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主管单位：
主办单位：中国航天员科研训练中心
出版周期：双月刊
出版地址：北京市
语
种：双语
开
本：大16开
国际刊号：1002-0837
国内刊号：11-2774/R
邮发代号：82-616
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1988
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
期刊荣誉：
军队双奖期刊
Caj-cd规范获奖期刊
关键词：
生物工程；人工生命；组织工程；人工组织；人工器官
0引言
从广义层面上来说人工生命即为具备有人的生命指征、功能、结构以及外在形象的人工制造系统，是人对于自然生命的一种模拟与拓展。广义上的人工生命是多门学科合并之后的产物。一般认为人工生命学科是由生物科学技术与工程科学技术所结合而产生出的一门学科。下文将主要就针对材料技术型生物医学工程与组织工程、人工生命间的相关性，以及材料技术型生物医学工程、组织工程、人工组织及器官展开具体的论述。
1材料技术型生物医学工程
此种工程学科的主要研究目标即为各类生物材料及人工器官组织，其中就涵括了组织工程学科。在此方面研究工作中涵括有材料科学、生物科技、化学、信息技术、计算机技术、医学以及生命科学等多门学科的基础知识。生物材料也就是对于生物体进行临床诊治以及将其受损组织器官替换下来，亦或是增强人体某一部分功能的材料，因此就必须要求其能够植入到人体当中并不出现排异反应，确保活体细胞可以在此材料之上自然生长。生物材料亦可被视作构成人工组织与器官的核心材料。生物医学材料在未来一段时期的主流发展趋势，即为给予组织工程的发展提供优势特性显著的活性生物材料，应确保其具备良好的生物相容特点；亲水特性；性；预防组织粘附特性；抗炎特性；抗凝特性等。以保障活体细胞能够在所制成的人工材料上生长并对病变组织起到良好的改善、恢复效果，使之免疫识别与生物催化性能得以有效提高。依据生物医学材料的属性可将之主要划分为以下几种：
（1）无机非金属生物材料。①同人体组织力学间具备良好的相容性，同时还可改善组织生长的材料。②具备人体有机以及无机结构的复合型材料。
（2）金属生物材料。①毒性较低，弹性模量更加符合入骨特点的合金材料。②各种植入人体当中的器械材料，如较为常见的人工关节、种植牙、心脏支架等。③接入性诊治所采用的医疗器械设备如官腔支撑架、引导丝等。
（3）生物医用高分子材料。①可将血液之中的毒副物质吸出的材料。②能够在临床上应用于免疫性病症治疗的材料。
2组织工程与人工组织
目前临床上所面临的主要医学问题当中主要就包括了组织与器官的衰竭、损伤，而临床上在应对此类问题时所较常采用的措施方法主要包括以下三方面：
（1）自体移植。由人体自身的部分组织来对损伤位置进行修复，例如，对面部皮肤大面积烧伤患者进行面部手术修复时通常会取其自身大腿位置的皮肤来进行修复损伤组织。
（2）异体移植。例如，某患者在遭遇意外事故时，家属自愿将其身体部分组织如眼角膜、肾脏等组织捐献给有需要的人。然而此种情况时常会出现异体组织的兼容性问题，同时需要被捐助的人员与每年的捐献人数相比差距过大，供体不足情况十分显著。
（3）人工器官。这种方式能够彻底解决供体不足的情况，但是其目前所存在的问题也是十分显著的即异体反应与感染情况十分明显，绝大多数的患者在接受器官移植后都是应各类感染致死。对此人们也就设想若是能够采用母体细胞以及生物降解材料在人体当中构建起新的组织器官，也就是进行结构组织，代谢组织以及细胞系统的重新建构。目前这一设想已经不再是仅存在于人们脑海之中的假想，而已经走进了现实生活当中，可以预见组织工程的发展必将会促成这一设想的实现。当前，组织工程研究的主要内容即为：适宜的母体细胞来源；能够为细胞粘附生长提供空间的细胞外基质；可应用在促进细胞组织再生长的因子；以及组织间的相容性。开展组织工程通常会应用以下三种策略：
（1）细胞以及生物材料的杂化体系，例如由小块活体组织将特异细胞分离出来，通过体外扩散增大之后种植于生物相容性较好同时能够生物降解的聚合物所建立起的多孔支架当中，在体外培养一段时间后可将细胞和支架结构置入于患者体内；伴随着组织缺损部位的重新构建，聚合物将会逐渐降解并消失。
（2）仅具备生物降解材料体系，借助于生物生长方式促使细胞成长为多孔支架结构，在通过增殖、分化来产生为相应的组织结构，并且与周边组织相整合。例如采用珊瑚骨加支撑的羟基磷灰石陶瓷，其孔隙架构与人体骨架构极为接近，可被应用在骨组织工程支架中。
（3）细胞体系，经过移植的细胞经由生物过程演变为微结构。
3结束语
总之，从广义性的角度上来说人工生命必须要基于工程科学技术、生物科学技术以及生物工程科学技术的基础上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是广义上的人工生命科学技术基础。材料技术型生物医学是工程的研究对象主要是生物材料与人体的各个身体器官。组织工程则是借助于生命科学以及工程科学的基础理论与方法，来探究并开发出具备修复以及改善人体组织器官功能的新型临床应用取代物，也就是人工组织，因而材料技术性生物医学工程以及组织工程也便是生物工程人工生命的基础。
参考文献：
[1]杨国为,陈国江,涂序彦等.广义人工生命的科学基础(Ⅱ)--生物工程基础[J].计算机工程与应用,2013(09).
（2）选题是否符合专业培养目标、体现综合训练基本要求。生物医学工程有着自己独特的专业特点，所以在选题过程中，指导教师一定要明确本专业的培养目标，拟定合理的题目，让学生完成选题的过程成为一次专业实战的过程。例如，选题“几种数据排序算法的性能比较”和“基于C形臂X线机的主控程序优化”，明显第二个选题较第一个更符合生物医学工程专业特点，更能帮助学生明确专业培养目标。
（3）选题的理论价值和实际价值的结合。毕业设计是学生大学四年最后的一个任务，它既是提高学生的自学能力、动手能力和实践能力的过程，也是巩固以前所学知识的机会，同时还是考核学生对专业知识综合应用能力的手段。所以选题要充分考虑理论价值和实际价值。教师在拟定题目的过程中要在学生所学的范围内，并充分考虑选题的理论价值。教师还应该深入实际，了解市场对人才的需求情况，拟定一些和实际需求联系紧密的题目，千万不能闭门造车，为了完成任务想当然地拟定一些题目。综上，在选题过程中，教师是主导，所以教师的工作尤其重要。对指导教师的专业背景、科研能力、师德师风等方面有较高要求。因此教师在日常的工作、学习中要注意加强培养这些方面的素质。
设计过程
毕业设计的过程包括：开题、准备设计（查阅资料）、设计、论文撰写。学生做毕业设计的时间大概只有13周，时间有限，所以在题目确定之后毕业设计工作应该马上有条不紊地进行，为了更好地完成毕业设计，在此期间教师的管理和引导不可缺少。
1开题
一旦题目确定，指导教师就应该组织学生做开题。开题在毕业设计过程中起着至关重要的作用，它是对整个设计的全面了解和进程安排。如果开题做得好，整个毕业设计可以说就完成了一半。开题中存在的问题主要是：很多学生刚开始的时候不会认识到它的重要性，会觉得是多余的工作，从而马虎完成。所以指导教师必须要求学生重视开题工作，在开题的时候就应该把整个过程的安排计划清楚。笔者认为学生开题时，教师应该指导学生制定工作计划和时间安排并严格纪律，学生必须记录每天的工作；教师每周检查一次设计工作的进程；每一个阶段完成之后要有心得体会等，从而保证以后的工作顺利开展。
2查阅资料
学生在平时学习的过程中接触的信息相对贫乏，获取信息的渠道相对较少，对所做的题目了解不多，并可能感到茫然和不知所措。指导教师在这方面，可以根据毕业设计的相关情况介绍相关的书籍和资料让学生自己查阅学习，鼓励学生使用网上资源和查阅英文文献，有助于学生对该方向进行整体把握，了解课题方面的最新动态，拓宽学生的思路，也是培养学生英文阅读能力的一个好机会。
3设计方案实现
这是整个毕业设计工作的重点，也是耗时最长的一个阶段。在这个阶段，教师主要把握学生的工作进程是否按照预先拟定的时间进行，在学生遇到困难的时候，引导并鼓励学生自己主动解决问题，有意识地培养学生解决问题的能力和创新思维。笔者在具体实施的时候1周进行1次检查，采取多种方式，可以是面谈，也可以采用电子邮件或电话等。主要检查设计的工作进度和收集学生遇到的疑难问题，指导学生逐一解决。
4论文写作
书写毕业论文是毕业设计的重要环节之一，是毕业设计工作成果的重要体现方式。学生按照毕业论文的要求以及自己的思路完成初稿，指导教师再从文章结构、用词、文章格式、图表格式等方面出发提出修改意见。学生在书写论文的时候，会存在以下几方面的问题：（1）文章存在抄袭现象。（2）文章结构不合理，综述部分太冗长。（3）格式不规范，按照自己的想象安排文章的格式。（4）英文翻译水平有限，英文表达不准确。（5）参考文献书写格式不规范。针对上述的问题，笔者认为应该从以下几个方面着手解决：首先，抄袭主要源于学生的信心不足和懒惰，指导教师应该根据不同的情况来解决。在平时指导的过程中，细心观察学生的反应，对于那些信心不足的学生应多加鼓励，使学生树立完成论文的信心，对于那些平时表现就比较懒惰的学生，应该晓以利害，让其知道如果出现抄袭一定会受到严厉的处罚。另外，在平时的教育过程中就应该加强学生的诚信教育，严禁抄袭，一旦发现就严惩不贷，让学生对抄袭的错误行为有深刻的认识，从而杜绝这种情况的发生。其次，文章结构应该由指导教师把关。有的同学的论文，综述和代码占了文章的大部分篇幅，而设计的思想体现得不够。开始撰写论文时，指导教师就应该告诉学生合理的文章结构，并在文章修改时指导学生修改。第三，论文格式由学校制定统一的格式规范，印发给所有学生和指导教师，学生的论文应该严格按照该规范安排。第四，英文翻译水平应该由学生在大学学习期间有意识地逐步提高，期待在做毕业设计的时间内来提高翻译水平显然是不可能的。另外，指导教师应该把一些专业的术语向学生说明清楚。如对于“去噪”这个专业名词，专业的翻译应该是“denoise”，而很多同学却翻译成“noiseelimination”。
考核
传统的毕业设计成绩评定方式比较单一，主要依据学生论文质量和答辩情况决定，其中成绩很大程度取决于指导教师的个人喜好。为了提高毕业设计评估的全面性、科学性和公正性，应该建立一套适应全过程管理的毕业设计评分体系，既全面反映了学生的水平和表现，又避免了指导教师一人做主的情况发生。笔者认为，在成绩考核时，应该成立一个毕业论文设计考核小组，小组成员由有资质的教师组成，每组大概3~4人，由考核小组综合考核意见，评定学生的成绩，成绩的评定应该有一个系统的评定标准。笔者认为毕业设计的成绩应从以下3个方面系统综合考虑，现介绍如下。
1毕业设计的完成情况
毕业设计完成的情况应该从以下几个方面考虑：（1）毕业设计选题的难易程度；题目的工作量；题目是否符合专业培养目标，体现综合训练基本要求；题目与生产、科研、实验室建设实际的结合程度等。（2）学生在做毕业设计过程中的学习态度，接受指导的情况和日志的记录情况。（3）毕业设计是否综合运用知识；实验的能力；计算的能力；对实验结果分析的能力；设计的创见性等。
2毕业论文
毕业论文的验收考核应该从以下几个方面考虑：（1）论文文题是否相符，文字表达意思是否清晰，篇幅是否合理等。（2）论文的结构是否合理。（3）论文中所体现出来的查阅资料、综合运用知识、研究方案的文字实现、外文运用等的能力。（4）论文排版格式是否符合要求，图表设计格式是否规范等。
3毕业答辩
答辩是毕业设计工作的最后一环，也是对所做工作集中检查的一个手段。主要检查学生对设计的理解和在做设计过程中获得的心得体会。答辩的考核，笔者认为应该从以下几个量化的方面考虑：（1）答辩时是否能够清晰、明确地阐述设计的主要内容，对题目的理解是否深刻。（2）答辩时对老师所提问题的回答是否有依据，基本概念是否清楚；对问题的回答是否准确深入。（3）答辩时的礼貌和仪容、仪表等。以上考核因素可以根据不同的实际情况制定相应的考核标准。
科学技术的发展，各种新型生物医学材料被研制出来，并在医学领域中得应用。到2000年为止，在全世界高达1600亿美元的医疗市场中，医用生物材料所占比率已经达到了一半，且以20%的增长速度递增。二十世纪80年代是新型生物医学材料辈出的时代，进入到二十世纪90年代，以珊瑚为原材料的骨移植材料、人工皮肤、猪心脏瓣膜在医学领域中得以应用。二十世纪，美国采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中国在生物医学材料的研制方面起步较晚，但是应医学领域需要而对各种生物医学材料有所应用。随着国家对生物医学材料研究的重视，国家开始启动医学生物材料项目，并将生物医学材料纳入到优先发展的产业当中[3]。在中国的“十二五”规划中，还特别指出要将重点发展新型口腔植、人工关节、新型人工血管、人工心瓣膜以及各种人工修复材料等等生物医学材料。
一、生物医学材料研究现状
（一）金属生物材料
在医学领域中，医学金属材料是较早采用的，且应用材料非常广泛，包括不锈钢材料、钛合金材料等等。其中，不锈钢材料具有较强的耐腐蚀性，因此应用效果非常好。由于人体内为较为复杂的电解环境，随着316L不锈钢的应用，解决了这一问题，但是，却不具备生物相容性。钛合金具有良好的耐腐蚀性和生物相容性，具有一定的生物材料强度。钛合金的抗拉强度介于500兆帕至1100兆帕之间，使钛合金的弹性与人体的骨骼弹性更为接近，以使材料植入到人体后，与人的骨骼更为匹配。
（二）高分子生物材料
医用高分子材料的出现，使得医用材料可以用于对损伤的人体器官以修复，以增强器官的恢复功能。目前所使用的医用高分子材料分为可生物降解和非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入人体后，可以降解被为对人体无毒无害的CO2、H2O等对人体不会产生刺激性的物质。可生物降解的高分子材料可以是胶原蛋白或者纤维蛋白等等天然材料，也可以是聚乳酸等人工合成高分子材料。非降解的高分子材料属于是惰性的高分子材料。聚乳酸在医学生用于外科缝合线和药物释放的载体。由于其具有可降解性能，当伤口愈合后，就会被人体组织吸收。聚乳酸可以在降解的过程中，将药物释放到人体中，使药物发挥作用。
（三）秃仙物材料
复合生物材料用于医学领域中已经获得了长足发展，但是，由于材料植入人体后，会对人体的生理环境产生抵抗力，因此会存在一些问题有待进一步研究。目前医学领域中所采用的复合生物材料包括有三类，即生物陶瓷复合材料、金属基医用复合材料和高分子复合材料。生物陶瓷复合材料植入到生理环境中后，并不会产生毒性反应，且具有良好的生物活性和生理环境相容性。金属基医用复合材料在医学领域中应用，金属具有单一的生物活性，可以采用生物涂层技术，以提高金属表面的耐磨性和生物相融合。高分子复合材料是一种接近人体自然骨骼的高分子复合材料。人体骨骼本身就是一种层状的复合材料，采用这种复合材料替代，虽然可以起到治疗作用，但是其韧性明显要低于人体自然骨骼。
（四）无机非金属生物材料
无机非金属生物材料具有良好的化学稳定性和生物相容性，主要包括生物活性陶瓷和惰性的无机材料。生物活性陶瓷材料主要用于关节、牙齿等等的硬组织修复。但是，该种材料不会与人体的活体组织结合，从而影响治疗效果。惰性的无机材料以医用碳素材料为主。该种材料具有较高的耐磨性，韧性和强度都非常高，特别是具有良好的抗疲劳性，可以与人体自然骨骼相匹配。骨骼损伤者选择这种材料可以获得良好的治疗效果[2]。此外，医用碳素材料在人体的生理环境中并不会产生毒副作用，良好的化学稳定性和人体亲和性，且具有抗血栓性和抗溶血性。如果对患者执行人工心脏瓣膜手术，医用碳素材料是优先选择的材料。
二、生物医学材料研究的发展趋势
生物医用材料的发展进程中，从简单的结构模仿发展为组织诱导再生，使生物医用材料的单一性能逐渐向综合性能发展。简单的结构与外观的仿制，向智能化仿生发展，使材料的应用已经与现代的医疗技术融合，并共同发展。根据目前医学领域的发展程度，生物医用材料的研究空间还很大，并会涉及到多种学科，包括材料学、工程学、控制论以及生物技术等等，这些学科都会对生物医学的发展产生推动作用。特别是各种新技术、新方法的应用，将生物技术引入到智能化发展的思路，使生物材料不再局限于实验室研究，而会在临床上得以广泛应用，以为医疗做出贡献。
结论
综上所述，生物医学材料属于是交叉学科，为材料学和医学等等多种学科相互结合而形成。作为一门应用于医学领域的新兴学科，所研制的是用于医学组织工程领域的各种新型的人工材料。根据技术含量的不同，生物医学材料可以被划分为金属生物、高分析生物、复合生物和无机非金属生物材料。随着生物医学材料研究的发展，使得生物医用材料智能化发展。
主管单位：中国科学技术协会
主办单位：中国解剖学会
出版周期：双月刊
出版地址：陕西省西安市
语
种：双语
开
本：大16开
国际刊号：1000-7547
国内刊号：61-1061/R
邮发代号：52-214
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1985
期刊收录：
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
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中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
工学 ENGINEERING
课程中文名称 课程英文名称
高等数理方法 Advanced Mathematical Method
弹塑性力学 Elastic-Plastic Mechanics
板壳理论 Theory of Plate and Shell
高等工程力学 Advanced Engineering Mechanics
板壳非线性力学 Nonlinear Mechanics of Plate and Shell
复合材料结构力学 Structural Mechanics of Composite Material
弹性元件的理论及设计 Theory and Design of Elastic Element
非线性振动 Nonlinear Vibration
高等土力学 Advanced Soil Mechanics
分析力学 Analytic Mechanics
随机振动 Random Vibration
数值分析 Numerical Analysis
基础工程计算与分析 Calculation and Analysis of Founda tion
Engineering
结构动力学 Structural Dynamics
实验力学 Laboratory Mechanics
损伤与断裂 Damage and Fracture
小波分析 Wavelet Analysis
有限元与边界元分析方法 Analytical Method of Finite Element and
Boundary Element
最优化设计方法 Optimal Design Method
弹性力学 Elastic Mechanics
高层建筑基础 Tall Building Foundation
动力学 Dynanics
土的本构关系 Soil Constitutive Relation
数学建模 Mathematical Modeling
现代通信理论与技术 Emerging Communications Theory and Technology
数字信号处理 Digital Signal Processing
网络理论与多媒体技术 Multi-media and Network Technology
医用电子学 Electronics for Medicine
计算微电子学 Computational Microelectronics
集成电路材料和系统电子学 Material and System Electronics for In
tegrated Circuits
网络集成与大型数据库 Computer Network Integrating Technology and Large
scale Database
现代数字系统 Modern Digital System
微机应用系统设计 Microcomputer Application Design
计算机网络新技术 Modern Computer Network Technologies
网络信息系统 Network Information System
图像传输与处理 Image Transmission and Processing
图像编码理论 Theory of Image Coding
遥感技术 Remote Sensing Techniques
虚拟仪器系统设计 Design of Virtual Instrument System
生物医学信号处理技术 Signal Processing for Biology and Medicine
光纤光学 Fiber Optics
VLSI的EDA技术 EDA Techniques for VLSI
电子系统的ASIC技术 ASIC Design Technologies
VLSI技术与检测方法 VLSI Techniques & Its Examination
专题阅读或专题研究 The Special Subject Study
信息论 Information Theory
半导体物理学 Semiconductor Physics
通信原理 Principle of Communication
现代数理逻辑 Modern Mathematical Logic
算法分析与设计 Analysis and Design of Algorithms
高级计算机网络 Advanced Computer Networks
高级软件工程 Advanced Software Engineering
数字图像处理 Digital Image Processing
知识工程原理 Principles of Knowledge Engineering
面向对象程序设计 Object-Oriented Programming
形式语言与自动机 Formal Languages and Automata
人工智能程序设计 Artificial Intelligence Programming
软件质量与测试 Software Quality and Testing
大型数据库原理与高级开发技术 Principles of Large-Scale Data-Bas e and
Advanced Development Technology
自然智能与人工智能 Natural Intelligence and Artificial Intelligence
Unix操作系统分析 Analysis of Unix System
计算机图形学 Computer Graphics
Internet与Intranet技术 Internet and Intranet Technology
多媒体技术 Multimedia Technology
数据仓库技术与联机分析处理 Data Warehouse and OLAP
程序设计方法学 Methodology of Programming
计算机信息保密与安全 Secrecy and Security of Computer Information
电子商务 Electronic Commerce
分布式系统与分布式处理 Distributed Systems and Distributed Processing
并行处理与并行程序设计 Parallel Processing and Parallel Programming
模糊信息处理技术 Fuzzy Information Processing Technology
人工神经网络及应用 Artificial Intelligence and Its Applications
Unix编程环境 Unix Programming Environment
计算机视觉 Computer Vision
高级管理信息系统 Advanced Management Information Systems
信息系统综合集成理论及方法 Theory and Methodology of Information n
System
Integration
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离散数学 Discrete Mathematics
操作系统 Operating System
数据库原理 Principles of Database
编译原理 Principles of Compiler
程序设计语言 Programming Language
数据结构 Data Structure
计算机科学中的逻辑学 Logic in Computer Science
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高等数值分析 Advanced Numeric Analysis
人工智能技术 Artificial Intelligence Technology
软计算理论及应用 Theory and Application of Soft-Computing
逻辑程序设计与专家系统 Logic Programming and Expert Systems
模式识别 Pattern Recognition
软件测试技术 Software Testing Technology
高级计算机网络与集成技术 Advanced Computer Networks and Integration
Technology
语音信号处理 Speech Signal Processing
系统分析与软件工具 System Analysis and Software Tools
计算机仿真 Computer Simulation
计算机控制 Computer Control
图像通信技术 Image Communication Technology
人工神经网络及应用 Artificial Intelligence and Its Applications
计算机技术研究新进展 Advances in Computer Technology
环境生物学 Environmental Biology
水环境生态学模型 Models of Water Quality
环境化学 Environmental Chemistry
环境生物技术 Environmental Biotechnology
水域生态学 Aquatic Ecology
环境工程 Environmental Engineering
环境科学研究方法 Study Methodology of Environmental Science
藻类生理生态学 Ecological Physiology in Algae
水生动物生理生态学 Physiological Ecology of Aquatic Animal
专业文献综述 Review on Special Information
废水处理与回用 Sewage Disposal and Re-use
生物医学材料学及实验 Biomaterials and Experiments
现代测试分析 Modern Testing Technology and Methods
生物材料结构与性能 Structures and Properties of Biomaterials
计算机基础 Computer Basis
医学信息学 Medical Informatics
计算机汇编语言 Computer Assembly Language
学科前沿讲座 Lectures on Frontiers of the Discipline
组织工程学 Tissue Engineering
生物医学工程概论 Introduction to Biomedical Engineering
高等生物化学 Advanced Biochemistry
光学与统计物理 Optics and Statistical Physics
图像分析 Image Treatment
数据处理分析与建模 Data Analysis and Constituting Model
高级数据库 Advanced Database
计算机网络 Computer Network
多媒体技术 Technology of Multimedia
软件工程 Software Engineering
药物化学 Pharmaceutical Chemistry
【关键词】脂质体；生物材料；肿瘤治疗
经过长期的实践与研究，基因治疗已在治疗多种人类重大疾病，如遗传病、肿瘤等方面显示出广阔的应用潜力［1］，但也面临着巨大的挑战，其中之一就是这种治疗方法需要安全、高效、靶向的载体系统。纳米生物材料，如脂质体、阳离子聚合物（PEI），聚乳酸(PLA)等，以其本身具有的良好生物安全性、可有效实现基因靶向性及高效表达和缓释，成为制备理想的基因治疗载体系统的良好介质,日益在基因治疗载体系统中受到广泛重视,在生物治疗载体发展史上有着里程碑式的意义。
本文综述了目前在基因治疗领域中常用的各种脂质体载体的生物学特性，以及它们的最新研究进展和优化。
1 传统的脂质体系统
脂质体系统是一种将药物封装于类脂质双分子层形成的薄膜腔中间所形成的超微型球状药物载体。其结构类似生物膜，可包封水溶性和脂溶性多种药物。具减少剂量、降低毒性；减轻变态反应和免疫刺激；延缓释放，降低体内消除速度并且在定向加工后能够靶向释放药物等优点，广泛应用于医学基础研究和临床治疗［2］。在这里，主要介绍两种应用范围广、研究较为成熟的脂质体给药系统。
热敏脂质体（thermo sensitiveliposome）
热敏脂质体又称温度敏感脂质体，是指在高于一定生理温度的条件下有效释放药物到作用靶点部位的脂质体。其结构特性是用于构建脂质体的磷脂有特定的变相温度（transition temperature, Tc）,在低于Tc时，脂质体保持稳定，药物在脂质体内部不被或被少量释放；达到Tc时，磷脂分子由原来紧密排列的反式构象变为结构疏松的歪扭构象，膜的流动性和通透性增加，使封装的药物以更快的速度释放。
目前，热敏脂质体被广泛作为抗生素及抗肿瘤药物的载体使用；临床应用上，与热敏脂质体配套的热疗已经成为继手术、放疗、化疗、免疫治疗后的第五大肿瘤治疗方法［3］。而其能够与放疗、化疗起到很好的协同治疗作用，并且能够定向靶向释放肿瘤免疫相关药物，加上热休克蛋白在各类肿瘤组织中的普遍存在［4］，其在临床肿瘤治疗中应用广泛，疗效显著。
阳离子脂质体（cationic liposome）
1987年，阳离子脂质体在基因治疗方面可作为新型转染载体的理论被首次提出［5］，它也是继病毒基因转染载体之后，近几年倍受国内外研究者关注的新一类基因转染载体，是最常用、运用最便捷的脂质体。阳离子脂质体有操作方便、转染效率高［6］生物相容性好等特点，目前广泛用于真核细胞的转染。
阳离子脂质体的作用原理主要由带正电荷的和中性辅助的脂类等摩尔混合，形成的阳性电荷的脂质体与带阴性电荷的DNA之间可以有效地形成复合物，复合物可通过内吞作用进入细胞。由于复合物仍带正电荷，可与细胞表面带负电荷的受体结合，有利于被摄入到细胞中。
由于注射外缘脂质体本身就能引起自身的免疫应答，所以其在肿瘤免疫治疗中多次给药所引起的免疫治疗效果被诸多临床医师所采用和认可。有研究表明，阳离子脂质体与非编码DNA形成的复合物（cationic lipid DNA complexes CLDC）可产生抗肿瘤作用：CLDC通过全身或局部注射引起细胞因子的释放、炎性细胞的聚集以及淋巴细胞的活化，从而产生非特异和特异的抗肿瘤免疫反应［7］。
长循环脂质体
脂质体虽然具有生物相容性好等诸多优点，但是当脂质体进入体内后，由于脂质体会受到血浆中的调理素的特异性调理作用，以及网状内皮系统（RES）细胞的非特异性疏水作用，因而易被RES细胞摄取、清除，在血液循环中的半衰期一般仅为30 分钟，主动靶向性和稳定性较差，其应用受到限制。在脂质体表修饰聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）后，得到长循环脂质体（Long circulation liposome，LCL），可以延长脂质体的半衰期并提高其在血液循环中的稳定性、改变其生物学分布，并具有一定靶向性［8］。
除了上面所介绍的几种常见的脂质体外，在生物医学基础研究领域中常用的脂质体还有免疫脂质体、PH敏脂质体等。
2 脂质体载体的优化
虽然作为目前应用较为广泛的非病毒载体，脂质体有操作简便、生物安全性高、重复性好、转染效率较高、细胞毒性较小等优点［9］，但是其给药所引起的动物体及人体脏器毒性的报道却屡见不鲜。这是由于脂质体双分子层中的磷脂多数含有一定量的不饱和脂肪酸，磷脂的氧化程度随磷脂含有不饱和双键的数目和脂肪酸碳链长度增加而增加。磷脂不饱和双键氧化断裂生成的过氧化物、丙二醛、水解产生的脂肪酸等，在体内会产生一定的毒性［10］。
再谈到阳离子脂质体，因其表面带有的强烈的正电荷，与细胞结合时，往往使细胞由于电位差而发生破裂。再加上静脉给药的脂质体90%都首先聚集在肺部，长时间脂质体给药所引起的肺毒性和肺溶血也时有报道。近期，作者将能够增加转染效率的低分子量肝素［11］（负电荷）和阳离子脂质体相耦连，再进行注射，发现其能够成功降低肺溶血的发生而增长小鼠生存期［12］。
脂质体以显著的优势在生物医学基础研究和临床肿瘤药物治疗等方面得到了广泛的应用，研究者们对其作为载体的研究和优化也从未间断，推陈出新。作为已发展了23年的生物材料，脂质体及其给药系统在生物学和医学的领域中贡献非凡，成为人类攻克疾病，特别是恶性肿瘤等人类重大疾病的有力助手和良好媒介。
参考文献
［1］ Zhang Xiaowei，Tian Ling，Wei Yuquan，Nanobiotechnological Gene Transfer Vectors in Gene Therapy，J OF BIOMEDICAL ENGINEERING? 2005（22）
［2］ 张冬青，程怡 2002, 脂质体的研究概况，中药新药与临床药理13（3）:125-128
［3］ 王德猛 2004,肿瘤热疗，试用临床医学 18（2）24-26
［4］ 赵世俊，郭启勇 2004肿瘤热疗研究进展，国外医学临床放射学分册 27（4）:252-255
［6］ 杨硕晔, 陈西敬.阳离子脂质体用做基因传递载体的研究进展［J］ 中国新药杂志, 2010,V19(20): 1866-1870
［7］ 王中瑜，2010阳性脂质体与非编码DNA复合物的抗肿瘤作用，当代医学207（16）24-25
［8］ 马超，匡安仁，2007，长循环脂质体的研究进展及其在核医学中的应用，生物医学工程学杂志24（4）:941-945
［9］ Stuart DD，Allen TM．A new liposomal formulation for antisense oligode―oxynucleotides with small size，hi gh incorporation efficiency and good stability［J］．BiochimBiophysActa，2000，1463：219•229
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［11］ AncaDragomir，Lena Hjelte, Lars Hagenfeldt,Godfried M. Roomans，2004,Heparin can improve the viability of transfected cystic fibrosiscell lines in vitro，Life Science 75,2203-2216
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2栏目设置
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3来稿要求及注意事项
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【关键词】 健身气功·易筋经;心率变异性;规范负荷;自主神经
在中老年人群中，随年龄增长、心血管疾病的发生或精神负荷的加载都会引起交感神经活性增加，迷走神经活性降低，心率变异性(HRV)也降低〔1〕。研究表明，长期参加有氧健身运动能提高中老年人迷走神经的张力，这使得发生心室颤动的阈值升高，从而对心脏起保护作用〔2〕。新编“健身气功·易筋经”是近几年来由国家体育总局健身气功中心组织编创的四种健身气功之一，属中等运动量的有氧健身运动，对老年人具有很好的适应性〔2〕。为了观察“健身气功·易筋经”对自主神经系统功能的影响，特对62名中老年人进行了规范负荷下的HRV测试，现将结果报道如下。
1 对象与方法
1.1 对象 选取江西省老年大学和江西省委老干部活动中心的中老年学员，年龄50～70岁、无系统锻炼史和无严重疾病者为实验对象。从练功组和对照组中选择64名女性实验对象，其中练功组37人，平均年龄(62.76±6.18)岁，对照组27人，平均年龄(63.74±5.15)岁。两组年龄差异无显著性。
1.2 方法 练功组每天早晨练习健身气功·易筋经1 h，教功辅导人员负责对他们进行教练与指导，保证每周练功时间不少于5 d。“健身气功·易筋经”的功法套路、习练要求、教学辅导均以国家体育总局健身气功管理中心推出的正式版本为依据〔3〕。对照组不参加气功锻炼及其他系统的健身活动。
1.3 测试仪器和分析系统 9600型多导睡眠记录仪(由北京新兴生物医学工程中心研制生产);由国家体育总局健身气功管理中心科研部提供专用分析软件，从多导睡眠记录图中提取RRI作为分析的原始数据。
1.4 测试方法 (1)准备：在胸骨角(负极)、剑突(参考极)、左肋下缘与腋前线交点(正极)黏贴测试心电极，用导线与心电记录器相连接;将心电记录器装于特制的小袋中，系于腰间固定。(2)测试：受试者安静放松端坐，并进行以下连续7个时段测试：第①⑦时段：在背景音乐下放松静坐10 min;第②⑥时段：在节拍器节奏引导下(20次/min)，坐站运动5 min;第③⑤时段：在背景音乐下放松静坐5 min;第④时段：端坐于椅子上，依口令做深呼吸运动5 min(12次/min)。(3)数据处理：将心电纪录器中的SM卡取出，通过读卡器将数据导入计算机中，利用专用分析软件进行数据预处理。
1.5 统计学处理 采用SPSS10.0统计软件进行t检验。
2 结 果
2.1 时域分析 对负荷前、中、后三个过程的RR间期平均值(RRmean)值进行观察，练功组呈现出高低高的趋势变化，而对照组则呈现出高低低的趋势变化，两组的变化趋势明显不同。进一步分析表明，两组负荷前与负荷中RRmean之差均为正值，两组间比较差异不明显(t=0.184，P>0.05);而负荷中与负荷后RRmean之差却是练功组为负值，对照组为正值，两组间比较差异有显著性(t=4.20，P0.05)到负荷中有一定的差异(P>0.05)再到负荷后有明显的差异(P0.05)，见表1。
2.2 频域分析 归一化低频功率(LFn)值对照组在负荷前、中、后由低到高再到稍升高，负荷前与负荷中、负荷前与负荷后比较均有显著性差异(P0.05)。HFn(归一化高频功率)值对照组在负荷前、中、后由高到低再稍降低，与负荷前比较，负荷中、负荷后均有显著差异(P0.05)。对照组高频段峰值(HP)值在负荷后显著增大，负荷前与负荷后、负荷中与负荷后比较差异显著(P0.05)，见表2。表1 两组规范负荷下实验过程时域指标结果及比较 表2 两组规范负荷下频域各指标结果及比较与负荷前比较：1)P
3 讨 论
HRV是指窦性心率的波动变化程度，近年来比较受关注的无创性心电监测指标之一。一般认为，心脏节律直接受心交感和心迷走神经的双重调节并相互制约，交感神经系统兴奋时迷走神经系统受抑制，心率呼吸加快;迷走神经系统兴奋时交感神经系统受制约而心率呼吸变缓，交感和迷走神经系统之间的相互作用，产生了心率变化的不规则性。因此，HRV被当作评价自主神经系统功能的重要指标〔4，5〕。本课题开展HRV的研究，虽然未能在整个课题开始阶段(实验前)记录两组的心电图数据，但本次检测HRV采用规范负荷实验的方法，使研究实验对象在静态动态(规范负荷)静态的过程中观察HRV的变化。规范负荷实验与医学临床上广泛应用的心电运动负荷试验(ET)原理相同。进行实验时，个体心肌对血、氧的需求量增加，特别是冠状动脉血管失代偿导致供血部位心肌缺血缺氧，改变了心脏自主神经调节的均衡性，导致对心脏的调节作用减弱，HRV下降。HRV下降越明显、病情也越严重〔6～8〕。本研究结果与一般健康中老年人的HRV相符〔1，2〕。由此可见，对照组在规范负荷运动停止后交感神经系统仍保持较高的张力，迷走神经在短时内尚不能发挥明显的调制作用。而练功者的迷走神经系统张力保持着较高水平，在规范负荷运动停止后交感神经系统的兴奋性很快受到迷走神经的抑制而降低，从而提高了心电的稳定性、改善心肌缺血缺氧，降低高血压、动脉粥样硬化等疾病的发生〔9，10〕。
健身气功·易筋经属于有氧健身运动，具有“伸筋拔骨，以形引气;动作舒展，意随形走;呼吸自然，柔和流畅”的运动特点。从练功过程的平均心率91次/min(RR间期平均值的倒数)来看，正好达到中老年人有氧健身运动的靶心率范围，与太极拳、踏车运动等传统体育项目同属于中等量的健身运动〔1，11〕，对中老年人具有很好的适应性。从RMSSD值稳定在较高的水平、HFn值很快回升、HP值保持平稳的结果来看，练习健身气功·易筋经10个月后，练功者的迷走神经张力保持着较高水平，自主神经功能的调节作用得到明显加强，身体素质明显提高。
本研究由于样本数偏小，所以HRV的其他一些指标出现较大的标准差而不适合用来进行分析，有待扩大样本量作进一步研究。
参考文献
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无
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先天性心脏病病因及流行病学研究进展高燕（综述）黄国英（审校）(213)
胶原蛋白又称胶原，是一种由3条肽链拧成螺旋纤维状细胞外蛋白质。胶原蛋白是人体含量最丰富的蛋白质，富含人体需要的脯氨酸、甘氨酸、羟脯氨酸等氨基酸，主要存在于人体皮肤、内脏、血管、骨骼、肌腱、眼睛、牙齿等部位，其功能是维持皮肤和组织器官的形态结构，也是修复各损伤组织的重要原料。
随着生活质量的提高，人们越来越追求绿色与天然，而胶原蛋白就是一种纯天然的绿色材料，现在在医学、食品、化妆品、生物材料等方面均有应用。现就胶原蛋白的应用情况及发展前景作一下探讨。
1.在医学方面的应用
胶原蛋白具有低免疫原性，这是它作为医用生物材料的基础；其生物相容性使胶原与宿主细胞及组织之间有良好的相互作用，成为其中的一部分表达生理功能；胶原能被特定的蛋白酶降解，具有生物降解性。除此外，粉状的胶原蛋白提取物经低温酶降解后会在温水中慢慢溶解，有易于人体吸收和利用。
对胶原蛋白进行加工处理制成烧伤敷料用于皮肤烫伤、烧伤的护理和治疗，可以防止细菌感染、缓和伤痛，恢复皮肤光彩。Yannas、王旭[1]等人的实验，充分证明了这一点。胶原蛋白对皮肤有很大的亲和力，其生物相容性使机体对它有良好的吸收作用，达到皮肤修复的功能。胶原能够与血小板结合产生止血作用，目前已经广泛应用于各种手术过程中的出血治疗。胶原蛋白在创伤外科中也作为粘合剂与其他生物材料合用。
除了作为烧伤敷料、止血剂、皮肤移植材料应用于医学临床，胶原蛋白也制成注射用溶液来做小针美容及治疗皮肤疾病，胶原蛋白还被作为药物载体、外科缝线、支架材料、骨骼、心脏瓣膜和各种生物工程膜代用品在临床治疗过程中发挥作用，广泛地应用于医院的各个科室。据国外有关报告，胶原蛋白还可改善骨质疏松症及关节病，具有抗胃溃疡、抗高血压、抑制癌细胞、调节免疫功能等作用。
2.在食品方面的应用
我们日常生活中从猪、牛皮、骨骼、肌腱得到的吃起来粘软而具有弹性的胶质，就是胶原蛋白。优质的胶原蛋白主要产于日本和德国，日本三文鱼中的胶原蛋白质量是最好的，其次是德国德尔牛中的。胶原蛋白营养丰富，口感清淡，易消化，在食品方面有着独特的优越性[2]。
首先，胶原蛋白可制成功能保健食品，市场上已有胶原多肽口服液、氨基酸饮料等。研究表明，胶原蛋白能够减少机体对铝质的积累，有效防止了老年痴呆；同时它可以降低血液中的甘油和胆固醇，改善微循环，对冠心病、脑部疾病有预防治疗作用；其中所含的甘氨酸可以抑制中枢神经，产生镇静作用[3]。还有报道称，把胶原蛋白制成补钙食品来用，只要服用足够的胶原蛋白，就能够保证机体对钙质的需要。
其次，胶原蛋白可作为食品添加剂，在肉制品、饮料、乳制品、糕点糖果以及冷冻食品中都有应用。胶原蛋白可作为改良剂[4]加入肉制品中增加蛋白质的含量，再辅以色素染色，不仅营养丰富口感好，而且颜色也让人有食欲。明胶和鱼胶在啤酒和葡糖酒以及茶饮料等行业中作为澄清剂被广泛使用，效果十分明显。胶原多肽也在乳制品、糖果及面包中使用，不仅增加了营养价值，美化了外观，还可以提高食用机体的免疫力。
除以上所述，胶原蛋白还可作为食品包装材料。人造肠衣、内包装膜以及涂层材料都是以胶原蛋白为原料的包装材料：人造肠衣制作工艺简单，口感好，多用于香肠类的肉制品；包装膜是以胶原蛋白为主料，添加CaCl2、甘油等制成，用作糖果蜜饯的内包装膜，既能保鲜又能食用；胶原还可作为涂膜层材料涂在食品表面可以避免食品氧化，保证食品的原始风味并使其表面有光泽。
3.在化妆品上的应用
蛋白质是最重要的生命物质。胶原具有生物相容性，其结构与皮肤胶原很相似，不刺激皮肤就能渗入到皮肤的深层，改善肌肤的结构，补充皮肤所需要的氨基酸，它是一种很好的化妆品原料或添加剂。胶原蛋白的生物及物理特性赋予了其美容功效[5]：营养、防皱、保湿、美白、修复、配伍亲和等等。
胶原蛋白含有丰富的亲水基团和氨基酸，可以补充皮肤所需的水分及养分，活化皮肤表皮细胞，加速真皮细胞生长，促进组织新陈代谢，保持皮肤弹性，防止皱纹出现，使之健康亮丽！生活节奏的加快，社会女性难免工作紧张、精神压力大，再加上阳光中紫外线的直接照射以及周围环境的污染，促使了肌肤的老化，而一般的化妆品治标不治本，因此要真正地保护肌肤不受损害，必须针对皮肤的结构与成分，进行由内而外的保养。外用加口服，才能达到最佳效果。对于凹陷性皮肤缺损，注射用胶原蛋白注射后不仅起到支撑作用，而且能够使患者长出新组织与周围正常皮肤协调起到修复作用。在20世纪70年代，美国就已经推出注射用牛胶原，用来祛斑除皱纹及瘢痕的治疗修复。
此外，胶原蛋白制品还有护发、丰胸的作用。而又有人说胶原蛋白还有减肥的功效：水解胶原蛋白能够延长燃烧脂肪的分子代谢过程，从而燃烧更多的脂肪达到减肥的目的；胶原蛋白对机体的细胞修复作用会消耗大量能量，而这一过程只能在睡眠状态下进行，因此只需服用水解胶原蛋白就能够轻松地减肥。
胶原蛋白被称为“骨中之骨，肤中之肤，肉中之肉”，它与我们机体的各个部位都密不可分，在医学、食品及化妆品等与日常生活息息相关的领域都有着广泛的应用。除此以外，胶原蛋白在饲料工业、生物发酵方面也被广泛接纳，并带来良好的经济效益及环境效益。随着人们对胶原蛋白的日益关注，我们相信它会在更加广阔的领域中应用。
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