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-1-首都医科大学生物医学工程学院院刊2008年4月刊-2-目录生工专题我的地盘我做主___生物医学工程回顾与展望———1科技展示————————————————4生工通讯06、07生工班春游通讯——————————6情系生工喜迎新年——生物医学工程学院新年联谊会-----7心理健康给自己找一张凳子————————————9心理测试————————————————10学习园地应对英语四六级我们该做些什么？—————12英文欣赏：一封绝妙的情书————————14成功者不会犯的八点错误—————————15精品推荐经典电影、乐队介绍———————————17策划：学生会主席团主编：王倩封面：李明翼周文靖汇总：李明翼周文靖排版：王倩姚子明周文靖李明翼-3-——生物医学工程回顾与展望21世纪科学技术的特征之一是多学科综合和跨学科交叉，其典型的实例是人类基因组计划的被执行和提前完成，这对生物医学工程学的发展将会产生深远的影响，因为生物医学工程学包含了上述诸多特征。在今天，信息技术深刻地改变着生物科学乃至医学的面貌，Moore’s定律正有效地影响着生命科学变革的进程。人类基因组计划的国际合作和国家级研究机构和民间商业公司既合作又竞争的机制改变着传统科研的单一模式，充分体现了21世纪科学技术迅猛发展的多学科交叉的特点，其中包括科研与应用既分工又紧密结合的特征。基因亦称遗传因子，它是决定遗传性状的因子，早在孟德尔时代的定律中就把它作为基本概念推断相应的各个遗传性状的单位。1909年丹麦学者W.L.Johannsen建议将它称为基因（Gene），它通过自我增殖及通过细胞总线世代相传。各个基因虽然是相互独立的单位，但在物理上并不独立存在，在细胞分裂增殖间期内出现的染色体上各自占有固定的位置，并以线性顺序排列的方式形成稳定的长链结构，可受环境因素的影响发生突变，并在以后的世代中变异的基因就会传递下去。基因的概念模型经历了提出、放弃、修改和精炼等漫长的历程，使基因学取得巨大进展，但在很大程度上还是基于遗传研究为主。每一个新模型的提出都带来一系列问题，随后对基因的本质又产生新的和比较好的理解。1986年美国科学家和人类遗传学家Roderick.T和Mckusick提出基因组学（Genomics）名称，这是指一个物种的全部遗传基因的总和。自从1953年J.D.Watson和F.H.Crick提出DNA双螺旋结构模型以后，在较长时期内由于找不到分别降解腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）等四种脱氧核糖核酸的专一酶而使DNA测序无法开展，直到1977年英国FredSanger和美国的AlanMaxam及WalterGilbert两个研究小组在差不多时间内发展了不同的DNA测序方法，使基因研究工作推向前进。在最初阶段，研究者都是从具体目标生物体基因组中分离和研究相关基因。1986年诺贝尔奖获得者R.Dullbecco在Scieme上提出有必要对人类基因组进行全面测序，不能满足于零打碎敲地个别研究目标基因。在经历了一场大争论之后，在1988年，美国技术评估局（OTA）应美国能源和贸易住房委员会的要求开展了关于基因组计划的可行性研究。OTA的研究报告把开展基因组研究时的数据管理列为执行基因组计划的首要任务，并提出几个与之相关的目标:（1）创建、维护和加强生物数据库，其中包含DNA序列数据、DNA标记和基因位点，标识基因以及其它有关的数据。（2）绘制由DNA标记组成的人类染色体图谱，这将使科学家可以迅速地确定基因的位置。（3）创建-4-研究材料的数据库，其中包括DNA片段顺序集，在人类染色体上完整地表达DNA。（4）发展其他生物体，即模式生物的类似资源，以便于生物医学研究和其他可能的研究。（5）确定人类基因组和其他生物有机体大片段的DNA序列。（6）要面对许多支持基因组研究机构参与带来很多管理上的复杂性，要解决好许多涉及资源分配和共享的问题。1988年美国国家科学院十分明确的提出，人类基因组研究的许多代价都与生物数据的独特管理有关。因为有大量数据要从定序和测绘工作产生出来，所以要有效地集中、存储、分析和提供，如果像目前全球范围内一般研究单位那种常规方式处理数据，那么人类基因组计划是没有什么使用价值的。因此需要数百万美元创建新的基因图谱和序列数据库，尤其强调要设计成满足基因研究的需要。这样，在美国能源部（DOE）和美国人类基因组研究中心（NCHGR）支持人类基因组计划正式实施以前，来自美国高层的咨询委员会的明确建议，为合适的数据管理和数据分析策略对后来人类基因组计划的成功执行起着十分关键的作用。这些明显的建议，使许多投资机构调拨重要资源，为创建、运行和维护相应的系统软件和设备奠定了基础。转贴于w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症，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。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。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射线到今天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-5-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。(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。(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年我国发布了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2000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。-6-科技展示以开发软骨修复水凝胶实现可控性降解以色列瑞珍提斯生物材料公司开发出一种软骨修复水凝胶。这种水凝胶由聚乙烯醇和一定比例的纤维蛋白原构成，是一种可生物降解合成材料，将其注入软骨受伤部位后能根据需要凝化成所需形状，通过释放出的纤维蛋白原诱使软骨细胞再生并与周围组织自然融合。该公司首席执行官耶希尔·陶尔表示，研发这种材料的关键是保持软骨组织再生与生物降解同步。现在使用的其他一些材料效果不佳，主要是由于降解过快造成的。他们研发的这种水凝胶具有较强的可控性，是通过调节聚乙烯醇与纤维蛋白原的比例实现的。当聚乙烯醇比例较高时，即可减缓生物降解过程，给细胞足够的时间生长愈合。膝盖软骨是一种透明的关节软组织，在膝关节润滑、减震和承重中有重要作用。膝盖软骨受损后，由于缺乏血液供应，其再生能力很弱。现该技术正处于临床试验阶段，除可用于软骨再生外，也可以用于骨骼、脊髓等其他再生修复治疗。美开发新型胶贴可在患者体内生物降解美国麻省理工学院科研人员开发出一种具有弹性的、可生物降解的胶贴。这种胶贴能取代外科手术的缝线及缝钉，也可制成药物控释贴片直接安放在包括心脏在内的器官上。已在小鼠身上经过测试的这种胶贴，可在小鼠体内慢慢分解，且没有造成任何刺激。该胶贴的灵感来自壁虎的足部，这种爬行动物可沿着天花板步行，或顺着光滑的墙壁上下攀行。壁虎脚趾具有黏性，是因为脚趾上有数以百万计的灵活的纳米柱，这使得它们具有一个非常大的表面积。这种胶贴，也是依靠纳米尺度的柱体和化学胶水制成的，它是第一个能呈现出良好黏性强度和动物安全性的胶贴，是由哈佛—麻省理工卫生科学部生物工程学家罗伯特·兰格和杰弗里·卡普教授及波士顿医院研究人员共同研制出来的。这种胶贴由一种能嵌以药物的可生物降解弹性体制成。为制作这种胶贴，研究人员将液态聚合物注入遍布200纳米—500纳米宽凹孔的微型硅模，然后再用具有生物相容性的葡聚糖胶水对模化、变硬的聚合物进行旋涂。当胶贴被使用时，毛细管的力量将组织拉入柱体间的空间，这些柱体也具有一些微弱的电荷引力，这样葡聚糖胶就黏附在组织蛋白上。研究人员称，要制作这种对医学应用既安全又有效的壁虎贴极具挑战性。大多数仿壁虎的黏合剂，像设计用于帮助机器人爬墙的黏合剂，在工程上只能工作在平滑、坚硬的表面。对于这些类型的应用来说，黏合剂的重复使用是很重要的。这种医用胶贴只需用一次