发布时间：2023-12-29 14:49:07
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的生物医学工程的发展历史样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新
仪器设备，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。
生物医学工程在国际上做为一个学科出现，始于20世纪50年代，特别是随着宇
航技术的进步、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。在我
国，生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代，中国医学科学院、中
国协和医科大学原院校长、我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学
科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物医学工程专业的创建、1980年中
国生物医学工程学会的成立，有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前，我
国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构，从事着生物医学的科研教学工作
，在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。
显微镜的发明“解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来，其意思是用
刀剖割，肉眼观察研究人体结构。17世纪LeeWenhock发明了光学显微
镜，推动了
解剖学向微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进
一步观察研究其细胞形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞
生了细胞学、组织学、细胞病理学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。
普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞
的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜，
使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电
子显微镜的发明都是医学工程研究的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用
。
影像学诊断飞跃进步影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域
之一。50年代X光****和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于X线CT技
术的出现和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水
平。即计算机体断层摄影(computedtomographyCT),即是利用计算机技术处理人
体组织器官的切面显像。X线CT片提供给医生的信息量，远远大于普通X线照片观
察所得的信息。目前，螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已经问世，能快速扫描
和重建图像，在临床应用中取代了多数传统的CT，提高了诊断准确率［1］。医学
工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonanc
e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI)，它不仅可分辨病理解剖
结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾病在
早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为MRI工程的进步，促进了医学诊
断学向功能与形态相结合的方向发展，向超快速成像、准实时动态M
RI、MRS发展。根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18F，11C，13N)的原理，
创造的正电子发射体层摄影(PET)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体
把PET列为十大医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史，但它已显示出对肿
瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植，新药开发等研究领域的重要价值［2］。
影像学诊断水平的不断提高，与20世纪生物医学
工程技术的发展密切相关。
介入医学问世介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964年
)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人，他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行
扩张治疗取得成功。1967年Margulis首先使用过介入放射学(InterventionalRa
diology)，这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年Gruenzing成功
地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后，介入性诊疗技术由于其创伤小
、患者痛苦少，安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发
展，高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造影(DSA)、射频消融技术以及
高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世，使介入性
诊疗技术发生了飞速进步，临床应用范围不断扩大，从心血管、脑血管、非血管
管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证，并使诊疗效果明显提高
，患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗
并列的临床三大诊疗技术之一，也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的
临床医学新领域--介入医学［3，4］。
人工器官的应用当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时，现代临床医
疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能，人们
称这种装置为人工器官(artificialorgan)。如20世纪50年代以前，风湿性心脏
瓣膜病的治疗，除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外，对病损的瓣膜很难
修复改善，不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技
术，在心脏停跳状态下切开心脏，进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修
补，使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样
的水平，主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材
料、新技术的结果［5］。
肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良，而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病
晚期患者的生命，肾病治疗学也因此有了很大进步。
现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速，除上述人工器官外，人工关
节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用，使千千
万万的患者恢复了健康。可以说，人体各种器官除大脑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，放射医学、超声医学、激光
医学、核医学、医用电子技术、计算机远程
医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果，综上
可见，20世纪生物医学工程的发展，显著提高了医学诊断和治疗水平，有力地推
动着医学科学的进步。
21世纪生物医学工程展望纵观医学新技术诞生和发展的历史，从伦琴发现
X线到今天X射线诊疗技术的发展，从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的广泛应用
，从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世，从赫斯费尔德发明CT到今天
CT成像系统的应用，都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的
医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗
技术可能在以下10个方面有重大突破和创新：
(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化，远程医疗信息网络化，
诊疗用机器人将被广泛应用。［6］
(2)介入性微创，无
创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技
术，纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。
(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着
PET的问世和应用，形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂
型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。
(4)生物材料和组织工程将有较大发展，生物机械结合型、生物型人工器官将
有新突破，人工器官将在临床医疗中广泛应用。
(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展，植入型药物长效
缓释材料，药物贴覆透入材料，促上皮、组织生长可降解材料，可逆抗生育绝育
材料、生物止血材料将有新突破。
(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、
家庭、个人医疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械
和用品将有广泛需求和应用。
(7)除继续努力加强生
物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防
治诊疗技术和相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、
心理安抚、生物反馈型诊疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。
(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救
系统是未来生物医学工程的重要课题。论文帮
(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快
速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪
白芯片和诊疗系统将被广泛应用。
(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保
健、个人防护用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。
1997年我国了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2
000年，基本实现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济
发达地区达到或接近世界中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先
进水平。1999年国家科技部召开了“发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家
工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研究等，对推动生物医学工程产业
发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与疾病做斗争，在医学
诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起来，调整
政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优
势，创建全新的生物医学，为人民造福。
参考文献
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生物医学工程专业英语是高校生物医学工程专业普遍开设的专业课程之一，课程内容包括本专业知识和英语知识，与学生在大一大二时上的大学英语课有所不同。笔者根据近年在河南科技大学医学技术与工程学院生物医学工程专业英语课中的教学经验，结合大多数学生的反馈，总结生物医学工程专业英语课程教学过程中的缺点与不足，并在教材编写、教学方式、学习方法和技巧等方面提出改革措施。
1教学中存在的问题
1.1教材老化
河南科技大学医学技术与工程学院生物医学工程专业英语一直使用几年前的自编教材，教材内容单调，没有系统性。生物医学工程领域的发展日新月异，教材无法紧跟时代，显得有些老化，需要选择更合适的教材。但目前生物医学工程专业英语缺乏统一的教材，难以满足教学要求，更达不到培养既通外语又懂专业的复合型人才的要求[1]。
1.2教学方式落后
目前高校对专业英语的教学并没有足够的重视，教学方式大部分仍然是传统的板书，而生物医学工程专业英语的特点是医学名词多，合成词多，单词长，拼写难，长句较多，但句子结构并不难，语法较简单。以板书的方式教学，形式单一，实际讲授内容较少，学生感觉枯燥而且难学，普遍不感兴趣，因此急需改革教学方法，调动学生的积极性。
1.3考核方式单一
专业英语期末考核往往是由任课教师从教材或其他英语文献中摘取几段让学生翻译成汉语，这种考核方式太单一，与一般的英语考试也有所区别，而且与学生听说读写的英语综合能力考核的要求相差甚远。
2教学改革的3个方面
针对以上教学中存在的问题，结合学院的实际，在生物医学工程专业英语课程的教学改革中应明确：以提高学生专业英语水平为目标，重新编写教材，改革教学方法，引入多媒体教学，提高学生的学习兴趣，并改革课程考试方法，真正考察学生对课程掌握情况及英语水平的进步程度。
2.1重新编写教材
针对生物医学工程专业已学完公共英语的大三学生重新编写一本专业英语教材。生物医学工程是运用工程技术手段解决生物学及医学上的问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务的一门交叉学科，内容广泛，因此在选材时要充分考虑专业领域最新的发展方向，系统规划，利用各种资源开发教材，确保章节、单元内容适应专业课的教学需求。所编教材共有6个单元的内容：第一单元是生物医学工程专业简介，包括专业发展历史及现状、具体涉及的领域及生物医学工程师的具体工作；第二单元是常用生物医学仪器的介绍；第三单元是医学影像学的各种方法、目前医院及科研中常见的各种影像仪器的原理与使用等；第四单元是医院管理，主要介绍医院管理系统HIS及其下属的各个小系统，以PACS为重点进行分析；第五单元是生物材料和组织工程；第六单元是康复工程和生物力学。
2.2使用多媒体教学方式
专业英语课程使用板书的教学方式会因为书写板书而浪费很多时间，课堂教学效果也不是很好。而采用多媒体教学，教师可以充分地利用课堂时间为学生讲解课文中的生词、长句，通过多媒体教学软件的演示，将语言、文字、图像等多种与课程内容相关的信息显示在屏幕上，使原本枯燥的内容变得有声有色，大大提高了学生学习的兴趣，激发了学生学习的积极性、主动性，授课效率大有提高。比如较长的专业词汇，学生刚学时感到很吃力，教师可以通过多媒体教学声音与动画结合的演示，将单词的拼写以动画的形式在屏幕上演示，并在课件中加入单词的读音；而文中的长句则可以用不同的颜色标出句子的主干及关键词，这样加深学生对生词和长难句的理解和记忆，教学效果很好。
2.3课程考核方法的改进
尽管目前已有很多高校取消了英语四六级考试与毕业挂钩的要求，但由于就业困难，许多大学生仍然十分重视四六级考试。因此，在专业英语的课程考核当中，可以考虑使用四六级考试的多样化题型来考查专业英语的内容，而不仅仅像以前那样简单地出一些翻译题型。这样不仅考核了专业英语的学习情况，对学生来说也是一次四六级考试的实战练习，引起学生的重视，也提高了积极性。
生物材料产业概况
生物材料的定义
生物材料也叫生物医用材料，是一种植入生命系统内或与生命系统相结合而设计的物质，它与生命体不起药理反应。主要用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、检查及治疗疾患等医疗、保健等领域，能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能或能恢复缺陷部位，其作用药物不可替代。
生物材料的发展已经有非常长的历史，自人类认识了解材料起，就有了生物材料端倪。有学者依据生物医学材料的发展历史及材料本身的特点，将已有的材料分为三代，它们各自都有自己明显的特点和发展时期，代表了生物医学材料发展的不同水平，如图1所示。
生物材料的分类
当今社会医学水平的提高以及人类生活质量的改善，大大促进了生物材料的发展，生物材料应用广泛，品种众多，根据不同的分类标准，生物材料可以分为见表1。
Two
国内外生物材料产业发展现状
生物材料产品的研究与开发不仅具有巨大的经济效益又兼有重大的社会效益。随着人类文明进步以及经济的快速增长，人类更加注重生活品质，更加注重康复和保健，这给予生物材料产业庞大的市场。与此同时，交通工具大量涌现，生活节奏加快，这给疾病、自然灾害、意外事故的发生提供了温床。因此，发展用于人体组织和器官再生与修复的生物医用材料具有重大社会效益。
国际生物材料产业发展现状
国际社会日益重视生物材料的研究与产业发展。生物材料的研究和产业化对社会和经济的重大作用正日益受到各国政府、产业界和科学界的高度重视，其研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划，并迅速成为国际高技术制高点之一。美国国防部将生物材料列入5 种高技术关键新材料发展规划。德国、日本、加拿大、法国、澳大利亚及韩国等国家和地区纷纷公布自己的生物材料研究计划及巨额投资来吸引人才或引导投资，以期能够在此领域内的世界性竞争中占一席之地。目前，美国、西欧、澳大利亚和日本均组建了10余个高级别多学科交叉的国家生物材料与工程中心。
生物材料产业的经济地位日益提高，有望成为本世纪世界经济新的增长点。近年来，世界生物材料市场发展势头更为迅猛，其发展态势可与信息、汽车产业在世界经济中的地位相比。全球生物材料市场规模迅猛扩张，其中1995年至2010年期间，全球生物材料市场规模增长了19倍，达到了4000亿美元。
就市场需求面而言，主要市场增长动力来自于欧、美、日等国家老年人口数目提升及慢性疾病问题逐渐增加，对于人工关节等骨科应用及心脏支架等心血管应用的需求持续攀升，预期未来市场将仍维持稳定成长趋势。同时由于全球生医材料的应用领域的扩展、产品技术的改良和人们对生物材料产品接受度的逐渐提升，也是促使生物材料市场需求和提升市场规模的主要推动力。预计在不久的将来生物医用材料及其制品产业成为本世纪经济的一个支柱性产业。
国内生物材料产业发展现状
我国生物材料产业起步于上世纪80年代初期，到现在为止，仍然属于起步阶段。我国生物医用材料研制和生产迅速发展，初具规模，已经成为一个新兴产业，总产值的增长率远高于国民经济平均发展速度。从上世纪90年代到2011年，我国生物产业年均增长均超过20%。然而，我国生物材料产业所占全球生物材料市场份额较低，最高时仅占2%左右。
我国生物材料发展起步晚，发展基础薄弱。由于我国生物材料研究和产业化起步较晚，导致我国在生物材料市场全球竞争中失去先机。目前，我国生物材料企业产品没有自己的专有产品和自主知识产权，生产的产品大都属于在国外技术非常成熟且国外厂商并不愿意生产的初级产品。同时由于生产技术装备、管理与操作工素质等因素，导致目前我国生产的生物材料质量一直处于中低档水平，鲜见有高质量的国产生物材料。由于我国生物材料质量问题，我国生物材料与制品约有70%～80%需要进口，且我国生物材料和制品所占世界市场份额不足1.5%。
我国政府日益重视生物材料产业发展。2006年国务院的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》不仅将生物技术作为科技发展的5个战略重点之一，同时在基础研究等方面也给予了高度重视。2010年9月通过的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也将生物产业列入战略性新兴产业，并明确指出要求“加快先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化，促进规模化发展”。在2011年7月科技部的《国家“十二五”科学和技术发展规划》中第四部分“四、大力培育和发展战略性新兴产业”也明确指出要大力发展包括生物材料在内的生物产业。
我国生物材料产业市场前景广阔。据民政部门报告，我国现有的肢体不健全患者已超过1500万个，其中肢残患者约800万个；由类风湿引发的大骨节病患者有数百万；冠心病患者已超过1000万个；白内障盲人约500万个；牙缺损和牙缺失患者高达3亿～4亿人；肝炎病毒携带者1.2亿人；心血管病患者2000万人；需计划生育的育龄妇女2000万人；伴随人口老龄化（60岁以上的老年人口已达1.39亿人，约占全国人口的10.69%） 的骨质疏松患者7000万人；每年由于疾病、交通事故和运动创伤等造成的骨缺损和缺失患者人数近1000万人；需要进行颅颌面等整形的人数有数千万人。这还不包括数目庞大的各类软组织、血液和器官疾病患者人数。
上述疾病的治疗均需要生物材料，从而为生物材料产业创造了巨大的市场。据统计，仅2008年，包括生物材料在内的生物行业总产值就已经突破8000亿元人民币。在“十二五”发展热点研讨会上，中国工程院院士张兴栋表示，生物医学材料的技术和产业都处于起步阶段，并在不断变革之中，我国生物医学材料市场正处于“井喷”前夕，前景比较广阔；保守估计，到2015年，将实现销售额200亿美元，同期国际市场份额为6.2%，带动相关产业收入将达600亿美元。
Three
滨海新区生物材料产业发展现状
滨海新区生物材料产业技术研发能力不强、产业基础薄弱，尚处于起步阶段。但关联产业如生物医药、新材料均是滨海新区核心产业，有一定的产业基础；南开大学、天津大学以及生物医药联合研究院等科研实力雄厚的教学与研究机构在生物医药、新材料等领域都有很强的科研实力，这对滨海新区今后发展生物材料产业提供了可能。由此可见，虽然滨海新区发展现状不尽人意，但是具有很大的市场发展潜力。
滨海新区研发能力不强，研究领域处于空白
根据布局在滨海新区的研究院所、高等院校等创新机构的研究方向发现，滨海新区虽然拥有国际生物医药联合研究院、中科院天津工业生物技术研究所、南开大学泰达学院、天津大学滨海工业研究院以及天津科技大学等生物领域的研究与教学机构，但对于生物材料或生物医学工程相关的研究基本处于空白。虽然南开大学和天津大学在生物材料领域科技成果产出较多，有较强的科研能力，但相关研发团队基本分布在市内的校区，辐射滨海新区的能力有限。
产品结构单一、企业数量偏少
滨海新区拥有生物材料领域的企业较少，产品结构单一，企业分布也较分散，没有形成完整的产业链。天津世纪康泰生物医学工程有限公司（原天津泰达生物医学工程股份有限公司）和天津国韵生物材料有限公司是滨海新区为数不多的生物材料公司。世纪康泰主要产品为人工晶体系列产品，而国韵生物材料主要产品则是可完全生物降解的生物基高分子材料聚羟基烷酸酯（PHA）及其应用产品，虽同属滨海新区但产品相关度低，再加上滨海新区相关企业稀少，无法形成有力的产业发展合力。
政策支持乏力，滨海新区相关政策处于真空状态
天津市有关支持生物材料发展的政策，仅有《天津市中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，在生物医药及工程技术领域提到“医用纳米生物材料与技术，骨科植入材料和医用塑料技术与产品；”和新材料和纳米技术领域中提到“生物医学材料重点发展可控生物降解材料，具有天然生理功能的人工器官和组织工程材料，环境响应医用材料，研究材料的生物相容性及其评价方法。”，后续具体的支持政策没有出台，仅停留在规划层面。甚至在滨海新区十二五规划中也没有体现支持生物材料产业或生物医学工程领域发展的相关内容。
Four
滨海新区应对策略
结合滨海新区生物材料产业发展所面临的起步晚、研发能力不强、产业基础薄弱等问题，提出以下建议。
加强原始创新研究，重点突破
当前，滨海新区生物材料领域原始创新能力偏低，原始创新研究成果稀少。为改变这一局面，建议一是根据“自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来”科技工作的指导方针，以市场需求为导向，选择具有一定基础和优势、关系国计民生的关键领域，从滨海新区企业的紧迫需求出发，着力突破重大关键、共性技术，集中力量、重点突破，实现跨越式发展。二是积极推进企业、高校、科研院所的“产、学、研”合作，结合实际形势，积极研发新产品，推动产品升级换代，提高产品附加值。
整合研究机构，协同创新
根据研究基础、领域需求，整合研究机构和共享研究资源，避免散兵游勇独立作战，既可以避免重复研究，使科研长期处于低水平，也可以促进资源共享，提高研究水平，开发出更多附加值更高的产品，共同推动研究工作健康发展；理顺、构建材料合成与选择、体外实验、动物实验、临床实验等不同阶段的试验流程，避免因好的材料由于各种试验不能按计划完成导致无法报批形成产业化而造成不必要的损失；严格、规范和简化报批程序，鼓励跨领域、跨学科的科技人员协同创新，重视基础研究和应用研究的衔接，重视技术集成。
注重科技招商，填补空白
针对滨海新区生物材料领域产业基础薄弱、技术创新能力不强的问题，滨海新区应加大科技招商工作力度，以填补产业和技术空白为目标，以国家生物医药国际创新园、天津国际生物医药联合研究院、中科院天津工业生物技术研究所、南开大学泰达学院、天津大学滨海工业研究、天津科技大学等创新机构和滨海新区生物医药科技企业孵化转化载体、科技园区、科技企业孵化器、大学科技园等招商载体为招商引智平台，有针对地吸引技术能力突出、产品竞争能力强的生物材料企业和海内外高端人才来滨海新区落户，以期可以填补滨海新区产业技术空白，加速滨海新区生物材料产业全链条的形成。
整合社会资源，推动科技成果在滨海新区转化
建议由合适的组织或机构搭设风险投、融资平台，健全、完善风险投资体系，结合生物材料产业化须经历小试、中试、工业试验、市场开拓、 垄断期生产、稳定生产期和衰退期等7个阶段的特点全程跟踪，积极促进技术创新与成果转化；加大共性技术研究与共享，尤其是重大攻关技术。重视高水平公共技术平台建设，成立生物材料技术研究、开发的国家级、市级的公共技术平台、合作研究平台和技术转化平台以及人才培养的基地。
2 生物材料的类型与应用 生物材料种类繁多,到目前为止,被详细研究过的生物材料已经超过一千种,在医学临床上广泛应用的也有几十种,涉及材料学科各个领域。依据不同的分类标准,可以分为不同的类型。
2.1 以材料的生物性能为分类标准根据材料的生物性能,生物材料可分为生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物复合材料四类。
2.1.1 生物惰性材料 生物惰性材料是指一类在生物环境中能保持稳定,不发生或仅发生微弱化学反应的生物医学材料,主要是生物陶瓷类和医用合金类材料。由于在实际中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在机体内也只是基本上不发生化学反应,它与组织间的结合主要是组织长入其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联,即形态结合。生物惰性材料主要包括以下几类:(1)氧化物陶瓷 主要包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷.氧化铝陶瓷中以纯刚玉及其复合材料的人工关节和人工骨为主,具体包括纯刚玉双杯式人工髋关节;纯刚玉— 金属复合型人工股骨头;纯刚玉—聚甲基丙烯酸酯—钴铬钼合金铰链式膝关节,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷 该材料主要用来制作部分人工关节。(3)Si3N4 陶瓷 该类材料主要用来制作一些作为替代用的较小的人工骨,目前还不能用作承重材料。(4)医用碳素材料 它主要被作为制作人工心脏瓣膜等人工脏器以及人工关节等方面的材料。(5)医用金属材料 该类材料是目前人体承重材料中应用最广泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它与人体环境的相容性.同时它还能制作各类其他人体骨的替代物。
2.1.2 生物活性材料生物活性材料是一类能诱出或调节生物活性的生物医学材料。但是,也有人认为生物活性是增进细胞活性或新组织再生的性质。现在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基础,其应用范围也大大扩充. 一些生物医用高分子材料,特别是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被视为生物活性材料.羟基磷灰石是一种典型的生物活性材料。由于人体骨的主要无机质成分为该材料,故当材料植入体内时不仅能传导成骨,而且能与新骨形成骨键合。在肌肉、韧带或皮下种植时,能与组织密合,无炎症或刺激反应.生物活性材料主要有以下几类:
(1)羟基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作为最有代表性的生物活性陶瓷—羟基磷灰石(简称HAP)材料的研究, 在近代生物医学工程学科领域一直受到人们的密切关注.羟基磷灰石 [Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎动物骨和齿的主要无机成分,结构也非常相近,与动物体组织的相容性好、无毒副作用、界面活性优于各类医用钛合金、硅橡胶及植骨用碳素材料。因此可广泛应用于生物硬组织的修复和替换材料,如口腔种植、牙槽脊增高、耳小骨替换、脊椎骨替换等多个方面.另外,在HA 生物陶瓷中耳通气引流管、颌面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA颗粒和抑制癌细胞用HA微晶粉方面也有广泛的应用.又因为该材料受到本身脆性高、抗折强度低的限制,因此在承重材料应用方面受到了限制.现在该材料已引起世界各国学者的广泛关注。目前制备多孔陶瓷和复合材料是该材料的重要发展方向,涂层材料也是重要分支之一。该类材料以医用为目的,主要包括制粉、烧结、性能实验和临床应用几部分。
(2)磷酸钙生物活性材料 这种材料主要包括磷酸钙骨水泥和磷酸钙陶瓷纤维两类.前者是一种广泛用于骨修补和固定关节的新型材料,有望部分取代传统的PMMA 有机骨水泥. 国内研究抗压强度已达60MPa 以上。后者具有一定的机械强度和生物活性,可用于无机骨水泥的补强及制备有机与无机复合型植入材料。
(3)磁性材料 生物磁性陶瓷材料主要为治疗癌症用磁性材料,它属于功能性活性生物材料的一种。把它植入肿瘤病灶内,在外部交变磁场作用下,产生磁滞热效应,导致磁性材料区域内局部温度升高,借以杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤的发展。动物实验效果良好。
(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两类。目前关于该方向的研究已成为生物材料的主要研究方向之一。
2.1.3 生物降解材料所谓可降解生物材料是指那些在被植入人体以后,能够不断的发生分解,分解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料,主要包括β-TCP 生物降解陶瓷和生物陶瓷药物载体两类,前者主要用于修复良性骨肿瘤或瘤样病变手术刮除后所致缺损,而后者主要用作微药库型载体,可根据要求制成一定形状和大小的中空结构,用于各种骨科疾病。
2.1.4 生物复合材料生物复合材料又称为生物医用复合材料,它是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料,并且与其所有单体的性能相比,复合材料的性能都有较大程度的提高的材料。制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种生物材料的性能。该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造,它除应具有预期的物理化学性质之外,还必须满足生物相容性的要求,这里不仅要求组分材料自身必须满足生物相容性要求,而且复合之后不允许出现有损材料生物学性能的性质。按基材分生物复合材料可分为高分子基、金属基和陶瓷基三类,它们既可以作为生物复合材料的基材,又可作为增强体或填料,它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的生物医学复合材料,利用生物技术,一些活体组织、细胞和诱导组织再生的生长因子被引入了生物医学材料,大大改善了其生物学性能,并可使其具有药物治疗功能,已成为生物医学材料的一个十分重要的发展方向,根据材料植入体内后引起的组织反应类型和水平,它又可分为近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等几种类型。人和动物中绝大多数组织均可视为复合材料,生物医学复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广阔的途径。
2.2 以材料的属性为分类标准
2.2.1 生物医用金属材料生物医用金属材料是用作生物医学材料的金属或合金,又称外科用金属材料或医用金属材料,是一类惰性材料,这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛,及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面,除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外,优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。此外,还有形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。
2.2.2 生物医用高分子材料 医用高分子材料是生物医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料,也是一个正在迅速发展的领域。它有天然产物和人工合成两个来源,该材料除应满足一般的物理、化学性能要求外,还必须具有足够好的生物相容性。按性质医用高分子材料可分为非降解型和可生物降解型两类。对于前者,要求其在生物环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的物理机械性能。并不要求它绝对稳定,但是要求其本身和少量的降解产物不对机体产生明显的毒副作用,同时材料不致发生灾难性破坏。该类材料主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等方面。这类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胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它们可在生物环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或被排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非永久性植入装置.按使用的目的或用途,医用高分子材料还可分为心血管系统、软组织及硬组 织等修复材料。用于心血管系统的医用高分子材料应当着重要求其抗凝血性好,不破坏红细胞、血小板,不改变血液中的蛋白并不干扰电解质等。
2.2.3 生物医用无机非金属材料或称为生物陶瓷。生物医用非金属材料,又称生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属材料。此类材料化学性能稳定,具有良好的生物相容性。一般来说,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类。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已经简要作了介绍,而功能活性生物陶瓷是近年来提出的一个新概念.随着生物陶瓷材料研究的深入和越来越多医学问题的出现,对生物陶瓷材料的要求也越来越高。原先的生物陶瓷材料无论是生物惰性的还是生物活性的,强调的是材料在生物体内的组织力学环境和生化环境的适应性,而现在组织电学适应性和能参与生物体物质、能量交换的功能已成为生物材料应具备的条件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下两类:(1)模拟性生物陶瓷材料 该类材料是将天然有机物(如骨胶原、纤维蛋白以及骨形成因子等)和无机生物材料复合,来模拟人体硬组织成分和结构,以改善材料的力学性能和手术的可操作性,并能发挥天然有机物的促进人体硬组织生长的特性。(2)带有治疗功能的生物陶瓷复合材料 该类材料是利用骨的压电效应能刺激骨折愈合的特点,使压电陶瓷与生物活性陶瓷复合,在进行骨置换的同时,利用生物体自身运动对置换体产生的压电效应来刺激骨损伤部位的早期硬组织生长。具体来说是由于肿瘤中血管供氧不足,当局部被加热到43~45℃时,癌细胞很容易被杀死。现在最常用的是将铁氧体与生物活性陶瓷复合,填充在因骨肿瘤而产生的骨缺损部位,利用外加交变磁场,充填物因磁滞损耗而产生局部发热,杀死癌细胞,又不影响周围正常组织。现在,功能活性生物陶瓷的研究还处于探索阶段,临床应用鲜有报道,但其发展应用前景是很光明的。各种不同种类的生物陶瓷的物理、化学和生物性能差别很大,在医学领域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的发展前途.临床应用中,生物陶瓷存在的主要问题是强度和韧性较差.氧化铝、氧化锆陶瓷耐压、耐磨和化学稳定性比金属、有机材料都好,但其脆性的问题也没有得到解决。生物活性陶瓷的强度则很难满足人体承力较大部位的需要。
2.2.4 生物医用复合材料此类材料在2.1.4 中已有介绍,此处不再详述
2.2.5 生物衍生材料生物衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医用材
料,也称为生物再生材料.生物组织可取自同种或异种动物体的组织. 特殊处理包括维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消除抗原性的轻微处理,以及拆散原有构型、重建新的物理形态的强烈处理.由于经过处理的生物组织已失去生命力,生物衍生材料是无生命力的材料. 但是,由于生物衍生材料或是具有类似于自然组织的构型和功能,或是其组成类似于自然组织,在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆增强剂和血液透析膜等.
3. 生物材料的性能评价 目前关于生物材料性能评价的研究主要集中在生物相容性方面.因为生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题.它是指生命体组织对生物材料产生反应的一种性能,该材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性.现在普遍认为,生物相容性包括两大原则,一是生物安全性原则,二是生物功能性原则.生物安全性是植入体内的生物材料要满足的首要性能,是材料与宿主之间能否结合完好的关键.关于生物材料生物学评价标准的研究始于20 世纪70 年代,目前形成了从细胞水平到整体动物的较完整的评价框架.国际标准化组织(ISO)以 10993编号了17个相关标准,同时对生物学评价方法也进行了标准化.迫于现代社会动物保护和减少动物试验的压力,国际上各国专家对体外评价方法进行了大量的研究,同时利用现代分子生物学手段来评价生物材料的安全性、使评价方法从整体动物和细胞水平深入到分子水平.主要在体外细胞毒性试验、遗传性和致癌性试验以及血液相容性评价方法等方面进行了一些研究.但具体评价方法和指标都未统一,更没有标准化.随着对生物材料生物相容性的深入研究,人们发现评价生物材料对生物功能的影响也很重要.关于这一方面的研究主要是体外法。具体来说侧重于对细胞功能的影响和分子生物学评价方面的一些研究。总之,关于生物功能性的原则是提出不久的一个新的生物材料的评价方面,它必将随着研究的不断深入而向前发展.而涉及材料的化学稳定性、疲劳性能、摩擦、磨损性能的生物材料在人体内长期埋植的稳定性是需要开展评价研究的一个重要方面。
4 生物材料的发展趋势展望 生物材料科学是20 世纪新兴学科中最耀眼的新星之一。现在,生物材料科学已成为一门与人类现代医疗保健系统密切相关的边缘学科。其重要性不仅因为它与人类自身密切相关,还因为它跨越了材料、医学、物理、生物化学和现代高科技等诸多学科领域。现在对于该材料的研究已从被动地适应生物环境发展到有目的地设计材料,以达到与生物组织的有机连接。并随着生命科学和材料科学的发展,生物材料必将走向功能性半生命方向。生物材料的临床应用已从短期的替换和填充发展成永久性牢固种植,并与其它高科技(如电子技术、信息处理技术)相结合,制备富有应用潜力的医疗器械。生物材料的研究在世界各国也日益受到重视.四年一次的世界生物材料大会代表着国际上生物材料研究的发展动态和目前的水平。分析认为,以下几个方面是生物材料今后研究发展的几个主要方向:
(1)发展具有主动诱导、激发人体组织和器官再生修复功能的,能参与人体能量和物质交换产生相互结合的功能性活性生物材料,将成为生物材料研究的主要方向之一。
(2)把生物陶瓷与高分子聚合物或生物玻璃进行二元或多元复合,来制备接近人体骨真实情况的骨修复或替代材料将成为研究的重要方向之一。
(3)制备接近天然人骨形态的、纳微米相结合的、用于承重的、多孔型生物复合材料将成为方向之一。
(4)用于延长药效时间、提高药物效率和稳定性、减少用量及对机体的毒副作用的药物传递材料将成为研究热点之一。
(5)血液相容性人工脏器材料的研究也是突破方向之一。
(6)如何能够制备出纳米尺寸的生物材料的工艺以及纳米生物材料本身将成为研究热点之一。
【关键词】 图像 创新 技术处理
一、产品介绍
核心产品便携式人体表层静脉显示仪，采用对人体无损伤的特殊红外光作为照射光源，照射难以用肉眼裸视直接看见脚背、手背、手臂、头皮静脉的患者或群体的相关静脉部位，从而帮助医护人员准确的查找静脉血管。
目前该产品已申请国家专利2项，采用红外线照射成像的阴影投影图像处理方法，准确定位表层静脉，实现精准注射。本产品操作便携、定位精准的特性，弥补了目前市场同类产品，体积庞大，操作不便，成像不清晰的缺陷，产品技术优势突出。
二、技术简介
图像增强处理是便携式人体静脉显示仪的关键技术，血管图像具有特殊性，因此采用一般的增强算子如平滑算法很难取得良好的效果。
本产品采用微分直方图法二值化，微分直方图法是一种经典的二值化方法，其阈值的选择考虑到了有关静脉血管图像与背景之间的关系，对于目标较为突出，背景单一的情况下匹配效果较理想。微分直方图法的原理是设想图像中的目标和背景之间的灰度值急剧变化，利用灰度的变化率（微分值）来决定阈值。实际过程中，先将处理的图形分为若干个区域，根据每个区域内的不同情况设置不同的阈值。为了使区间之间有良好的连续性，使用了逐点分区判断的方法，即综合每点附近100×100 区域内的像素情况来判断该点的最后的二值化取值。
三、技术处理过程
选择阈值步骤：
（1）用3×3的Laplacian算子处理输入图像并统计其直方图。程序中所用的3×3的Laplacian算子为：
（2） 用p-参数法选出阈值t。通常p- 参数可选为90%― 100%，在实际操作中，根据定义p= 灰度值大于t的像素数之和/全体像素数来计算P 的值，由此可得一个阈值t。微分直方图法二值化后结果，基本完好地提取出了特征纹线。
通过初期处理的图像，周围充满毛刺，这将会对接下来的处理产生很多干扰为了解决这一问题，采用中值滤波的方法来消除毛刺，使界限光滑，中值滤波会将会展现更清晰的图像处理效果。
细化是经过上述处理后的关键环节，具体实现是将二值化图像逐层剥去轮廓边缘上的点，变成只有一个像素点的骨架图像。细化通过确定图像的轮廓像素，移去所有不是骨架像素的轮廓像素，从而使处理后的骨架图线保留原图形的拓扑结构。拓扑结构的轨迹和人体血管的走向是非常一致的，细化后的图像既可以展现在人的手臂上也可以展现在显示屏上，通过两方面的保证，可以实现精准扎针的效果。
四、技术发展前景
通过分析便携式静脉显示仪的图形处理的技术部分，发现数字图像处理技术在不久的未来，将会更广泛地应用于生物医学工程、工农业生产、航空航天、军事、工业检测、文化艺术等，应经发展成为一门前景远大的新型学科。
数字图像处理技术在航天航空技术方面的应用将会更加多元化，除了简单的处理宇宙星球的照片外，可以在飞机遥感和卫星遥感方面发挥作用。
数字图像处理技术对生物医学工程的应用，尤其是微型产物的照片的处理将会加快生物医学的研究速度和发展。
数字图像处理技术在公安破案方面主要用于不完整图片的复原、指纹识别以及交通监控、事故分析等。除此之外，也可以对军事上导弹的精确制导，各种侦察照片的判读，具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统和模拟训练系统等需要缜密的数字图像处理技术。
其它方面的应用，数字图像处理技术已经在社会生活的各个领域发挥作用，如目前在网络上非常流行的立体地图，便是利用了数字图像处理技术；教育领域的辅助教学领域和流媒体技术领域等等也会有更多的利用。
参考文献
[1] （法）麦特尔，《现代数字图像处理》，电子工业出版社；，第1版 （2006年7月1日），国外电子与通信教材系列
健康长寿的内涵包括两个方面，一是机体的健康，就是生理上没有疾病；二是精神的健康，就是拥有良好的心态。
不管是“贫穷”，还是“富贵”，每个人都有长寿的基础，但是由于人们所处的地理环境、物质条件、生活习惯和遗传基因的影响，还有来自不同形式的机体伤害，特别是人类社会经济发达的今天，化学污染、生物污染、物理污染对我们机体伤害最大，会直接降低我们寿命的指数。因此，如何解决现代城市社会生活环境条件下的长寿问题，是我们每个人关心的事。
自然饮食很多人谈，很多专家在研究，在这里我们重点讲解医学物理保健的原理和医学物理保健长寿的方法。
医学物理保健听起来很陌生、很复杂，但实际上是我们最熟悉的，因为你每天都在有意无意之中做着生物医学物理学意义上的保健：这就是运动，人连续三天不运动，钙质就要大量流失，骨质疏松症状就会开始。
如果您在饮食方面没有误区的话，再做好医学物理保健“功”，那么您就会舒舒服服地长寿了。
医学物理保健是怎样保障长寿的？
我们讲的医学物理保健的方法，临床实践上在我国有很久的发展历史，大家熟悉和经常使用的中医拔罐、穴位按摩、中医推拿、传统气功等都属于医学物理学治疗保健的范围。
医学物理保健狭义讲：是专业人员有目的地按照医学理论和临床实践经验（包括中医和西医），使用医疗器具或手法，通过人体外部向人体内部施加的物理能量法，是非药物和非创伤的，医学物理实践保健方法有的人也称之为“自然疗法”。中医的按摩、拔罐、热敷、磁疗、红外线照射、水疗、牵引等方法手段，基本是由专业人员为他人服务操作的。对于亚健康人群，物理保健方式有助于解决机体不明症状：酸懒、腰酸背痛、耳鸣目眩、食欲不振、睡眠质量差、虚火上升、畏热畏寒、精神恍惚、多梦、烦躁、易怒、心悸等等。
医学物理保健广义讲：是指进行一种或利用多种生物物理能量对身体施加的影响，这也包括狭义范围的医学物理保健方法在实际生活中的应用。利用自身客观条件进行的医学物理保健方法：自我按摩、桑拿浴、竞走、气功、各种娱乐性体育运动、日光浴、唱歌、吸氧、使用生物能量功能的仪器产品（如细胞基因能量治疗仪）、保健工具（如刮痧板、梳子、磁化杯、按摩工具），适用于所有人。
医学物理保健目的和作用：供给和补充细胞基因生物功能过程中必须的物理能量消耗、增加“推动”器官生物功能过程需要的动力能量、运行气血和物质、快速代谢器官内沉积杂质、维护与通畅神经系统信息传导通路，在吸收和消耗过程中，达到机体内环境能量场的平衡。人体内生物物理能量的通路主要是经络系统、神经系统等生理组织，但是，经络是能量在身体中的主要通路，经络是伴随“人之初”遗传基因――受孕卵细胞而诞生的，是一种在人的生命终结之前而消亡的生物物质网络组织系统。
在现代生活中大家往往把医学物理保健与高消费等同起来，“平民百姓”没有经济基础做后盾，长寿只是个奢望。其实这是个误区。
人活一百岁在营养供给来源方面是没有问题的，关键是物理能量的吸收和利用方面，由于人们所掌握相关的知识不足，造成大多数人对接受物理能量的重要性认识不够，接受物理能量的方式方法有很多的错误做法。例如：多数人为了健康长寿有过早晨练的习惯，认为早晨的空气新鲜，氧含量高。对于晨炼，人们各有各的观点，有说好的，有说不好的，有专业人员做过对比调查统计，认为做晨练的人群长寿比例和不经常做晨练的人群长寿比例，没有太大的区别，有的对照组统计结果甚至还要低一些，在这里我们从生物医学物理学的角度阐释原因：
一、早晨（特别是太阳没有升起的时候）缺乏自然能量场种类的组合：缺少对人体起到光合作用的太阳照射能量源。
二、早晨是自然界阴阳交替的时辰，身体阴阳不平衡的人或疾病患者在此时进行晨练就不太合适。
三、过早晨练由于吸收能量的种类与剂量的不平衡，会导致体内储备能量过多消耗。体内能量不平衡和过度消耗的后果，轻者造成骨质舒松症，重者阴阳失调。
晨练比较适合于随意性的活动：散步、有氧运动等。阴阳平衡的人群比较适合晨练。在早晨，有的运动也可以开展，例如游泳比较好，因为水的电离子是平衡的，水分子团的结合比较稳定，同时解决了人们在游泳运动过程中的能量吸收与能量消耗之间的矛盾。
医学家、教育家们让身心正在发育时期的儿童、少年、青年学生在这个时间做操是非常科学的，可以完整地接受大自然给予的平衡能量场，特别是光合作用。那么，经过晨练的老年人您在这个时间段在做什么？应该是已经疲劳了，在这个时间在家里看电视了吧？如果您想长寿，晚上要睡足觉，九点后出来做个操，同时回忆您青少年时代欢乐的时光，您就会春光满胸怀，享受不尽自己的幸福生活。
生物医学物理学是一门专业交叉复杂、广泛的边缘学科，是应用于人类疾病的预防疾病、诊断疾病、治疗疾病、消除亚健康与保健的基础学科。生物医学物理学科发展的历史比较短，很多的问题有待深入研究，特别是基础实验研究和临床实践方面有待进一步提高发展。在医疗实践中使用的器具，由简单向高科技水平不断的提高创新，例如西医中使用的血压计、听诊器等是医学物理学中最早使用的物理诊断设备。目前生物医学物理学的学科还十分有限：放射肿瘤物理、医学影像物理、核医学物理、其他非电离辐射医学应用、保健物理等等。在科学技术发达的今天，尤其是电子科学技术、量子医学、生物医学工程学、新材料、新制造工艺等众多成果，促进了医学物理在诊断、治疗、保健方面使用设备的快速发展。
北京利资远生物科技有限公司正在研发的细胞基因能量治疗系列产品中的“LZY-2B型利资远治疗仪”，将是一种解决患者个体差异疾病、适用各级医院、社区医疗机构、家庭等环境条件下使用的高科技产品。
关键词： 医学保障；模式；体系
0 引言
遵循国际一流医院发展的规律，顺应建设研究型智慧医院的发展趋势，本着为医院临床和管理提供一流的技术支持和专业服务的任务和使命，为在创新中追求卓越，在保障中追求精益，以精确、及时、到位、合格的保障能力，使现代医学保障模式成为创建研究型智慧医院的重要支撑和保证。现就医学保障体系建设论述如下：
1 适应竞争环境，打造转化医学大平台
医学保障部打破基础研究和临床研究各自独立运行系统,解决“两层皮”问题。把基础研究获得的研究成果快速转化为临床诊断和治疗的新方法，快速推进临床医学的发展。积极搭建基础科研平台，促进了学科和科研机构间的交叉融合。
1.1 打造公用性基础研究共享平台 发挥综合优势整合内部资源，开展外部协作，建立科研共享平台，发挥我院动物手术服务的优势和临床营养学支持技术，对于具有基础性、公用性的实验室加大了管理和开放力度，建立了实验室24开放和为临床服务的具体措施，使临床实验仪器大平台成为科研中心，为临床科研提供技术支持。
1.2 加强交叉学科和边缘学科建设 打破科室界限，实行项目与课题组负责制，形成含有基础研究人员、医生、信息处理人员与专职统计学人员的团队。以基础医学、药学、生物医学工程、信息学、社会医学等多学科并存的特色和优势，重点开展药品质量及安全性评价、新型药物释放系统、临床组织工程、植入式电子医学、临床影像医学、生物医学信息学、中医工程等研究项目，建设成一批有特色的新兴学科和研究方向。
1.3 形成以转化医学为牵引的生命科学研究平台 围绕预防、诊断和治疗，开展基础研究及其向临床转化的创新性研究。依托生命科学院，建立转化医学构架体系，形成基础研究发现结构板块，临床前研究结构体系和GLP体系；同时依托国家级重点课题，建设以组织修复与再生医学、干细胞应用、战创伤救治、老年医学、肿瘤发病机制为优势科研平台，形成了跨学科、跨部门科研攻关与成果共享机制。
2 适应药学服务转型，建立全方位一体化保障模式
医学保障在保障模式上迈开了“两个转变”的步伐，即药品供应由以病区为单元到以病人为单元的转变、药学服务由单纯的物质保障向技术服务的转变。实现了临床用药“供应保障型”向“归口管理、主动服务”的技术服务型转变，个性化和自动化保障模式正在形成。
2.1 建立专职临床药师制度 形成了专职临床药师团队，被纳入每周80%的时间用于临床工作，对所在科室住院患者医嘱监测与评价达100%。
2.2 建立了以经济高效为目标的物流模式 依托ERP信息化手段，建立起与HIS进行实时信息交换的药品供应物流保障信息系统，以单品种为单位，实现随用随补。形成了物流、信息流一体化的网络供应链，达到了药品全程精细化管理。减少了药品库存，提升资金和人员的使用效率。确保医院药品采购、供应、管理更高效。
2.3 建立闭环式药学保障系统 实现全品种单剂量自动化调剂、GMP标准静脉配置中心、常规药品下送到科室、临时用药气道传输的全方位一体化住院患者用药保障系统，既实现了药房面积和人力资源的最优化，又确保了药品供应管理的精细准确。同时全方位提供药品、制剂的相关检验，保证用药安全有效。开展军队医院多中心用药安全监测与合理用药综合评价工作，实施军特药和重点品种监测的评价实践，强化我院在全军药物安全性再评价工作中的带头作用。
3 适应保障核心要求，实现医疗设备综合保障技术型转变
建立了以管理为核心的，“基于台帐的医疗技术平台管理”模式的创新转变。
3.1 以标准控制为基点做到保障专业化 建立数字化医学工程保障体系，实现工作流程规范化、制度化，将保障任务精细化、数字化，通过信息反馈实现。
3.2 以满足需求为核心做到保障个性化 根据临床科室对设备的临床需求，制定单台设备保障方案，最大限度提高自修率，降低维修成本如：单机，并跟踪统计设备的质量状况，实施缺陷考评。
3.3 以缩短响应时间为目标做到保障快捷化 建立急救设备供应管理机制，实行365×24小时值班制度，建立保障的信息系统，全面下修下送。对每台设备实行双人负责制，保证及时跟踪响应。建立医用气体视频监控系统，对供气源、主管线、供气终端三级流量、压力进行了监控和检测，确保医用气体动态、可视监控。
3.4 开展全寿命周期质控做到保障创新化 对7类急救医疗设备和5类大型设备开展了质量控制，对手术室和各监护病房设备实行周期检测制度化，实施预防性维护和巡检，修订了《呼吸机、麻醉机、高频电刀、除颤器、监护仪质量检测技术规范》，使设备质量检测和性能评估制度化、常规化，质控做法在全军范围推广使用。
4 适应信息化要求，搭建了网络及环境支撑下的综合技术平台
以引进和联合研发并重的发展战略，开拓性提出了重点突破、以点带面的建设思路。
美国小男孩伊巴・琼弗里多患有气管支气管软化症。他只有6周大的时候，气管塌陷，导致无法呼吸。随后的几个月中，他经常停止呼吸，被抢救已经成了他日常生活的一部分。
伊巴的医生与密歇根大学的一位生物医学工程教授斯考特・霍利斯特合作使用3D打印机，制造出一种类似真空吸尘器管的气管夹板。这一植人物采用可降解的聚乙内酯材料，能够在未来几年内分解，并由患者的身体吸收，而不会造成伤害。而且，3D打印机制造夹板的时间仅一天，比手工制作快了不少。
在获得美国食品与药品监督管理局(FDA)的紧急批准和伊巴父母的同意后，医生将气管夹板植入伊巴胸腔，支撑起塌陷的器官，帮助他呼吸。手术结束3周后，医生撤下了伊巴的呼吸机。直到现在，伊巴已经能够正常呼吸。
2013年5月23日，《新英格兰医学杂志》刊登了描述这一事件的公开信。文章结尾指出，“这一案例展示了高像素成像、计算机辅助设计和生物材料三维打印，三者结合能够促进针对具体患者的定制植入物。”
这并非3D打印技术第一次应用于医学。
2012年，一位83岁的比利时女性患者因下颌发生严重感染而需要移植。她所接受的植入物便是由3D打印技术制造的涂有“人造骨质”的钛植入物。
3D打印技术制造的膀胱、皮肤等器官也已开始尝试用于移植，而3D打印技术制造的助听器也已广泛应用。《福布斯》杂志在2012年底列数3D打印技术在未来应用的十大趋势，其中在医疗领域的应用名列第二。“由于3D打印能够制造符合具体患者身体的定制产品，如今该技术能够用于制造更好的钛骨植入物、义肢和正牙器械。打印软组织的试验也在进行之中，或许不久之后，打印静脉和动脉血管就可以用于手术。3D打印技术应用于医疗领域的研究，当前涵盖了纳米医学、制药，甚至器官打印。设想得更远一点，3D打印技术未来或许能够实现个性化医疗，并减少甚至消除器官捐献者短缺的问题。”《福布斯》杂志指出。
3D打印技术在医疗领域的应用前景颇被看好；医疗领域对3D打印技术“钱景”的发展，也具有不可忽视的促进作用。美国波士顿勒克斯研究公司在2013年4月的报告《构建未来：评估3D打印的机遇和挑战》(下称《勒克斯报告》)中指出，虽然如今3D打印的市场价值仅为7.77亿美元，但该市场将会迅速发展，到2025年的市场价值将高达84亿美元。
医疗、汽车和航天三大行业将成为3D打印市场发展的主要推动力。《勒克斯报告》预计，到2025年，这三大行业将占据84％的3D打印市场份额。其中，汽车和航天行业应用3D打印技术已有20余年的历史，医疗行业应用3D打印技术还处于起步阶段。目前医疗3D仅占3D打印市场的1.5％份额，但未来发展空间甚大，到2025年，打印其市场价值可能高达19亿美元。
美国圣地亚哥的一家名为Organovo的公司，是使用3D打印技术应用于再生医学的先驱者。该公司使用名为“生物打印机”的3D打印机，为医学研究和再生治疗打印功能性人体组织。生物打印机使用的是一种活细胞混合液构成的生物墨水，打印过程其实就是细胞一层一层构成3D结构的组织。研究者的最终目标是，利用这些打印出来的组织制造器官，用于器官移植。
2013年4月26日，Organovo公司已经利用这一技术打印出深度为0.5毫米、宽度为4毫米的微型肝脏。生物打印机逐层打印肝脏细胞和血管内壁细胞，大约打印了20层。根据《新科学家》杂志的报道，微型肝脏具备真实肝脏器官的多项功能。它能够产生蛋白质、胆固醇和解毒酶，并将盐和药物运送至全身各处。一方面，研究人员可以利用微型肝脏更好地进行药物临床试验；另一方面，微型肝脏也为未来3D打印器官用于移植带来了希望。
美国南卡罗来纳州维克佛瑞斯特大学的再生医学研究者与美国军队再生医学研究所合作，使用3D皮肤打印机直接在患者伤口上打印细胞，以帮助伤口更好更快地愈合；他们还成功地打印了肾脏细胞。康奈尔大学的生物工程专家已经打印出试验性的膝软骨、心脏瓣膜和骨植入物。
