發(fā)布時(shí)間：2023-12-29 14:49:07
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展歷史樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
科交叉的邊緣科學(xué)，它是用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論和方法，研究新材料、新技術(shù)、新
儀器設(shè)備，用于防病、治病、保護(hù)人民健康，提高醫(yī)學(xué)水平的一門(mén)新興學(xué)科。
生物醫(yī)學(xué)工程在國(guó)際上做為一個(gè)學(xué)科出現(xiàn)，始于20世紀(jì)50年代，特別是隨著宇
航技術(shù)的進(jìn)步、人類(lèi)實(shí)現(xiàn)了登月計(jì)劃以來(lái)，生物醫(yī)學(xué)工程有了快速的發(fā)展。在我
國(guó)，生物醫(yī)學(xué)工程做為一個(gè)專(zhuān)門(mén)學(xué)科起步于20世紀(jì)70年代，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中
國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)原院校長(zhǎng)、我國(guó)著名的醫(yī)學(xué)家黃家駟院士是我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)
科最早的倡導(dǎo)者。1977年中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的創(chuàng)建、1980年中
國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)的成立，有力地推進(jìn)了我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展。目前，我
國(guó)許多高?？蒲袉挝痪O(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程機(jī)構(gòu)，從事著生物醫(yī)學(xué)的科研教學(xué)工作
，在我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程科學(xué)事業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。
顯微鏡的發(fā)明“解剖”一詞由希臘語(yǔ)“Anatomia”轉(zhuǎn)譯而來(lái)，其意思是用
刀剖割，肉眼觀(guān)察研究人體結(jié)構(gòu)。17世紀(jì)LeeWenhock發(fā)明了光學(xué)顯微
鏡，推動(dòng)了
解剖學(xué)向微觀(guān)層次發(fā)展，使人們不但可以了解人體大體解剖的變化，而且可以進(jìn)
一步觀(guān)察研究其細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。隨著光學(xué)顯微鏡的出現(xiàn)，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域相繼誕
生了細(xì)胞學(xué)、組織學(xué)、細(xì)胞病理學(xué)，從而將醫(yī)學(xué)研究提高到細(xì)胞形態(tài)學(xué)水平。
普通光學(xué)顯微鏡的分辨能力只能達(dá)到微米(μm)級(jí)水平，難以分辨病毒及細(xì)胞
的超微細(xì)結(jié)構(gòu)、核結(jié)構(gòu)、DNA等大分子結(jié)構(gòu)。而20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的電子顯微鏡，
使人們能觀(guān)察到納米(nm)級(jí)的微小個(gè)體，研究細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。光學(xué)顯微鏡和電
子顯微鏡的發(fā)明都是醫(yī)學(xué)工程研究的成果，它們對(duì)推動(dòng)醫(yī)學(xué)的發(fā)展起了重要作用
。
影像學(xué)診斷飛躍進(jìn)步影像學(xué)診斷是20世紀(jì)醫(yī)學(xué)診斷最重要發(fā)展最快的領(lǐng)域
之一。50年代X光****和攝片是臨床最常用的影像學(xué)診斷方法，而今天由于X線(xiàn)CT技
術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，使影像學(xué)診斷水平發(fā)生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水
平。即計(jì)算機(jī)體斷層攝影(computedtomographyCT),即是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理人
體組織器官的切面顯像。X線(xiàn)CT片提供給醫(yī)生的信息量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通X線(xiàn)照片觀(guān)
察所得的信息。目前，螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已經(jīng)問(wèn)世，能快速掃描
和重建圖像，在臨床應(yīng)用中取代了多數(shù)傳統(tǒng)的CT，提高了診斷準(zhǔn)確率［1］。醫(yī)學(xué)
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(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(MRI)，它不僅可分辨病理解剖
結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化，還能做到早期識(shí)別組織生化功能變化的信息，顯示某些疾病在
早期價(jià)段的改變，有利于臨床早期診斷?？梢哉J(rèn)為MRI工程的進(jìn)步，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)診
斷學(xué)向功能與形態(tài)相結(jié)合的方向發(fā)展，向超快速成像、準(zhǔn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)M
RI、MRS發(fā)展。根據(jù)核醫(yī)學(xué)示蹤，利用正電子發(fā)射核素(18F，11C，13N)的原理，
創(chuàng)造的正電子發(fā)射體層攝影(PET)，是目前最先進(jìn)的影像診斷技術(shù)。美國(guó)新聞媒體
把PET列為十大醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的榜首。PET問(wèn)世不過(guò)30年歷史，但它已顯示出對(duì)腫
瘤學(xué)、心臟病學(xué)、神經(jīng)病學(xué)、器官移植，新藥開(kāi)發(fā)等研究領(lǐng)域的重要價(jià)值［2］。
影像學(xué)診斷水平的不斷提高，與20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)
工程技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。
介入醫(yī)學(xué)問(wèn)世介入醫(yī)學(xué)是一種微創(chuàng)傷的診療技術(shù)。Dotter和Judkin(1964年
)是最早使用介入技術(shù)治療疾病的創(chuàng)始人，他們用導(dǎo)管對(duì)下肢動(dòng)脈阻塞性病變進(jìn)行
擴(kuò)張治療取得成功。1967年Margulis首先使用過(guò)介入放射學(xué)(InterventionalRa
diology)，這是醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)出現(xiàn)“介入”一詞的最早記載。1977年Gruenzing成功
地進(jìn)行了首例冠狀動(dòng)脈球囊擴(kuò)張術(shù)獲得成功以后，介入性診療技術(shù)由于其創(chuàng)傷小
、患者痛苦少，安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀(jì)80年代隨著生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)
展，高精度計(jì)算機(jī)化影像診查儀器、數(shù)字減影血管造影(DSA)、射頻消融技術(shù)以及
高分子(high-polymer)新材料制成的介入技術(shù)用的各種導(dǎo)管相繼問(wèn)世，使介入性
診療技術(shù)發(fā)生了飛速進(jìn)步，臨床應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)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(yīng)證，并使診療效果明顯提高
，患者可減免許多大手術(shù)之苦。有人把介入診療技術(shù)視為與藥物診療、手術(shù)診療
并列的臨床三大診療技術(shù)之一，也有人把介入診療技術(shù)稱(chēng)之為20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的
臨床醫(yī)學(xué)新領(lǐng)域--介入醫(yī)學(xué)［3，4］。
人工器官的應(yīng)用當(dāng)人體器官因病傷已不能用常規(guī)方法救治時(shí)，現(xiàn)代臨床醫(yī)
療技術(shù)有可能使用一種人工制造的裝置來(lái)替代病損器官或補(bǔ)償其生理功能，人們
稱(chēng)這種裝置為人工器官(artificialorgan)。如20世紀(jì)50年代以前，風(fēng)濕性心臟
瓣膜病的治療，除了應(yīng)用抗風(fēng)濕藥物、強(qiáng)心藥物對(duì)癥治療外，對(duì)病損的瓣膜很難
修復(fù)改善，不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以應(yīng)用人工心肺機(jī)體外循環(huán)技
術(shù)，在心臟停跳狀態(tài)下切開(kāi)心臟，進(jìn)行更換人工瓣膜或進(jìn)行房、室間隔缺損的修
補(bǔ)，使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復(fù)健康。心外科之所以能達(dá)到今天這樣
的水平，主要是由于人工心肺機(jī)的問(wèn)世和使用了人工心臟瓣膜、人工血管等新材
料、新技術(shù)的結(jié)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(shù)已挽救了大量腎病
晚期患者的生命，腎病治療學(xué)也因此有了很大進(jìn)步。
現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程中人工器官的發(fā)展也非常迅速，除上述人工器官外，人工關(guān)
節(jié)、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(yīng)用，使千千
萬(wàn)萬(wàn)的患者恢復(fù)了健康?？梢哉f(shuō)，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(yī)學(xué)、超聲醫(yī)學(xué)、激光
醫(yī)學(xué)、核醫(yī)學(xué)、醫(yī)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程
醫(yī)療技術(shù)等先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)和儀器設(shè)備都是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工程研究開(kāi)發(fā)的成果，綜上
可見(jiàn)，20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展，顯著提高了醫(yī)學(xué)診斷和治療水平，有力地推
動(dòng)著醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步。
21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程展望縱觀(guān)醫(yī)學(xué)新技術(shù)誕生和發(fā)展的歷史，從倫琴發(fā)現(xiàn)
X線(xiàn)到今天X射線(xiàn)診療技術(shù)的發(fā)展，從朗茲萬(wàn)發(fā)現(xiàn)超聲波到今天B超診斷的廣泛應(yīng)用
，從布洛赫和伯塞爾發(fā)現(xiàn)核磁共振到今天MRI的問(wèn)世，從赫斯費(fèi)爾德發(fā)明CT到今天
CT成像系統(tǒng)的應(yīng)用，都是以物理學(xué)工程技術(shù)為基礎(chǔ)、醫(yī)學(xué)需求為前提發(fā)展起來(lái)的
醫(yī)學(xué)新技術(shù)。循著20世紀(jì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的軌跡，我們有理由預(yù)測(cè)21世紀(jì)新的醫(yī)學(xué)診療
技術(shù)可能在以下10個(gè)方面有重大突破和創(chuàng)新：
(1)各種診療儀器、實(shí)驗(yàn)裝置趨向計(jì)算機(jī)化、智能化，遠(yuǎn)程醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)化，
診療用機(jī)器人將被廣泛應(yīng)用。［6］
(2)介入性微創(chuàng)，無(wú)
創(chuàng)診療技術(shù)在臨床醫(yī)療中占有越來(lái)越重要的地位。激光技
術(shù)，納米技術(shù)和植入型超微機(jī)器人將在醫(yī)療各領(lǐng)域里發(fā)揮重要作用。
(3)醫(yī)療實(shí)踐發(fā)現(xiàn)單一形態(tài)影像診查儀器不能滿(mǎn)足疾病早期診斷的需要。隨著
PET的問(wèn)世和應(yīng)用，形態(tài)和功能相結(jié)合的新型檢測(cè)系統(tǒng)將有大發(fā)展。非影像增顯劑
型心血管、腦血管影像診查系統(tǒng)將在21世紀(jì)問(wèn)世。
(4)生物材料和組織工程將有較大發(fā)展，生物機(jī)械結(jié)合型、生物型人工器官將
有新突破，人工器官將在臨床醫(yī)療中廣泛應(yīng)用。
(5)材料和藥物相結(jié)合的新型給藥技術(shù)和裝置將有很大發(fā)展，植入型藥物長(zhǎng)效
緩釋材料，藥物貼覆透入材料，促上皮、組織生長(zhǎng)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(lái)醫(yī)療將由治療型為主向預(yù)防保健型醫(yī)療模式轉(zhuǎn)變。為此，用于社區(qū)、
家庭、個(gè)人醫(yī)療保健診療儀器，康復(fù)保健裝置，以及微型健康自我監(jiān)測(cè)醫(yī)療器械
和用品將有廣泛需求和應(yīng)用。
(7)除繼續(xù)努力加強(qiáng)生
物源性疾病防治外，對(duì)精神、心理、社會(huì)源性疾病的防
治診療技術(shù)和相應(yīng)儀器設(shè)備的研制受到越來(lái)越多的重視與開(kāi)發(fā)，研制精神分析、
心理安撫、生物反饋型診療技術(shù)和設(shè)備將是生物醫(yī)學(xué)工程的新起點(diǎn)。
(8)創(chuàng)傷是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型創(chuàng)傷防護(hù)裝置、生命急救
系統(tǒng)是未來(lái)生物醫(yī)學(xué)工程的重要課題。論文幫
(9)即將迎來(lái)的21世紀(jì)是分子生物學(xué)時(shí)代，有關(guān)分子生物學(xué)的診療新技術(shù)將快
速發(fā)展，遺傳、疾病基因診療技術(shù)，生物技術(shù)和微電子技術(shù)相結(jié)合的DNA芯片、雪
白芯片和診療系統(tǒng)將被廣泛應(yīng)用。
(10)空氣污染、環(huán)境污染嚴(yán)重危害著人類(lèi)健康，研究和開(kāi)發(fā)勞動(dòng)保護(hù)、家庭保
健、個(gè)人防護(hù)用的人工氣候微環(huán)境是未來(lái)不能忽視的問(wèn)題。
1997年我國(guó)了關(guān)于衛(wèi)生工作改革與發(fā)展的決定，提出了奮斗目標(biāo)：“到2
000年，基本實(shí)現(xiàn)人人享有初級(jí)衛(wèi)生保健”，到2010年國(guó)民健康的主要指標(biāo)在經(jīng)濟(jì)
發(fā)達(dá)地區(qū)達(dá)到或接近世界中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平，在欠發(fā)達(dá)地區(qū)達(dá)到發(fā)展中國(guó)家的先
進(jìn)水平。1999年國(guó)家科技部召開(kāi)了“發(fā)展生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)戰(zhàn)略研討會(huì)”，國(guó)家
工程院開(kāi)展了有關(guān)發(fā)展我國(guó)醫(yī)療器械工業(yè)戰(zhàn)略研究等，對(duì)推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)
發(fā)展、落實(shí)創(chuàng)新工程戰(zhàn)略布置起著重要作用。20世紀(jì)人類(lèi)與疾病做斗爭(zhēng)，在醫(yī)學(xué)
診療技術(shù)上取得了重大成就；但面向21世紀(jì)的巨大挑戰(zhàn)，我們要?jiǎng)訂T起來(lái)，調(diào)整
政策，制定規(guī)劃，改革醫(yī)學(xué)研究教學(xué)的舊模式，發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)多學(xué)科交叉合作的優(yōu)
勢(shì)，創(chuàng)建全新的生物醫(yī)學(xué)，為人民造福。
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生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)是高校生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)普遍開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)課程之一，課程內(nèi)容包括本專(zhuān)業(yè)知識(shí)和英語(yǔ)知識(shí)，與學(xué)生在大一大二時(shí)上的大學(xué)英語(yǔ)課有所不同。筆者根據(jù)近年在河南科技大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)與工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)課中的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合大多數(shù)學(xué)生的反饋，總結(jié)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)課程教學(xué)過(guò)程中的缺點(diǎn)與不足，并在教材編寫(xiě)、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方法和技巧等方面提出改革措施。
1教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.1教材老化
河南科技大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)與工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)一直使用幾年前的自編教材，教材內(nèi)容單調(diào)，沒(méi)有系統(tǒng)性。生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，教材無(wú)法緊跟時(shí)代，顯得有些老化，需要選擇更合適的教材。但目前生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)缺乏統(tǒng)一的教材，難以滿(mǎn)足教學(xué)要求，更達(dá)不到培養(yǎng)既通外語(yǔ)又懂專(zhuān)業(yè)的復(fù)合型人才的要求[1]。
1.2教學(xué)方式落后
目前高校對(duì)專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的教學(xué)并沒(méi)有足夠的重視，教學(xué)方式大部分仍然是傳統(tǒng)的板書(shū)，而生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的特點(diǎn)是醫(yī)學(xué)名詞多，合成詞多，單詞長(zhǎng)，拼寫(xiě)難，長(zhǎng)句較多，但句子結(jié)構(gòu)并不難，語(yǔ)法較簡(jiǎn)單。以板書(shū)的方式教學(xué)，形式單一，實(shí)際講授內(nèi)容較少，學(xué)生感覺(jué)枯燥而且難學(xué)，普遍不感興趣，因此急需改革教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。
1.3考核方式單一
專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)期末考核往往是由任課教師從教材或其他英語(yǔ)文獻(xiàn)中摘取幾段讓學(xué)生翻譯成漢語(yǔ)，這種考核方式太單一，與一般的英語(yǔ)考試也有所區(qū)別，而且與學(xué)生聽(tīng)說(shuō)讀寫(xiě)的英語(yǔ)綜合能力考核的要求相差甚遠(yuǎn)。
2教學(xué)改革的3個(gè)方面
針對(duì)以上教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合學(xué)院的實(shí)際，在生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)課程的教學(xué)改革中應(yīng)明確：以提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)水平為目標(biāo)，重新編寫(xiě)教材，改革教學(xué)方法，引入多媒體教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并改革課程考試方法，真正考察學(xué)生對(duì)課程掌握情況及英語(yǔ)水平的進(jìn)步程度。
2.1重新編寫(xiě)教材
針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)已學(xué)完公共英語(yǔ)的大三學(xué)生重新編寫(xiě)一本專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)教材。生物醫(yī)學(xué)工程是運(yùn)用工程技術(shù)手段解決生物學(xué)及醫(yī)學(xué)上的問(wèn)題，保障人類(lèi)健康，為疾病的預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)服務(wù)的一門(mén)交叉學(xué)科，內(nèi)容廣泛，因此在選材時(shí)要充分考慮專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域最新的發(fā)展方向，系統(tǒng)規(guī)劃，利用各種資源開(kāi)發(fā)教材，確保章節(jié)、單元內(nèi)容適應(yīng)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)需求。所編教材共有6個(gè)單元的內(nèi)容：第一單元是生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)介，包括專(zhuān)業(yè)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀、具體涉及的領(lǐng)域及生物醫(yī)學(xué)工程師的具體工作；第二單元是常用生物醫(yī)學(xué)儀器的介紹；第三單元是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的各種方法、目前醫(yī)院及科研中常見(jiàn)的各種影像儀器的原理與使用等；第四單元是醫(yī)院管理，主要介紹醫(yī)院管理系統(tǒng)HIS及其下屬的各個(gè)小系統(tǒng)，以PACS為重點(diǎn)進(jìn)行分析；第五單元是生物材料和組織工程；第六單元是康復(fù)工程和生物力學(xué)。
2.2使用多媒體教學(xué)方式
專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)課程使用板書(shū)的教學(xué)方式會(huì)因?yàn)闀?shū)寫(xiě)板書(shū)而浪費(fèi)很多時(shí)間，課堂教學(xué)效果也不是很好。而采用多媒體教學(xué)，教師可以充分地利用課堂時(shí)間為學(xué)生講解課文中的生詞、長(zhǎng)句，通過(guò)多媒體教學(xué)軟件的演示，將語(yǔ)言、文字、圖像等多種與課程內(nèi)容相關(guān)的信息顯示在屏幕上，使原本枯燥的內(nèi)容變得有聲有色，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，授課效率大有提高。比如較長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)詞匯，學(xué)生剛學(xué)時(shí)感到很吃力，教師可以通過(guò)多媒體教學(xué)聲音與動(dòng)畫(huà)結(jié)合的演示，將單詞的拼寫(xiě)以動(dòng)畫(huà)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(zhǎng)句則可以用不同的顏色標(biāo)出句子的主干及關(guān)鍵詞，這樣加深學(xué)生對(duì)生詞和長(zhǎng)難句的理解和記憶，教學(xué)效果很好。
2.3課程考核方法的改進(jìn)
盡管目前已有很多高校取消了英語(yǔ)四六級(jí)考試與畢業(yè)掛鉤的要求，但由于就業(yè)困難，許多大學(xué)生仍然十分重視四六級(jí)考試。因此，在專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的課程考核當(dāng)中，可以考慮使用四六級(jí)考試的多樣化題型來(lái)考查專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的內(nèi)容，而不僅僅像以前那樣簡(jiǎn)單地出一些翻譯題型。這樣不僅考核了專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的學(xué)習(xí)情況，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)也是一次四六級(jí)考試的實(shí)戰(zhàn)練習(xí)，引起學(xué)生的重視，也提高了積極性。
生物材料產(chǎn)業(yè)概況
生物材料的定義
生物材料也叫生物醫(yī)用材料，是一種植入生命系統(tǒng)內(nèi)或與生命系統(tǒng)相結(jié)合而設(shè)計(jì)的物質(zhì)，它與生命體不起藥理反應(yīng)。主要用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、檢查及治療疾患等醫(yī)療、保健等領(lǐng)域，能執(zhí)行、增進(jìn)或替換因疾病、損傷等失去的某種功能或能恢復(fù)缺陷部位，其作用藥物不可替代。
生物材料的發(fā)展已經(jīng)有非常長(zhǎng)的歷史，自人類(lèi)認(rèn)識(shí)了解材料起，就有了生物材料端倪。有學(xué)者依據(jù)生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展歷史及材料本身的特點(diǎn)，將已有的材料分為三代，它們各自都有自己明顯的特點(diǎn)和發(fā)展時(shí)期，代表了生物醫(yī)學(xué)材料發(fā)展的不同水平，如圖1所示。
生物材料的分類(lèi)
當(dāng)今社會(huì)醫(yī)學(xué)水平的提高以及人類(lèi)生活質(zhì)量的改善，大大促進(jìn)了生物材料的發(fā)展，生物材料應(yīng)用廣泛，品種眾多，根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，生物材料可以分為見(jiàn)表1。
Two
國(guó)內(nèi)外生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
生物材料產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益又兼有重大的社會(huì)效益。隨著人類(lèi)文明進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，人類(lèi)更加注重生活品質(zhì)，更加注重康復(fù)和保健，這給予生物材料產(chǎn)業(yè)龐大的市場(chǎng)。與此同時(shí)，交通工具大量涌現(xiàn)，生活節(jié)奏加快，這給疾病、自然災(zāi)害、意外事故的發(fā)生提供了溫床。因此，發(fā)展用于人體組織和器官再生與修復(fù)的生物醫(yī)用材料具有重大社會(huì)效益。
國(guó)際生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)際社會(huì)日益重視生物材料的研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。生物材料的研究和產(chǎn)業(yè)化對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的重大作用正日益受到各國(guó)政府、產(chǎn)業(yè)界和科學(xué)界的高度重視，其研究與開(kāi)發(fā)被許多國(guó)家列入高技術(shù)關(guān)鍵新材料發(fā)展計(jì)劃，并迅速成為國(guó)際高技術(shù)制高點(diǎn)之一。美國(guó)國(guó)防部將生物材料列入5 種高技術(shù)關(guān)鍵新材料發(fā)展規(guī)劃。德國(guó)、日本、加拿大、法國(guó)、澳大利亞及韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)紛紛公布自己的生物材料研究計(jì)劃及巨額投資來(lái)吸引人才或引導(dǎo)投資，以期能夠在此領(lǐng)域內(nèi)的世界性競(jìng)爭(zhēng)中占一席之地。目前，美國(guó)、西歐、澳大利亞和日本均組建了10余個(gè)高級(jí)別多學(xué)科交叉的國(guó)家生物材料與工程中心。
生物材料產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)地位日益提高，有望成為本世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。近年來(lái)，世界生物材料市場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭更為迅猛，其發(fā)展態(tài)勢(shì)可與信息、汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在世界經(jīng)濟(jì)中的地位相比。全球生物材料市場(chǎng)規(guī)模迅猛擴(kuò)張，其中1995年至2010年期間，全球生物材料市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)了19倍，達(dá)到了4000億美元。
就市場(chǎng)需求面而言，主要市場(chǎng)增長(zhǎng)動(dòng)力來(lái)自于歐、美、日等國(guó)家老年人口數(shù)目提升及慢性疾病問(wèn)題逐漸增加，對(duì)于人工關(guān)節(jié)等骨科應(yīng)用及心臟支架等心血管應(yīng)用的需求持續(xù)攀升，預(yù)期未來(lái)市場(chǎng)將仍維持穩(wěn)定成長(zhǎng)趨勢(shì)。同時(shí)由于全球生醫(yī)材料的應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展、產(chǎn)品技術(shù)的改良和人們對(duì)生物材料產(chǎn)品接受度的逐漸提升，也是促使生物材料市場(chǎng)需求和提升市場(chǎng)規(guī)模的主要推動(dòng)力。預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)生物醫(yī)用材料及其制品產(chǎn)業(yè)成為本世紀(jì)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)支柱性產(chǎn)業(yè)。
國(guó)內(nèi)生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)生物材料產(chǎn)業(yè)起步于上世紀(jì)80年代初期，到現(xiàn)在為止，仍然屬于起步階段。我國(guó)生物醫(yī)用材料研制和生產(chǎn)迅速發(fā)展，初具規(guī)模，已經(jīng)成為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，總產(chǎn)值的增長(zhǎng)率遠(yuǎn)高于國(guó)民經(jīng)濟(jì)平均發(fā)展速度。從上世紀(jì)90年代到2011年，我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)年均增長(zhǎng)均超過(guò)20%。然而，我國(guó)生物材料產(chǎn)業(yè)所占全球生物材料市場(chǎng)份額較低，最高時(shí)僅占2%左右。
我國(guó)生物材料發(fā)展起步晚，發(fā)展基礎(chǔ)薄弱。由于我國(guó)生物材料研究和產(chǎn)業(yè)化起步較晚，導(dǎo)致我國(guó)在生物材料市場(chǎng)全球競(jìng)爭(zhēng)中失去先機(jī)。目前，我國(guó)生物材料企業(yè)產(chǎn)品沒(méi)有自己的專(zhuān)有產(chǎn)品和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，生產(chǎn)的產(chǎn)品大都屬于在國(guó)外技術(shù)非常成熟且國(guó)外廠(chǎng)商并不愿意生產(chǎn)的初級(jí)產(chǎn)品。同時(shí)由于生產(chǎn)技術(shù)裝備、管理與操作工素質(zhì)等因素，導(dǎo)致目前我國(guó)生產(chǎn)的生物材料質(zhì)量一直處于中低檔水平，鮮見(jiàn)有高質(zhì)量的國(guó)產(chǎn)生物材料。由于我國(guó)生物材料質(zhì)量問(wèn)題，我國(guó)生物材料與制品約有70%～80%需要進(jìn)口，且我國(guó)生物材料和制品所占世界市場(chǎng)份額不足1.5%。
我國(guó)政府日益重視生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2006年國(guó)務(wù)院的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》不僅將生物技術(shù)作為科技發(fā)展的5個(gè)戰(zhàn)略重點(diǎn)之一，同時(shí)在基礎(chǔ)研究等方面也給予了高度重視。2010年9月通過(guò)的《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》也將生物產(chǎn)業(yè)列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并明確指出要求“加快先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)用材料等生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)規(guī)?；l(fā)展”。在2011年7月科技部的《國(guó)家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》中第四部分“四、大力培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”也明確指出要大力發(fā)展包括生物材料在內(nèi)的生物產(chǎn)業(yè)。
我國(guó)生物材料產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。據(jù)民政部門(mén)報(bào)告，我國(guó)現(xiàn)有的肢體不健全患者已超過(guò)1500萬(wàn)個(gè)，其中肢殘患者約800萬(wàn)個(gè)；由類(lèi)風(fēng)濕引發(fā)的大骨節(jié)病患者有數(shù)百萬(wàn)；冠心病患者已超過(guò)1000萬(wàn)個(gè)；白內(nèi)障盲人約500萬(wàn)個(gè)；牙缺損和牙缺失患者高達(dá)3億～4億人；肝炎病毒攜帶者1.2億人；心血管病患者2000萬(wàn)人；需計(jì)劃生育的育齡婦女2000萬(wàn)人；伴隨人口老齡化（60歲以上的老年人口已達(dá)1.39億人，約占全國(guó)人口的10.69%） 的骨質(zhì)疏松患者7000萬(wàn)人；每年由于疾病、交通事故和運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷等造成的骨缺損和缺失患者人數(shù)近1000萬(wàn)人；需要進(jìn)行顱頜面等整形的人數(shù)有數(shù)千萬(wàn)人。這還不包括數(shù)目龐大的各類(lèi)軟組織、血液和器官疾病患者人數(shù)。
上述疾病的治療均需要生物材料，從而為生物材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了巨大的市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2008年，包括生物材料在內(nèi)的生物行業(yè)總產(chǎn)值就已經(jīng)突破8000億元人民幣。在“十二五”發(fā)展熱點(diǎn)研討會(huì)上，中國(guó)工程院院士張興棟表示，生物醫(yī)學(xué)材料的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都處于起步階段，并在不斷變革之中，我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料市場(chǎng)正處于“井噴”前夕，前景比較廣闊；保守估計(jì)，到2015年，將實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售額200億美元，同期國(guó)際市場(chǎng)份額為6.2%，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)收入將達(dá)600億美元。
Three
濱海新區(qū)生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
濱海新區(qū)生物材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)能力不強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，尚處于起步階段。但關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)如生物醫(yī)藥、新材料均是濱海新區(qū)核心產(chǎn)業(yè)，有一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；南開(kāi)大學(xué)、天津大學(xué)以及生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院等科研實(shí)力雄厚的教學(xué)與研究機(jī)構(gòu)在生物醫(yī)藥、新材料等領(lǐng)域都有很強(qiáng)的科研實(shí)力，這對(duì)濱海新區(qū)今后發(fā)展生物材料產(chǎn)業(yè)提供了可能。由此可見(jiàn)，雖然濱海新區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀不盡人意，但是具有很大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?/p>
濱海新區(qū)研發(fā)能力不強(qiáng)，研究領(lǐng)域處于空白
根據(jù)布局在濱海新區(qū)的研究院所、高等院校等創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的研究方向發(fā)現(xiàn)，濱海新區(qū)雖然擁有國(guó)際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院、中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所、南開(kāi)大學(xué)泰達(dá)學(xué)院、天津大學(xué)濱海工業(yè)研究院以及天津科技大學(xué)等生物領(lǐng)域的研究與教學(xué)機(jī)構(gòu)，但對(duì)于生物材料或生物醫(yī)學(xué)工程相關(guān)的研究基本處于空白。雖然南開(kāi)大學(xué)和天津大學(xué)在生物材料領(lǐng)域科技成果產(chǎn)出較多，有較強(qiáng)的科研能力，但相關(guān)研發(fā)團(tuán)隊(duì)基本分布在市內(nèi)的校區(qū)，輻射濱海新區(qū)的能力有限。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、企業(yè)數(shù)量偏少
濱海新區(qū)擁有生物材料領(lǐng)域的企業(yè)較少，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，企業(yè)分布也較分散，沒(méi)有形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。天津世紀(jì)康泰生物醫(yī)學(xué)工程有限公司（原天津泰達(dá)生物醫(yī)學(xué)工程股份有限公司）和天津國(guó)韻生物材料有限公司是濱海新區(qū)為數(shù)不多的生物材料公司。世紀(jì)康泰主要產(chǎn)品為人工晶體系列產(chǎn)品，而國(guó)韻生物材料主要產(chǎn)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(yīng)用產(chǎn)品，雖同屬濱海新區(qū)但產(chǎn)品相關(guān)度低，再加上濱海新區(qū)相關(guān)企業(yè)稀少，無(wú)法形成有力的產(chǎn)業(yè)發(fā)展合力。
政策支持乏力，濱海新區(qū)相關(guān)政策處于真空狀態(tài)
天津市有關(guān)支持生物材料發(fā)展的政策，僅有《天津市中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》中，在生物醫(yī)藥及工程技術(shù)領(lǐng)域提到“醫(yī)用納米生物材料與技術(shù)，骨科植入材料和醫(yī)用塑料技術(shù)與產(chǎn)品；”和新材料和納米技術(shù)領(lǐng)域中提到“生物醫(yī)學(xué)材料重點(diǎn)發(fā)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(huán)境響應(yīng)醫(yī)用材料，研究材料的生物相容性及其評(píng)價(jià)方法。”，后續(xù)具體的支持政策沒(méi)有出臺(tái)，僅停留在規(guī)劃層面。甚至在濱海新區(qū)十二五規(guī)劃中也沒(méi)有體現(xiàn)支持生物材料產(chǎn)業(yè)或生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容。
Four
濱海新區(qū)應(yīng)對(duì)策略
結(jié)合濱海新區(qū)生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的起步晚、研發(fā)能力不強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱等問(wèn)題，提出以下建議。
加強(qiáng)原始創(chuàng)新研究，重點(diǎn)突破
當(dāng)前，濱海新區(qū)生物材料領(lǐng)域原始創(chuàng)新能力偏低，原始創(chuàng)新研究成果稀少。為改變這一局面，建議一是根據(jù)“自主創(chuàng)新，重點(diǎn)跨越，支撐發(fā)展，引領(lǐng)未來(lái)”科技工作的指導(dǎo)方針，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)、關(guān)系國(guó)計(jì)民生的關(guān)鍵領(lǐng)域，從濱海新區(qū)企業(yè)的緊迫需求出發(fā)，著力突破重大關(guān)鍵、共性技術(shù)，集中力量、重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。二是積極推進(jìn)企業(yè)、高校、科研院所的“產(chǎn)、學(xué)、研”合作，結(jié)合實(shí)際形勢(shì)，積極研發(fā)新產(chǎn)品，推動(dòng)產(chǎn)品升級(jí)換代，提高產(chǎn)品附加值。
整合研究機(jī)構(gòu)，協(xié)同創(chuàng)新
根據(jù)研究基礎(chǔ)、領(lǐng)域需求，整合研究機(jī)構(gòu)和共享研究資源，避免散兵游勇獨(dú)立作戰(zhàn)，既可以避免重復(fù)研究，使科研長(zhǎng)期處于低水平，也可以促進(jìn)資源共享，提高研究水平，開(kāi)發(fā)出更多附加值更高的產(chǎn)品，共同推動(dòng)研究工作健康發(fā)展；理順、構(gòu)建材料合成與選擇、體外實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床實(shí)驗(yàn)等不同階段的試驗(yàn)流程，避免因好的材料由于各種試驗(yàn)不能按計(jì)劃完成導(dǎo)致無(wú)法報(bào)批形成產(chǎn)業(yè)化而造成不必要的損失；嚴(yán)格、規(guī)范和簡(jiǎn)化報(bào)批程序，鼓勵(lì)跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的科技人員協(xié)同創(chuàng)新，重視基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的銜接，重視技術(shù)集成。
注重科技招商，填補(bǔ)空白
針對(duì)濱海新區(qū)生物材料領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)的問(wèn)題，濱海新區(qū)應(yīng)加大科技招商工作力度，以填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)空白為目標(biāo)，以國(guó)家生物醫(yī)藥國(guó)際創(chuàng)新園、天津國(guó)際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院、中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所、南開(kāi)大學(xué)泰達(dá)學(xué)院、天津大學(xué)濱海工業(yè)研究、天津科技大學(xué)等創(chuàng)新機(jī)構(gòu)和濱海新區(qū)生物醫(yī)藥科技企業(yè)孵化轉(zhuǎn)化載體、科技園區(qū)、科技企業(yè)孵化器、大學(xué)科技園等招商載體為招商引智平臺(tái)，有針對(duì)地吸引技術(shù)能力突出、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)的生物材料企業(yè)和海內(nèi)外高端人才來(lái)濱海新區(qū)落戶(hù)，以期可以填補(bǔ)濱海新區(qū)產(chǎn)業(yè)技術(shù)空白，加速濱海新區(qū)生物材料產(chǎn)業(yè)全鏈條的形成。
整合社會(huì)資源，推動(dòng)科技成果在濱海新區(qū)轉(zhuǎn)化
建議由合適的組織或機(jī)構(gòu)搭設(shè)風(fēng)險(xiǎn)投、融資平臺(tái)，健全、完善風(fēng)險(xiǎn)投資體系，結(jié)合生物材料產(chǎn)業(yè)化須經(jīng)歷小試、中試、工業(yè)試驗(yàn)、市場(chǎng)開(kāi)拓、 壟斷期生產(chǎn)、穩(wěn)定生產(chǎn)期和衰退期等7個(gè)階段的特點(diǎn)全程跟蹤，積極促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化；加大共性技術(shù)研究與共享，尤其是重大攻關(guān)技術(shù)。重視高水平公共技術(shù)平臺(tái)建設(shè)，成立生物材料技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)的國(guó)家級(jí)、市級(jí)的公共技術(shù)平臺(tái)、合作研究平臺(tái)和技術(shù)轉(zhuǎn)化平臺(tái)以及人才培養(yǎng)的基地。
2 生物材料的類(lèi)型與應(yīng)用 生物材料種類(lèi)繁多,到目前為止,被詳細(xì)研究過(guò)的生物材料已經(jīng)超過(guò)一千種,在醫(yī)學(xué)臨床上廣泛應(yīng)用的也有幾十種,涉及材料學(xué)科各個(gè)領(lǐng)域。依據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),可以分為不同的類(lèi)型。
2.1 以材料的生物性能為分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)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(fù)合材料四類(lèi)。
2.1.1 生物惰性材料 生物惰性材料是指一類(lèi)在生物環(huán)境中能保持穩(wěn)定,不發(fā)生或僅發(fā)生微弱化學(xué)反應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)材料,主要是生物陶瓷類(lèi)和醫(yī)用合金類(lèi)材料。由于在實(shí)際中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在機(jī)體內(nèi)也只是基本上不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),它與組織間的結(jié)合主要是組織長(zhǎng)入其粗糙不平的表面形成一種機(jī)械嵌聯(lián),即形態(tài)結(jié)合。生物惰性材料主要包括以下幾類(lèi):(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(fù)合材料的人工關(guān)節(jié)和人工骨為主,具體包括純剛玉雙杯式人工髖關(guān)節(jié);純剛玉— 金屬?gòu)?fù)合型人工股骨頭;純剛玉—聚甲基丙烯酸酯—鈷鉻鉬合金鉸鏈?zhǔn)较リP(guān)節(jié),其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷 該材料主要用來(lái)制作部分人工關(guān)節(jié)。(3)Si3N4 陶瓷 該類(lèi)材料主要用來(lái)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(yī)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(guān)節(jié)等方面的材料。(5)醫(yī)用金屬材料 該類(lèi)材料是目前人體承重材料中應(yīng)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(huán)境的相容性.同時(shí)它還能制作各類(lèi)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(lèi)能誘出或調(diào)節(jié)生物活性的生物醫(yī)學(xué)材料。但是,也有人認(rèn)為生物活性是增進(jìn)細(xì)胞活性或新組織再生的性質(zhì)?，F(xiàn)在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基礎(chǔ),其應(yīng)用范圍也大大擴(kuò)充. 一些生物醫(yī)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(wú)機(jī)質(zhì)成分為該材料,故當(dāng)材料植入體內(nèi)時(shí)不僅能傳導(dǎo)成骨,而且能與新骨形成骨鍵合。在肌肉、韌帶或皮下種植時(shí),能與組織密合,無(wú)炎癥或刺激反應(yīng).生物活性材料主要有以下幾類(lèi):
(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(jiǎn)稱(chēng)HAP)材料的研究, 在近代生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域一直受到人們的密切關(guān)注.羥基磷灰石 [Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎動(dòng)物骨和齒的主要無(wú)機(jī)成分,結(jié)構(gòu)也非常相近,與動(dòng)物體組織的相容性好、無(wú)毒副作用、界面活性?xún)?yōu)于各類(lèi)醫(yī)用鈦合金、硅橡膠及植骨用碳素材料。因此可廣泛應(yīng)用于生物硬組織的修復(fù)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(gè)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(xì)胞用HA微晶粉方面也有廣泛的應(yīng)用.又因?yàn)樵摬牧鲜艿奖旧泶嘈愿?、抗折?qiáng)度低的限制,因此在承重材料應(yīng)用方面受到了限制.現(xiàn)在該材料已引起世界各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前制備多孔陶瓷和復(fù)合材料是該材料的重要發(fā)展方向,涂層材料也是重要分支之一。該類(lèi)材料以醫(yī)用為目的,主要包括制粉、燒結(jié)、性能實(shí)驗(yàn)和臨床應(yīng)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(lèi).前者是一種廣泛用于骨修補(bǔ)和固定關(guān)節(jié)的新型材料,有望部分取代傳統(tǒng)的PMMA 有機(jī)骨水泥. 國(guó)內(nèi)研究抗壓強(qiáng)度已達(dá)60MPa 以上。后者具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和生物活性,可用于無(wú)機(jī)骨水泥的補(bǔ)強(qiáng)及制備有機(jī)與無(wú)機(jī)復(fù)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(nèi),在外部交變磁場(chǎng)作用下,產(chǎn)生磁滯熱效應(yīng),導(dǎo)致磁性材料區(qū)域內(nèi)局部溫度升高,借以殺死腫瘤細(xì)胞,抑制腫瘤的發(fā)展。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)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(lèi)。目前關(guān)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(fā)生分解,分解產(chǎn)物能夠被生物體所吸收或排出體外的一類(lèi)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(lèi),前者主要用于修復(fù)良性骨腫瘤或瘤樣病變手術(shù)刮除后所致缺損,而后者主要用作微藥庫(kù)型載體,可根據(jù)要求制成一定形狀和大小的中空結(jié)構(gòu),用于各種骨科疾病。
2.1.4 生物復(fù)合材料生物復(fù)合材料又稱(chēng)為生物醫(yī)用復(fù)合材料,它是由兩種或兩種以上不同材料復(fù)合而成的生物醫(yī)學(xué)材料,并且與其所有單體的性能相比,復(fù)合材料的性能都有較大程度的提高的材料。制備該類(lèi)材料的目的就是進(jìn)一步提高或改善某一種生物材料的性能。該類(lèi)材料主要用于修復(fù)或替換人體組織、器官或增進(jìn)其功能以及人工器官的制造,它除應(yīng)具有預(yù)期的物理化學(xué)性質(zhì)之外,還必須滿(mǎn)足生物相容性的要求,這里不僅要求組分材料自身必須滿(mǎn)足生物相容性要求,而且復(fù)合之后不允許出現(xiàn)有損材料生物學(xué)性能的性質(zhì)。按基材分生物復(fù)合材料可分為高分子基、金屬基和陶瓷基三類(lèi),它們既可以作為生物復(fù)合材料的基材,又可作為增強(qiáng)體或填料,它們之間的相互搭配或組合形成了大量性質(zhì)各異的生物醫(yī)學(xué)復(fù)合材料,利用生物技術(shù),一些活體組織、細(xì)胞和誘導(dǎo)組織再生的生長(zhǎng)因子被引入了生物醫(yī)學(xué)材料,大大改善了其生物學(xué)性能,并可使其具有藥物治療功能,已成為生物醫(yī)學(xué)材料的一個(gè)十分重要的發(fā)展方向,根據(jù)材料植入體內(nèi)后引起的組織反應(yīng)類(lèi)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(lèi)型。人和動(dòng)物中絕大多數(shù)組織均可視為復(fù)合材料,生物醫(yī)學(xué)復(fù)合材料的發(fā)展為獲得真正仿生的生物材料開(kāi)辟了廣闊的途徑。
2.2 以材料的屬性為分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)
2.2.1 生物醫(yī)用金屬材料生物醫(yī)用金屬材料是用作生物醫(yī)學(xué)材料的金屬或合金,又稱(chēng)外科用金屬材料或醫(yī)用金屬材料,是一類(lèi)惰性材料,這類(lèi)材料具有高的機(jī)械強(qiáng)度和抗疲勞性能,是臨床應(yīng)用最廣泛的承力植入材料。該類(lèi)材料的應(yīng)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(gè)方面,除了要求它具有良好的力學(xué)性能及相關(guān)的物理性質(zhì)外,優(yōu)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(yī)用金屬材料應(yīng)用中的主要問(wèn)題是由于生理環(huán)境的腐蝕而造成的金屬離子向周?chē)M織擴(kuò)散及植入材料自身性質(zhì)的退變,前者可能導(dǎo)致毒副作用,后者常常導(dǎo)致植入的失敗。已經(jīng)用于臨床的醫(yī)用金屬材料主要有不銹鋼、鈷基合金和鈦基合金等三大類(lèi)。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(yī)用高分子材料 醫(yī)用高分子材料是生物醫(yī)學(xué)材料中發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛、用量最大的材料,也是一個(gè)正在迅速發(fā)展的領(lǐng)域。它有天然產(chǎn)物和人工合成兩個(gè)來(lái)源,該材料除應(yīng)滿(mǎn)足一般的物理、化學(xué)性能要求外,還必須具有足夠好的生物相容性。按性質(zhì)醫(yī)用高分子材料可分為非降解型和可生物降解型兩類(lèi)。對(duì)于前者,要求其在生物環(huán)境中能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定,不發(fā)生降解、交聯(lián)或物理磨損等,并具有良好的物理機(jī)械性能。并不要求它絕對(duì)穩(wěn)定,但是要求其本身和少量的降解產(chǎn)物不對(duì)機(jī)體產(chǎn)生明顯的毒副作用,同時(shí)材料不致發(fā)生災(zāi)難性破壞。該類(lèi)材料主要用于人體軟、硬組織修復(fù)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(lèi)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(xiàn)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(huán)境作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞和性能蛻變,其降解產(chǎn)物能通過(guò)正常的新陳代謝或被機(jī)體吸收利用或被排出體外,主要用于藥物釋放和送達(dá)載體及非永久性植入裝置.按使用的目的或用途,醫(yī)用高分子材料還可分為心血管系統(tǒng)、軟組織及硬組 織等修復(fù)材料。用于心血管系統(tǒng)的醫(yī)用高分子材料應(yīng)當(dāng)著重要求其抗凝血性好,不破壞紅細(xì)胞、血小板,不改變血液中的蛋白并不干擾電解質(zhì)等。
2.2.3 生物醫(yī)用無(wú)機(jī)非金屬材料或稱(chēng)為生物陶瓷。生物醫(yī)用非金屬材料,又稱(chēng)生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等無(wú)機(jī)非金屬材料。此類(lèi)材料化學(xué)性能穩(wěn)定,具有良好的生物相容性。一般來(lái)說(shuō),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(lèi)。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已經(jīng)簡(jiǎn)要作了介紹,而功能活性生物陶瓷是近年來(lái)提出的一個(gè)新概念.隨著生物陶瓷材料研究的深入和越來(lái)越多醫(yī)學(xué)問(wèn)題的出現(xiàn),對(duì)生物陶瓷材料的要求也越來(lái)越高。原先的生物陶瓷材料無(wú)論是生物惰性的還是生物活性的,強(qiáng)調(diào)的是材料在生物體內(nèi)的組織力學(xué)環(huán)境和生化環(huán)境的適應(yīng)性,而現(xiàn)在組織電學(xué)適應(yīng)性和能參與生物體物質(zhì)、能量交換的功能已成為生物材料應(yīng)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(lèi):(1)模擬性生物陶瓷材料 該類(lèi)材料是將天然有機(jī)物(如骨膠原、纖維蛋白以及骨形成因子等)和無(wú)機(jī)生物材料復(fù)合,來(lái)模擬人體硬組織成分和結(jié)構(gòu),以改善材料的力學(xué)性能和手術(shù)的可操作性,并能發(fā)揮天然有機(jī)物的促進(jìn)人體硬組織生長(zhǎng)的特性。(2)帶有治療功能的生物陶瓷復(fù)合材料 該類(lèi)材料是利用骨的壓電效應(yīng)能刺激骨折愈合的特點(diǎn),使壓電陶瓷與生物活性陶瓷復(fù)合,在進(jìn)行骨置換的同時(shí),利用生物體自身運(yùn)動(dòng)對(duì)置換體產(chǎn)生的壓電效應(yīng)來(lái)刺激骨損傷部位的早期硬組織生長(zhǎng)。具體來(lái)說(shuō)是由于腫瘤中血管供氧不足,當(dāng)局部被加熱到43~45℃時(shí),癌細(xì)胞很容易被殺死。現(xiàn)在最常用的是將鐵氧體與生物活性陶瓷復(fù)合,填充在因骨腫瘤而產(chǎn)生的骨缺損部位,利用外加交變磁場(chǎng),充填物因磁滯損耗而產(chǎn)生局部發(fā)熱,殺死癌細(xì)胞,又不影響周?chē)＝M織?，F(xiàn)在,功能活性生物陶瓷的研究還處于探索階段,臨床應(yīng)用鮮有報(bào)道,但其發(fā)展應(yīng)用前景是很光明的。各種不同種類(lèi)的生物陶瓷的物理、化學(xué)和生物性能差別很大,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的發(fā)展前途.臨床應(yīng)用中,生物陶瓷存在的主要問(wèn)題是強(qiáng)度和韌性較差.氧化鋁、氧化鋯陶瓷耐壓、耐磨和化學(xué)穩(wěn)定性比金屬、有機(jī)材料都好,但其脆性的問(wèn)題也沒(méi)有得到解決。生物活性陶瓷的強(qiáng)度則很難滿(mǎn)足人體承力較大部位的需要。
2.2.4 生物醫(yī)用復(fù)合材料此類(lèi)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(jīng)過(guò)特殊處理的天然生物組織形成的生物醫(yī)用材
料,也稱(chēng)為生物再生材料.生物組織可取自同種或異種動(dòng)物體的組織. 特殊處理包括維持組織原有構(gòu)型而進(jìn)行的固定、滅菌和消除抗原性的輕微處理,以及拆散原有構(gòu)型、重建新的物理形態(tài)的強(qiáng)烈處理.由于經(jīng)過(guò)處理的生物組織已失去生命力,生物衍生材料是無(wú)生命力的材料. 但是,由于生物衍生材料或是具有類(lèi)似于自然組織的構(gòu)型和功能,或是其組成類(lèi)似于自然組織,在維持人體動(dòng)態(tài)過(guò)程的修復(fù)和替換中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修復(fù)體、皮膚掩膜、纖維蛋白制品、骨修復(fù)體、鞏膜修復(fù)體、鼻種植體、血液唧筒、血漿增強(qiáng)劑和血液透析膜等.
3. 生物材料的性能評(píng)價(jià) 目前關(guān)于生物材料性能評(píng)價(jià)的研究主要集中在生物相容性方面.因?yàn)樯锵嗳菪允巧锊牧涎芯恐惺冀K貫穿的主題.它是指生命體組織對(duì)生物材料產(chǎn)生反應(yīng)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(xiàn)在普遍認(rèn)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(nèi)的生物材料要滿(mǎn)足的首要性能,是材料與宿主之間能否結(jié)合完好的關(guān)鍵.關(guān)于生物材料生物學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的研究始于20 世紀(jì)70 年代,目前形成了從細(xì)胞水平到整體動(dòng)物的較完整的評(píng)價(jià)框架.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)以 10993編號(hào)了17個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)對(duì)生物學(xué)評(píng)價(jià)方法也進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化.迫于現(xiàn)代社會(huì)動(dòng)物保護(hù)和減少動(dòng)物試驗(yàn)的壓力,國(guó)際上各國(guó)專(zhuān)家對(duì)體外評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了大量的研究,同時(shí)利用現(xiàn)代分子生物學(xué)手段來(lái)評(píng)價(jià)生物材料的安全性、使評(píng)價(jià)方法從整體動(dòng)物和細(xì)胞水平深入到分子水平.主要在體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)、遺傳性和致癌性試驗(yàn)以及血液相容性評(píng)價(jià)方法等方面進(jìn)行了一些研究.但具體評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)都未統(tǒng)一,更沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化.隨著對(duì)生物材料生物相容性的深入研究,人們發(fā)現(xiàn)評(píng)價(jià)生物材料對(duì)生物功能的影響也很重要.關(guān)于這一方面的研究主要是體外法。具體來(lái)說(shuō)側(cè)重于對(duì)細(xì)胞功能的影響和分子生物學(xué)評(píng)價(jià)方面的一些研究。總之,關(guān)于生物功能性的原則是提出不久的一個(gè)新的生物材料的評(píng)價(jià)方面,它必將隨著研究的不斷深入而向前發(fā)展.而涉及材料的化學(xué)穩(wěn)定性、疲勞性能、摩擦、磨損性能的生物材料在人體內(nèi)長(zhǎng)期埋植的穩(wěn)定性是需要開(kāi)展評(píng)價(jià)研究的一個(gè)重要方面。
4 生物材料的發(fā)展趨勢(shì)展望 生物材料科學(xué)是20 世紀(jì)新興學(xué)科中最耀眼的新星之一?，F(xiàn)在,生物材料科學(xué)已成為一門(mén)與人類(lèi)現(xiàn)代醫(yī)療保健系統(tǒng)密切相關(guān)的邊緣學(xué)科。其重要性不僅因?yàn)樗c人類(lèi)自身密切相關(guān),還因?yàn)樗缭搅瞬牧?、醫(yī)學(xué)、物理、生物化學(xué)和現(xiàn)代高科技等諸多學(xué)科領(lǐng)域?，F(xiàn)在對(duì)于該材料的研究已從被動(dòng)地適應(yīng)生物環(huán)境發(fā)展到有目的地設(shè)計(jì)材料,以達(dá)到與生物組織的有機(jī)連接。并隨著生命科學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)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(yīng)用已從短期的替換和填充發(fā)展成永久性牢固種植,并與其它高科技(如電子技術(shù)、信息處理技術(shù))相結(jié)合,制備富有應(yīng)用潛力的醫(yī)療器械。生物材料的研究在世界各國(guó)也日益受到重視.四年一次的世界生物材料大會(huì)代表著國(guó)際上生物材料研究的發(fā)展動(dòng)態(tài)和目前的水平。分析認(rèn)為,以下幾個(gè)方面是生物材料今后研究發(fā)展的幾個(gè)主要方向:
(1)發(fā)展具有主動(dòng)誘導(dǎo)、激發(fā)人體組織和器官再生修復(fù)功能的,能參與人體能量和物質(zhì)交換產(chǎn)生相互結(jié)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(jìn)行二元或多元復(fù)合,來(lái)制備接近人體骨真實(shí)情況的骨修復(fù)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(tài)的、納微米相結(jié)合的、用于承重的、多孔型生物復(fù)合材料將成為方向之一。
(4)用于延長(zhǎng)藥效時(shí)間、提高藥物效率和穩(wěn)定性、減少用量及對(duì)機(jī)體的毒副作用的藥物傳遞材料將成為研究熱點(diǎn)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(diǎn)之一。
【關(guān)鍵詞】 圖像 創(chuàng)新 技術(shù)處理
一、產(chǎn)品介紹
核心產(chǎn)品便攜式人體表層靜脈顯示儀，采用對(duì)人體無(wú)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(jiàn)腳背、手背、手臂、頭皮靜脈的患者或群體的相關(guān)靜脈部位，從而幫助醫(yī)護(hù)人員準(zhǔn)確的查找靜脈血管。
目前該產(chǎn)品已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利2項(xiàng)，采用紅外線(xiàn)照射成像的陰影投影圖像處理方法，準(zhǔn)確定位表層靜脈，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)注射。本產(chǎn)品操作便攜、定位精準(zhǔn)的特性，彌補(bǔ)了目前市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品，體積龐大，操作不便，成像不清晰的缺陷，產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出。
二、技術(shù)簡(jiǎn)介
圖像增強(qiáng)處理是便攜式人體靜脈顯示儀的關(guān)鍵技術(shù)，血管圖像具有特殊性，因此采用一般的增強(qiáng)算子如平滑算法很難取得良好的效果。
本產(chǎn)品采用微分直方圖法二值化，微分直方圖法是一種經(jīng)典的二值化方法，其閾值的選擇考慮到了有關(guān)靜脈血管圖像與背景之間的關(guān)系，對(duì)于目標(biāo)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(shè)想圖像中的目標(biāo)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(lái)決定閾值。實(shí)際過(guò)程中，先將處理的圖形分為若干個(gè)區(qū)域，根據(jù)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的不同情況設(shè)置不同的閾值。為了使區(qū)間之間有良好的連續(xù)性，使用了逐點(diǎn)分區(qū)判斷的方法，即綜合每點(diǎn)附近100×100 區(qū)域內(nèi)的像素情況來(lái)判斷該點(diǎn)的最后的二值化取值。
三、技術(shù)處理過(guò)程
選擇閾值步驟：
（1）用3×3的Laplacian算子處理輸入圖像并統(tǒng)計(jì)其直方圖。程序中所用的3×3的Laplacian算子為：
（2） 用p-參數(shù)法選出閾值t。通常p- 參數(shù)可選為90%― 100%，在實(shí)際操作中，根據(jù)定義p= 灰度值大于t的像素?cái)?shù)之和/全體像素?cái)?shù)來(lái)計(jì)算P 的值，由此可得一個(gè)閾值t。微分直方圖法二值化后結(jié)果，基本完好地提取出了特征紋線(xiàn)。
通過(guò)初期處理的圖像，周?chē)錆M(mǎn)毛刺，這將會(huì)對(duì)接下來(lái)的處理產(chǎn)生很多干擾為了解決這一問(wèn)題，采用中值濾波的方法來(lái)消除毛刺，使界限光滑，中值濾波會(huì)將會(huì)展現(xiàn)更清晰的圖像處理效果。
細(xì)化是經(jīng)過(guò)上述處理后的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具體實(shí)現(xiàn)是將二值化圖像逐層剝?nèi)ポ喞吘壣系狞c(diǎn)，變成只有一個(gè)像素點(diǎn)的骨架圖像。細(xì)化通過(guò)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(xiàn)保留原圖形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的軌跡和人體血管的走向是非常一致的，細(xì)化后的圖像既可以展現(xiàn)在人的手臂上也可以展現(xiàn)在顯示屏上，通過(guò)兩方面的保證，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)扎針的效果。
四、技術(shù)發(fā)展前景
通過(guò)分析便攜式靜脈顯示儀的圖形處理的技術(shù)部分，發(fā)現(xiàn)數(shù)字圖像處理技術(shù)在不久的未來(lái)，將會(huì)更廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)工程、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、軍事、工業(yè)檢測(cè)、文化藝術(shù)等，應(yīng)經(jīng)發(fā)展成為一門(mén)前景遠(yuǎn)大的新型學(xué)科。
數(shù)字圖像處理技術(shù)在航天航空技術(shù)方面的應(yīng)用將會(huì)更加多元化，除了簡(jiǎn)單的處理宇宙星球的照片外，可以在飛機(jī)遙感和衛(wèi)星遙感方面發(fā)揮作用。
數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程的應(yīng)用，尤其是微型產(chǎn)物的照片的處理將會(huì)加快生物醫(yī)學(xué)的研究速度和發(fā)展。
數(shù)字圖像處理技術(shù)在公安破案方面主要用于不完整圖片的復(fù)原、指紋識(shí)別以及交通監(jiān)控、事故分析等。除此之外，也可以對(duì)軍事上導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)，各種偵察照片的判讀，具有圖像傳輸、存儲(chǔ)和顯示的軍事自動(dòng)化指揮系統(tǒng)和模擬訓(xùn)練系統(tǒng)等需要縝密的數(shù)字圖像處理技術(shù)。
其它方面的應(yīng)用，數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用，如目前在網(wǎng)絡(luò)上非常流行的立體地圖，便是利用了數(shù)字圖像處理技術(shù)；教育領(lǐng)域的輔助教學(xué)領(lǐng)域和流媒體技術(shù)領(lǐng)域等等也會(huì)有更多的利用。
參考文獻(xiàn)
[1] （法）麥特爾，《現(xiàn)代數(shù)字圖像處理》，電子工業(yè)出版社；，第1版 （2006年7月1日），國(guó)外電子與通信教材系列
健康長(zhǎng)壽的內(nèi)涵包括兩個(gè)方面，一是機(jī)體的健康，就是生理上沒(méi)有疾病；二是精神的健康，就是擁有良好的心態(tài)。
不管是“貧窮”，還是“富貴”，每個(gè)人都有長(zhǎng)壽的基礎(chǔ)，但是由于人們所處的地理環(huán)境、物質(zhì)條件、生活習(xí)慣和遺傳基因的影響，還有來(lái)自不同形式的機(jī)體傷害，特別是人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的今天，化學(xué)污染、生物污染、物理污染對(duì)我們機(jī)體傷害最大，會(huì)直接降低我們壽命的指數(shù)。因此，如何解決現(xiàn)代城市社會(huì)生活環(huán)境條件下的長(zhǎng)壽問(wèn)題，是我們每個(gè)人關(guān)心的事。
自然飲食很多人談，很多專(zhuān)家在研究，在這里我們重點(diǎn)講解醫(yī)學(xué)物理保健的原理和醫(yī)學(xué)物理保健長(zhǎng)壽的方法。
醫(yī)學(xué)物理保健聽(tīng)起來(lái)很陌生、很復(fù)雜，但實(shí)際上是我們最熟悉的，因?yàn)槟忝刻於荚谟幸鉄o(wú)意之中做著生物醫(yī)學(xué)物理學(xué)意義上的保?。哼@就是運(yùn)動(dòng)，人連續(xù)三天不運(yùn)動(dòng)，鈣質(zhì)就要大量流失，骨質(zhì)疏松癥狀就會(huì)開(kāi)始。
如果您在飲食方面沒(méi)有誤區(qū)的話(huà)，再做好醫(yī)學(xué)物理保健“功”，那么您就會(huì)舒舒服服地長(zhǎng)壽了。
醫(yī)學(xué)物理保健是怎樣保障長(zhǎng)壽的？
我們講的醫(yī)學(xué)物理保健的方法，臨床實(shí)踐上在我國(guó)有很久的發(fā)展歷史，大家熟悉和經(jīng)常使用的中醫(yī)拔罐、穴位按摩、中醫(yī)推拿、傳統(tǒng)氣功等都屬于醫(yī)學(xué)物理學(xué)治療保健的范圍。
醫(yī)學(xué)物理保健狹義講：是專(zhuān)業(yè)人員有目的地按照醫(yī)學(xué)理論和臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)（包括中醫(yī)和西醫(yī)），使用醫(yī)療器具或手法，通過(guò)人體外部向人體內(nèi)部施加的物理能量法，是非藥物和非創(chuàng)傷的，醫(yī)學(xué)物理實(shí)踐保健方法有的人也稱(chēng)之為“自然療法”。中醫(yī)的按摩、拔罐、熱敷、磁療、紅外線(xiàn)照射、水療、牽引等方法手段，基本是由專(zhuān)業(yè)人員為他人服務(wù)操作的。對(duì)于亞健康人群，物理保健方式有助于解決機(jī)體不明癥狀：酸懶、腰酸背痛、耳鳴目眩、食欲不振、睡眠質(zhì)量差、虛火上升、畏熱畏寒、精神恍惚、多夢(mèng)、煩躁、易怒、心悸等等。
醫(yī)學(xué)物理保健廣義講：是指進(jìn)行一種或利用多種生物物理能量對(duì)身體施加的影響，這也包括狹義范圍的醫(yī)學(xué)物理保健方法在實(shí)際生活中的應(yīng)用。利用自身客觀(guān)條件進(jìn)行的醫(yī)學(xué)物理保健方法：自我按摩、桑拿浴、競(jìng)走、氣功、各種娛樂(lè)性體育運(yùn)動(dòng)、日光浴、唱歌、吸氧、使用生物能量功能的儀器產(chǎn)品（如細(xì)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(yī)學(xué)物理保健目的和作用：供給和補(bǔ)充細(xì)胞基因生物功能過(guò)程中必須的物理能量消耗、增加“推動(dòng)”器官生物功能過(guò)程需要的動(dòng)力能量、運(yùn)行氣血和物質(zhì)、快速代謝器官內(nèi)沉積雜質(zhì)、維護(hù)與通暢神經(jīng)系統(tǒng)信息傳導(dǎo)通路，在吸收和消耗過(guò)程中，達(dá)到機(jī)體內(nèi)環(huán)境能量場(chǎng)的平衡。人體內(nèi)生物物理能量的通路主要是經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等生理組織，但是，經(jīng)絡(luò)是能量在身體中的主要通路，經(jīng)絡(luò)是伴隨“人之初”遺傳基因――受孕卵細(xì)胞而誕生的，是一種在人的生命終結(jié)之前而消亡的生物物質(zhì)網(wǎng)絡(luò)組織系統(tǒng)。
在現(xiàn)代生活中大家往往把醫(yī)學(xué)物理保健與高消費(fèi)等同起來(lái)，“平民百姓”沒(méi)有經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)做后盾，長(zhǎng)壽只是個(gè)奢望。其實(shí)這是個(gè)誤區(qū)。
人活一百歲在營(yíng)養(yǎng)供給來(lái)源方面是沒(méi)有問(wèn)題的，關(guān)鍵是物理能量的吸收和利用方面，由于人們所掌握相關(guān)的知識(shí)不足，造成大多數(shù)人對(duì)接受物理能量的重要性認(rèn)識(shí)不夠，接受物理能量的方式方法有很多的錯(cuò)誤做法。例如：多數(shù)人為了健康長(zhǎng)壽有過(guò)早晨練的習(xí)慣，認(rèn)為早晨的空氣新鮮，氧含量高。對(duì)于晨煉，人們各有各的觀(guān)點(diǎn)，有說(shuō)好的，有說(shuō)不好的，有專(zhuān)業(yè)人員做過(guò)對(duì)比調(diào)查統(tǒng)計(jì)，認(rèn)為做晨練的人群長(zhǎng)壽比例和不經(jīng)常做晨練的人群長(zhǎng)壽比例，沒(méi)有太大的區(qū)別，有的對(duì)照組統(tǒng)計(jì)結(jié)果甚至還要低一些，在這里我們從生物醫(yī)學(xué)物理學(xué)的角度闡釋原因：
一、早晨（特別是太陽(yáng)沒(méi)有升起的時(shí)候）缺乏自然能量場(chǎng)種類(lèi)的組合：缺少對(duì)人體起到光合作用的太陽(yáng)照射能量源。
二、早晨是自然界陰陽(yáng)交替的時(shí)辰，身體陰陽(yáng)不平衡的人或疾病患者在此時(shí)進(jìn)行晨練就不太合適。
三、過(guò)早晨練由于吸收能量的種類(lèi)與劑量的不平衡，會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)儲(chǔ)備能量過(guò)多消耗。體內(nèi)能量不平衡和過(guò)度消耗的后果，輕者造成骨質(zhì)舒松癥，重者陰陽(yáng)失調(diào)。
晨練比較適合于隨意性的活動(dòng)：散步、有氧運(yùn)動(dòng)等。陰陽(yáng)平衡的人群比較適合晨練。在早晨，有的運(yùn)動(dòng)也可以開(kāi)展，例如游泳比較好，因?yàn)樗碾婋x子是平衡的，水分子團(tuán)的結(jié)合比較穩(wěn)定，同時(shí)解決了人們?cè)谟斡具\(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量吸收與能量消耗之間的矛盾。
醫(yī)學(xué)家、教育家們讓身心正在發(fā)育時(shí)期的兒童、少年、青年學(xué)生在這個(gè)時(shí)間做操是非?？茖W(xué)的，可以完整地接受大自然給予的平衡能量場(chǎng)，特別是光合作用。那么，經(jīng)過(guò)晨練的老年人您在這個(gè)時(shí)間段在做什么？應(yīng)該是已經(jīng)疲勞了，在這個(gè)時(shí)間在家里看電視了吧？如果您想長(zhǎng)壽，晚上要睡足覺(jué)，九點(diǎn)后出來(lái)做個(gè)操，同時(shí)回憶您青少年時(shí)代歡樂(lè)的時(shí)光，您就會(huì)春光滿(mǎn)胸懷，享受不盡自己的幸福生活。
生物醫(yī)學(xué)物理學(xué)是一門(mén)專(zhuān)業(yè)交叉復(fù)雜、廣泛的邊緣學(xué)科，是應(yīng)用于人類(lèi)疾病的預(yù)防疾病、診斷疾病、治療疾病、消除亞健康與保健的基礎(chǔ)學(xué)科。生物醫(yī)學(xué)物理學(xué)科發(fā)展的歷史比較短，很多的問(wèn)題有待深入研究，特別是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究和臨床實(shí)踐方面有待進(jìn)一步提高發(fā)展。在醫(yī)療實(shí)踐中使用的器具，由簡(jiǎn)單向高科技水平不斷的提高創(chuàng)新，例如西醫(yī)中使用的血壓計(jì)、聽(tīng)診器等是醫(yī)學(xué)物理學(xué)中最早使用的物理診斷設(shè)備。目前生物醫(yī)學(xué)物理學(xué)的學(xué)科還十分有限：放射腫瘤物理、醫(yī)學(xué)影像物理、核醫(yī)學(xué)物理、其他非電離輻射醫(yī)學(xué)應(yīng)用、保健物理等等。在科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的今天，尤其是電子科學(xué)技術(shù)、量子醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)、新材料、新制造工藝等眾多成果，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)物理在診斷、治療、保健方面使用設(shè)備的快速發(fā)展。
北京利資遠(yuǎn)生物科技有限公司正在研發(fā)的細(xì)胞基因能量治療系列產(chǎn)品中的“LZY-2B型利資遠(yuǎn)治療儀”，將是一種解決患者個(gè)體差異疾病、適用各級(jí)醫(yī)院、社區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、家庭等環(huán)境條件下使用的高科技產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞： 醫(yī)學(xué)保障；模式；體系
0 引言
遵循國(guó)際一流醫(yī)院發(fā)展的規(guī)律，順應(yīng)建設(shè)研究型智慧醫(yī)院的發(fā)展趨勢(shì)，本著為醫(yī)院臨床和管理提供一流的技術(shù)支持和專(zhuān)業(yè)服務(wù)的任務(wù)和使命，為在創(chuàng)新中追求卓越，在保障中追求精益，以精確、及時(shí)、到位、合格的保障能力，使現(xiàn)代醫(yī)學(xué)保障模式成為創(chuàng)建研究型智慧醫(yī)院的重要支撐和保證?，F(xiàn)就醫(yī)學(xué)保障體系建設(shè)論述如下：
1 適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，打造轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)大平臺(tái)
醫(yī)學(xué)保障部打破基礎(chǔ)研究和臨床研究各自獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng),解決“兩層皮”問(wèn)題。把基礎(chǔ)研究獲得的研究成果快速轉(zhuǎn)化為臨床診斷和治療的新方法，快速推進(jìn)臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展。積極搭建基礎(chǔ)科研平臺(tái)，促進(jìn)了學(xué)科和科研機(jī)構(gòu)間的交叉融合。
1.1 打造公用性基礎(chǔ)研究共享平臺(tái) 發(fā)揮綜合優(yōu)勢(shì)整合內(nèi)部資源，開(kāi)展外部協(xié)作，建立科研共享平臺(tái)，發(fā)揮我院動(dòng)物手術(shù)服務(wù)的優(yōu)勢(shì)和臨床營(yíng)養(yǎng)學(xué)支持技術(shù)，對(duì)于具有基礎(chǔ)性、公用性的實(shí)驗(yàn)室加大了管理和開(kāi)放力度，建立了實(shí)驗(yàn)室24開(kāi)放和為臨床服務(wù)的具體措施，使臨床實(shí)驗(yàn)儀器大平臺(tái)成為科研中心，為臨床科研提供技術(shù)支持。
1.2 加強(qiáng)交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科建設(shè) 打破科室界限，實(shí)行項(xiàng)目與課題組負(fù)責(zé)制，形成含有基礎(chǔ)研究人員、醫(yī)生、信息處理人員與專(zhuān)職統(tǒng)計(jì)學(xué)人員的團(tuán)隊(duì)。以基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、信息學(xué)、社會(huì)醫(yī)學(xué)等多學(xué)科并存的特色和優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)開(kāi)展藥品質(zhì)量及安全性評(píng)價(jià)、新型藥物釋放系統(tǒng)、臨床組織工程、植入式電子醫(yī)學(xué)、臨床影像醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)、中醫(yī)工程等研究項(xiàng)目，建設(shè)成一批有特色的新興學(xué)科和研究方向。
1.3 形成以轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)為牽引的生命科學(xué)研究平臺(tái) 圍繞預(yù)防、診斷和治療，開(kāi)展基礎(chǔ)研究及其向臨床轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新性研究。依托生命科學(xué)院，建立轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)構(gòu)架體系，形成基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)板塊，臨床前研究結(jié)構(gòu)體系和GLP體系；同時(shí)依托國(guó)家級(jí)重點(diǎn)課題，建設(shè)以組織修復(fù)與再生醫(yī)學(xué)、干細(xì)胞應(yīng)用、戰(zhàn)創(chuàng)傷救治、老年醫(yī)學(xué)、腫瘤發(fā)病機(jī)制為優(yōu)勢(shì)科研平臺(tái)，形成了跨學(xué)科、跨部門(mén)科研攻關(guān)與成果共享機(jī)制。
2 適應(yīng)藥學(xué)服務(wù)轉(zhuǎn)型，建立全方位一體化保障模式
醫(yī)學(xué)保障在保障模式上邁開(kāi)了“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”的步伐，即藥品供應(yīng)由以病區(qū)為單元到以病人為單元的轉(zhuǎn)變、藥學(xué)服務(wù)由單純的物質(zhì)保障向技術(shù)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。實(shí)現(xiàn)了臨床用藥“供應(yīng)保障型”向“歸口管理、主動(dòng)服務(wù)”的技術(shù)服務(wù)型轉(zhuǎn)變，個(gè)性化和自動(dòng)化保障模式正在形成。
2.1 建立專(zhuān)職臨床藥師制度 形成了專(zhuān)職臨床藥師團(tuán)隊(duì)，被納入每周80%的時(shí)間用于臨床工作，對(duì)所在科室住院患者醫(yī)囑監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)達(dá)100%。
2.2 建立了以經(jīng)濟(jì)高效為目標(biāo)的物流模式 依托ERP信息化手段，建立起與HIS進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交換的藥品供應(yīng)物流保障信息系統(tǒng)，以單品種為單位，實(shí)現(xiàn)隨用隨補(bǔ)。形成了物流、信息流一體化的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)鏈，達(dá)到了藥品全程精細(xì)化管理。減少了藥品庫(kù)存，提升資金和人員的使用效率。確保醫(yī)院藥品采購(gòu)、供應(yīng)、管理更高效。
2.3 建立閉環(huán)式藥學(xué)保障系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)全品種單劑量自動(dòng)化調(diào)劑、GMP標(biāo)準(zhǔn)靜脈配置中心、常規(guī)藥品下送到科室、臨時(shí)用藥氣道傳輸?shù)娜轿灰惑w化住院患者用藥保障系統(tǒng)，既實(shí)現(xiàn)了藥房面積和人力資源的最優(yōu)化，又確保了藥品供應(yīng)管理的精細(xì)準(zhǔn)確。同時(shí)全方位提供藥品、制劑的相關(guān)檢驗(yàn)，保證用藥安全有效。開(kāi)展軍隊(duì)醫(yī)院多中心用藥安全監(jiān)測(cè)與合理用藥綜合評(píng)價(jià)工作，實(shí)施軍特藥和重點(diǎn)品種監(jiān)測(cè)的評(píng)價(jià)實(shí)踐，強(qiáng)化我院在全軍藥物安全性再評(píng)價(jià)工作中的帶頭作用。
3 適應(yīng)保障核心要求，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備綜合保障技術(shù)型轉(zhuǎn)變
建立了以管理為核心的，“基于臺(tái)帳的醫(yī)療技術(shù)平臺(tái)管理”模式的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變。
3.1 以標(biāo)準(zhǔn)控制為基點(diǎn)做到保障專(zhuān)業(yè)化 建立數(shù)字化醫(yī)學(xué)工程保障體系，實(shí)現(xiàn)工作流程規(guī)范化、制度化，將保障任務(wù)精細(xì)化、數(shù)字化，通過(guò)信息反饋實(shí)現(xiàn)。
3.2 以滿(mǎn)足需求為核心做到保障個(gè)性化 根據(jù)臨床科室對(duì)設(shè)備的臨床需求，制定單臺(tái)設(shè)備保障方案，最大限度提高自修率，降低維修成本如：?jiǎn)螜C(jī)，并跟蹤統(tǒng)計(jì)設(shè)備的質(zhì)量狀況，實(shí)施缺陷考評(píng)。
3.3 以縮短響應(yīng)時(shí)間為目標(biāo)做到保障快捷化 建立急救設(shè)備供應(yīng)管理機(jī)制，實(shí)行365×24小時(shí)值班制度，建立保障的信息系統(tǒng)，全面下修下送。對(duì)每臺(tái)設(shè)備實(shí)行雙人負(fù)責(zé)制，保證及時(shí)跟蹤響應(yīng)。建立醫(yī)用氣體視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)供氣源、主管線(xiàn)、供氣終端三級(jí)流量、壓力進(jìn)行了監(jiān)控和檢測(cè)，確保醫(yī)用氣體動(dòng)態(tài)、可視監(jiān)控。
3.4 開(kāi)展全壽命周期質(zhì)控做到保障創(chuàng)新化 對(duì)7類(lèi)急救醫(yī)療設(shè)備和5類(lèi)大型設(shè)備開(kāi)展了質(zhì)量控制，對(duì)手術(shù)室和各監(jiān)護(hù)病房設(shè)備實(shí)行周期檢測(cè)制度化，實(shí)施預(yù)防性維護(hù)和巡檢，修訂了《呼吸機(jī)、麻醉機(jī)、高頻電刀、除顫器、監(jiān)護(hù)儀質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》，使設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)和性能評(píng)估制度化、常規(guī)化，質(zhì)控做法在全軍范圍推廣使用。
4 適應(yīng)信息化要求，搭建了網(wǎng)絡(luò)及環(huán)境支撐下的綜合技術(shù)平臺(tái)
以引進(jìn)和聯(lián)合研發(fā)并重的發(fā)展戰(zhàn)略，開(kāi)拓性提出了重點(diǎn)突破、以點(diǎn)帶面的建設(shè)思路。
美國(guó)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(shí)候，氣管塌陷，導(dǎo)致無(wú)法呼吸。隨后的幾個(gè)月中，他經(jīng)常停止呼吸，被搶救已經(jīng)成了他日常生活的一部分。
伊巴的醫(yī)生與密歇根大學(xué)的一位生物醫(yī)學(xué)工程教授斯考特?霍利斯特合作使用3D打印機(jī)，制造出一種類(lèi)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(nèi)酯材料，能夠在未來(lái)幾年內(nèi)分解，并由患者的身體吸收，而不會(huì)造成傷害。而且，3D打印機(jī)制造夾板的時(shí)間僅一天，比手工制作快了不少。
在獲得美國(guó)食品與藥品監(jiān)督管理局(FDA)的緊急批準(zhǔn)和伊巴父母的同意后，醫(yī)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(shù)結(jié)束3周后，醫(yī)生撤下了伊巴的呼吸機(jī)。直到現(xiàn)在，伊巴已經(jīng)能夠正常呼吸。
2013年5月23日，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》刊登了描述這一事件的公開(kāi)信。文章結(jié)尾指出，“這一案例展示了高像素成像、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和生物材料三維打印，三者結(jié)合能夠促進(jìn)針對(duì)具體患者的定制植入物。”
這并非3D打印技術(shù)第一次應(yīng)用于醫(yī)學(xué)。
2012年，一位83歲的比利時(shí)女性患者因下頜發(fā)生嚴(yán)重感染而需要移植。她所接受的植入物便是由3D打印技術(shù)制造的涂有“人造骨質(zhì)”的鈦植入物。
3D打印技術(shù)制造的膀胱、皮膚等器官也已開(kāi)始嘗試用于移植，而3D打印技術(shù)制造的助聽(tīng)器也已廣泛應(yīng)用。《福布斯》雜志在2012年底列數(shù)3D打印技術(shù)在未來(lái)應(yīng)用的十大趨勢(shì)，其中在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用名列第二?！坝捎?D打印能夠制造符合具體患者身體的定制產(chǎn)品，如今該技術(shù)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(yàn)也在進(jìn)行之中，或許不久之后，打印靜脈和動(dòng)脈血管就可以用于手術(shù)。3D打印技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的研究，當(dāng)前涵蓋了納米醫(yī)學(xué)、制藥，甚至器官打印。設(shè)想得更遠(yuǎn)一點(diǎn)，3D打印技術(shù)未來(lái)或許能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療，并減少甚至消除器官捐獻(xiàn)者短缺的問(wèn)題?！薄陡２妓埂冯s志指出。
3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景頗被看好；醫(yī)療領(lǐng)域?qū)?D打印技術(shù)“錢(qián)景”的發(fā)展，也具有不可忽視的促進(jìn)作用。美國(guó)波士頓勒克斯研究公司在2013年4月的報(bào)告《構(gòu)建未來(lái)：評(píng)估3D打印的機(jī)遇和挑戰(zhàn)》(下稱(chēng)《勒克斯報(bào)告》)中指出，雖然如今3D打印的市場(chǎng)價(jià)值僅為7.77億美元，但該市場(chǎng)將會(huì)迅速發(fā)展，到2025年的市場(chǎng)價(jià)值將高達(dá)84億美元。
醫(yī)療、汽車(chē)和航天三大行業(yè)將成為3D打印市場(chǎng)發(fā)展的主要推動(dòng)力?！独湛怂箞?bào)告》預(yù)計(jì)，到2025年，這三大行業(yè)將占據(jù)84％的3D打印市場(chǎng)份額。其中，汽車(chē)和航天行業(yè)應(yīng)用3D打印技術(shù)已有20余年的歷史，醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用3D打印技術(shù)還處于起步階段。目前醫(yī)療3D僅占3D打印市場(chǎng)的1.5％份額，但未來(lái)發(fā)展空間甚大，到2025年，打印其市場(chǎng)價(jià)值可能高達(dá)19億美元。
美國(guó)圣地亞哥的一家名為Organovo的公司，是使用3D打印技術(shù)應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)的先驅(qū)者。該公司使用名為“生物打印機(jī)”的3D打印機(jī)，為醫(yī)學(xué)研究和再生治療打印功能性人體組織。生物打印機(jī)使用的是一種活細(xì)胞混合液構(gòu)成的生物墨水，打印過(guò)程其實(shí)就是細(xì)胞一層一層構(gòu)成3D結(jié)構(gòu)的組織。研究者的最終目標(biāo)是，利用這些打印出來(lái)的組織制造器官，用于器官移植。
2013年4月26日，Organovo公司已經(jīng)利用這一技術(shù)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(jī)逐層打印肝臟細(xì)胞和血管內(nèi)壁細(xì)胞，大約打印了20層。根據(jù)《新科學(xué)家》雜志的報(bào)道，微型肝臟具備真實(shí)肝臟器官的多項(xiàng)功能。它能夠產(chǎn)生蛋白質(zhì)、膽固醇和解毒酶，并將鹽和藥物運(yùn)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(jìn)行藥物臨床試驗(yàn)；另一方面，微型肝臟也為未來(lái)3D打印器官用于移植帶來(lái)了希望。
美國(guó)南卡羅來(lái)納州維克佛瑞斯特大學(xué)的再生醫(yī)學(xué)研究者與美國(guó)軍隊(duì)再生醫(yī)學(xué)研究所合作，使用3D皮膚打印機(jī)直接在患者傷口上打印細(xì)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(xì)胞。康奈爾大學(xué)的生物工程專(zhuān)家已經(jīng)打印出試驗(yàn)性的膝軟骨、心臟瓣膜和骨植入物。
