆斯貝克和他的同事已研制出一種樹形分子的多聚物作為DNA導入細胞的有效載體，在大鼠實驗中已取得初步成效，為基因治療提供了一種更微觀的新思路。

納米生物學的設想，是在納米尺度上應用生物學原理，發現新現象，研制可編程的分子機器人，也稱納米機器人。納米機器人是納米生物學中最具有誘惑力的內容，第一代納米機器人是生物系統和機械系統的有機結合體，這種納米機器人可注入人體血管內，進行健康檢查和疾病治療（疏通腦血管中的血栓，清除心臟脂肪沉積物，吞噬病菌，殺死癌細胞，監視體內的病變等）［12］；還可以用來進行人體器官的修復工作，比如作整容手術、從基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安裝在基因中，使機體正常運行或使引起癌癥的DNA突變發生逆轉從而延長人的壽命。將由硅晶片制成的存儲器（ROM）微型設備植入大腦中，與神經通路相連，可用以治療帕金森氏癥或其他神經性疾病。第二代納米機器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，可以用其吞噬病毒，殺死癌細胞。第三代納米機器人將包含有納米計算機，是一種可以進行人機對話的裝置。這種納米機器人一旦問世將徹底改變人類的勞動和生活方式。

瑞典正在用多層聚合物和黃金制成醫用微型機器人，目前實驗已進入能讓機器人撿起和移動肉眼看不見的玻璃珠的階段［13］。

納米材料所展示出的優異性能預示著它在生物醫學工程領域，尤其在組織工程支架、人工器官材料、介入性診療器械、控制釋放藥物載體、血液凈化、生物大分子分離等眾多方面具有廣泛的和誘人的應用前景。隨著納米技術在醫學領域中的應用，臨床醫療將變得節奏更快，效率更高，診斷檢查更準確，治療更有效。

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邱寧（南京財經大學招生辦老師）：金融學專業與金融工程專業的區別較小，這兩個專業師出同門，都屬于同根生的經濟學學科門類，專業基礎課大體相同，都要求掌握現代金融理論和方法。但是，金融學專業歷史久遠，主要是研究資金融通方式、金融市場和金融機構的職能與運作的專業。國內傳統的金融學包括貨幣銀行和國際金融兩部分，研究理論問題、質的問題較多，知識多屬文科范疇。金融工程專業是金融學中的新貴。我國對金融工程的理論研究起步較晚，與西方發達國家存在一定的差距，所以對此類人才的培養和需求顯得較為迫切。2002年，西南財經大學和中央財經大學等四所大學在國內高校中首先招收金融工程專業本科生。學生主要學習現代金融理論、現代數理工具和計算機信息技術，較注重數學和計算機在金融產品及衍生品技術開發、資產定價等方面的應用，研究數理技術、量的問題較多。因而，金融工程專業一般只招理科生，對數學的要求比較高。

金融學專業的畢業生主要面向銀行、證券、投資、保險及其他經濟管理部門，從事相關的業務和管理工作；金融工程專業的畢業生的就業去向主要是商業銀行、證券公司、保險公司、基金管理公司等金融機構和其他相關單位，從事資產定價、金融風險管理、金融產品設計等工作。

前者屬工商類，后者屬經濟類

邱寧（南京財經大學招生辦老師）：財會專業與財政學專業都是財經類中帶“財”字且引人注目、較為看好的專業，但兩者的學科門類、培養目標等并不相同。財會專業一般指會計學、財務管理等，學科大類屬于工商管理類，而財政學專業屬于經濟學學科大類。財會專業主要側重于培養會計、審計、財務、投資、金融等方面管理的專門人才，就業涉及面廣，有政府機關、企事業單位，也可具體到某個會計事務所，單位不論性質與大小，都有用武之地，是“吃百家飯的”。而財政學專業主要側重于培養財政資金分配、政府預算、資產管理、資本運作、稅收規劃與咨詢等方面的專門人才，特別是利用財政稅收來合理配置各種資源、調節收入分配，對宏觀經濟進行調控和監督，就業面向國家及地方政府的層面需求要多一些。從這點上來說，該專業培養的是國家稅務部門的“會計”，是“吃公務飯的”。就職業特點來說，財會專業人士的特點以按部就班、忠于職守，以邏輯的頭腦、對數字的敏感性而著稱，性格內向些、思想保守些也無妨。而財政學專業人士的特點則在于精通稅收理論與實務，在強調“核算”能力的同時，擅長靈活把握與策劃財力保證、關注橫向協調等方面。

前者研究基因，后者學制藥

褚惠萍（南京師范大學生命科學學院副書記）：南京師范大學的生物工程專業從生物技術專業延伸出來，其前身是生物技術的生物制藥方向，2008年升格為生物工程專業并開始招生。這兩個專業的最大區別是，生物技術專業的學生學習與生物相關的技術知識，課程相對來說偏理論，畢業生拿理學學士學位，成為生物技術領域相關的科技人才。近一半優秀學生通過保送或考研進入國內著名大學和研究機構繼續研究生學習，也會在高等學校、科研機構及醫藥、化工、食品、農林、牧漁、環保、園林等行業的企事業單位和管理部門，從事與生物技術相關的應用研究、技術開發和推廣、生產管理、行政管理等工作。

生物工程專業偏重于生物醫藥方向，主要培養與生物制藥領域相關的生物工程科技人才。前兩年的基礎課程和生物技術類似，但后兩年的專業課主要與藥學相關，比如藥事管理、生物制藥等課程，所學知識應用性更強，畢業生拿工學學士學位。畢業生能夠在生物醫藥、生物化工等行業的高新技術企業從事相關產品、工藝及裝備的研究、開發、設計、管理及市場營銷等工作，也可在商檢、藥檢、藥事、海關、工商、稅務和政府管理部門從事相關的監督管理工作。

前者是傳統的中文系，后者高等數學、計算機等課程都要學

駱冬青（南京師范大學文學院副院長）、李葆嘉（南京師范大學語言科技研究所所長）：漢語言文學專業與漢語言專業的區別很大。漢語言文學專業就是傳統的中文系，在我國起步較早，目前國內的很多高校都開設有漢語言文學專業。該專業的學生主要學習漢語和中國文學方面的基本知識，受到有關理論、發展歷史、研究現狀等方面的系統教育和業務能力的基本訓練。漢語言文學專業培養具備一定的文藝理論素養和系統的漢語言文學知識，能在新聞文藝出版部門、高校、科研機構和機關企事業單位，從事文學評論、漢語言文學教學與研究工作，以及文化、宣傳方面的實際工作的漢語言文學高級專門人才。

漢語言專業則是南京師范大學文學院在2001年6月成立的，國內目前只有南京師范大學開設有該專業。這門專業本應叫“語言科學與技術系”，是在當時的普高本科專業目錄框架內設置的，旨在培養語言科技跨學科的復合型人才的漢語言專業（語言信息處理方向），但由于國家規定的專業名稱中沒有“語言科學與技術專業”，因此就采用了“漢語言”這個名稱。該專業招收文、理科學生，一般每年招收20人左右，以理科為主。目的是用科學的手段來研究語言，以語言學為本，溝通計算機科技、應用數學和認知科學等相關學科。學生要修讀語言學、計算機、認知科學、數學等專業。目前南京師范大學設有該專業的本科生、碩士生、博士后培養點，畢業生就業范圍較廣，可以從事軟件開發、網站研發方面的工作。

前者強調應用，后者注重研發

周華（南京工業大學藥學院黨總支書記）：生物醫藥是我國七大戰略性新興產業之一。制藥工程專業與藥學類專業的相同點在于同屬于生物醫藥領域，就業前景好。不同點在于所屬的學科門類不同，培養方向也有側重。制藥工程專業屬于工科專業，學生畢業后被授予工學學士學位；藥學類專業屬于醫學專業，學生畢業后被授予醫學學士學位，目前開設藥物化學、藥理學、藥物分析及藥物制劑四個專業方向，其中藥物制劑方向的畢業生也可被授予工學學士學位。

以南京工業大學為例，制藥工程專業以工程應用研究為主，專業學習主要圍繞藥物制造過程中的工藝技術、生產設備和藥品質量控制等方面進行。依托學校教育部首批“卓越工程師”試點高校的平臺，注重培養學生的工程實踐能力，打造“卓越制藥工程師”。大四時，學生將進入大中型醫藥企業接受工程實踐方面的訓練。學生就業后大多進入知名藥企，從事醫藥企業的工程技術、生產管理和質量控制等領域的工作。藥學類專業偏重學生科研能力的培養，主要以新藥開發為主。專業學習圍繞新型藥物設計制造、藥物安全性評價、藥物新劑型開發和藥品質量控制方法等方面進行。依托江蘇省藥物研究所、江蘇省中美轉化醫學研究院等學科平臺，學生畢業后可勝任新藥研發、藥品質量檢驗及藥品臨床應用等領域的工作。

前者偏化學，后者偏物理

徐蔡余（南京理工大學招生辦主任）：在研究領域方面，高分子材料與工程專業顧名思義，是研究材料中種類非常豐富的一個大類――有機高分子材料（橡膠、塑料等）；材料科學與工程專業主要研究金屬材料、無機非金屬材料（陶瓷、水泥、混凝土材料）以及各種新型材料的研制方法，另外本專業也著眼于一些功能材料和復合材料的研制以及材料改性方面的研究，例如如何提高金屬材料的強度、韌性、使用壽命等。

在課程設置上，高分子材料與工程專業主要學習四大化學（無機化學、分析化學、有機化學、物理化學）、高分子化學和物理、高分子材料成型加工原理和設備等基本理論課程，相比較而言更偏向于化學方向，尤其是有機化學和高分子材料合成與制備；材料科學與工程專業則有很多物理理論的課程，如固體物理、量子力學、材料物理等，比較強調對原子物理結構的認知，要求學生有良好的物理基礎和求知欲。

在就業方向上，高分子材料與工程專業的學生的就業領域主要包括科研院所等事業單位和在化工、汽車、電子、醫藥、航空等國有及外向型企業從事研發和管理工作，如陶氏化學、京東方等；材料科學與工程專業的學生的就業領域主要包括與金屬材料相關的大型傳統機械制造類企業（汽車、航天、船舶、重工業）、電子類制造業、建筑類行業、特種材料制造加工單位、環保檢測行業、科研院所、高校和一些特殊的認證類機構等。

前者強調金屬的提煉，后者注重金屬的使用

馬立群（南京工業大學材料科學與工程學院教授）：冶金工程專業關注的是金屬產業的前期過程，主要是從礦石中冶煉提取金屬與合金，包括黑色冶金的煉鐵、煉鋼、軋鋼和有色冶金的煉銅、煉鋁、煉鋅等，偏重于化學知識的運用。就業一般面向黑色冶金行業的煉鋼廠、煉鐵廠、設計院等，有色冶金行業的鋁業公司、銅業公司等。目前冶金行業的人才需求量大，就業形勢很好。

金屬材料工程專業關注的是金屬產業的后期過程，主要是將已經提煉出的金屬與合金進一步進行鑄造、鍛造、焊接、熱處理、形變處理和腐蝕防護，使其廣泛應用于工業生產和人民生活。注重金屬材料的結構、性能和應用的結合，物理知識和化學知識均有所涉及。就業一般面向金屬、機械、汽車、化工等與金屬材料相關的行業。

前者偏應用，后者重理論

張鵬（南京航空航天大學招生辦主任）：這兩個專業相當于信息家族中絕代雙驕的“兩兄弟”，名稱相近，卻大不相同。信息工程專業主要培養具有信息處理系統分析、設計、開發、集成及應用等方面基礎知識的人才，具備通信系統、移動通信、衛星通信、廣播電視、信息處理以及航空、航天、民航等領域的專業應用技術，能夠獨立設計、開發專門化信息處理系統。

篇5

【關鍵詞】醫學；職業技術教育；生物醫學工程

【中圖分類號】R318.0-4 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2014）02-0316-02

基金項目：重慶市教委人文社科基金資助項目（10SKS02）

隨著近20年來世界范圍內高新技術的迅猛發展，職業教育在形式和數量上都有了突飛猛進的增長。基于此，聯合國教科文組織（UNESCO）推出最新版本“國際教育標準分類”ISCED1997，雖然將高等職業教育仍定位于ISCED5為“第三級教育第一階段”，但是作為“不直接通向高等研究資格證書”（not leading directly to an advanced research qualification）獲得的教育層次，它將初版中分屬兩個不同層次的大學專科（原ISCED5）和本科（原ISCED6）以及“所有博士學位以外的研究課程”（原ISCED7中的博士前課程部分）納入了同一層次之中，從此突破了高等職業教育（尤其是在中國）僅僅局限于專科層次的教育瓶頸，為各類職業教育建立本科乃至碩士層次的教育提供了可能[1]。與普通本科教育并行的“立交橋式”發展之路由此拉開序幕。目前我國由于臨床醫學、中醫學、口腔醫學、藥學等專業要求學生掌握一定的科學技術知識以達到“能進入一個高精技術要求的專門職業”。醫學本科院校在醫學主干專業的人才培養定位與水平上均高于醫學類高職高專院校。本文將以生物醫學工程學的國內外現狀為例，來探索職業教育互補于普通醫學本科教育的發展之路。

1生物醫學工程國內外發展現狀

生物醫學工程學是理、工、醫相結合的邊緣學科，是多種工程學科向生物醫學領域滲透的產物。它是運用現代自然科學和工程技術的原理與方法，從工程學的角度，在不同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、促進健康提供新技術手段的一門綜合性的高技術學科。

1.1 80年代起生物醫學工程學步入新起點 50年代是生物醫學工程學發展的初期，工程技術與生物醫學間的交差、滲透是從臨床醫學開始的，其中尤以人工器官的出現，可視為現代醫學的一個重大特征。在經歷了60年代的早期發展和70年代以醫學影像技術為代表，所標志的生物醫學工程學取得突破性進展的基礎上，80年代起，生物醫學工程學除繼續向臨床領域橫向擴展外，開始在向縱深方向發展方面出現新的轉折。如醫學影像技術中的MRI、DSA、ECT、彩色多普勒超聲診斷裝置、圖像文檔與通訊系統等；出現了全實驗室自動化系統、體外碎石機和除顫器等治療裝置以及微波、射頻、激光、超聲等各種治療技術。

1.2 90年代與更多的學科交叉、融合 組織工程：是生物醫學工程、細胞生物學、分子生物學、生物材料、生物技術、生物化學、生物力學，以及臨床醫學等學科間的不斷交叉、滲透與融合，而形成的新的前沿科學。所涉及的組織有軟骨、皮膚、胰腺、肝臟、腎臟、膀胱、輸尿管、骨髓、神經、骨骼肌、肌鍵、心瓣膜、血管、腸、等，其中皮膚已有初步產品進入臨床應用。我國自90年代初開始了有關的基礎研究工作，并列入了國家重點基礎研究發展規劃（973），成為國家的重點支持項目。生物芯片：在實施人類基因組計劃的推動下，DNA微探針陣列的基因芯片是最重要的生物芯片之一。它可以在同一時間內分析大量的基因，實現生物基因信息的大規模檢測。微米/納米技術：是指量度范圍分別在0.1？100微米（？m）和0.1？100納米（nm）內的物質或結構的制造技術。其最終目標是，人們將按自己的意志直接操縱單個原子、分子或原子團（小于10nm）、分子團，制造具有特定功能的產品，包括納米材料學、納米電子學、納米機械學、納米生物學、納米顯微學等等新的高技術群。我國在大尺寸納米氧化物材料制備方面，已成功地研制出致密度高、形態復雜、性能優越的納米陶瓷，從而進入了國際領先行列。日本研制出的“萬能醫用微型機器人”，可在不損害任何人體器官的情況下，沿著血管或胃腸道行進到發病部位進行檢查，醫生可指令機器人取組織樣品、直接釋放藥物、清除血栓、切斷或接通神經和進行細胞操作等精細手術。家庭保健工程（Home Health Care， HHC）：美國、日本和歐洲等均已將HHC作為重要內容列人21世紀的生物醫學發展戰略，成為優先資助的領域之一。即將家庭保健管理系統、疾病早期預報、家庭治療和康復儀器、家庭急救支援系統等技術和產品作為重點開發項目。我國開展HHC的研究與開發以家用治療產品為最多。通過采用電話傳輸監護網的方式進行心臟監測和急救，已在我國北京、上海、天津、南京、廣州等大城市相繼開展起來。

1.3 生物醫學工程學傳統領域的發展 生物材料：自50年代出現合成高分子材料以來，生物材料取得了很大發展；如今，合成高分子材料，天然高分子材料，醫用金屬材料，無機生物醫學材料，以及由活體材料和非活體材料構成的雜化生物材料，幾乎在臨床醫學各個領域得到廣泛的應用，并最終導致了標志著本世紀現代醫學重大特征之一的人工器官的出現；在此基礎上，90年代生物材料又在向著復合/雜化型、功能型和智能型的方向發展。醫學影像技術：在生物醫學工程學中，像X射線、超聲波、磁共振、放射性核素、紅外線等物理源的醫學影像技術，對醫學的發展起了很大的推動作用，數字化、網絡化、綜合化已成為目前醫學影像技術的總體發展方向。生物醫學工程學所涉學科尚有生物力學、醫學電子學、人工器官等等。

2國內生物醫學工程專業建設情況

生物醫學工程專業屬工科專業，具有很強的多學科交叉性和前沿性，強調數理科學、電子信息和計算機技術等理工科知識與生物醫學知識的有機結合。本專業課程設置除數理化及工程基礎課外，主要專業課程有：電路、信號與系統，模擬與數字電子技術，數字信號處理，生物醫學傳感器與檢測技術，微機原理與應用，單片機在醫學中的應用，生命系統分析與仿真，生物醫學信號處理，生物醫學儀器，醫學成像技術，醫學圖像處理，醫學超聲波，工程生理學，人體解剖學，組織胚胎學，自動控制，計算機與信息系列課程等，并開設多個專業課程設計，做到教學與實驗設計并重。目前國內開設生物醫學工程專業的學校，一部分是醫科院校，一部分是各大綜合類院校。排名前十的有浙江大學、四川大學、上海交通大學、東南大學、西安交通大學、天津大學、清華大學、華中科技大學、南方醫科大學、大連理工大學。而在香港大學，生物醫學工程學由工程學院與醫學院合辦，學生將學習到有關工程和生命科學的原理，理解不同類型的先進醫學工程系統之設計和運作，掌握工程技術在醫學領域的應用。

3醫學職業教育可以在生物醫學工程專業中尋找“立交橋式”發展契機

醫學職業教育類院校，應該與本科院校錯位發展。以生物醫學工程專業為例，應該培養計算機網絡技術服務和各類大型醫療設備的操作與維護方面的專業人才；計算機網絡技術包括：數字化醫學中心，醫學圖象處理及多媒體在醫學中的應用，生物信息的控制及神經網絡生物醫學信號檢測與處理。要求學生深入掌握電子技術，計算機技術，信息處理理論醫學與工程相結合的科研能力，解決生物醫學領域中的科學研究，醫療儀器研制，產品開發以及大型醫療設備的操作，維修管理等問題，同時也能勝任其他領域的電子技術及計算機技術。學生主要學習生命科學、電子技術、計算機技術和信息科學的基本理論和基本知識，受到電子技術、信號檢測與處理、計算機技術在醫學中的應用的基本訓練，具有生物醫學工程領域中的研究和開發的基本能力。

3.1 生物信息技術 實現生物技術和信息技術以及其他學科的有機結合，發展生物信息高通量、高效、快速的提取方法，發展疾病檢測的新方法和新技術，發展研究藥物與靶標作用的新方法，發展基因組數據、蛋白質組數據和結構基因組數據的計算機處理、分析和可視化方法，解析生物大分子結構和功能之間關系等，提高生物信息處理、分析和利用的水平，為我國生命科學和生物技術的源頭創新奠定基礎。

3.2 醫學圖像與醫學電子學 醫學圖像處理和分析、計算機輔助診斷和治療、醫學物理等，以及生物、醫學和工程學等領域理論和方法，并通過這些學科的交叉形成了新型學科。

3.3 生物與醫學納米技術 包括納米生物材料、納米生物器件研究、納米生物技術在臨床診療中的應用、納米材料與器件的計算模擬。

3.4 生物與醫學納米技術 生物醫用材料研究，用于人體、器官的診斷、修復、替換或增進其功能。

3.5 醫學信息學及工程 應用系統分析工具這一新技術來研究醫學的管理、過程控制、決策和對醫學知識科學分析。

4以生物醫學工程為例，探討醫學職業教育的前景

生物醫學工程專業修業年限為四年或五年。授予學位是工學學士。就業前景良好，由于科學技術的發展，各類大型醫療設備的應用越來越廣泛，大型醫療設備的操作、維修及管理人員是各大醫院及公司急需的人才。畢業后可從事醫學機構中醫療器械的維護、使用、銷售和和醫療電子系統的開發與維護，輔助醫生觀察、診斷、治療疾病。職稱由衛生部組織統一考試評定，頒發臨床醫學工程技術（初級士、初級師、中級等）證書。

醫學職業教育不僅要解決國家發展急需的基層衛生人才的培養問題，更重要的是要引領區域經濟向先進領域拓展，提升地方行業水平。建設西部教育高地，需要在技術類專業中大膽創新，走別人沒有走過或者沒有走出規模的路。其重要意義體現在以下幾點：①醫學應用技術類專業雖然具有辦學成本高、難度大等不利因素，但也具有技術含量高、可直接轉化為現實生產力的巨大優勢。②醫學應用技術類專業走向產業化，對引領區域經濟發展、拓展地方行業布局和提升地方行業水平都具有重要的現實意義。③醫學應用技術類人才培育專業群的建成，將為地方輸出高素質的技能型人才，同時也能提供高水平的就業崗位，有助于拉動地方經濟，整體提高地方生產力。④醫學應用技術類專業人才的聚集，與提高區域人才質量、推動地方經濟發展進程直接相關。斯坦福大學在成立之初不被看好，但堅持將硅谷建設與學校成長聯系在一起，最終成為世界名校就是例證[2]。

5結語

在國家拉動內需、教育優先的有利政策指引下，在醫學職業教育領域大力發展醫學應用技術專業是切實可行的。用教學做一體化培養醫學技術專業人才，為地方醫學應用技術產業化發展提供智力支撐，其意義也是深遠的。創立醫學應用技術專業基本原則是按照專業設計，分步驟解決專業基本格局，建設教學做一體化生產性實訓基地，逐步提升專業辦學水平和內涵質量，最終構建具有影響力的專業群。在全國眾多的醫學類高職高專院校中同質化辦學的現象非常突出，上海醫療儀器高等專科學校涉足生物醫學工程領域外，還沒有一所學校開設生物醫學工程的相關專業[3]。現代醫療活動是建立在龐大的醫療儀器設備的輔助診斷和治療基礎上的，急需醫學工程技術的大量人才。只有大力拓展醫學相關技術領域的辦學，才能真正在傳統醫學專業之外辦出既有生命力又有制高點的醫學職業技術教育。

參考文獻

[1]Issenberg SB，Mcgaghie WC，Petmsa ER，Gordon DL，Scalse AJ.Features and uses of high―fidelity medical simulations that lcad to effective learning：a BEME systemic review.Medieal Teacher，2005；27：10-28.

篇6

關鍵詞：模型牙；離體牙；根管治療術

中圖分類號：R-3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）49-0274-02

根管治療術是目前治療牙髓根尖周疾病的最有效方法，根管治療術的臨床操作技巧性很強；需要操作者對牙體解剖結構有良好的掌握，才能夠順利建立根管直線通路，徹底疏通并有效清理根管系統中的感染物質，從而實現根管系統的嚴密充填封閉。根管治療術是口腔醫學專業學生臨床學習的重點內容之一。

在根管治療臨床前期教學中，選擇適合的牙齒或牙齒代用品并準確模擬臨床狀況成為教學中的一個重要問題。通常應用包埋在石膏模型中的離體牙，但離體牙的解剖變異大，且來源受限收集困難，并不利于本科生的學習應用。目前高分子材料制作的模型牙具有規格統一、操作簡便、便于學習應用等特點，高分子材料的仿頭模模型及模型牙逐漸廣泛應用于臨床前期教學中。樹脂透明牙模型具有直觀的優點，但操作在口外環境直視下進行，不利于學生臨床思維能力和想象力的培養和鍛煉。

為探索根管治療術臨床前期教學中適宜的根管模型，我們在部分學生中分別應用根管模型牙及離體牙進行操作培訓，并進行評估以便為教學提供參考。

一、材料與方法

1.材料：

（1）透明根管模型牙24顆，由日進齒科材料（昆山）有限公司提供，分別為上頜中切牙、上頜第一雙尖牙、上頜第一磨牙、下頜第一磨牙各6顆，均置入相應的仿真牙列模型備用。

（2）離體牙模型：選擇拔除后較完整的人離體牙24顆（上前牙6顆、雙尖牙6顆、上頜第一磨牙、下頜第一磨牙各6顆），用戊二醛浸泡消毒處理后，按照牙位依次置入標準橡膠陰模內，緩慢注入石膏并置振蕩器上振蕩防止氣泡產生，60分鐘后石膏硬固后脫模備用。

2.方法。6名學生分別使用固定在仿頭模型上的4顆模型牙和4顆離體牙進行開髓、牙髓摘除、根管預備和充填，并采用拍攝術中、術后X線片法對模型牙、離體牙的根管預備及根管充填情況進行評價。

3.操作順序。操作按從易到難的順序進行，依次為模型上頜中切牙、離體上前牙、模型上頜第一雙尖牙、離體雙尖牙、模型上頜第一磨牙、離體上頜第一磨牙，模型下頜第一磨牙、離體下頜第一磨牙；分根管預備及根管充填兩步完成根管治療。使用逐步后退法進行根管預備，試尖后采用熱牙膠垂直加壓根管充填，術前、試尖及根管充填后均攝X片。

4.分別計算每顆牙齒學生所花費的開髓時間、標準開髓洞型數量及比例、根管疏通率、根管預備花費時間、根管充填所花費時間，以評價應用模型牙及離體牙的教學效果。

5.根充結果評價：根管充填情況依據X片進行評判，評價標準[1]為：恰填：充填物嚴密封閉根管，并距解剖根尖孔0.5～1.0mm；欠填：充填物之間或充填物與根管壁不密合，或充填物距解剖根尖孔大于1.0mm；超填：充填物與解剖根尖孔的距離小于0.5mm，或充填物超出解剖根尖孔。

6.統計分析：所有數據應用SPSS11.0進行統計分析。

二、結果

6名學生共充填模型牙根管54個（前牙6根管，雙尖牙12根管，磨牙36根管）、離體牙根管63個（前牙6根管，雙尖牙12根管，磨牙45根管），充填結果及預備及充填情況見表1。

同一牙位進行比較時，模型牙相對于離體牙所用開髓時間短，所制備的標準開髓洞型比例相對較高；應用模型牙進行根管預備所花費時間及根管充填時間均少于離體牙所費時間。經t檢驗，各項指標在模型牙與離體牙兩組間具有顯著性差異。

而對6名學生應用仿真牙、離體牙根管充填情況進行統計分析表明：模型牙根管恰填比例（25/54，46.30%））雖高于離體牙（22/63，34.92%），但兩組間并無統計學差異；而兩組牙齒欠填率、超填率則均有統計學差異。

三、討論

牙體牙髓病學是一門實踐性很強的學科。除了理論課教學外，實驗課教學是重要環節。以往牙體牙髓病學實驗課教學中，常常是手持離體牙進行口外操作，與臨床實際情況相差較大，無法讓學生體會操作中的調節、支點運用、前后牙位及上下頜位的變化，照明及口鏡操作也得不到訓練。這導致了實驗課教學與臨床實踐的脫節，影響了教學效果；部分實驗課雖然使用離體牙灌注全口模型口內操作，但也存在一些不足，隨著牙齒保存技術的提高，符合學生實驗練習需要的離體牙收集越來越困難。因此，將離體牙與標準化的模型牙結合應用于教學，有助于提高教學效果[2]。

恰填是確保根管治療術遠期療效的基本要求。通過對根管充填情況分析發現，模型牙、離體牙的恰填率均不理想，同一牙位模型牙的恰填率模型牙略高于離體牙，但無統計學差異；而兩組牙的欠填率、超填率均具有顯著性差異。一方面可能是由于學生在仿頭模型上操作不夠熟練、對根管充填標準掌握不夠準確的原因。另一方面也與所使用的牙齒相關：模型牙根管較粗而直、根尖孔大而缺少生理性根尖孔狹窄區，這些特點往往導致模型牙根管超填率較高；而實驗教學中離體牙多選擇相對完整的離體牙，這類牙齒通常是來源于老年人因牙周病拔除的患牙，多數牙齒根管發生鈣化而纖細且彎曲，學生進行根管預備相對困難，往往不能順利達尖，故而離體牙的欠填率相對較高。

模型牙與天然牙大小一致，可方便地安裝在仿頭模上；仿真模型牙的硬組織部分設計成牙釉質和牙本質兩種質地，硬度與天然牙較為接近；模型牙通常具有清晰、典型的髓腔結構和根管系統。模型牙髓腔的髓室壁還可使用染料進行染色，可方便而清晰指示根管內壁所附感染物是否清除完全，從而使得操作具有良好的統一性。

仿真模型牙具有操作簡便、標準統一、便于學習掌握的特點，仿真模型牙的應用為學生在教學實驗室中模擬口腔環境進行臨床前操作訓練提供可能。本研究結果也顯示相對于離體牙上操作時間，在模型牙上完成開髓、根管預備、根管充填等三項操作的時間均有明顯縮短；而模型牙上標準開髓洞型比例、根管疏通比例均高于離體牙。這提示學生在模型牙上進行根管治療術的操作練習可能會較離體牙相對更為容易些[3]。

當然，模型牙仍存在諸多不足，例如：模型牙是由高分子材料制造，物理機械性能方面并不能完全模擬天然牙釉質和牙本質，從而影響學生進行牙體預備窩洞及根管預備擴挫時的真實手感；而模型牙的髓腔、根管的設計相對粗大，根尖1/4形態多不完整，沒有根尖區生理性縮窄，缺少正常根管的彎曲和狹窄，常常影響學生對髓腔、根管形態和根管變異的正確認知，無法準確把握根管預備的工作長度，從而使根管治療術的訓練受到一定程度的影響。

由于模型牙的髓腔結構、根管形態較為標準，更易于幫助學生對根管系統解剖形態的認知，有利于學生初步掌握根管治療術基本步驟；相對而言在離體牙上進行根管治療術操作則復雜性及難度較大。因此，建議在使用仿真模型牙訓練后再進行離體牙練習，則更接近臨床實際，使學生能較為真實的感受牙釉質、牙本質硬度，初步感知根管系統形態和變異，彌補模型牙結構簡單手感差等缺點，并復習操作步驟，掌握治療要點，從而提高實驗教學效果。

綜上，根管治療術實驗教學選用何種牙齒將直接影響教學的效果。合理安排教學內容，在應用模型牙的同時配合使用離體牙，可以有效彌補模型牙及離體牙各自的缺點，促進學生對根管系統的認知和對根管治療術基本步驟的初步掌握，獲得令人滿意的教學效果。

參考文獻：

[1]Schaeffer MA，White RR，Walton RE. Determining the optimal obturation length：a meta-analysis of literature[J].J Endod，2005，31（4）：271-274.

篇7

1.1細胞分離與染色

納米細胞分離技術的出現有助于解決生物醫學中快速獲取細胞標本的難題。將15~20nm的SiO2包覆粒子均勻分散到含有多種細胞的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液中,利用梯度原理,通過離心技術快速分離所需要的細胞[1]。用這種方法很容易將懷孕僅8周左右的孕婦血樣中極少量的胎兒細胞分離出來,通過對其染色體的分析,判斷胎兒是否有遺傳缺陷。應用納米免疫磁珠檢測早期肺癌患者循環血液中的腫瘤細胞,可以監測肺癌的轉移情況[2]。

納米顆粒也為建立新的細胞染色技術提供了新的途徑。段箐華等[3]用聯吡啶釕配合物[Ru(Ⅱ)(bpy)3]2+、異硫氰酸羅丹明B(TRITC)、異硫氰酸熒光素等熒光分子標記SiO2納米顆粒,實現了體外對B淋巴細胞、肝癌細胞、早期凋亡乳腺癌細胞、系統性紅斑狼瘡細胞的特異性識別。異硫氰酸熒光素標記的SiO2納米顆粒表面接特異抗體,可用于免疫學檢測[4]。

1.2納米造影劑

無機納米粒子因其形狀、尺寸和組成的不同而具有獨特的物化性能,可用作新型生物造影材料,能提供良好的檢測信號對比度和生物分布度,提高診斷效率,并有望將現有的解剖學層面的造影技術推向分子水平,即“分子造影”[5-7]。納米造影劑一般需要3個組成部分:(1)無機納米粒子核,如金、氧化鐵等,用以實現造影增強效果;(2)水可分散的殼層,如聚乙二醇等,用以提高無機納米粒子核的溶液穩定性;(3)賦予靶向功能的生物活性分子,如蛋白、多肽和抗體等。

高分子修飾的氧化鐵納米粒子,如葡聚糖包裹的超順磁性氧化鐵納米粒子已被用于臨床以提高解剖學層面的磁共振造影[8],也被用于分子造影[9]。傳統的檢測方法對Ⅰ、Ⅱ期癌癥檢出率小于15%,使用高磁共振對比度的造影劑能夠提高早期癌癥的檢出率。例如,乳腺癌細胞過度表達人上皮增長因子受體2基因(HER2/neu)[10],將磁性納米粒子(MNPs)偶聯上HER2的抗體赫賽汀,就可以將SK-BR-3乳腺癌細胞檢測出來[11]。用MNPs偶聯赫賽汀探針還可以測出不同細胞的HER2表達量[12]。同樣,可以用偶聯了rch24抗體的Fe3O4靶向癌胚抗原來診斷結腸癌[13];用偶聯了HmenB1抗體的FePt-Au來靶向成神經細胞瘤細胞(CHP134)過度表達的聚唾液酸(PSA)[14]。合金MNPs,如FePt@CoS2等兼具造影和治療功能。

FeP@tCoS2納米粒子被HeLa細胞攝入以后,在癌細胞的酸性環境中釋放出的Pt+能導致癌細胞凋亡[15]。SiO2@Fe3O4@Au納米粒子可以用于磁共振造影和治療,當其與抗HER2基因抗體偶聯后有明顯的T2加權造影效果,再加上持續的光照,由金殼產生的能量能將癌細胞殺死,起到治療作用[16]。

金納米粒子因為其獨特的表面等離子共振效應被用作光學造影劑和傳感器[17-19]。利用金納米粒子的表面易于功能化的特性,El-Sayed等[20]在金納米粒子表面偶聯表皮生長因子抗體(anti-EGFR),使金納米粒子靶向富集在表皮生長因子高表達的口腔上皮癌HOC313細胞上。與普通上皮細胞HaCaT相比,經表面改性的金納米粒子在HOC313細胞中表現出了更清晰的造影效果。以殼聚糖為納米載體的復合微球成功地將包覆的金納米粒子與藥物一同送入細胞核,起到了細胞核給藥和細胞核造影的雙重功能,實現了金納米粒子的多功能化[21-22]。

半導體納米粒子(又稱量子點)已經被用作熒光探針,用于細胞標記和光學探針[23-24]。美國華盛頓大學的研究人員用蛋白將一個量子點內核包裹在一個直徑為3nm的超薄金殼中,使兩部分的光電特性不受彼此的干擾,從而首次實現了將半導體和金屬納米粒子結合在一起而仍能保留各自的功能,量子點可用于熒光成像,金球則可用于散射成像。

1.3納米傳感器和新型納米診斷技術

雖然對納米傳感器的研究時間較短,但其優點是不容置疑的。由生物大分子構成,利用化學能進行機械做功的分子馬達納米傳感器,使其尖端插入活細胞內而又不干擾細胞的正常生理過程,來獲取活細胞內多種反應的動態化學信息、電化學信息。如利用ATP酶作為分子馬達的納米傳感器能進入人體細胞,完成在人體細胞內監測和藥物釋放等任務,可以連續監測體內代謝變化,對肺部小血管內NO和CO的監測結果對于高血壓和心血管疾病的診斷和治療具有重要意義[25]。其他的分子馬達還包括RNA聚合酶、肌球蛋白和驅動蛋白等[26]。在糖尿病治療中可將納米生物傳感器置于真皮層檢測葡萄糖水平,從而指導給藥。斯坦福大學的科學家最近利用納米科技及電磁效應發明了一種生化傳感器,這種傳感器可以及早發現癌癥的早期癥狀,利于對患者及時進行治療。

隨著隧道掃描顯微鏡和原子力顯微鏡的問世,人們能夠在納米尺度上了解生物大分子的精細結構及其與功能的關系,并動態獲取生命信息[27]。利用原子力顯微鏡可以在納米水平揭示腫瘤細胞的形態特點,通過尋找特異性的納米結構改變實現對腫瘤的早期診斷,從而解決腫瘤診斷的難題[28]。

2納米藥物載體和納米藥物

納米藥物與傳統的分子藥物(molecularmedicine)的根本區別在于它是顆粒藥物(particulatemedicine)。廣義的納米藥物可分為兩類:一類是納米藥物載體,即指溶解或分散有分子藥物的各種納米顆粒,如納米球、納米囊、納米脂質體等。二是納米藥物,即指直接將原料藥物加工成的納米顆粒,或利用嶄新的納米結構或納米特性,發現基于新型納米顆粒的高效低毒的治療或診斷藥物。前者是對傳統藥物的改良,而后者強調的是把納米材料本身作為藥物[29]。

2.1納米藥物載體

實現細胞和亞細胞層次上藥物的靶向傳遞和智能控制釋放,是降低藥物毒副作用、提高治療效果的共性問題。納米粒子介導的藥物輸送是納米醫學領域的一個關鍵技術,在藥物輸送方面具有許多優越性。目前,用作藥物載體的材料有金屬納米顆粒、生物降解性高分子納米顆粒及生物活性納米顆粒等[30]。理想的納米藥物載體應具備以下性質:毒性較低或沒有毒性;具有適宜的制備及提純方法;具有合適的粒徑與形狀;具有較高的載藥量;具有較高的包封率;對藥物具有良好的釋放特性;具有良好的生物相容性,可生物降解或可被機體排出;具有較長的體內循環時間,并能在療效相關部位持久存在等。

2.1.1抗腫瘤藥物載體腫瘤的納米靶向治療以納米粒為載體,將藥物或制劑定向于腫瘤部位,可以大幅度提高藥物的生物利用率,提高療效,降低用藥量,減少毒副作用,已成為國際腫瘤藥物研制中的熱點和前沿。

惡性腫瘤周圍及其實質有大量的新生毛細血管形成,這些血管通透性高,400~600nm以下的納米顆粒可穿過血管到達腫瘤組織。Alexiou等[31]在動物模型上用磁性納米粒負載抗癌藥物進行區域動脈灌注,外加磁場定位濃集,發現納米粒子隨血液流入腫瘤部位并滲透到腫瘤組織內,提高了藥物的治療指數。Mu等[32]將生物可降解聚合物PLGA納米粒、VitaminE、TPGS和抗腫瘤藥物紫杉醇混合在一起,藥物可較容易地到達腫瘤部位而發揮靶向效應作用。楊凱等[33]在治療口腔癌頸淋巴結轉移灶時,將抗癌藥物葫蘆素BE裝載到聚乳酸納米微粒上,發現藥物可靶向到達病變部位,毒副作用和局部刺激作用顯著減小。

惡性腫瘤的納米粒磁導靶向熱療也是有效的方法,熱療本身可以破壞腫瘤細胞。將磁性納米粒子經包裹或修飾后選擇性地注射到腫瘤部位,然后施加交變磁場,納米粒子受到交變作用而產熱,可提高放療和化療的效果。口腔頜面部腫瘤位置相對表淺,是最適合作磁導靶向化療和磁導靶向熱療的部位。此外,由于納米脂質體載體具有較好的藥物、基因和成影劑包封率,在腫瘤造影成像等方面顯示出較好的優勢[34]。

2.1.2中樞神經系統(CNS)藥物載體血腦屏障對于維持CNS的相對穩定起著重要作用,但其毛細血管連接緊密,大多數藥物很難通過血腦屏障進入CNS。因此,如何使CNS藥物跨越血腦屏障從血液進入腦內且發揮藥效是藥物傳遞系統需要解決的一個難題。納米粒子作為藥物載體,為不能透過血腦屏障的CNS藥物入腦提供了新途徑。Sun等[35]以聚乳酸為基質,制備了裝載異硫氰酸熒光素-右旋糖酐的納米粒,并將納米粒用聚山梨酯-80包衣,給小鼠尾靜脈注射后發現納米粒可主動靶向腦組織。Kepan等[36]同時給小鼠注射采用聚山梨酯-80包衣的甲氨蝶呤聚氰丙稀酸丁酯納米粒子(PBCA-NP),未包衣NP及甲氨蝶呤溶液,通過檢測腦脊液及腦組織內藥物濃度顯示,采用聚山梨酯-80包衣的甲氨蝶呤PBCA-NP能顯著提高腦內甲氨蝶呤藥物濃度。Petri等[37]研究顯示,泊洛沙姆-188包衣的PBCA-NP與聚山梨酯-80包衣的PBCA-NP均能顯著提高阿霉素的抗腦腫瘤活性。

Oliver[38]發現,用聚山梨酯-80修飾的PBCA-NP通過血腦屏障的機理,部分是由于載體降解產生的毒性打開了腦血管內皮的緊密連接。Ulbrich等[39]發現,用人血清白蛋白納米粒子包無跨血腦屏障能力的藥物洛哌丁胺(loperamide),并與轉鐵蛋白或轉鐵蛋白受體的單克隆抗體OX26共價結合后,能夠借助血腦屏障上轉鐵蛋白受體介導的胞吞作用進入腦組織,產生強烈的抗傷害性藥效。將神經生長因子載入表面經聚山梨酯-80修飾的PBCA-NP,注射帕金森病小鼠模型后可在21d內持續發揮抗帕金森病的療效[40]。抗菌藥物環丙沙星(ciprofloxacin)裝載入表面修飾了HIV-1反式激活蛋白(TAT)的聚乙二醇納米粒子,利用TAT能將異源蛋白導入細胞內或穿過血腦屏障的特點,通過檢測發現該抗菌藥物能被人類星型膠質細胞攝取,此法還可用于使其他抗生素跨越血腦屏障,從而治療腦部感染[41]。

2.1.3其他胰島素(insulin,INS)的降糖療效明顯,但普通制劑的INS口服給藥不易吸收,且容易被胃蛋白酶、胰蛋白酶和腸激酶等降解,因此目前臨床上INS的常規給藥途徑為注射給藥。大量的研究工作證實,口服納米囊可保護INS不被酶破壞,提高INS的生物利用度,減少用藥次數。Mesiha等[42]制備的聚氰基異丁酯丙烯酸納米粒可將藥物作用時間從6h延長至72h,生物利用度更好。Merisko等[43]制得INS納米粒,通過體外實驗證明其有良好的緩釋能力。Christiane等[44]用生物聚合物和非生物聚合物復配制得納米粒子,可將INS包裹在納米粒子的內核,對INS的包封率可達到約96%,并且實驗證明有很好的緩控釋效果。納米藥物控釋系統還被用來防治血管再狹窄[45]。

再狹窄是冠狀動脈經皮腔內成形術(PTCA)后常見而嚴重的并發癥,運用微孔球囊介入導管將納米粒子自由分散形成的乳狀懸浮液置于PTCA部位,可以達到防治再狹窄的效果。另外,載藥納米粒子進入動脈壁后,隨著可降解材料的逐漸水解,其內含的藥物便緩慢持續釋放出來,從而實現藥物在動脈內局部定位。用納米顆粒,包括納米膠束、納米脂質體等作為基因轉移載體,已引起醫學界廣泛重視。其原理是納米顆粒作為載體將DNA、RNA、PNA(肽核苷酸)、dsRNA(雙鏈RNA)等基因治療分子包裹其中,或者通過靜電引力或吸附將治療分子固定在其表面形成復合物,在胞吞作用下納米顆粒進入細胞,釋放基因治療分子,發揮治療效能[46]。

2.2納米藥物

直接以納米顆粒作為藥物的應用之一是抗菌藥物。納米抗菌藥物具有廣譜、親水、環保、遇水后殺菌力更強、不會誘導細菌耐藥性等多種性能。以這種抗菌顆粒為原料,成功地開發出了創傷貼、潰瘍貼等納米醫藥類產品。例如,納米二氧化鈦樹脂基托材料具有一定的抗變形鏈球菌和抗白色念珠菌的效果,當樹脂基托中抗菌劑的濃度達到3%時,即可達到滿意的抗菌效果[47]。郭春蘭[48]用納米銀醫用抗菌敷料對142例患者的手術切口進行護理,所有切口均無感染并Ⅰ期愈合,同常規使用普通無菌敷貼覆蓋切口的方法相比,平均每例的愈合時間提前1.69d。

無機納米顆粒作為新型的抗癌藥物為腫瘤治療提供了新的思路。Liu等[49]用Gd@C82(OH)22處理荷肝癌的小鼠,在10-7mol·kg-1的注射劑量下能有效地抑制腫瘤生長,同時對機體不產生任何毒性。其抑瘤效應不是通過納米顆粒對腫瘤的直接殺傷起作用,而是可能通過激活機體免疫來實現對腫瘤的抑制作用。納米羥基磷灰石在體外對惡性腫瘤細胞產生明顯的抑制作用,而對正常細胞作用甚微,可望通過進一步的研究獲得一種區別于傳統的化療藥物的納米無機抗癌藥物[50-51]。此外,有的物質納米化后出現新的治療作用,如二氧化鈦納米粒子可抑制癌細胞增殖[52];二氧化鈰納米顆粒可以清除眼中的電抗性分子并防治一些由于視網膜老化而帶來的疾病[53]。

3組織修復和再生醫學中的納米材料

將納米技術與組織工程技術相結合,構建具有納米拓撲結構的細胞生長支架正在形成一個嶄新的研究方向。相對于微米尺度,納米尺度的拓撲結構與機體內細胞生長的自然環境更為相似。納米拓撲結構的構建有可能從分子和細胞水平上控制生物材料與細胞間的相互作用,引發特異性細胞反應,對于組織再生與修復具有潛在的應用前景和重要意義[54]。將納米纖維水凝膠作為神經組織的支架,在其中生長的鼠神經前體細胞的生長速度明顯快于對照材料[55]。向高分子材料中加入碳納米管可以顯著改善原有聚合物的傳導性、強度、彈性、韌性和耐久性,同時還可以改進基體材料的生物相容性。研究發現,隨著復合物中碳納米管含量的增加,神經元細胞和成骨細胞在復合材料上的黏附與生長也越來越活躍,而星形細胞和成纖維細胞的活性則呈現同等程度的下降[56-57]。Freites[58]設計的人造紅細胞輸送氧的能力是同等體積天然紅細胞的236倍,可應用于貧血癥的局部治療、人工呼吸、肺功能喪失和體育運動需要的額外耗氧等。Murphy等[59]成功合成了模擬骨骼亞結構的納米物質,該物質可取代目前骨科常用的合金材料,其物理特性符合理想的骨骼替代物的模數匹配,不易骨折,且與正常骨組織連接緊密,顯示出明顯的正畸應用優勢。

納米自組裝短肽材料RADA16-I與細胞外基質具有很高相似性,RADA16-I納米支架可以作為一種臨時性的細胞培養人工支架,它能很好地支持功能型細胞在受損位置附近生長、遷移和分化,因而有利于細胞抵達傷口縫隙,使組織得以再生。有研究人員[60]利用RADA16-I納米支架修復了倉鼠腦部的急性創傷,并且恢復了倉鼠的視覺功能。RADA16-I形成的水凝膠可用作新型的簡易止血劑,用于多種組織和多種不同類型傷口的止血。

4納米中藥

“納米中藥”是運用納米技術制造的粒徑小于100nm的中藥有效成分、有效部位、原藥及其復方制劑[61]。納米中藥不是簡單地將中藥材粉碎至納米數量級,而是針對組成中藥方劑的某味藥的有效部位甚至是有效成分,進行納米技術加工處理,賦予傳統中藥以新的功能。

中藥納米化可以使細胞破壁,大大提高中藥有效成分的滲透性或溶解度,提高生物利用度;利用納米化的中藥所具有的緩釋功能和靶向給藥功能,在提高藥效的同時降低毒副作用;利用中藥的納米包覆技術能改變一些中藥制劑的親水、親油性,提高臨床療效。例如,用納米粉碎技術將中藥黃芩、黃連、黃柏、地榆超微粒化,添加納米鋅、硒等微量元素,加廣譜強效納米銀系(AT)抗菌劑、麥飯石納米粉、遠紅外二氧化鈦、電氣石在傳統中藥配方基礎上制成的納米中藥,用于燒燙傷的治療,提高了藥物療效[62]。將超臨界二氧化碳萃取技術用于中藥揮發油提取和中藥有效成分的提取,通過包覆技術把中藥揮發油和中藥有效成分制備成納米藥物。超臨界二氧化碳萃取技術已廣泛用于對菖蒲根、金絲桃葉、月桂葉、肉豆蔻、蒼術、高良姜等的有效成分進行提取和對紫蘇、香薷、防風、辛夷、蒼術、厚樸、細辛、木香等揮發油的提取[63]。

對中藥揮發油采用包合技術制備包合物,用納米尺度的分子材料(主要是環糊精類)作為載體材料,形成不到2nm的藥物超微粒,其內徑為0.7~0.8nm,可容納幾個藥物分子,這樣的包合物又稱為分子型包囊[64]。由于載體是種多羥基物質,且羥基排列于筒狀結構的外壁,極易分散于水中,筒內側可包裹水難溶性的藥物分子,從而大大提高水難溶性藥物在水中的溶出和體內的吸收,提高生物利用度,還可降低藥物的刺激性,增加藥物的穩定性。藥物脂質體制劑在納米中藥的研制中也得到了日益廣泛的關注。如納米雄黃脂質體[65]、辛夷揮發油納米脂質體[66]、馬錢子堿脂質體的研究[67];魚腥草揮發油納米脂質體的制備及其肺靶向效果[68]等。

納米中藥的研究和應用仍處于起步階段,存在許多亟待解決的問題,如納米中藥的藥效不確定性及可能的毒副作用、納米中藥的有效成分和穩定性難以控制等。但目前已經取得的一些成果表明,納米中藥的研究極大地豐富了中藥的劑型,對中藥的研究和開發產生了巨大的推動作用。這方面研究的深入能在納米中藥的制藥技術、藥效等諸方面建立更多具有自主知識產權的專利技術和創新方法,促進中藥制劑的標準化和國際化,提升中藥的市場競爭力。

5納米醫學材料的安全性

納米材料在醫學領域已應用于藥物載體、癌癥治療、基因治療、抗菌材料、組織工程、醫學診斷等方面,給人類帶來了許多好處。然而,有關納米材料毒理學的報道也很多[69-70]。由于納米材料具有小尺寸效應、表面和界面效應以及量子尺寸效應等特性,可能引發特殊的生物學效應,給人類健康和環境帶來負面影響。例如,Yeo等[71]指出具有抗菌效果的納米銀可在水生環境中蓄積,對斑馬魚胚胎發育有毒性作用。

從納米醫學材料大小與DNA、蛋白質、病毒等生物分子的尺寸相當這一事實很容易想到,即使化學組成相同,納米物質的生物毒性也可能不同于微米尺寸以上的常規物質[72]。根據常規物質研究所得到的毒理學數據庫與安全性評價結果,可能不適用于納米物質;現有的安全評價方法、技術又都不太適用于納米醫學材料對人體風險評價[73]。這些問題正是目前納米醫學材料安全性評價的困難所在。

納米材料的安全性評估是一個全球性關注的問題,美國、歐盟、日本紛紛斥巨資展開納米材料的安全性研究,我國也已將其列入國家“973”重點基礎研究規劃項目。納米技術涉及很多學科,如電子、生物、物理、化學等等。因此,對醫用納米材料安全性的評估不是單一的某個學科可以完成的,而是需要臨床醫學、基礎醫學、毒理學、物理學、分子生物學、化學和環境科學等多學科的融合,充分利用各種先進的分析技術,開展多學科的綜合研究。

6展望

雖然納米醫學剛剛問世,但其發展的巨大潛力已經展示在我們面前。21世紀是納米科技的世紀,人們將以全新的角度和視野看待生物醫學問題,在納米水平上可以更加深入地研究各種組織的結構和功能,并充分發揮其優勢。納米醫學技術的發展必將為基礎與臨床研究帶來新的機遇,為現階段尚不能解決的問題帶來新的思路和方法。

篇8

“當然不是什么自設專業。生物醫學工程是交叉學科，可是個大熱門，我也許會做個工程師吧。”我笑著應答。

“是不是也要和典型工科男一樣，整天對著電腦看數據，或是畫圖呢？”

“這會是工作的一部分，因為有不同的分支，就業也有很大的不同。”

很多人聽說我學生物醫學工程專業，都表現出驚詫的眼神，不知道會學些什么。當他們得知我在醫學院，眼里的驚訝就又升了一個等級。是的，我在醫學院讀工科博士學位，夢想著能成為一個為醫學事業效力的工程師。

下一個諾貝爾獎的產出地

生物醫學工程是一門新興的交叉學科，它是工程學、生物學和醫學的完美結合。通過研究人體系統的狀態變化，運用工程技術手段去控制這類變化，來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。如果說醫生是在臨床上給予病人直接的救助，那么生物醫學工程師就是通過研發的方式，為醫生提供技術支持。

現代醫學的迅速發展，離不開高新設備的推動。手術室中高端器械，如高頻電刀、激光刀、呼吸麻醉機、監護儀、X射線電視、超聲、核磁共振成像技術等，都是生物醫學工程高速發展的產物，生物醫學工程研究者就是這些醫用電子儀器的研發者。當你看扣人心弦的美國醫療劇時，醫生常常使用的挽救了無數生命的除顫儀，就得力于醫學工程師的研究和設計。

生物材料制作也是生物醫學工程的重要組成部分之一。在我國器官捐獻還較少，而很多終末期器官衰竭者又在等待新的器官來延續生命，于是人工器官應運而生。生物材料為各種人工器官提供物質基礎，器官制造直接關乎生命，是個大學問。制作人工器官的材料必須要充分考慮強度、硬度、撓度、韌性、耐磨性及表面特性等各種物理、機械等性能。由于這些人工器官大多數是植入體內的，所以要求具有耐腐蝕性、化學穩定性、無毒性，還要求與機體組織或血液有相容性。這些材料包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料等，其中輕合金材料的應用較為廣泛。所以，從事這一領域研究不僅要有豐富的醫學知識作為基礎，還要對物料、材料等方面有深入了解和研究。相信在未來隨著技術的成熟，我們會設計出質量高而又成本低的人工器官，為人類的健康作出更大貢獻。

最有趣、最前沿的要數神經網絡的研究了。大腦是人體最復雜的器官，對腦神經的研究是目前世界各國科學家掀起的一個新熱潮。這是一個可能引起重大突破的新興邊緣學科，它研究人腦的思維機理，將其成果應用于研制智能計算機技術。運用智能原理去解決各類實際難題，是神經網絡研究的目的，現在這一領域已取得可喜的成果。也許，下一個諾貝爾生物或醫學獎的獲得者就是研究該領域的生物醫學工程科學家。

除此之外，生物醫用陶瓷材料、納米醫學、微創醫學、生物力學、生物信息學、遠程醫學與健康信息學等，都是生物醫學工程的重要分支。

英語想不好都難

單看這個專業的名字，就能看出這個新興的交叉學科的三大板塊――生物、醫學、工程，缺一不可。

第一板塊：生物。在該領域，學生要修讀化學生物學、生物傳感與分析、生物信息學、生物電子學等相關課程。不僅要掌握這些理論基礎，還要有生物科學的基本實驗技術，能從事試驗工作。

第二板塊：醫學。在醫學方面，學生要修讀人體生理學、人體解剖與組織學、神經科學、醫學統計學等。同時要學習生物醫學儀器的基本原理、設計方法，并了解相關儀器的發展趨勢，掌握現代醫學影像技術的基本原理、技術現狀和發展趨勢。此前我對醫學影像學一無所知，后來去醫院和一些廠家實際參觀，一張張生動立體的器官美圖、核磁共振檢查帶來的精確診斷，讓我領略了生物醫學工程的巨大魅力。

第三板塊：工程。盡管此專業在很大程度上是為了服務于醫學領域，但是在學習的過程中，涉及工科的課程最多，也最復雜。生物力學是必修課，但是有其自身特點，這是一個應用力學原理和方法對生物體中的力學問題進行定量研究的學科。像生物流體力學、生物心血管系統、飛行等與水動力學、空氣動力學、邊界層理論和流變學等有關的力學問題，學習者了解了這些后可以對自己的身體有更深的認識。除此之外，納米科學技術引論、成像理論與技術、信息可視化技術、電路與電子技術、計算機硬件與軟件、信號處理與分析等實踐性較強的課程也是必修課。

作為工科專業，它對實踐能力的要求很高，較強的動手能力也是畢業生將來就業的基礎。在研究生階段，我們要學習硬件電路設計與調試，要像“碼農”一樣，熟練掌握計算機編程。此外，如果你以為生物醫學工程學生外語是弱項的話，那你就大錯特錯了。也許你入學的時候英語剛剛到國家線，甚至是自己的減分項，那么通過兩三年的研究生學習，你也能成為英語高手。因為生物醫學工程專業在歐美國家發展強勁，我們用的一些教材都是英文原版，如《磁共振成像原理》《系統與計算神經科學》等。同時我們也要閱讀大量的外文文獻，了解國外前沿動態。一些專業課還要全英文教學，在這樣的語言環境中，英語想不好都是難事。

篇9

關鍵詞：無機非金屬；材料應用；材料發展

非金屬材料是由非金屬元素或化合物構成的材料，自19世紀以來，隨著生產和科學技術的進步，尤其是無機化學和有機化學工業的發展，人類一天熱的礦物、植物、石油等為原料，制造和合成了許多新型非金屬材料，如水泥、人造石墨、特種陶瓷、合成橡膠、合成樹脂、合成纖維等；這些非金屬材料因具有各種優異的性能，為天然的非金屬材料和某些金屬材料所不及，從而在近代工業中的用途不斷擴大，并迅速發展。非金屬材料的種類比較多，它分為有機金屬材料和無機金屬材料兩種。而無機金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一，市場前景非常好。

1 無機非金屬材料行業存在的問題

我國在無機非金屬新材料上雖然有一些不錯的成績，但是由于起步比較晚，基礎太差、投入少，目前，我國無機非金屬材料行業與發達國家相比，仍然處于落后的地位。其主要表現在四個方面：（1）基礎落后，產品等級偏低。（2）材料性能低，質量不穩定。（3）生產設備落后，資源利用率太低。（4）技術滯后，生產成品率低等。我國的無機非金屬新材料的制作設備落后，技術也落后，這些是造成產品研制周期長、生產規模小、經濟效益低等問題的關鍵所在。

2 無機非金屬材料的特點和應用

以往的無機非金屬材料的品種比較多，主要包括水泥、陶瓷與建筑材料等，而建筑材料是最貼近人們生活的。新型無機非金屬材料是后來才出現的，現如今它是現代新技術，新產業和生物醫學中不可或缺的材料。

2.1 無機非金屬的特點

傳統的無機非金屬缺點非常多，而現代的無機非金屬材料的優點相對就明顯很多。其主要表現在以下幾點：（1）整體性，無機非金屬材料抗腐蝕性強，這對材料的完整性非常重要。（2）防高溫性能，因為其本是就是無機物，屬于非燃燒材料。（3）防水性能，因為無機非金屬其內部結構非常的密集，所以其有防水滲透的能力。（4）防腐蝕性，因無機非金屬的物理化學性能，決定了其有一定的防腐蝕性和對一般生物侵害時，也可以正常使用。（5）耐磨性，無機非金屬材料的耐磨性能是生物醫學最看重的一點，比如陶瓷在生物醫學上的作用，因它的耐磨性能比一般的合金金屬好，所以它可以代替傳統的人工關節置換的金屬材料。

2.2 無機非金屬材料的應用

無機非金屬新材料具有獨特的性能，是高技術產業不可缺少的關鍵材料。例如稀土摻雜石英玻璃廣泛應用于導彈、衛星及坦克火控武器等激光測距系統，耐輻照石英玻璃應用于各種衛星及宇宙飛船的姿控系統；光學纖維面板和微通道板作為像增強器和微光夜視元件在全天候兵器中得到應用；航空玻璃為中國各類軍用飛機提供了關鍵部件；人工晶體材料中激光、非線性光學和紅外等晶體，用于彈道制導、電子對抗、潛艇通訊、激光武器等。特種陶瓷中，耐高溫、高韌性陶瓷可用于航空、航天發動機、衛星遙感，可制作特殊性能的防彈裝甲陶瓷及特種纖維及用于電子對抗等。目前已開發了近四千種高性能、多功能無機非金屬新材料新品種。這些高性能材料在發展現代武器裝備中起到十分重要的作用。

3 無機非金屬材料的發展趨勢

目前，科學技術的不斷發展，帶來了技術上的革新。不管是傳統無機非金屬材料還是無機非金屬材料都有了長足的進步。其在未來的趨勢主要表現在三個方面：（1）走可持續化發展道路，西方發達國家運用生態環境來影響著世界資源可持續性的發展，并且已經取得了很好的效果；但我們國家在這方面還只能望其項背，特別是缺乏立法支持與技術標準的指導以及相應組織的管理與監督，使中國的傳統無機非金屬材料工業發展還有很大的提升空間；面對資源和環境對中國經濟發展的嚴峻考驗，國民經濟的可持續發展戰略顯得愈加重要。（2）節約資源，以往的無機非金屬材料在工業上的消耗非常巨大。可世界資源正在短缺，那么怎么做好資源的節能、以及找到可替代資源的重要性就不言而喻了。在未來，材料的使用壽命也將會是一個值得關注的問題。提高材料的使用壽命將大大節約資源。（3）集中生產，以后將不會是像現在一樣，各個工業之間各自為營的生產，未來工業的需求必須要將單條生產線的產能提高的同時，除了注意產品的質量問題，還應能降低能源的消耗。為此，將水泥工業、陶瓷工業等集中在一起走向大型化是未來的一個趨勢。

4 結語

隨著技術的進步和生活水平的提高，建筑材料的安全性智能診斷等智能技術將更多的應用于建筑中。目前，國內無機非金屬材料的應用越來越廣泛，在國民經濟建設上也越來越重要。它在工業上的運用已經大大超過了其自身的范疇，它為國家科學的發展事業添了磚，也為經濟建設加了瓦。

參考文獻

[1] 劉佳欣.無機非金屬材料的應用與發展趨勢[J].中國粉體工業，2014 （5）.

篇10

【關鍵詞】引導骨再生膜術；　骨形態發生蛋白；　組織工程骨

【中圖分類號】R274.1【文獻標識碼】A【文章編號】1004-4949（2012）09-0175-02

隨著組織工程和基因工程的發展，GBR、BMP及復合BMP的組織工程骨在臨床醫學中的應用越來越廣泛。現就其在口腔科的應用和發展現狀作一綜述。

1引導骨再生膜技術在口腔科的應用

引導骨再生膜技術（guided　bone　regeneration，GBR）是繼引導組織再生技術（guided　tissue　regeneration，GTR　technique）的發展和推廣。它是采用生物材料制成的生物膜在牙齦軟組織與骨缺損之間人為地豎起一道生物膜屏障，阻止軟組織中成纖維細胞及上皮細胞長入骨缺損區，確保成骨過程在無成纖維細胞干擾的前提下逐漸完成，最后實現缺損區完全的骨修復［1］。隨著生物材料的不斷更新，該技術已經越來越完善和成熟，已被廣泛應用于口腔科。

引導組織再生技術最早應用在牙周病學中，其后推廣到口腔種植外科、口腔修復及口腔頜面外科中。在口腔種植外科中被應用于種植體周圍骨量不足的治療中，為種植體周圍骨組織提供足夠的、穩定的生長空間，起一定的骨引導的作用。在口腔頜面外科中已被應用于牙槽嵴裂的整復、外傷后造成的牙槽骨缺損的修復以及頜骨囊腫的治療中。其與復合組織工程骨的聯合應用，有望在不久的將來用于修復大段頜骨的缺損［2］。

1.1　常用材料：在GBR中，其膜材料常分為可降解和不降解兩種，不可降解材料中常見的有膨體聚四氟乙烯，該材料柔韌性好，易于操作且生物相容性好，此外不可吸收性膜材料還有微孔濾膜、生物性硅酮膜等。但不可吸收性膜由于在人體內不能降解吸收，需二次手術取出，增加了患者的痛苦、醫療費用，而且二次手術容易造成對術區周圍組織的損傷，缺點甚多。其逐漸被可降解的生物膜所取代。由此，可降解吸收材料逐漸成為了研究熱點。究其在人體中的作用過程，其應滿足的條件有：1、有選擇性的引導組織生長；2、有良好的生物相容性；3、易于操作；4、降解與引導組織再生在時間上要協調。在現階段常用的材料有：1、天然高分子材料：膠原膜、凍干異體骨膜、聚羥基丁酸酯；2、合成聚合物材料：聚乳酸、聚羥基乙酸和GA/LA［3］。

1.2復合膜材料：　以往的膜材料起的主要是機械隔離的作用，隨著生物技術的發展，人們在膜材料改進的同時，使其與生長因子、誘導劑等相結合，改善其理化性以及提高其生物相容性，使其具有傳到、誘導的能力［4，5］。如與骨形態發生蛋白與生物膜復合后引導缺損骨組織再生。

2骨形態發生蛋白以及復合組織工程骨在口腔科的應用

2.1骨形態發生蛋白：　骨形態發生蛋白（bone　morphogenetic　protein，BMP）是多功能生長因子，是一組具有類似結構的高度保守的功能蛋白，能夠在體內誘導骨和腱樣組織形成的因子，并在肢體生長，軟骨內骨化，骨折早期及肌腱修復時表達，對骨骼的發育和再生修復以及肌腱的再生修復起重要作用［6］。在口腔科其被應用于口腔種植外科、口腔頜面外科骨的缺損誘導修復，牙槽嵴裂以及腭裂的修復中。其次，隨著對其應用的不斷深入研究，有望在對頜面部神經的修復中起重要作用［6］。

2.1.1骨形態發生蛋白7：在至今被發現的20多種BMP家族成員中，骨形態發生蛋白7已有研究階段轉入臨床應用階段［7］。現對骨形態發生蛋白7作一重點介紹：骨形態發生蛋白7（BMP-7）又稱為成骨蛋白1（osteogenic　pro-tein，OP-1）。其已應用于牙槽骨缺損、牙槽嵴裂以及腭裂的修復中。在牙周病的手術治療中，應用膜引導組織再生技術，依靠膜的屏障作用及牙周膜細胞成骨能力完成牙槽骨缺損的修復，而BMP-7的應用是對修復的牙槽骨起主動的誘導分化成骨的作用。其次，也用于誘導腭裂區骨的形成以及種植體周圍骨組織的形成。另外，在用牽引成骨技術治療先天性或后天性頜骨畸形、下頜骨的缺損修復以及正頜外科中BMP-7都有廣泛的應用空間［8，9，10］。其具體優點體現在：其能加速骨痂的成熟、加速骨的礦化前過程，且有關實驗表明：其復合骨髓后能明顯增強成骨作用，且能代替自體骨的移植。據有關報道：在牙髓組織中檢測到BMP-7，其在動物實驗中蓋髓及誘導牙本質形成能力已被成功證明。

2.1.2骨形態發生蛋白相關載體：　骨形態發生蛋白具有誘導成骨的優點，但要使其充分發揮其優點，必須要與載體復合才能發揮作用。因為其單獨在體內使用會很快被稀釋及降解。究其載體應具有如下特點：1、組織相容性好，與機體排異反應小；2、可降解或吸收，對人體無害；3、載體的吸收或降解速度也應與BMP的誘導成骨作用相協調，不能降解或吸收較快或較慢。目前應用的載體有：膠原、羥基磷灰石、脫鈣骨基質顆粒、α-聚酯。但各自都存在有缺陷，比如膠原無強度，不利于塑形，而且異種膠原可引起排異反應；羥基磷灰石孔徑大小及脫鈣骨基質顆粒制備工藝影響到其活性發揮的問題等［11，12，13］。

2.2骨組織工程：　組織工程學的創立和發展為BMP載體材料的研究、更新及發展提供了堅實的基礎，為誘導成骨及骨的修復開辟了新的研究空間。骨組織工程其材料包括三部分：1、種子細胞，即有成骨潛能的細胞，如：骨膜、骨髓等來源細胞；2、骨誘導因子，如BMP、多肽生長因子等；3、基質支架，一類為人工合成材料，如聚乙醇胺、聚乳酸、鈣磷陶瓷等；另一類為天然生物材料，如膠原、珊瑚骨纖維蛋白透明質酸鈉等。復合組織工程骨可用于修復牙槽嵴裂、腭裂、頜骨缺損、種植體周圍骨缺損以及牙周病造成的牙槽骨缺損；口腔修復科可用于牙槽嵴的增高等［14，15，16］。隨著生物技術、組織工程以及基因工程的發展，支架材料與BMP及骨髓基質干細胞的復合以及尋找新的可降解、吸收支架材料成為今后的研究熱點。

3GBR與復合組織工程骨的聯合應用

單純的GBR技術難以保證骨缺損區域有穩定的、足夠的成骨空間，影響到骨外形的恢復。另外，由于單純的只起到屏障隔離的作用，不能縮短骨的愈合時間以及加速骨的形成和誘導成骨，而與BMP復合的組織工程骨可以成功的解決這些問題。膜的存在避免了周圍組織長入骨缺損區，為骨缺損區的修復提供了穩定的環境；同時，膜的封閉作用也保證了一定骨缺損修復區域內組織工程骨內BMP的濃度，減緩甚至阻隔了其向周圍組織中的擴散，加速了其誘導成骨的作用；同時，復合BMP的組織工程骨，其具有誘導成骨的作用；同時，因為其有基質支架，使其同時具有骨誘導和骨傳導的作用［17，18，19］。即能誘導骨組織生長。另外，又因為支架材料的作用使植入膜及骨材料的區域不易塌陷，有利于新生骨的爬行、替代，起到骨傳導的作用［20］。

4總結與展望

GBR技術與復合BMP的組織工程骨在口腔科的聯合應用，能彌補各自存在的技術缺點，有利于其在臨床治療中的廣泛開展。但在現階段所擁有的已應用到臨床中的膜和復合BMP的組織工程骨的降解速度以及支架材料的強度能否與骨再生的速度完全適應，還需長期的臨床觀察。另外，能否人工合成更理想的支架材料以及能否開發出誘導效果更好的外源性生長因子一直是研究的熱點。隨著其生物技術的發展，相信骨組織工程、基因技術會給口腔科的治療帶來革命性的變革。

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