生物醫學技術范文精選

一.生物醫學工程的定義

生物醫學工程(Bio毗dieazEngineering)學是一門年輕的新學科，從技術角度肴，生物醫學工程技術其形成與發展的模式墓本上可歸納為:通過工程技術手段把物理、化學以及技術科學中新的技術、原理、方法應用于研制醫療裝!、滿足臨床診治的需要，隨著科學技術進步、新的物理、化學方法和工程技術不斷被應用于醫學，醫用產品越來越多.在工程學(含電子技術、計算機技術、信.息技術、材料科學)突飛猛進地發展的同時，生命科學也在迅猛發展，近年來迅速興起的生物技術對給生物醫學以極大的推動，將產生分子醫學.因此我們對理工學科與生命科學交叉結合而產生的生物醫學工程學必須有新的認識.美國學者指出，新的生物醫學工程定義是:“生物工程學結合物理學、化學或數學和工程學原理，從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出基本概念，產生從分子水平到器官水平的知識，誘發創新的生物學制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息學方法，用于疾病預防、診斷和治療，病人康復，改菩衛生狀況等目的”.因此，我們必須考慮到科學技術的進步給生物醫學工程學帶來的影響:不僅是工程學與生命科學、醫學的交叉結合，也包括所有其他學科和生命科學、醫學的交叉結合;不僅是工程技術的相應理論方法與生物醫學中人體結構功能的交叉結合，而且要考慮工程技術的相應理論方法與生物技術的交叉結合.因此，我們引用根據美國國立衛生研究院有關名詞命名專家組最近對生物醫學工程學的定義:焦生物醫學工程學是結合物理學、化學、數學和計算機科學與工程學厚理，從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出墓本概念，產生從分子水平到導官水平的知識，開發創新的生物學制品、材料、加工方法、植入物、導械和信，’.學方法，用于疾病預防、診斷和治療，病人康復，改善衛生狀況等目的.”

二.生物醫學工程學科類型

生物醫學工程學是理、工學科和生物醫學相結合而發展起來的交叉邊緣學科，涉及的領域十分廣泛，與其他諸如材料、信息、電子技術、計算機科學關系密切，并在不斷發展之中.根據學科具體內容可以分為:因為生物醫學工程學科具有其他學科所沒有的特點，我國僅設一級學科不設二級學科.

1.信息技術型生物醫學工程(InformationTeehno一osyBiomediealEngsneering:IT一明E.)其知識體系的組成特點是以電子技術、計算機技術、信.息處理技術的知識為主線，以生物醫學方面相應的領域為交叉、結合對象，對其中的問題進行研究.

2.材料技術型生物醫學x程伽aterialTeehnologyBiomedicalEngineering:盯一翎E)其知識體系包含材料科學、生物技術、力學、化學、生物化學、信息和計算機技術、醫學和生命科學的墓本知識，主要研究對象是生物材料和人工器官，包含新近發展起來的組織工程.

生物醫學工程(BiomedicalEngineering,BME)是一門生物、醫學和工程多學

科交叉的邊緣科學，它是用現代科學技術的理論和方法，研究新材料、新技術、新

儀器設備，用于防病、治病、保護人民健康，提高醫學水平的一門新興學科。

生物醫學工程在國際上做為一個學科出現，始于20世紀50年代，特別是隨著宇

航技術的進步、人類實現了登月計劃以來，生物醫學工程有了快速的發展。在我

國，生物醫學工程做為一個專門學科起步于20世紀70年代，中國醫學科學院、中

生物醫學工程是綜合應用生命科學與工程科學的原理和方法，從工程學角度在分子、細胞、組織、器官乃至整個人體系統多層次認識人體的結構、功能和其他生命現象，研究用于防病、治病、人體功能輔助及衛生保健的人工材料、制品、裝置和系統技術的總稱。生物醫學工程是當今生命科學與信息、材料、精密機械等學科交叉與高度綜合的產物，是將其它學科研究成果應用于臨床，將生命體與診斷、醫療、康復等裝置視為一個系統，并充分考慮其相互作用的一類知識高度密集的技術領域。生物醫學工程的發展不僅促進了醫學的現代化，而且形成了一個新的高技術產業領域——生物醫學工程產業，并與制藥業構成了現代醫療體系的兩大產業支柱。生物醫學工程的產業范圍包括：生物醫學材料制品、（生物）人工器官、醫學影像和診斷設備、醫學電子儀器和監護裝置、現代醫學治療設備、醫學信息技術、康復工程技術和裝置、組織工程等。

隨著經濟發展和社會進步，人類改善生活和生存質量的要求不斷提高。為實現我國全面進入小康社會的戰略目標，生物醫學工程產品作為一類特殊商品，不僅是保證人民健康、提高民族素質、改善生活質量的重要保障，同時在國民經濟發展中也占據著十分重要的地位。面對加入WT0后日趨激烈的國際競爭，盡快培育、壯大我國生物醫學工程產業，使其成為國民經濟新的增長點，是我國高技術產業發展的重要任務，也是我國新世紀經濟和社會發展的重要目標。為促進生物醫學工程產業的發展，國家計委決定組織實施生物醫學工程高技術產業化專項(以下簡稱專項)。

一、專項的工作思路與原則

發展生物醫學工程產業，必須以滿足我國衛生保健事業發展需求為目的，以機制創新和技術創新為基礎，把握好技術發展方向，突出產業發展要素的合理配置，促進規模產業和大型企業的形成與發展，加快新型生物醫學工程產品的產業化，大幅度提高整體創新水平和競爭力。

(一)促進人才、技術、資本的有機結合，形成有利于我國生物醫學工程長遠發展的內在機制，擇優支持、扶優扶強，促進具有較強市場競爭能力的企業和企業集團的形成和快速發展。

(二)加速有重大需求和技術基礎的新型生物醫學工程產品的產業化進程，特別是技術含量高、產品性能—價格比和療效—成本比優良，有利于降低醫療費用、能滿足大多數人醫療保健服務需要的重要生物醫學工程產品的產業化。

生物醫學工程在國際上做為一個學科出現，始于20世紀50年代，特別是隨著宇航技術的進步、人類實現了登月計劃以來，生物醫學工程有了快速的發展。在我國，生物醫學工程做為一個專門學科起步于20世紀70年代，中國醫學科學院、中國協和醫科大學原院校長、我國著名的醫學家黃家駟院士是我國生物醫學工程學科最早的倡導者。1977年中國協和醫科大學生物醫學工程專業的創建、1980年中國生物醫學工程學會的成立，有力地推進了我國生物醫學工程的發展。目前，我國許多高校科研單位均設有生物醫學工程機構，從事著生物醫學的科研教學工作，在我國生物醫學工程科學事業的發展中發揮著重要作用。

顯微鏡的發明“解剖”一詞由希臘語“Anatomia”轉譯而來，其意思是用刀剖割，肉眼觀察研究人體結構。17世紀LeeWenhock發明了光學顯微鏡，推動了解剖學向微觀層次發展，使人們不但可以了解人體大體解剖的變化，而且可以進一步觀察研究其細胞形態結構的變化。隨著光學顯微鏡的出現，醫學領域相繼誕生了細胞學、組織學、細胞病理學，從而將醫學研究提高到細胞形態學水平。

普通光學顯微鏡的分辨能力只能達到微米(μm)級水平，難以分辨病毒及細胞的超微細結構、核結構、DNA等大分子結構。而20世紀60年代出現的電子顯微鏡，使人們能觀察到納米(nm)級的微小個體，研究細胞的超微結構。光學顯微鏡和電子顯微鏡的發明都是醫學工程研究的成果，它們對推動醫學的發展起了重要作用。

影像學診斷飛躍進步影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要發展最快的領域之一。50年代X光透視和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法，而今天由于X線CT技術的出現和應用，使影像學診斷水平發生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水平。即計算機體斷層攝影(computedtomographyCT),即是利用計算機技術處理人體組織器官的切面顯像。X線CT片提供給醫生的信息量，遠遠大于普通X線照片觀察所得的信息。目前，螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已經問世，能快速掃描和重建圖像，在臨床應用中取代了多數傳統的CT，提高了診斷準確率［1］。醫學工程研究利用生物組織中氫、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonance)原理。研制成功了核磁共振計算機斷層成像系統(MRI)，它不僅可分辨病理解剖結構形態的變化，還能做到早期識別組織生化功能變化的信息，顯示某些疾病在早期價段的改變，有利于臨床早期診斷。可以認為MRI工程的進步，促進了醫學診斷學向功能與形態相結合的方向發展，向超快速成像、準實時動態MRI、MRA、FMRI、MRS發展。根據核醫學示蹤，利用正電子發射核素(18F，11C，13N)的原理，創造的正電子發射體層攝影(PET)，是目前最先進的影像診斷技術。美國新聞媒體把PET列為十大醫學生物技術的榜首。PET問世不過30年歷史，但它已顯示出對腫瘤學、心臟病學、神經病學、器官移植，新藥開發等研究領域的重要價值［2］。影像學診斷水平的不斷提高，與20世紀生物醫學工程技術的發展密切相關。

介入醫學問世介入醫學是一種微創傷的診療技術。Dotter和Judkin(1964年)是最早使用介入技術治療疾病的創始人，他們用導管對下肢動脈阻塞性病變進行擴張治療取得成功。1967年Margulis首先使用過介入放射學(InterventionalRadiology)，這是醫學文獻出現“介入”一詞的最早記載。1977年Gruenzing成功地進行了首例冠狀動脈球囊擴張術獲得成功以后，介入性診療技術由于其創傷小、患者痛苦少，安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀80年代隨著生物醫學工程的發展，高精度計算機化影像診查儀器、數字減影血管造影(DSA)、射頻消融技術以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技術用的各種導管相繼問世，使介入性診療技術發生了飛速進步，臨床應用范圍不斷擴大，從心血管、腦血管、非血管管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應證，并使診療效果明顯提高，患者可減免許多大手術之苦。有人把介入診療技術視為與藥物診療、手術診療并列的臨床三大診療技術之一，也有人把介入診療技術稱之為20世紀發展起來的臨床醫學新領域--介入醫學［3，4］。

人工器官的應用當人體器官因病傷已不能用常規方法救治時，現代臨床醫療技術有可能使用一種人工制造的裝置來替代病損器官或補償其生理功能，人們稱這種裝置為人工器官(artificialorgan)。如20世紀50年代以前，風濕性心臟瓣膜病的治療，除了應用抗風濕藥物、強心藥物對癥治療外，對病損的瓣膜很難修復改善，不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以應用人工心肺機體外循環技術，在心臟停跳狀態下切開心臟，進行更換人工瓣膜或進行房、室間隔缺損的修補，使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復健康。心外科之所以能達到今天這樣的水平，主要是由于人工心肺機的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工血管等新材料、新技術的結果［5］。

摘要：本文主要以納米技術在生物醫療領域的應用作為出發點，分析了納米技術在生物醫療領域的應用前景，并探討了我國納米醫療技術在未來發展中面臨的機遇和挑戰。

關鍵詞：納米技術；生物醫學；應用；機遇；挑戰

隨著科技的進步，納米技術在生物醫藥和科學技術等領域的應用較為廣泛。尤其是生物醫藥領域，對于臨床醫學和基礎醫學的發展起到了積極的推動作用。雖然在不少科學家和醫學研究家們對納米技術進行了詳細的研究，并將其運用于生物醫學領域，取得了不錯的成效。但是對于納米技術的研究還不夠深入，相較于發達國家而言，我國的納米醫學技術還處于發展的初級階段。需要對納米醫學技術在今后發展中面臨的機遇和挑戰進行分析。

一、納米技術在生物醫藥領域的應用

（一）納米生物學

納米生物學是以納米作為尺度，其研究內容主要包括：其一，細胞器結構、細胞器功能。比如細胞核和線粒體內部結構和功能分析。其二，交換細胞信息，包括生物體的物質、細胞能量信息等。其三，針對生物反應問題，對其反應機理問題進行研究和分析。比如有關于生物復制和生物調控的機理分析。其四，發展分子工程。包括納米生物分子機器人和信息處理系統等。將納米顯微術引入生物醫藥領域，可以為生物學家研究進行研究提供技術支撐。比如ScanningProbeMicro-scopes,簡稱SPMs，中文簡稱掃描探針顯微鏡，這是一種新型的納米生物技術，標志著顯微技術和納米技術的發展。除此之外，掃描顯微鏡(STM)的內部結構較小、不復雜，因此操作流程較為簡單，生物學家可以借助掃描顯微鏡展開原子級分辨探究，從而提高生物細胞觀測能力和分辨能力。仔細觀察原子級的內部結構對于進一步探索和研究生物原子微觀知識具有推動作用。在自然條件下，利用掃描顯微鏡可以對生物的蛋白質、多糖等分子展開直接觀察。借助STM彈道電子發射電鏡可以對單個原子進行操作，這是一種典型的人工改變單個生物結構和分子結構的行為方式。這種方式可以實現治療疾病這一超前設想。