生物医学工程学科评估精选(九篇)

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第1篇：生物医学工程学科评估范文

1.1 生物医学工程学科

生物医学工程(BiomedicalEngineering,BME)是综合应用生命科学与工程科学的原理和方法，从工程学角度在分子、细胞、组织、器官乃至整个人体系统多层次认识人体的结构、功能和其他生命现象，研究和开发用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置、系统和工程技术的学科。BME学科是各学科交叉与高度综合的产物，涉及学科领域十分广泛，包括数学、物理学、化学、生物学、医学等基础学科，又结合了包括声、光、磁、电子、计算机、材料等尖端工程学科，是将其它学科研究成果应用于临床，将生命体与诊断、医疗、康复等装置视为一个系统，并充分考虑其相互作用的一类知识高度密集的技术领域。

1.2 国内生物医学工程专业教育现状

我国自1978年创建生物医学工程学科。截止2004年9月，我国有80余所高校设有生物医学工程学科相关专业。其中医科大学11所，综合性大学12所，名牌工科大学13所，医学院16所，普通工科院校27所，高职高专5所（左右）。依据人才培养的侧重点不同，上述高校可以分为3类：（1)实力较强的理工院校的BME专业以培养能从事BME研究、开发和生产的高级BME技术人才为主要目标。（2)医学院校的BME专业以培养能将工程技术与医学密切配合的高级临床医学工程技术人员为主要目标。（3)普通理工科院校以培养能够从事医疗器械质量管理、设备管理、市场营销、技术服务等工作的应用型人员为主要目标。为了区别本科院校的专业设置、适应应用型人才培养的需要，第三种类型中高职高专层次的院校一般将生物医学工程专业的名称设置为“医用电子仪器专业”、“医疗器械专业”等。

1.3 我校医疗器械专业人才培养目标

我校自2002年创设“医疗器械专业”。该专业的人才培养目标可划归到第三类，即：面向医疗器械生产销售型企业、贸易型企业和医院等医疗器械使用单位培养从事医疗器械市场营销、质量管理、保养维护等方面工作的高等技术应用性人才。至今，该专业已招收3届近250名学生。首批35名学生已于2005年毕业，一次性就业率为95%。

2.医疗器械产业

生物医学工程的发展不仅促进了医学的现代化，而且形成了一个新的高技术产业领域——生物医学工程产业。生物医学工程的产业范围包括：生物医学材料制品、（生物）人工器官、医学影像和诊断设备、医学电子仪器和监护装置、现代医学治疗设备、医学信息技术、康复工程技术和装置、组织工程等。习惯上，在生产实践和行业监管领域，“生物医学工程产业”则更多地被称为“医疗器械产业”。

2.1 医疗器械产业的发生、发展

20世纪初，电子管的发明和电子学的蓬勃发展促进了近代医学科学和自动化理论与实践的飞速发展。随着晶体管的发明，各种模数转换技术日趋成熟，一大批数字化检验、检查、治疗仪器应用于临床。70年代以后，大规模集成电路、微处理器芯片问世，各种以微处理器为核心的医疗检验、检查、治疗仪器在中等以上医院得到广泛应用。先进医疗器械在医院的使用极大推动了医学事业的发展，并成为医学现代化的重要标志。医疗器械已经发展成为全球性发展最快、贸易往来最活跃的高新技术产业之一，在医疗卫生事业、公众健康保健中起到越来越重要的作用。

2.2 医疗器械市场概况

2.2.1世界医疗器械市场概况

医疗器械是当今世界经济发展最快，贸易往来最为活跃的工业门类之一。据美国医疗卫生工业制造商协会（HIMA)统计，1995年全球医疗器械销售额为1200亿美元，2000年达到1900亿美元，2005年增加到2500亿美元，预测2006年全球医疗器械销售额将达到2600亿美元左右。

2.2.2 中国医疗器械市场状况

中国有14亿人口，29万家医疗卫生机构，医疗器械有广阔的市场。2000年，中国医疗器械市场容量达527亿元，2005年达到760亿元，平均年增长率15%，占世界市场份额3%，是全球医疗器械十大新兴市场之一，已成为除日本以外亚洲最大的市场。

2.3 医疗器械产业现状

2.3.1 我国医疗器械工业的现状

我国的医疗器械工业总产值自改革开放以来一直保持快速增长。20世纪90年代以来，平均增幅一直保持在20%左右的水平。根据国家统计局公布的数据，1995年全国医疗器械工业总产值仅140亿元，2005年我国医疗器械工业总产值、销售收人、利润总额已经分别达到504亿元、488亿元和40亿元，同比均有24%以上的增幅，增长势头强劲。

截至2004年11月30日，我国医疗器械生产企业数已达到10447家，其中仅2004年就比2003年净增加1438家，增长率达13.8%。年生产品种5000多个，规格1万个以上，其中仅2001~2004年，我国共注册境内医疗器械产品29480个。加上期间注册的港澳台医疗器械产品178个、进口医疗器械产品7595个，产品已基本上满足全国各级医院的装备要求。

目前我国医疗器械工业总产值在国际市场份额仅占2%左右，而美国高达42%，欧盟占27%，日本占14%。从医疗器械和药品的销售比例来看，我国为1:5左右，而在发达国家两者的销售比例为1:1.9,可见我国医疗器械工业的发展空间很大。医疗器械行业“十五”规划预测，到2010年我国医疗器械行业总产值将达1000亿元。

经过50多年的建设，我国医疗器械工业布局和产业结构逐步形成。目前，医疗器械生产厂商主要集中在上海、北京、天津、江苏、浙江、广东、辽宁、山东、湖北、四川、陕西等地区。国有企业继续在行业内发挥骨干作用，如北京万东、山东新华、汕头超声、苏州医疗、上海手术、上海齿科、上海医光等；90年代以后，在计划经济向市场经济转轨条件下，涌现出一批乡镇企业和民营企业，如江苏宏宝、威海高分子、哈慈、浙江双鹤、康德莱、宁波戴维等，多种所有制成份的共同发展，使医疗器械行业展现出勃勃生机。

2.3.2 浙江省、宁波市医疗器械相关企业现状

据不完全统计，浙江省现有医疗器械生产销售型企业1000余家、贸易型企业1000家以上、县级（含）以上医院等医疗器械使用单位200家以上。进人2005年中国医疗器械企业销售收人100强的生产销售型企业中，浙江占了5家。据2000年的统计，宁波市有医疗器械生产销售型企业80家、总产值不足4亿元人民币、产值达到500万元的企业不足10家。经过5年多的调整、发展，到2005年，全市医疗器械生产销售型企业有220家、贸易型企业250家。全市医疗器械生产销售型企业工业总产值达20亿元人民币，年产值在500万元以上的企业有50家，有的企业产值已达到2亿元。产品涵盖医用磁共振成像系统、婴儿培养箱、高压氧舱、心电图机、卫生材料和敷料、体外诊断试剂等几十个门类数百个品种几千种规格的产品，在全国都有一定的影响。

政策评估从国家政策层面上看，按照原国家经贸委制定的《医疗器械行业“十五”发展规划》，到2010年我国医疗器械总产值将达到1000亿元，在世界医疗器械市场上的份额将占到5%，到2050年这一份额将达到25%，成为世界一流的医疗器械制造强国。为贯彻落实“十五”高技术产业发展规划，2003年2月11日，国家计委专门公告，组织实施“十五”期间生物医学工程高技术产业化专项，加快生物医学工程产业发展。

地方上，北京、天津、上海、江苏、广东、浙江等省市，以及深圳、南京、佛山、莆田、衡阳、杭州、宁波等城市都对医疗器械产业进行了产业引导和政策支持。《浙江省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》指出，医疗器械是“具有重大带动作用的高技术产业”，要“大力发展”。有关部门已经着手制订“医疗器械产业’十一五’发展规划”。宁波市医疗器械行业协会也正在促成“十一五”规划期间的政策支持。

同时，政府部门也意识到要制定更严格的监管制度来引导各类型单位实现产业升级、规范管理，解决这些单位面临着一些实际问题：推动生产销售型企业落实生产质量管理规范（GMP)和质量管理认证；明确要求新开办贸易型企业至少配备2名医疗器械大专以上毕业生从事质量管理、提供售后技术服务；要求医疗单位加强设备管理、强化医疗器械不良事件监测与控制。

3.讨论

3.1 我国生物医学工程学科正在得到各类型高校的重视，各学校又依托原有基础发展出各具特色的相关专业进一步促进了学科的发展。但可以预见，各高校之间的竞争也将日趋激烈。寻找合适的定位、有所侧重才能为学科的发展作出贡献。

第2篇：生物医学工程学科评估范文

    1临床医学工程专业课程体系的调整

    1.1医学院校临床医学工程应用型人才培养目标医学院校的临床医学工程应用型人才以医疗设备的全程技术管理、信息系统的维护、影像工程科等为主。通过4年专业学习,学生对于医疗仪器有比较深入的了解,侧重于理论的应用,能够对仪器进行基本的保养、维护和一般性维修;对于仪器的医学应用比较了解,在医生和仪器提供者之间起桥梁作用,承担部分仪器的高效使用、改造等任务。同时也可以成为医学仪器生产厂家的运行、维护、安装、研发等专业技术人才。

    1.2专业课程以原理为基础,兼顾应用坚持“重人品,厚基础,强能力,宽适应”的人才培养模式[5],接受先进的理论和技术。专业课程设置可分以下几大类:医学仪器与图像处理类,包括电路、数字图像处理、传感器等;微机原理以及应用类,包括单片机、计算机原理及应用、医学信息系统等;医学基础类,包括系统解剖学、生理学等;生物医学工程专业课程,包括生物力学、生物材料、医学传感器等。教学以“学为主,教为导”的方法,采取启发式、讨论式教学[6]。授课以原理为基础,不要求复杂的公式推导,但是要有定性的概念,例如超声探头高频低频的应用差别。由于设备更新换代很快,无需纠结于某个特定型号的设备并研究其具体功能,应概括性介绍医学设备的应用。开设理论教学与实地教学相结合,与医院合作,组织学生到医院参观学习,请相关业务人员介绍医疗仪器和系统的软件以及硬件设备,及其实际运行情况,使学生有更直观的认识。

    1.3引入医疗器械风险管理的概念,加强学生医疗风险意识在基础专业课程教学的同时,引入医疗器械风险管理的概念。表1为制造商对某设备风险的可能性评估。表格左列为危险的可能性分类,首行为危险的严重性分类,阴影区是可用性测试工程师优先考虑的内容。风险分为R1、R2、R3、R4、R5、R6等6个等级。医疗器械的风险管理贯穿于产品的整个寿命周期,在设备的使用过程中仍可能存在,因此医疗工程人员需要具有医疗风险意识。在教学中,引入医疗器械风险管理的概念,让学生了解医疗环境下多种因素都有可能造成医疗设备的使用风险,同时让学生感到学习临床医学工程在医院工作“有用武之地”。

    1.4以研带教,直观认识医疗风险在理论学习的基础上兼顾研究和应用,培养学生科研能力的同时,加深学生对医疗风险的认识程度。例如,我们对RFID标签在高磁场下应用的安全性进行测评[7-8],通过实验发现,13.56M无源RFID标签作为患者标识,在1.5T磁场下持续使用对自身安全正确使用没有影响,但是其可能影响核磁成像的信号及噪声水平,形成伪影,见图1。由此可见,通过简单的研究发现临床环境中风险因素随时可能被引入。开展创新性研究实验,在培养学生思维逻辑能力、分析解决问题的能力以及科研实践能力的同时,提升学生对临床医学工程专业的兴趣,更有利于学生今后的择业意向。

第3篇：生物医学工程学科评估范文

关键词 高等学校 本科专业评估 专业建设

中图分类号：G642 文献标识码：A

随着高等教育的稳步发展和高等教育体制改革的逐步进行，如何提高高等教育质量成为社会普遍关注的焦点。专业评估作为高校教育教学质量的重要保障，现已成为评价高校各类专业办学水平和教育质量的重要依据。国家教育部自2003年开始实行“普通高校本科教学工作水平评估”工作，之后在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》中进一步明确了提高高等教育质量的重要性。2012年，国家教育部高教司和教育部高等教育教学评估中心先后又下发了《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》、《教育部关于普通高等学校本科教学评估工作的意见》等文件。这一系列举措都说明了专业评估在促进专业建设，提升学校整体学科水平中的重要地位。

1实施高校本科专业评估的意义

1.1实施专业评估是实现专业科学发展的有力保障

开展本科专业评估工作是对办学专业的内在剖析，总结专业的建设背景、人才培养目标、目前取得成绩、存在问题及未来发展趋势，并与理想化标准相对照。

梳理出二者之间的差距，查找出制约专业发展的重要问题。并以此为突破点，进行一系列教育教学改革，发展自身办学优势，促进专业内涵建设，引导专业在正常轨道发展，并进一步提高办学水平和人才培养质量，实现专业科学发展。

1.2实施专业评估有利于建设特色高等教育体系

随着社会主义市场经济的逐步发展，社会中各个行业对人才的需求已不再是统一标准，而是呈现出了多样化的特点，这就要求各校在人才培养方面要注重发扬自身的学科优势，培养特色化人才。实施专业评估工作能够使高校与高校之间呈现区别化的专业设置和多样化的人才培养定位，有利于各个高校明确自身专业的特长之处，避免学科和专业的重复建设，提高办学效率，有利于特色化教育体系的形成。

1.3实施专业评估有利于激发学校自身可持续发展的内在动力

实施专业评估的目的是以评估工作来积极带动学校的各项建设工作，推动学校办学思想和观念的更新，深化教育教学改革，全面完善人才培养方案和定位，以满足社会对优秀人才的需要。同时，并进一步提高教学队伍素质和管理队伍素质，保障教学工作高质量进行。专业评估工作可促使学校的改革与未来发展目标有机结合，统筹兼顾，最终实现提高教学质量，促进学校可持续发展。

2高校本科专业评估的指标解读与筹备工作

辽宁省高校新设本科专业评估的指标体系主要包含两个层次：一级指标（4项）主要有：人才培养定位与人才培养模式、专业教学团队、教学基本建设、教学质量保障；二级指标（13项）主要有：人才培养定位、人才培养模式、教学团队结构与数量、专业建设负责人、师资培养、人才培养方案、教学改革、实践教学设计、实践教学条件、教学资源建设、专业建设经费、质量监控制度体系、质量评价与反馈。

2.1人才培养模式与人才培养定位

高校专业人才培养应定位于适应国家及地方的经济社会发展需要或行业企业发展需求，具有明确清晰的专业建设指导思想。在符合专业定位的基础上，人才培养目标应遵循人才成长规律和教育教学规律，并且具备科学性、合理性、规范性和可操作性。在这一原则指导下，我校医疗器械学院生物医学工程专业的定位以国内外医疗器械产业的发展对生物医学工程专业人才的需求为依据，结合生物医学工程专业特点和我校的办学特色，积极探索生物医学工程专业人才培养模式，构建以生物检测诊断、生物医用材料、有源医疗器械三个方向为主体的培养方案，加强教学管理，注重人才培养质量，并取得了显著成效。

2.2专业教学团队

应建立一支稳定的年龄、职称、专业背景等结构合理的专兼结合的专业教学团队，并保证教学团队在数量上能够满足教学工作的需要。专业建设负责人在具备优秀的教学及科研能力外，还应着力推动人才培养模式、培养方案、课程体系、实践教育基地、师资队伍等建设工作的开展。此外，依据专业建设规划，制定科学合理的师资培养计划，鼓励和加强青年教师在专业教学及科研业务方面的作用。在此指导下，我校生物医学工程专业建立了由15位专职教师、5位兼职教师构成的老中青结合、富有创新精神的专业教学梯队，其中80%的教师专业背景与该专业相近。专业建设负责人是我校博士研究生导师、硕士研究生导师。近三年承担市级（及以上）科研课题5项，发表科研论文20余篇。并积极参与国内外专业领域的学术交流与推广，三年内在国内重要专业领域学会上发表大会报告或担任主持人十余次，具有较好的专业学科影响力。学院还建立了完善的师资培养计划，采取“内出外进”的相应措施及原则，其中专业教师参加学术交流活动30余次，参加率达到100%。

2.3教学基本建设

第4篇：生物医学工程学科评估范文

关键词：3D打印；生物医学工程；发展现状

前言

三维打印（Three Dimension Printing，简称3DP）属于一种快速成型（Rapid Prototyping，简称RP）技术，它由计算机辅助设计（CAD）数据通过成型设备以材料逐层堆积的方式实现实体成型。“三维打印”在技术界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分层制造”等[1]。三维打印起源可追溯于上世纪八十年代，1984年查尔斯・赫尔发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术，并于1986年成立了3D Systems公司，开发了第一台商用立体光敏3D打印机，1988年，斯科特・克伦普发明了熔融沉积成型技术（FDM）并于1989年成立了Stratasys公司，随后在2012年合并以色列3D打印公司Objet。3D Systems和Objet是目前世界上最大、最先进的两家3D打印公司。我国清华大学颜永年教授于1988开始研究3D打印成型技术，华中科技大学王运赣教授以及西安交通大学卢秉恒院士等，纷纷于上世纪90年代起就开始涉足3D打印成型技术的研究。

1998年，清华大学的颜永年教授又将3D打印成型技术引入生命科学领域，提出生物制造工程学科概念和框架，并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印设备，为制造科学提出了一个新的发展方向--生物制造。生物制造的一个重要手段即是生物3D打印。生物三维打印是以活细胞（living cells）、生物活性因子（proteins and bio-molecules）及生物材料 （biomaterials）为基本成形单元，设计制造具有生物活性的人工器官、植入物或细胞三维结构，是制造科学与生物医学交叉融合的新兴学科，它是目前3D打印技术研究的最前沿领域，也是3D打印技术中最具活力和发展前景的方向[2，3]。

1 3D打印技术的分类

目前比较典型的3D打印快速成形技术主要分为三种[4]：

1.1 粉末粘结3D打印光固化材料3D打印与熔融材料3D打印

粉末粘结3D打印是目前应用最为广泛的3D打印技术，其工艺过程如下：首先，在工作平台上均匀铺洒单位厚度的粉末材料；其次，依据实体模型离散层面的数字信息将粘结剂喷射到粉末材料上，使粉末材料粘结，形成单位实体截面层；再次，将工作台下降一个单位层厚；最后，重复第一步至第三步，逐层堆砌，形成三维打印产品。其存在缺点是，通过粉末粘连成形的零件精度和强度偏低，一般需要后续工艺提高其强度，但后续处理工艺会导致零件体积收缩，变形严重。

1.2 光固化3D打印（光敏三维打印）

该技术使用液态光敏树脂作为原料制作零件模型，光敏材料三维打印成形基于喷射成形技术和光固化成形技术，喷头沿X方向往复运动，根据零件的截面形状，选择性喷射光固化实体材料和光固化支撑材料形成截面轮廓，在紫外光照射下光固化材料边打印边固化，层层堆积至制件成形完毕。但其应用于骨骼类产品打印的主要缺点是，当前具有生物活性的骨骼类材料如羟基磷灰石，生物玻璃等材料自身不是光敏性材料，需与光敏材料混合使用，因此影响产品的生物活性在打印后将受到很大影响。

1.3 熔融材料3D打印成形

熔融材料三维打印成形基于熔融涂覆成形（FDM）专利技术，分别加热两种丝状热塑性材料至熔融态，根据零件截面形状，选择性涂覆实体材料和支撑材料形成截面轮廓，并迅速冷却固化，层层堆积至制件成形完毕，其原理与光敏材料3D打印成形类似 [16]。目前熔融材料三维打印成形，可采用由磷灰石和骨骼所需的有机盐配置而成的骨水泥，不需要额外添加紫外光照射固化所需的光敏介质，有利于保证材料后续的生物相容性和生物活性。但由于挤压式喷头的喷嘴处压力大，容易造成阻塞现象，因此对喷嘴和材料浆料的粒径要求较高。

除三维打印外，应用比较广泛的商业化快速成形工艺还包括立体光刻成形（SLA）、选择性激光烧结成形（SLS）堆叠、实体制造（LOM）、熔融堆积成形（FDM）等，但这些工艺大多需要配备价格昂贵的激光辅助系统，且成型工艺实质上还是类似于上述三种材料叠加-固化技术。因此，三维打印技术被认为是最具生命力的快速成形技术，发展潜力巨大，在医学中的应用前景广阔，其推广应用将对传统的医疗产品生产模式带来颠覆性的影响。

2 三维仿生重构建模技术的发展

基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要研究内容之一。3D打印生物构件的实现首先需要在计算机环境下有效重构和建模，生成可用于驱动打印喷头的指令数据进而操控成型设备实现产品成型。随着医学影像技术的发展，人体组织的二维断层图像数据可以方便地获取以进行医学诊断和治疗。但是，二维断层图像只是表达了某一截面的解剖信息，医生可以凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状，“构思”病灶与其周围组织的三维几何关系，可三维打印设备却无法根据这些断点数据进行立体三维成型，因此，基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要前驱步骤。

由于CT或MRI等检测设备扫描得到的二维图像信息不能直接用于快速成型，只有通过专用软件将二维断层图像序列重建为三维虚拟模型，并生成为快速成型机可以接受的STL（Stereo Lithography）格式图形文件，才能最终制造出生物产品三维实体模型。近十多年来，欧美等发达国家的科研机构对于医学图像三维重建的研究十分活跃，其技术水平正从后处理向实时跟踪和交互处理发展，并且已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站和虚拟现实结合起来，代表着这一技术领域未来的发展方向。

在市场应用领域，国外已经研制了三维医学影像处理的商品化系统，其中，比较典型的有比利时Materialise公司的Mimics、美国Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在国内，中国科学院自动化研究所医学影像研究室自主开发的3D Med是基于普通微机的三维医学影像处理与分析系统，系统能够接收CT、MRI等主要医疗影像设备的图像数据，具有数据获取、数据管理、二维读片、距离测量、图像分割以及三维重建等功能。清华大学计算机系研发的人体断面解剖图像三维重构系统能给外科手术中的影像诊断提供一定的参考。中国科技大学在应用Delphi开发三维重构软件的研究上取得了很好的成果。国内企业也研发了一些三维医学影像处理系统。如西安盈谷科技有限公司“AccuRad TM pro 3D高级图像处理软件”于2005年4月投入市场。它能对二维医学图像进行快速的三维重建，并能对临床影像的数据进行科学有效的可视化和智能化挖掘和处理，为临床提供更多有价值的信息。但目前国外优秀软件如Mimics、3D Doctor、VGStudio MaX等的价格非常昂贵，且其技术严格保密。国内的产品大多没有自主知识产权和成熟的商业应用模式。

3 3D打印技术在生物医学工程中的应用

3D打印技术在生物医学工程中应用广泛，其应用领域大致包括：体外器官模型、仿生模型制造；手术导板、假肢设计；个性化植入体制造；组织工程支架制造；生物活体器件构建以及器官打印；药物筛选生物模型等。如图1所示为3D打印在生物医学工程中的各种应用情况[5-7]。

3.1 体外器官模型、仿生模型制造。该类应用主要用于医疗诊断和外科手术策划，它能有效地提高诊断和手术水平，缩短时间、节省费用。便于医生、患者之间的沟通，为诊断和治疗提供了直观、能触摸的信息，从而使手术者之间、医生和病人之间的交流更加方便。

3.2 手术导板、假肢设计。该类应用便于订制精确的个性化假体，实现个性化医疗需求。根据患者缺损组织数据量身订制的假肢，可提高假肢设计的精确性，提高手术精确度，确保患者的功能恢复，减少患者的痛苦。

3.3 个性化植入体制造。人体许多部位的受损组织，需要个性化定制。如人类面部颌骨（包括上下颌骨） 形态复杂， 极富个性特征， 形成了个体间千差万别的面貌特点。人类的头颅骨，需要准确与颅内大脑等软组织精确匹配扣合，人体的下肢骨、脊柱骨等会严重影响患者今后的步态及功能恢复。因此这类修复体可通过3D打印技术实现个性化订制和精确 “克隆”受损组织部位和形状。

3.4 组织工程支架制造。如通过3D打印技术设计和制备具有与天然骨类似的材料组分和三维贯通微孔结构，使之高度仿生天然骨组织结构和形态学特征，赋予组织工程支架高度的生物活性和骨修复能力。

3.5 生物活体器件构建以及器官打印。此方面的应用大多涉及活体细胞的生物3D打印技术。细胞三维结构体的3D构建可以通过活细胞及其外基质材料的打印构建活体生物器件。如英国赫瑞瓦特大学和一家干细胞技术公司合作，首次将3D打印拓展到人类胚胎干细胞范围。这一突破使得利用人类胚胎干细胞来“打造”移植用人体组织和器官成为可能。美国康奈尔大学研究人员最近在其发表的研究论文中称，他们利用牛耳细胞在3D打印机中打印出人造耳朵，可以用于先天畸形儿童的器官移植。

3.6 药物筛选生物模型。药物筛选指的是采用适当的方法，对可能作为药物使用的物质（采样）进行生物活性、药理作用及药用价值的评估过程。作为筛选，需要对不同化合物的生理活性做大规模横向比较，因此有研究人员指出通过3D打印技术，精确设计仿生组织药物病理作用模型，可以使人们开在短时间内大规模高通量筛选新型高效药物。最近，四川大学联合加州大学圣地亚哥分校等科研机构，通过3D打印技术设计了一款肝组织仿生结构药物解毒模型（如图1-c），该研究成果发表在最近一期的Nature Communications上，受到3D打印研究领域的广泛关注。

3D打印在生物医学工程中应用：（a）3D打印磷酸钙骨组织工程支架； （b）3D打印细胞、活体器官构件；（c）3D打印肝组织仿生结构药物解毒模型。

4 结束语

三维打印技术正处在蓬勃兴起的阶段，3D打印技术在生物医学工程中得到了广泛的应用，其应用以及发展现状表明：3D打印在体外器官模型、组织工程与再生医学、个性化医疗以及新药研发等方面展现出广阔的应用前景。抓住生物材料及植入器械的三维打印技术新一轮发展浪潮，发展我国生物三维打印技术，对发展我国生物材料医疗器械产业步入国际先进水平具有十分重要的意义。

参考文献

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第5篇：生物医学工程学科评估范文

2006年吉利侠报道，设备的维修管理是正随着生产发展而产生的一门科学，其发展过程大致可分为4个阶段:(1)事后维修阶段:这种修理机制不讲设备的维修层次(局部维修、全部维修、或更新改造等)，仅以修复设备原来的功能为目的，必然丧失设备的许多工作时间，生产计划被打乱，修理的内容、时间长短都带有很大的随机性(1950年前)。(2)预防维修阶段:主要做法是定期检查设备，在故障处于萌芽状态时采取预防措施，以避免突发事故发生，但是出于受检查手段和人们经验的制约，仍可能使计划不准确，造成维修冗余或不足(1950－1960)。(3)生产维修阶段:它由4种具体的维修方式组成:事后维修、预防维修、改善维修和维修预防，针对不同设备及其使用情况分别采取不同的维修方式。这一维修体制突出了维修策略的灵活性，吸收了后勤工程学的内容，提出了维修预防，提高设备可靠性、设计水平以及无维修设计思想(1960－1970年)。(4)各种设备维修管理模式并行阶段:主要包括综合工程学、全员生产维修TPM、设备综合管理3种管理模式(1970年至今)。

以可靠性为中心的维修(ReliabilityCenteredMaintenance，RCM)管理模式

2006年吉利侠简单介绍20世纪90年代的维修管理模式，见表1。

2007年安志萍等报道发达国家的经验和发展表明，以可靠性为中心的维修(RCM)管理理论已在航空设备及军事装备维修领域得到了广泛应用，效果显著。可见采用RCM管理.把从被动维修和基于时间的计划维修转换为以可靠性为中心的预防性维修体制.也是军队医疗装备维修管理发展的必然趋势。RCM管理模式充分考虑装备自身的设计特点、运行状态和装备的故障模式及故障后果影响等信息。只有在确定医疗装备可靠性下降，且维修工作是必要和可行时，在保证安全性和可靠性的条件下才进行针对性维修，而不盲目做反应性维修或一般性预防性维修，从而减少虚惊和不必要的维修，有效地提高了医疗装备的完好率和使用率。

依据RCM管理理论建立军队医疗装备RCM管理体系见图1。以可靠性为中心的维修(RCM)是从众多的维修理论中脱颖而出并逐步被广泛接受的一种全新的维修方法。它是建立在设备的设计特点、运行功能、故障模式和后果分析的基础上，以最大限度提高设备的使用可靠性为目的，应用可得到的安全性和可靠性数据，确定维修的必要性和可行性，对维修要求进行评估，最终制定出实用的、合理的维修计划。

基于医院网络资源设计的医疗设备维修管理系统

2006年刘刚基于医院网络资源设计的医疗设备维修管理系统，采用医学工程部安装设备维修系统/科室通过浏览器访问设备报修系统结合的模式(见图2)，使各科室客户端零维护，医学工程部的数据操作、统计方便，具有预防性维护、自动派工、绩效考核等特殊的功能，对确保医疗设备良好的状态和提高员工的工作效率具有很大帮助，为提高医疗设备的维修管理水平提供了技术手段上的保障，同时为全院信息整合提供了基础平台。2009年曾立等报道，结合该院HIS系统，选用VS2005和SQLSERVER数据库设计的一套B/S模式的医疗设备维修管理系统，实现了科室报修、维修提醒、维修确认登记，以及维修信息查询统计、打印等功能。该医疗设备维修管理系统简要流程见图3。临床科室医疗设备故障，上网填写维修申请后提交，负责该区域的维修人员登录系统后显示维修提醒或者事先设定的预防性维修计划时间到期，显示预防性维修提醒，针对上述系统功能性提醒，维修人员进行维修确认并进行设备维修，维修过程中或维修完成可进行维修登记。

分类维修模式

2009年王鲁等报道设备分类维修模式:将亟待维修的医疗设备科学合理的分类，根据分类有针对性的进行维修分工。厂家专业维修工程师、外聘工程师、医院维修技术人员人力资源合理地分配，确保医院的医疗设备正常运行，延长设备仪器的生命周期，见图4。

大型精密设备的维修工作:大型精密设备多为影像设备和专业性强的贵重仪器，该类设备技术含量高，维修工作主要依靠厂家的专业维修工程师。目前，各大设备生产厂商均推出了设备保修协议。医院需要对协议认真地推敲讨论，根据设备的使用情况:有选择地购买设备的保修，虽然买保修增加了设备的运行成本，但它能确保设备发生故障时能快速地修复，从而也确保了医院经济效益和社会效益。

专业性较强的设备的维修:作专业性较强的设备多为检验类设备和相对技术含量较高的仪器设备，它具有同类产品多、构造原理公开、维修配件开放、定期巡检、校正次数较多等特点。该类型设备的维修工作可由厂家工程师和医院维修工程师完成，也可有选择性的外聘专业工程师。有利于工程师之间的技术交流学习和医院专业维修工程师的培养。

常规医疗设备的维修工作:常规医疗设备是医院各专业必备仪器设备，数量庞大，其技术含量相对较低。问题多为电路板上元件的故障(由于设备使用年限较长，造成接触不良等情况)，医院维修工程师完全可以独立修复，其特点:配件开放且价格较低、维修速度快，为临床的诊断和治疗工作赢得了宝贵的时间，也为医院节约了大量的维修资金。

自助与购买服务相结合模式

2010年张力方报道，提出一种新的医疗器械维修服务方式没想———自助与购买服务相结合模式，其内涵:

(1)医院必须有自己的医疗器械管理部门。管理职能为负责医疗器械从预算、论证、购置、验收安装、维护保养、维修、使用安全监督，直至报废的全过程管理。(2)根据医院的规模、科室设置与床位数，配置有相应的临床丁程技术人员。

(3)临床T程技术人员主要有四大任务:安装验收、维护保养、基础设备维修、应急维修。

(4)除上述基础设备以外，将医院一些大型医疗设备及精密医疗器械用购买服务方式，交给专业公司承担维修与维护工作。

(5)医院医疗器械管理部门有责任对购买服务进行绩效考评，保证购买服务为有效服务。

设备维修社会化模式

2007年孙爱民等报道医院维修管理模式现有的趋势走向:

(1)医院设备维修要走建设临床医学工程学科的道路。建设临床医学工程学科是顺应现代医院发展的要求。发达国家早在二十世纪七十年代就在医院中建立了医学工程部，设置了医学工程师或生物医学工程师，其工作重点围绕医疗设备的安全和质量控制。在国内，现在大多数医院也都已建立了设备处(科)，但工作重点大多还维持在采购和事后维修水平;也有少数医院的学科建设走在前面，拥有足够的工程师、甚至博士和博士后;工作模式也向临床渗透，开展质量检测、预防性维修、科研教学等。可以说，临床医学工程这个新兴的边缘学科在国内医院中已具雏形，但极需发展状大。

(2)医疗设备维护，维修外包模式即推向社会化模式医疗设备维护外包是指医院委托外部的专业维护公司负责医院的医疗设备维护工作。

2011年张际州等报道了社会化第三方维修服务。这种模式的优势在于:

(1)早期就有资料显示，通过外包平均可使服务水平提高15%。

(2)提供专业化的维护服务技术，减少医院对各标准工具、测试设备的投入，显著降低成本及维护人员培训费用。调查结果显示，40.5%的调查对象认为医疗设备外包能够节约成本。2011年王丽芳等对3种维修方式进行了比较。

原厂维修:医疗设备由生产厂家维修，维修力量强，经验丰富，备件充足;但价格昂贵，只更换备件。医院自修:设备出现故障后由医院设备维修部门维修，响应速度快，无需费用;但无专业培训人员，无备件，甚至无维修工具。第三方维修:响应速度快，维修水平高，方式灵活多样，收费低廉;但备件不充足。比较以上几种服务方式，对于设备多、类型多，同时有一定的技术力量的大型医院几种维修方式应该分别采用才能使服务最优化、开支最合理化、设备效率最高化。

第6篇：生物医学工程学科评估范文

关键词： MIT 发展战略 办学特色

麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，简称MIT）在众多大学排名里，均位列世界前五位。2013―2014年最新排名中QS世界大学排名：世界及全美第一；其世界声誉排名自2011年首次以来，都一直将其列作世界及全美第2（仅次于哈佛大学及斯坦福大学）。研究MIT的办学特色对我国理工大学的建设有很好的借鉴意义[1]。

一、学校简介

MIT是美国一所研究型私立大学，位于马萨诸塞州（麻省）的剑桥市，查尔斯河（Charles River）将其与波士顿的后湾区（Back Bay）隔开。至2009年，先后有78位诺贝尔奖得主曾在麻省理工学院学习或工作。MIT的自然及工程科学在世界上享有极佳盛誉，其管理学、经济学、哲学、政治学、语言学也同样优秀。

二、发展战略

在对未来社会、科学和大学自身研究的基础上，MIT制定了新的发展战略。第一，吸引最优秀的学生和教师，给他们提供有刺激性的和有效的生活与学习环境。第二，致力于研究基础科学，但应在把研究、学习和行动整合成一体的新模式中处于领先地位。第三，开拓新的财政来源，增进公民、联邦政府和商业界对科学、技术、研究和高等教育的理解与支持，吸引私人投资。第四，麻省理工更加注重全球化的发展，进一步加强其在国际上的产学研合作。

三、办学特色

（一）“小而精”的发展战略――院系和学科门类少

根据专业的分类，MIT被分成了如下六个学院：建筑及城市规划学院（School of Architecture and Planning）：建筑学、媒体艺术与科学、城市研究与计划；工程学院（School of Engineering）：航空太空工程、生物医学工程、化学工程、土木工程、环境工程、电机工程、计算机科学与工程、资讯科学、核子工程、机械工程、材料科学与工程、交通物流研究所；人文及社会科学学院（School of Humanities， Arts，and Social Sciences）：人类学、比较媒体研究、经济学、文学、历史学、语言学、哲学、音乐与戏剧艺术、政治学、女性研究、写作计划组；阿尔佛雷德・P・斯隆管理学院（Alfred P. Sloan School of Management）：金融博士、会计博士、MBA和金融学硕士；理学院（School of Science）：数学、物理学、化学、生物学、脑与认知科学、地球科学；维泰克健康科学技术学院（Whitaker College of Health Sciences and Technology）。

（二）注重加强国际合作

2007年，MIT与阿拉伯联合酋长国达成协议，共同建设马斯达尔科学技术研究院――世界上第一所专注研究另类和可持续能源、培养研究生的高等院校。2009年与浙江大学、新加坡达成协议，共同建设新加坡技术与设计大学，2011年开始招收第一届本科生。2011年与俄罗斯斯科尔科沃基金会达成协议，共同建设斯科尔科沃技术大学，2013年投入运行。2003年与西班牙阿拉贡政府、萨拉戈萨大学，在欧洲最大的物流中心萨拉戈萨市成立MIT-萨拉戈萨物流研究院（ZLC）[2]。2011年，马来西亚政府和麻省理工达成协议，共同创建了MIT-马来西亚供应链创新学院（MISI）并招收MIT-马来西亚供应链管理硕士研究生（MSCM）。

（三）重视理工科学生人文社科通识课程教育

MIT向来重视对理工科学生进行通识课程教育，注重教学与科研、应用的有机结合，培养学生运用知识解决实际问题的能力。MIT主要通过合理的课程设置有效地对学生进行通识类课程的教育。数学、科学与技术共9门，人文艺术与社会科学必修课8门，交流必修课4门，体育必修课4门，专业课16门左右。从课程设置可以看出MIT不仅培养学生对艺术的交流形势及敏感度，而且重视体育教育及交流课程的教学。有利于学生在学习科学文化课程时有强健的体魄，也能培养学生的艺术修养及口头表达能力及写作水平；有利于学生形成完整全面的知识结构；有利于创新人才的培养，使学生有更强的社会责任感，能够更好地适应社会及企业要求。我国要不断引进MIT的先进的通识教育理念，明确通识教育的目的，完善通识教育的课程体系，建立通识教育的组织机构，推进我国建设世界一流理工院校通识教育的进程。

参考文献：

[1]曹艳红.我国“985工程”高校定位问题研究[D].天津大学，2011（05）.

第7篇：生物医学工程学科评估范文

关键词 分子肿瘤学；研究型教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）12-0081-02

近年来，恶性肿瘤已成为严重威胁国民健康的重要疾病之一。在全球范围内，每年新发癌症患者约1000多万，死亡700多万。我国每年新发病例也逐步提升，如何有效防治恶性肿瘤已成为医学界面临的时代难题[1]。世界各国政府纷纷大力投入，积极探索新技术、新方法，使肿瘤学研究得到飞速发展。

分子肿瘤学是生物学与医学的交叉学科，是将分子生物学技术应用于肿瘤相关基因及其表达产物的研究中，进而阐明肿瘤的发生、发展及其本质，为肿瘤的预防、诊断和治疗提供新措施。北京工业大学生命科学与生物工程学院以抗肿瘤药物的研发为学科发展方向，但随着现代生物技术发展的日新月异，原有的一些肿瘤学基础知识已不能完全满足当前科研的发展需求。为适应生物前沿技术发展趋势，有力地推动生物技术向多专业渗透，促进边缘交叉学科领域的发展，学院首次为研究生开设分子肿瘤学这门课程，主要从分子水平上深入阐述肿瘤学研究的新进展，并结合学院研究生培养目标和课程建设的要求，对该课程教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行尝试与探索。这一举措必将促进学院在生物领域和医学领域的科学研究和学科建设。

1 以肿瘤基础研究为背景确立课程教学内容

随着我国医学模式的转变以及全球性卫生重点的转移，肿瘤的防治研究成为科教兴国战略的重要组成部分，不论是肿瘤发生发展的分子机制，还是临床肿瘤诊断治疗，都取得长足进步[1]。

北京工业大学生命科学与生物工程学院生物医学工程专业以探究肿瘤发生发展机制、抗肿瘤药物开发以及基因治疗等为主要研究方向，与医学肿瘤专业相比，在定位和针对性方面都有较为鲜明的特色。学院研究生大多数具有生物学等工科背景，掌握分子生物学、细胞生物学、免疫学及病毒学等丰富的理论知识，在基础研究方面具有优势，但缺少一定的临床肿瘤学知识。因此，分子肿瘤学这门课程的开设不同于医学院传统的临床肿瘤学课程，而是着重以肿瘤基础研究为背景，拓宽研究领域，深化研究层次。授课内容涉及肿瘤发生发展分子机制及其基因治疗、分子药靶、肿瘤表观遗传学等相关领域，以及肿瘤干细胞、miRNA、RNA干扰、蛋白质组学和生物信息学等前沿领域，从基因层面探讨肿瘤发生机制和有效的治疗措施。在此基础上，进一步发现新的肿瘤标志物，用于肿瘤的早期预测与防治。

2 以研究型教学为主导确立课程教学方法

研究生的课程教学处于从本科时期的知识学习型阶段向课题研究型阶段过渡的重要时期，是研究生培养过程中的一个基础环节。因此，这就决定了研究生课程教学不应仅仅只是本科式的知识传授的延续，而应是知识传授与科研能力培养并重。但当前高校教学中仍以传统的灌输式教学方法为主，师生交流与互动少，只适于简单的传授知识，不利于培养研究生自主学习和科研创新能力。

2.1 转变观念意识，优化课程设置

为了更好地增强教学效果，培养学生的综合能力，在开设分子肿瘤学课程之初就积极转换教学观念，以研究型教学为主导，结合课程的基础性与前沿性，优化课程设置，确立新的教学模式[2]。根据学校的研究生培养目标，制定出一套适应研究生教育的教学大纲，既满足研究生的知识需求，又能反应出学科水平和发展趋势。在整个教学过程中，以学生为中心，教师发挥组织和引导作用，根据课程具体内容、学生知识背景及理解能力等因素，充分激发学生的主动性与积极性。

在课程设置中，没有采用固定的教材形式，而是根据学生背景知识的差异，结合当前生物前沿技术在肿瘤学领域的研究趋势，采用启发式、讲座研讨式的教学方式，有目的性地开展授课。课程内容主要分为三部分：

第一部分着重介绍一些肿瘤学相关基本知识，包括细胞生物学如细胞结构与功能、分子生物学如肿瘤的分子标志物等基础知识，既照顾了那些基础薄弱的学生，同时给基础好的学生进行了复习；

第二部分重点从细胞周期与凋亡、细胞信号转导、血管生成、侵袭转移、耐药性等方面阐述肿瘤的癌变机制和肿瘤恶性演进机制；

第三部分介绍肿瘤的分子诊断、预防与治疗等内容与研究进展。

在授课中，从激发学生的创新思维目的出发，鼓励研究生参与课堂讨论，并结合学院一些学术前沿讲座，通过学术报告和学术交流，使学生更广泛拓宽学术视野，提高综合科研水平。

2.2 研究型教学在课堂中的实践

研究型教学是在教师的启发指导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以教学中的难点重点内容、有争议的学术问题或学科前沿问题为研究内容，通过学生查阅资料、独立钻研和认真思考展开课堂讨论和交流，使不同的学术观点相互碰撞、交流与补充[3]。

分子肿瘤学属于肿瘤学领域的前沿学科，知识更新快，教材不能涵盖最新的研究内容，因此在授课过程中不能以单一的教材作为参考资料。在教学之前提前做好研究性学习，从同行认可度高的期刊中查阅相关领域的最新研究文献，不断更新知识，在课堂上根据授课内容适时引入这些新技术新方法，既丰富了教学内容，又调动了学生的科研兴趣。

分子生物学、细胞生物学是肿瘤研究的基础，教学内容涵盖的知识点多、涉及面广，新技术与新方法的出现日新月异。如在给学生介绍细胞信号转导这章内容时，课前根据学生研究兴趣与方向设定一些知识点与问题，让学生课后分组查阅相关文献，准备PPT在课堂交流学习。如选择一个信号通路，查阅该通路包括的知识点，如蛋白种类、特点及调控功能，思考该通路在肿瘤生成中发挥怎样的机制？是否有其他小分子如miRNA的参与等？学生课后准备充分，结合自己今后的研究方向，积极探索与发现问题，在课堂交流中活跃，既丰富了课堂教学内容，又促进了对新知识的学习。

此外，还注重将本学院的研究成果融入教学过程中，如在介绍病毒与肿瘤这章内容时，为学生介绍学院科研小组对艾滋病、宫颈癌、食管癌等肿瘤病的研究进展与研究成果；在讲细胞生物学时，结合本实验室在干细胞领域的研究思路与研究进展，为学生介绍干细胞包括肿瘤干细胞、IPS细胞的特征及其在临床中的应用前景。这样让学生更全面了解本学院的研究现状与发展趋势，为今后进实验室开展研究工作奠定基础。

3 完善课程考核方式

课程考核是课程质量的重要内容，以多种形式考核指标来完善考核方式。在分子肿瘤学的课堂教学中，主要从课堂出勤、论文撰写、专题讨论三方面加以评估。其中专题讨论和论文撰写分别占总成绩的70%。在研究生的培养中，文献查阅是研究生从事科学研究非常重要的一个环节，学生可以在查阅、积累、梳理资料中消化、理解知识，并与相关知识融会贯通，运用各种知识解决实际问题。因此，撰写某一个感兴趣领域的研究进展论文是考核的重要内容之一。论文统一按照期刊发表的格式来撰写，考评内容包括论文格式的规范性、选题的新颖性、文献的代表性等。

专题讨论部分的考评主要通过学生对文献的理解程度，包括能否把握文献的核心内容，能否提出自己对文献研究内容的完善建议。同时，学生学术交流水平也纳入成绩考核部分，包括多媒体课件的制作、学术表述的流畅性和学术交流过程的应对能力。这样既可以考核学生查阅文献的能力，同时可以锻炼撰写论文的能力。

4 结束语

肿瘤的分子生物学研究一直是生命科学和医学研究的热点，尤其是癌基因的研究。随着科学技术的发展，生物芯片、RNA技术、表观基因组学及生物信息学等分析方法逐渐成为肿瘤研究的一种高效手段，使研究者更深入地了解疾病发生的分子机制，掌握癌基因特异性的分布规律，揭示基因信号内在的生物学意义，有力地促进肿瘤学的发展，为肿瘤的临床治疗奠定基础。

北京工业大学生命科学与生物工程学院专门为生物技术专业研究生开设分子肿瘤学这门课程，旨在为工科院校培养侧重于肿瘤学基础研究的复合专业型人才。在教学中转变教学观念，引入研究型教学模式，把研究的意识、思维、观点与方法融入教学中，强调对知识学习的自主性与探究性，注重学习过程中研究生的实践与体验[4]。在课堂教学中根据课程性质、教学内容和学生特点，创造性地进行教学设计，激发学生的科研兴趣，有利于全面培养研究生的综合创新能力。

参考文献

[1]陈正堂，等.肿瘤学专业现状与发展设想[J].医学杂志，2011，36（4）：315-318.

[2]王文静.中国教学模式改革的实践探索：“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报：社会科学版，2012（1）：

18-24.

第8篇：生物医学工程学科评估范文

【关键词】引导骨再生膜术；　骨形态发生蛋白；　组织工程骨

【中图分类号】R274.1【文献标识码】A【文章编号】1004-4949（2012）09-0175-02

随着组织工程和基因工程的发展，GBR、BMP及复合BMP的组织工程骨在临床医学中的应用越来越广泛。现就其在口腔科的应用和发展现状作一综述。

1引导骨再生膜技术在口腔科的应用

引导骨再生膜技术（guided　bone　regeneration，GBR）是继引导组织再生技术（guided　tissue　regeneration，GTR　technique）的发展和推广。它是采用生物材料制成的生物膜在牙龈软组织与骨缺损之间人为地竖起一道生物膜屏障，阻止软组织中成纤维细胞及上皮细胞长入骨缺损区，确保成骨过程在无成纤维细胞干扰的前提下逐渐完成，最后实现缺损区完全的骨修复［1］。随着生物材料的不断更新，该技术已经越来越完善和成熟，已被广泛应用于口腔科。

引导组织再生技术最早应用在牙周病学中，其后推广到口腔种植外科、口腔修复及口腔颌面外科中。在口腔种植外科中被应用于种植体周围骨量不足的治疗中，为种植体周围骨组织提供足够的、稳定的生长空间，起一定的骨引导的作用。在口腔颌面外科中已被应用于牙槽嵴裂的整复、外伤后造成的牙槽骨缺损的修复以及颌骨囊肿的治疗中。其与复合组织工程骨的联合应用，有望在不久的将来用于修复大段颌骨的缺损［2］。

1.1　常用材料：在GBR中，其膜材料常分为可降解和不降解两种，不可降解材料中常见的有膨体聚四氟乙烯，该材料柔韧性好，易于操作且生物相容性好，此外不可吸收性膜材料还有微孔滤膜、生物性硅酮膜等。但不可吸收性膜由于在人体内不能降解吸收，需二次手术取出，增加了患者的痛苦、医疗费用，而且二次手术容易造成对术区周围组织的损伤，缺点甚多。其逐渐被可降解的生物膜所取代。由此，可降解吸收材料逐渐成为了研究热点。究其在人体中的作用过程，其应满足的条件有：1、有选择性的引导组织生长；2、有良好的生物相容性；3、易于操作；4、降解与引导组织再生在时间上要协调。在现阶段常用的材料有：1、天然高分子材料：胶原膜、冻干异体骨膜、聚羟基丁酸酯；2、合成聚合物材料：聚乳酸、聚羟基乙酸和GA/LA［3］。

1.2复合膜材料：　以往的膜材料起的主要是机械隔离的作用，随着生物技术的发展，人们在膜材料改进的同时，使其与生长因子、诱导剂等相结合，改善其理化性以及提高其生物相容性，使其具有传到、诱导的能力［4，5］。如与骨形态发生蛋白与生物膜复合后引导缺损骨组织再生。

2骨形态发生蛋白以及复合组织工程骨在口腔科的应用

2.1骨形态发生蛋白：　骨形态发生蛋白（bone　morphogenetic　protein，BMP）是多功能生长因子，是一组具有类似结构的高度保守的功能蛋白，能够在体内诱导骨和腱样组织形成的因子，并在肢体生长，软骨内骨化，骨折早期及肌腱修复时表达，对骨骼的发育和再生修复以及肌腱的再生修复起重要作用［6］。在口腔科其被应用于口腔种植外科、口腔颌面外科骨的缺损诱导修复，牙槽嵴裂以及腭裂的修复中。其次，随着对其应用的不断深入研究，有望在对颌面部神经的修复中起重要作用［6］。

2.1.1骨形态发生蛋白7：在至今被发现的20多种BMP家族成员中，骨形态发生蛋白7已有研究阶段转入临床应用阶段［7］。现对骨形态发生蛋白7作一重点介绍：骨形态发生蛋白7（BMP-7）又称为成骨蛋白1（osteogenic　pro-tein，OP-1）。其已应用于牙槽骨缺损、牙槽嵴裂以及腭裂的修复中。在牙周病的手术治疗中，应用膜引导组织再生技术，依靠膜的屏障作用及牙周膜细胞成骨能力完成牙槽骨缺损的修复，而BMP-7的应用是对修复的牙槽骨起主动的诱导分化成骨的作用。其次，也用于诱导腭裂区骨的形成以及种植体周围骨组织的形成。另外，在用牵引成骨技术治疗先天性或后天性颌骨畸形、下颌骨的缺损修复以及正颌外科中BMP-7都有广泛的应用空间［8，9，10］。其具体优点体现在：其能加速骨痂的成熟、加速骨的矿化前过程，且有关实验表明：其复合骨髓后能明显增强成骨作用，且能代替自体骨的移植。据有关报道：在牙髓组织中检测到BMP-7，其在动物实验中盖髓及诱导牙本质形成能力已被成功证明。

2.1.2骨形态发生蛋白相关载体：　骨形态发生蛋白具有诱导成骨的优点，但要使其充分发挥其优点，必须要与载体复合才能发挥作用。因为其单独在体内使用会很快被稀释及降解。究其载体应具有如下特点：1、组织相容性好，与机体排异反应小；2、可降解或吸收，对人体无害；3、载体的吸收或降解速度也应与BMP的诱导成骨作用相协调，不能降解或吸收较快或较慢。目前应用的载体有：胶原、羟基磷灰石、脱钙骨基质颗粒、α-聚酯。但各自都存在有缺陷，比如胶原无强度，不利于塑形，而且异种胶原可引起排异反应；羟基磷灰石孔径大小及脱钙骨基质颗粒制备工艺影响到其活性发挥的问题等［11，12，13］。

2.2骨组织工程：　组织工程学的创立和发展为BMP载体材料的研究、更新及发展提供了坚实的基础，为诱导成骨及骨的修复开辟了新的研究空间。骨组织工程其材料包括三部分：1、种子细胞，即有成骨潜能的细胞，如：骨膜、骨髓等来源细胞；2、骨诱导因子，如BMP、多肽生长因子等；3、基质支架，一类为人工合成材料，如聚乙醇胺、聚乳酸、钙磷陶瓷等；另一类为天然生物材料，如胶原、珊瑚骨纤维蛋白透明质酸钠等。复合组织工程骨可用于修复牙槽嵴裂、腭裂、颌骨缺损、种植体周围骨缺损以及牙周病造成的牙槽骨缺损；口腔修复科可用于牙槽嵴的增高等［14，15，16］。随着生物技术、组织工程以及基因工程的发展，支架材料与BMP及骨髓基质干细胞的复合以及寻找新的可降解、吸收支架材料成为今后的研究热点。

3GBR与复合组织工程骨的联合应用

单纯的GBR技术难以保证骨缺损区域有稳定的、足够的成骨空间，影响到骨外形的恢复。另外，由于单纯的只起到屏障隔离的作用，不能缩短骨的愈合时间以及加速骨的形成和诱导成骨，而与BMP复合的组织工程骨可以成功的解决这些问题。膜的存在避免了周围组织长入骨缺损区，为骨缺损区的修复提供了稳定的环境；同时，膜的封闭作用也保证了一定骨缺损修复区域内组织工程骨内BMP的浓度，减缓甚至阻隔了其向周围组织中的扩散，加速了其诱导成骨的作用；同时，复合BMP的组织工程骨，其具有诱导成骨的作用；同时，因为其有基质支架，使其同时具有骨诱导和骨传导的作用［17，18，19］。即能诱导骨组织生长。另外，又因为支架材料的作用使植入膜及骨材料的区域不易塌陷，有利于新生骨的爬行、替代，起到骨传导的作用［20］。

4总结与展望

GBR技术与复合BMP的组织工程骨在口腔科的联合应用，能弥补各自存在的技术缺点，有利于其在临床治疗中的广泛开展。但在现阶段所拥有的已应用到临床中的膜和复合BMP的组织工程骨的降解速度以及支架材料的强度能否与骨再生的速度完全适应，还需长期的临床观察。另外，能否人工合成更理想的支架材料以及能否开发出诱导效果更好的外源性生长因子一直是研究的热点。随着其生物技术的发展，相信骨组织工程、基因技术会给口腔科的治疗带来革命性的变革。

参考文献

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第9篇：生物医学工程学科评估范文

一、整合生物信息学的研究领域

尽管目前一般意义上的生物信息学还局限在分子生物学层次，但广义上的生物信息学是可以研究生物学的任何方面的。生命现象是在信息控制下不同层次上的物质、能量与信息的交换，不同层次是指核酸、蛋白质、细胞、器官、个体、群体和生态系统等。这些层次的系统生物学研究将成为后基因组时代的生物信息学研究和应用的对象。随着在完整基因组、功能基因组、生物大分子相互作用及基因调控网络等方面大量数据的积累和基本研究规律的深入，生命科学正处在用统一的理论框架和先进的实验方法来探讨数据间的复杂关系，向定量生命科学发展的重要阶段。采用物理、数学、化学、力学、生物等学科的方法从多层次、多水平、多途径开展交叉综合研究，在分子水平上揭示生物信息及其传递的机理与过程，描述和解释生命活动规律，已成生命科学中的前沿科学问题（摘自：国家“十一五”生命科学发展规划），为整合生物信息学的发展提供了数据资源和技术支撑。

当前，由各种Omics组学技术，如基因组学（DNA测序），转录组学（基因表达系列分析、基因芯片），蛋白质组学（质谱、二维凝胶电泳、蛋白质芯片、X光衍射、核磁共振），代谢组学（核磁共振、X光衍射、毛细管电泳）等技术，积累了大量的实验数据。约有800多个公共数据库系统和许多分析工具可利用通过互联网来解决各种各样的生物任务。生物数据的计算分析基本上依赖于计算机科学的方法和概念，最终由生物学家来系统解决具体的生物问题。我们面临的挑战是如何从这些组学数据中，利用已有的生物信息学的技术手段，在新的系统层次、多水平、多途径来了解生命过程。整合生物信息学便承担了这一任务。

图1简单描述了生物信息学、系统生物学与信息学、生物学以及基因组计划各个研究领域的相关性。可以看出基因组计划将生物学与信息学前所未有地结合到了一起，而生物信息学的兴起是与人类基因组的测序计划分不开的，生物信息学自始至终提供了所需的技术与方法，系统生物学强调了生物信息学的生物反应模型和机理研究，也是多学科高度交叉，促使理论生物学、生物信息学、计算生物学与生物学走得更近，也使我们研究基因型到表型的过程机理更加接近。虚线范围代表整合生物信息学的研究领域，它包括了基因组计划的序列、结构、功能、应用的整合，也涵盖了生物信息学、系统生物学技术与方法的有机整合。

整合生物信息学的最大特点就是整合，不仅整合了生物信息学的研究方法和技术，也是在更大的层次上整合生命科学、计算机科学、数学、物理学、化学、医学，以及工程学等各学科。其生物数据整合从微观到宏观，应用领域整合涉及工、农、林、渔、牧、医、药。本文将就整合生物信息学的生物数据整合、学科技术整合及其他方面进行初步的介绍和探讨。

二、生物数据挖掘与整合

生物系统的不同性质的组分数据，从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次。大量组分数据的收集来自实验室（湿数据）和公共数据资源（干数据）。但这些数据存在很多不利于处理分析的因素，如数据的类型差异，数据库中存在大量数据冗余以及数据错误；存储信息的数据结构也存在很大的差异，包括文本文件、关系数据库、面向对象数据库等；缺乏统一的数据描述标准，信息查询方面大相径庭；许多数据信息是描述性的信息，而不是结构化的信息标示。如何快速地在这些大量的包括错误数据的数据量中获取正确数据模式和关系是数据挖掘与整合的主要任务。

数据挖掘是知识发现的一个过程，其他各个环节，如数据库的选择和取样，数据的预处理和去冗余，错误和冲突，数据形式的转换，挖掘数据的评估和评估的可视化等。数据挖掘的过程主要是从数据中提取模式，即模式识别。如DNA序列的特征核苷碱基，蛋白质的功能域及相应蛋白质的三维结构的自动化分类等。从信息处理的角度来说，模式识别可以被看作是根据一分类标准对外来数据进行筛选的数据简化过程。其主要步骤是：特征选择，度量，处理，特征提取，分类和标识。现有的数据挖掘技术常用的有：聚类、概念描述、连接分析、关联分析、偏差检测和预测模型等。生物信息学中用得比较多的数据挖掘的技术方法有：机器学习，文本挖掘，网络挖掘等。

机器学习通常用于数据挖掘中有关模式匹配和模式发现。机器学习包含了一系列用于统计、生物模拟、适应控制理论、心理学和人工智能的方法。应用于生物信息学中的机器学习技术有归纳逻辑程序，遗传算法，神经网络，统计方法，贝叶斯方法，决策树和隐马尔可夫模型等。值得一提的是，大多数数据挖掘产品使用的算法都是在计算机科学或统计数学杂志上发表过的成熟算法，所不同的是算法的实现和对性能的优化。当然也有一些人采用的是自己研发的未公开的算法，效果可能也不错。

大量的生物学数据是以结构化的形式存在于数据库中的，例如基因序列、基因微阵列实验数据和分子三维结构数据等，而大量的生物学数据更是以非结构化的形式被记载在各种文本中，其中大量文献以电子出版物形式存在，如PubMed Central中收集了大量的生物医学文献摘要。

文本挖掘就是利用数据挖掘技术在大量的文本集合中发现隐含的知识的过程。其任务包括在大量文本中进行信息抽取、语词识别、发现知识间的关联等，以及利用文本挖掘技术提高数据分析的效率。近年来，文本挖掘技术在生物学领域中的应用多是通过挖掘文本发现生物学规律，例如基因、蛋白及其相互作用，进而对大型生物学数据库进行自动注释。但是要自动地从大量非结构性的文本中提取知识，并非易事。目前较为有效的方法是利用自然语言处理技术NLP，该技术包括一系列计算方法，从简单的关键词提取到语义学分析。最简单的NLP系统工作通过确定的关键词来解析和识别文档。标注后的文档内容将被拷贝到本地数据库以备分析。复杂些的NLP系统则利用统计方法来识别不仅仅相关的关键词，以及它们在文本中的分布情况，从而可以进行上下文的推断。其结果是获得相关文档簇，可以推断特定文本内容的特定主题。最先进的NLP系统是可以进行语义分析的，主要是通过分析句子中的字、词和句段及其相关性来断定其含义。

生物信息学离不开Internet网络，大量的生物学数据都储存到了网络的各个角落。网络挖掘指使用数据挖掘技术在网络数据中发现潜在的、有用的模式或信息。网络挖掘研究覆盖了多个研究领域，包括数据库技术、信息获取技术、统计学、人工智能中的机器学习和神经网络等。根据对网络数据的感兴趣程度不同，网络挖掘一般还可以分为三类：网络内容挖掘、网络结构挖掘、网络用法挖掘。网络内容挖掘指从网络内容/数据/文档中发现有用信息，网络内容挖掘的对象包括文本、图像、音频、视频、多媒体和其他各种类型的数据。网络结构挖掘的对象是网络本身的超连接，即对网络文档的结构进行挖掘，发现他们之间连接情况的有用信息（文档之间的包含、引用或者从属关系）。在网络结构挖掘领域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法（如Google搜索引擎）。网络用法挖掘通过挖掘相关的网络日志记录，来发现用户访问网络页面的模式，通过分析日志记录中的规律。通常来讲，经典的数据挖掘算法都可以直接用到网络用法挖掘上来，但为了提高挖掘质量，研究人员在扩展算法上进行了努力，包括复合关联规则算法、改进的序列发现算法等。

网络数据挖掘比单个数据仓库的挖掘要复杂得多，是一项复杂的技术，一个难以解决的问题。而XML的出现为解决网络数据挖掘的难题带来了机会。由于XML能够使不同来源的结构化的数据很容易地结合在一起，因而使搜索多个异质数据库成为可能，从而为解决网络数据挖掘难题带来了希望。随着XML作为在网络上交换数据的一种标准方式，目前主要的生物信息学数据库都已经提供了支持XML的技术，面向网络的数据挖掘将会变得非常轻松。如使用XQuery 标准查询工具，完全可以将 Internet看作是一个大型的分布式XML数据库进行数据浏览获取、结构化操作等。

此外，数据挖掘还要考虑到的问题有：实时数据挖掘、人为因素的参与、硬件设施的支持、数据库的误差问题等。

一般的数据（库）整合的方法有：联合数据库系统（如ISYS和DiscoveryLink）, 多数据库系统（如TAMBIS）和数据仓库（如SRS和Entrez）。这些方法因为在整合的程度，实体化，查询语言，应用程序接口标准及其支持的数据输出格式等方面存在各自的特性而各有优缺点。同时，指数增长的生物数据和日益进步的信息技术给数据库的整合也带来了新的思路和解决方案。如传统的数据库主要是提供长期的实验数据存储和简便的数据访问，重在数据管理，而系统生物学的数据库则同时对这些实验数据进行分析，提供预测信息模型。数据库的整合也将更趋向数据资源广、异质程度高、多种数据格式、多途径验证（如本体学Ontology的功能对照）、多种挖掘技术、高度智能化等。

三、生命科学与生物信息学技术的整合

生物信息学的研究当前还主要集中在分子水平，如基因组学/蛋白质组学的分析，在亚细胞、细胞、生物组织、器官、生物体及生态上的研究才刚刚开始。从事这些新领域的研究，理解从基因型到表型的生命机理，整合生物信息学将起到关键性的作用。整合生物信息学将从系统的层次多角度地利用已有的生物、信息技术来研究生命现象。另外，由其发展出的新方法、新技术，其应用潜力也是巨大的。图2显示了生命科学与生物信息学技术的整合关系。

目前生命科学技术如基因测序、QTL定位、基因芯片、蛋白质芯片、凝胶电泳、蛋白双杂交、核磁共振、质谱等实验技术，可以从多方面，多角度来分析研究某一生命现象，从而针对单一的实验可能就产生大量的不同层次的生物数据。对于每个技术的数据分析，都有了大量的生物信息学技术，如序列分析、motif寻找、基因预测、基因注解、RNA分析、基因芯片的数据分析、基因表达分析、基因调控网络分析、蛋白质表达分析、蛋白质结构预测和分子模拟、比较基因组学研究、分子进化和系统发育分析、生物学系统建模、群体遗传学分析等。整合生物信息学就是以整合的理论方法，通过整合生物数据，整合信息技术来推动生命科学干实验室与湿实验室的组合研究。其实践应用涉及到生物数据库的整合、功能基因的发现、单核苷酸多态性/单体型的了解、代谢疾病的机理研究、药物设计与对接、软件工具以及其他应用。

在整合过程中，还应该注意以下几方面内容：整合数据和文本数据挖掘方法，数据仓库的设计管理，生物数据库的错误与矛盾，生物本体学及其质量控制，整合模型和模拟框架，生物技术的计算设施，生物信息学技术流程优化管理，以及工程应用所涉及的范围。

四、学科、人才的整合

整合生物信息学也是学科、教育、人才的整合。对于综合性高等院校，计算机科学/信息学、生物学等学科为生物信息学的发展提供了学科基础和保障。如何充分利用高校雄厚的学科资源，合理搭建生物信息学专业结构，培养一流的生物信息学人才，是我们的任务和目标。

计算机科学/信息学是利用传统的计算机科学，数学，物理学等计算、数学方法，如数据库、数据发掘、人工智能、算法、图形计算、软件工程、平行计算、网络技术进行数据分析处理，模拟预测等。生物信息学的快速发展给计算机科学也带来了巨大的挑战和机遇，如高通量的数据处理、储存、检索、查询，高效率的算法研究，人工智能的全新应用，复杂系统的有效模拟和预测。整合生物信息学的课程设计可以提供以下课程：Windows/Unix/Linux操作系统、C++/Perl/Java程序设计、数据库技术、网络技术、网络编程、SQL、XML相关技术、数据挖掘，机器学习、可视化技术、软件工程、计算机与网络安全、计算机硬件、嵌入式系统、控制论、计算智能，微积几何、概率论、数理统计、线性代数、离散数学、组合数学、计算方法、随机过程、常微分方程、模拟和仿真、非线性分析等等。

生物学是研究生命现象、过程及其规律的科学，主要包括植物学等十几个一级分支学科。整合生物信息学的课程设计可以提供以下课程：普通生物学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、发育生物学、病毒学、免疫学、流行病学、保护生物学、生态学、进化生物学、神经生物学、基础医学、生物物理学、细胞工程、基因工程、分子动力学、生物仪器分析及技术、植物学、动物学、微生物学及其他生物科学、生物技术专业的技能课程。

作为独立学科的生物信息学，其基本的新算法，新技术，新模型，新应用的研究是根本。课程涉及到生物信息学基础、生物学数据库、生物序列与基因组分析、生物统计学、生物芯片数据分析、蛋白质组学分析、系统生物学、生物数据挖掘与知识发现、计算生物学、药物设计、生物网络分析等。另外，整合生物信息学的工程应用，也需要了解以下学科，如生物工程、生物技术、医学影像、信号处理、生化反应控制、生物医学工程、数学模型、试验设计、农业系统与生产等。

此外，整合生物信息学的人才培养具有很大的国际竞争压力，培养优秀的专业人才，必须使其具备优良的生物信息科学素养，具有国际视野，知识能力、科研创新潜力俱佳的现代化一流人才。所以要始终紧跟最新的学术动态和发展方向，整合学科优势和强化师资力量，促进国际交流。

五、总结及展望

二十一世纪是生命科学的世纪，也是生物信息学快速不断整合发展的时代，整合生物学的研究和应用将对人类正确认识生命规律并合理利用产生巨大的作用。比如进行虚拟细胞的研究，整合生物信息学提供了从基因序列，蛋白结构到代谢功能各方面的生物数据，也提供了从序列分析，蛋白质拓扑到系统生物学建模等方面的信息技术，从多层次、多水平、多途径进行科学研究。

整合生物信息学是基于现有生物信息学的计算技术框架对生命科学领域的新一轮更系统全面的研究。它依赖于生物学，计算机学，生物信息学/系统生物学的研究成果（包括新数据、新理论、新技术和新方法等），但同时也给这些学科提供了更广阔的研究和应用空间，并推动整个人类科学的进程。

我国的生物信息学教育在近几年已经有了长足的进步和发展。未来整合生物信息学人才的培养还需要加强各学科有效交叉，尤其是计算机科学，要更紧密地与生命科学结合起来，共同发展，让我们的生命科学、计算机科学和生物信息学的教育和科研走得更高更前沿。

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