生物醫(yī)學(xué)工程對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)展影響

1、生物醫(yī)學(xué)工程對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的影響生物醫(yī)學(xué)工程對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的影響姓名姓名:李財(cái)鑫李財(cái)鑫學(xué)號(hào)學(xué)號(hào):1224300096班級(jí)：班級(jí)：2012級(jí)藥學(xué)本科級(jí)藥學(xué)本科2班一、生物醫(yī)學(xué)工程簡介一、生物醫(yī)學(xué)工程簡介生物醫(yī)學(xué)工程（生物醫(yī)學(xué)工程（BiomedicalEngineering簡稱簡稱BME）是一門由理、工、醫(yī)相）是一門由理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科結(jié)合的邊緣學(xué)科是多種工程學(xué)科向是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。它是運(yùn)用現(xiàn)代自然生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。它是

2、運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，從工程學(xué)的角度，在多層次上研究人體的結(jié)科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，從工程學(xué)的角度，在多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，揭示其生命現(xiàn)象，為防病、治病提供新的技術(shù)手段的構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，揭示其生命現(xiàn)象，為防病、治病提供新的技術(shù)手段的一門綜合性、高技術(shù)的學(xué)科。有識(shí)之士認(rèn)為，在新世紀(jì)隨著自然科學(xué)的不斷發(fā)一門綜合性、高技術(shù)的學(xué)科。有識(shí)之士認(rèn)為，在新世紀(jì)隨著自然科學(xué)的不斷發(fā)展，生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展前

3、景不可估量。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是一門高度綜合的展，生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展前景不可估量。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是一門高度綜合的交叉學(xué)科交叉學(xué)科這是它最大的特點(diǎn)。這是它最大的特點(diǎn)。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的研究以應(yīng)用基礎(chǔ)性研究為主，其領(lǐng)域十分廣泛，并在不生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的研究以應(yīng)用基礎(chǔ)性研究為主，其領(lǐng)域十分廣泛，并在不斷擴(kuò)展?，F(xiàn)階段它所涉及的研究領(lǐng)域主要有生物力學(xué)、生物材料、人工器官、斷擴(kuò)展?，F(xiàn)階段它所涉及的研究領(lǐng)域主要有生物力學(xué)、生物材料、人工器官、生物系統(tǒng)的建

4、模與控制、物理因子的生物效應(yīng)、生物系統(tǒng)的質(zhì)量與能量傳遞、生物系統(tǒng)的建模與控制、物理因子的生物效應(yīng)、生物系統(tǒng)的質(zhì)量與能量傳遞、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測與傳感器原理、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法、醫(yī)學(xué)成像和圖象生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測與傳感器原理、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法、醫(yī)學(xué)成像和圖象處理方法、治療與康復(fù)的工程方法等。與分子生物學(xué)相結(jié)合，加強(qiáng)細(xì)胞和分子處理方法、治療與康復(fù)的工程方法等。與分子生物學(xué)相結(jié)合，加強(qiáng)細(xì)胞和分子水平的研究，是生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的一個(gè)重要趨勢

5、。利用多學(xué)科交叉的優(yōu)勢來水平的研究，是生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。利用多學(xué)科交叉的優(yōu)勢來揭示人類思維和認(rèn)知的奧秘，是揭示人類思維和認(rèn)知的奧秘，是21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的一個(gè)主攻方向。同世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的一個(gè)主攻方向。同時(shí)，微創(chuàng)傷手術(shù)、老年醫(yī)學(xué)、家庭健康監(jiān)護(hù)和遠(yuǎn)程醫(yī)療等正在成長為新的研究時(shí)，微創(chuàng)傷手術(shù)、老年醫(yī)學(xué)、家庭健康監(jiān)護(hù)和遠(yuǎn)程醫(yī)療等正在成長為新的研究領(lǐng)域。領(lǐng)域。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是從生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是從20世紀(jì)世紀(jì)50年代開始，隨著電

6、子學(xué)、材料學(xué)、工程力年代開始，隨著電子學(xué)、材料學(xué)、工程力學(xué)、信息科學(xué)和電子計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科的進(jìn)步并廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域?qū)W、信息科學(xué)和電子計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科的進(jìn)步并廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域而形成和迅速發(fā)展起來的。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)和生物學(xué)現(xiàn)代化的重而形成和迅速發(fā)展起來的。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)和生物學(xué)現(xiàn)代化的重要條件。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)研究導(dǎo)致了如要條件。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)研究導(dǎo)致了如X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（X

7、CT）、磁共振、磁共振成像成像(MRI)、超聲成像、病人監(jiān)護(hù)和生化分析等大量新型臨床診斷與監(jiān)護(hù)技術(shù)、、超聲成像、病人監(jiān)護(hù)和生化分析等大量新型臨床診斷與監(jiān)護(hù)技術(shù)、設(shè)備的出現(xiàn)和普及；種類繁多的激光和電磁治療設(shè)備提供了新的治療和外科手設(shè)備的出現(xiàn)和普及；種類繁多的激光和電磁治療設(shè)備提供了新的治療和外科手術(shù)的手段，并推動(dòng)了家庭保健的開展；人工心臟起搏器和人工心臟瓣膜正在挽術(shù)的手段，并推動(dòng)了家庭保健的開展；人工心臟起搏器和人工心臟瓣膜正在挽救和維持

8、著世界數(shù)百萬心臟病患者的生命；人工腎等血液凈化技術(shù)維持著數(shù)十救和維持著世界數(shù)百萬心臟病患者的生命；人工腎等血液凈化技術(shù)維持著數(shù)十萬腎功能衰竭病人的正常生活；人工晶體、人工關(guān)節(jié)和功能性假體等已廣泛用萬腎功能衰竭病人的正常生活；人工晶體、人工關(guān)節(jié)和功能性假體等已廣泛用于傷殘人的康復(fù)和功能輔助；生物力學(xué)的研究加深了對(duì)嚴(yán)重危害人類健康的動(dòng)于傷殘人的康復(fù)和功能輔助；生物力學(xué)的研究加深了對(duì)嚴(yán)重危害人類健康的動(dòng)脈血管硬化和血栓形成機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為心、腦

9、血管疾病的防治和人工心臟瓣脈血管硬化和血栓形成機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為心、腦血管疾病的防治和人工心臟瓣膜、人工血管等人工器官的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)；計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)和臨床膜、人工血管等人工器官的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)；計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)和臨床上的擴(kuò)大應(yīng)用，正在從根本上改變著醫(yī)院的面貌。我國科學(xué)家還將現(xiàn)代工程方上的擴(kuò)大應(yīng)用，正在從根本上改變著醫(yī)院的面貌。我國科學(xué)家還將現(xiàn)代工程方法與中醫(yī)相結(jié)合，進(jìn)行了中醫(yī)四診客觀化、中醫(yī)專家系統(tǒng)和中醫(yī)經(jīng)絡(luò)的初步研法與中醫(yī)

10、相結(jié)合，進(jìn)行了中醫(yī)四診客觀化、中醫(yī)專家系統(tǒng)和中醫(yī)經(jīng)絡(luò)的初步研究，為中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的新發(fā)展注入了活力。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步是和生物醫(yī)學(xué)工程究，為中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的新發(fā)展注入了活力?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步是和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的發(fā)展分不開的。學(xué)的發(fā)展分不開的。同時(shí)，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是醫(yī)療保健性產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)和動(dòng)力，醫(yī)療器械和同時(shí)，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是醫(yī)療保健性產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)和動(dòng)力，醫(yī)療器械和醫(yī)藥工業(yè)同生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的研究與應(yīng)用有著最直接的聯(lián)系，它所帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)醫(yī)藥工業(yè)同生

11、物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的研究與應(yīng)用有著最直接的聯(lián)系，它所帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，例如，美國每年生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)就達(dá)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，例如，美國每年生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)就達(dá)數(shù)百億美元。各國在生物醫(yī)學(xué)工程研究方面的投入，隨著生活水平的提高而逐數(shù)百億美元。各國在生物醫(yī)學(xué)工程研究方面的投入，隨著生活水平的提高而逐年增加。這門學(xué)科面臨著眾多的新課題，許多成果又有著極好的產(chǎn)業(yè)化前景，年增加。這門學(xué)科面臨著眾多的新課題，許多成果

12、又有著極好的產(chǎn)業(yè)化前景，因此生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)被稱為朝陽學(xué)科。因此生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)被稱為朝陽學(xué)科。二、二、生物醫(yī)學(xué)工程分支與醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程分支與醫(yī)學(xué)1、生物醫(yī)用復(fù)合材料、生物醫(yī)用復(fù)合材料和機(jī)械強(qiáng)度等方面的綜合性能得以改善。近年來，對(duì)羥基磷灰石（和機(jī)械強(qiáng)度等方面的綜合性能得以改善。近年來，對(duì)羥基磷灰石（HA）和磷酸）和磷酸三鈣（三鈣（TCP）復(fù)合材料的研究也日益增多。）復(fù)合材料的研究也日益增多。30%HA與70%TCP在1150℃燒結(jié)，℃燒結(jié)

13、，其平均抗彎強(qiáng)度達(dá)其平均抗彎強(qiáng)度達(dá)155MPa，優(yōu)于純，優(yōu)于純HA和TCP陶瓷，研究發(fā)現(xiàn)陶瓷，研究發(fā)現(xiàn)HATCP致密復(fù)致密復(fù)合材料的斷裂主要為穿晶斷裂，其沿晶斷裂的程度也大于純單相陶瓷材料。合材料的斷裂主要為穿晶斷裂，其沿晶斷裂的程度也大于純單相陶瓷材料。HATCP多孔復(fù)合材料植入動(dòng)物體內(nèi)，其性能起初類似于多孔復(fù)合材料植入動(dòng)物體內(nèi)，其性能起初類似于βTCP，而后具有，而后具有HA的特的特性，通過調(diào)整性，通過調(diào)整HA與TCP的比例，達(dá)到滿

14、足不同臨床需求的目的。的比例，達(dá)到滿足不同臨床需求的目的。45SF14玻璃玻璃粉末與粉末與HA制備而成的復(fù)合材料，植入兔骨中制備而成的復(fù)合材料，植入兔骨中8周后取出，骨質(zhì)與復(fù)合材料之周后取出，骨質(zhì)與復(fù)合材料之間的剪切破壞強(qiáng)度達(dá)間的剪切破壞強(qiáng)度達(dá)27MPa，比純，比純HA陶瓷有明顯的提高。陶瓷有明顯的提高。2、生物醫(yī)用陶瓷材料、生物醫(yī)用陶瓷材料生物醫(yī)用陶瓷材料由于其結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，其力學(xué)可靠性（尤其在濕生理生物醫(yī)用陶瓷材料由于其結(jié)構(gòu)本身的

15、特點(diǎn)，其力學(xué)可靠性（尤其在濕生理環(huán)境中）較差，生物陶瓷的活性研究及其與骨組織的結(jié)合性能研究，并未能解環(huán)境中）較差，生物陶瓷的活性研究及其與骨組織的結(jié)合性能研究，并未能解決材料固有的脆性特征。因此生物陶瓷的增強(qiáng)研究成為另一個(gè)研究重點(diǎn)，其增決材料固有的脆性特征。因此生物陶瓷的增強(qiáng)研究成為另一個(gè)研究重點(diǎn)，其增強(qiáng)方式主要有顆粒增強(qiáng)、晶須或纖維增強(qiáng)以及相變?cè)鲰g和層狀復(fù)合增強(qiáng)等。當(dāng)強(qiáng)方式主要有顆粒增強(qiáng)、晶須或纖維增強(qiáng)以及相變?cè)鲰g和層狀復(fù)合增強(qiáng)等。當(dāng)

16、HA粉末中添加粉末中添加10%～50%的ZrO2粉末時(shí)，材料經(jīng)粉末時(shí)，材料經(jīng)1350～1400℃熱壓燒結(jié)，其℃熱壓燒結(jié)，其強(qiáng)度和韌性隨燒結(jié)溫度的提高而增加，添加強(qiáng)度和韌性隨燒結(jié)溫度的提高而增加，添加50%TZ2Y的復(fù)合材料，抗折強(qiáng)度達(dá)的復(fù)合材料，抗折強(qiáng)度達(dá)400MPa、斷裂韌性為、斷裂韌性為2.8～3.0MPam12。ZrO2增韌增韌βTCP復(fù)合材料，其彎曲強(qiáng)復(fù)合材料，其彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性也隨度和斷裂韌性也隨ZrO2含量的增加而得到增強(qiáng)

17、。納米含量的增加而得到增強(qiáng)。納米SiC增強(qiáng)增強(qiáng)HA復(fù)合材料比復(fù)合材料比純HA陶瓷的抗彎強(qiáng)度提高陶瓷的抗彎強(qiáng)度提高1.6倍、斷裂韌性提高倍、斷裂韌性提高2倍、抗壓強(qiáng)度提高倍、抗壓強(qiáng)度提高1.4倍，倍，與生物硬組織的性能相當(dāng)。晶須和纖維為陶瓷基復(fù)合材料的一種有效增韌補(bǔ)強(qiáng)與生物硬組織的性能相當(dāng)。晶須和纖維為陶瓷基復(fù)合材料的一種有效增韌補(bǔ)強(qiáng)材料，目前用于補(bǔ)強(qiáng)醫(yī)用復(fù)合材料的主要有：材料，目前用于補(bǔ)強(qiáng)醫(yī)用復(fù)合材料的主要有：Sic、Si3N4、Al2

18、O3、ZrO2、HA纖維或晶須以及維或晶須以及C纖維等。纖維等。這些新型材料為我們更好的利用生物技術(shù)與救治人們的疾病提供了很大的這些新型材料為我們更好的利用生物技術(shù)與救治人們的疾病提供了很大的幫助，現(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)研制出了一些人體器官的替換物，比如一些人造骨幫助，現(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)研制出了一些人體器官的替換物，比如一些人造骨骼，人造牙齒，甚至是人造心臟都成為了可能。這些對(duì)于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)來說，不僅骼，人造牙齒，甚至是人造心臟都成為了可能。這些對(duì)

19、于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)來說，不僅僅是材料的發(fā)現(xiàn)與使用，更多的是能滿足人們對(duì)更好的生活的強(qiáng)烈渴望。僅是材料的發(fā)現(xiàn)與使用，更多的是能滿足人們對(duì)更好的生活的強(qiáng)烈渴望。三、三、生物醫(yī)學(xué)工程帶給人們的好處生物醫(yī)學(xué)工程帶給人們的好處生物技術(shù)自誕生之日起就一直為人類健康水平的提高起著不可或缺的作生物技術(shù)自誕生之日起就一直為人類健康水平的提高起著不可或缺的作用。主要體現(xiàn)在以下用。主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面?zhèn)€方面:1、疾病預(yù)防、診斷及治療疾病預(yù)防、診斷及治療醫(yī)藥生物技術(shù)

20、是生物技術(shù)領(lǐng)域中最活躍、產(chǎn)業(yè)發(fā)展最迅速、利益最顯著的醫(yī)藥生物技術(shù)是生物技術(shù)領(lǐng)域中最活躍、產(chǎn)業(yè)發(fā)展最迅速、利益最顯著的領(lǐng)域。投資比例及產(chǎn)品市場均占生物技術(shù)領(lǐng)域的首位。生物技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的領(lǐng)域。投資比例及產(chǎn)品市場均占生物技術(shù)領(lǐng)域的首位。生物技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用涉及到新藥開發(fā)、新診斷技術(shù)、預(yù)防措施及新的治療技術(shù)，如單克隆抗應(yīng)用涉及到新藥開發(fā)、新診斷技術(shù)、預(yù)防措施及新的治療技術(shù)，如單克隆抗體、基因診斷、熒光檢測、基因芯片等。這些技術(shù)可以快速、靈

21、敏、簡單地診體、基因診斷、熒光檢測、基因芯片等。這些技術(shù)可以快速、靈敏、簡單地診斷疾病。常用的疾病診斷方法有酶聯(lián)免疫吸附檢測法和斷疾病。常用的疾病診斷方法有酶聯(lián)免疫吸附檢測法和DNA診斷技術(shù)。診斷技術(shù)。單克隆抗體可以用于疾病治療，也可用于疾病診斷。如用于腫瘤治療的生單克隆抗體可以用于疾病治療，也可用于疾病診斷。如用于腫瘤治療的生物導(dǎo)彈，是將治療腫瘤的藥物與抗腫瘤細(xì)胞的抗體連接在一起，利用抗體與抗物導(dǎo)彈，是將治療腫瘤的藥物與抗腫瘤細(xì)胞的抗

22、體連接在一起，利用抗體與抗原的親和性，使藥物集中于腫瘤部位以殺死腫瘤細(xì)胞，減少藥物對(duì)正常細(xì)胞的原的親和性，使藥物集中于腫瘤部位以殺死腫瘤細(xì)胞，減少藥物對(duì)正常細(xì)胞的毒副作用。單克隆抗體更多地是用于疾病的診斷和治療效果的評(píng)價(jià)。再有，基毒副作用。單克隆抗體更多地是用于疾病的診斷和治療效果的評(píng)價(jià)。再有，基因芯片技術(shù)可用于包括遺傳性疾病、傳染性疾病及腫瘤等疾病的診斷、因芯片技術(shù)可用于包括遺傳性疾病、傳染性疾病及腫瘤等疾病的診斷、DNA序列分析、藥

23、物篩選、基因表達(dá)水平的測定等領(lǐng)域。這些都為改善人類健康和提列分析、藥物篩選、基因表達(dá)水平的測定等領(lǐng)域。這些都為改善人類健康和提高生命質(zhì)量起到一定的促進(jìn)作用。高生命質(zhì)量起到一定的促進(jìn)作用。2、生物制藥生物制藥生物制藥改變了傳統(tǒng)制藥的原料、工藝和生產(chǎn)方式，制造出有特殊療效的生物制藥改變了傳統(tǒng)制藥的原料、工藝和生產(chǎn)方式，制造出有特殊療效的藥物，幫助醫(yī)學(xué)戰(zhàn)勝了許多威脅人類健康和生命的頑癥。抗生素是人類最熟藥物，幫助醫(yī)學(xué)戰(zhàn)勝了許多威脅人類健康和生