生物醫學工程學科評估精選(九篇)
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第1篇：生物醫學工程學科評估范文
生物醫學工程(BiomedicalEngineering,BME)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，研究和開發用于防病治病、人體功能輔助及衛生保健的人工材料、制品、裝置、系統和工程技術的學科。BME學科是各學科交叉與高度綜合的產物，涉及學科領域十分廣泛，包括數學、物理學、化學、生物學、醫學等基礎學科，又結合了包括聲、光、磁、電子、計算機、材料等尖端工程學科，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。
1.2 國內生物醫學工程專業教育現狀
我國自1978年創建生物醫學工程學科。截止2004年9月，我國有80余所高校設有生物醫學工程學科相關專業。其中醫科大學11所，綜合性大學12所，名牌工科大學13所，醫學院16所，普通工科院校27所，高職高專5所（左右）。依據人才培養的側重點不同，上述高校可以分為3類：（1)實力較強的理工院校的BME專業以培養能從事BME研究、開發和生產的高級BME技術人才為主要目標。（2)醫學院校的BME專業以培養能將工程技術與醫學密切配合的高級臨床醫學工程技術人員為主要目標。（3)普通理工科院校以培養能夠從事醫療器械質量管理、設備管理、市場營銷、技術服務等工作的應用型人員為主要目標。為了區別本科院校的專業設置、適應應用型人才培養的需要，第三種類型中高職高專層次的院校一般將生物醫學工程專業的名稱設置為“醫用電子儀器專業”、“醫療器械專業”等。
1.3 我校醫療器械專業人才培養目標
我校自2002年創設“醫療器械專業”。該專業的人才培養目標可劃歸到第三類，即：面向醫療器械生產銷售型企業、貿易型企業和醫院等醫療器械使用單位培養從事醫療器械市場營銷、質量管理、保養維護等方面工作的高等技術應用性人才。至今，該專業已招收3屆近250名學生。首批35名學生已于2005年畢業，一次性就業率為95%。
2.醫療器械產業
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。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。習慣上，在生產實踐和行業監管領域，“生物醫學工程產業”則更多地被稱為“醫療器械產業”。
2.1 醫療器械產業的發生、發展
20世紀初，電子管的發明和電子學的蓬勃發展促進了近代醫學科學和自動化理論與實踐的飛速發展。隨著晶體管的發明，各種模數轉換技術日趨成熟，一大批數字化檢驗、檢查、治療儀器應用于臨床。70年代以后，大規模集成電路、微處理器芯片問世，各種以微處理器為核心的醫療檢驗、檢查、治療儀器在中等以上醫院得到廣泛應用。先進醫療器械在醫院的使用極大推動了醫學事業的發展，并成為醫學現代化的重要標志。醫療器械已經發展成為全球性發展最快、貿易往來最活躍的高新技術產業之一，在醫療衛生事業、公眾健康保健中起到越來越重要的作用。
2.2 醫療器械市場概況
2.2.1世界醫療器械市場概況
醫療器械是當今世界經濟發展最快，貿易往來最為活躍的工業門類之一。據美國醫療衛生工業制造商協會（HIMA)統計，1995年全球醫療器械銷售額為1200億美元，2000年達到1900億美元，2005年增加到2500億美元，預測2006年全球醫療器械銷售額將達到2600億美元左右。
2.2.2 中國醫療器械市場狀況
中國有14億人口，29萬家醫療衛生機構，醫療器械有廣闊的市場。2000年，中國醫療器械市場容量達527億元，2005年達到760億元，平均年增長率15%，占世界市場份額3%，是全球醫療器械十大新興市場之一，已成為除日本以外亞洲最大的市場。
2.3 醫療器械產業現狀
2.3.1 我國醫療器械工業的現狀
我國的醫療器械工業總產值自改革開放以來一直保持快速增長。20世紀90年代以來，平均增幅一直保持在20%左右的水平。根據國家統計局公布的數據，1995年全國醫療器械工業總產值僅140億元，2005年我國醫療器械工業總產值、銷售收人、利潤總額已經分別達到504億元、488億元和40億元，同比均有24%以上的增幅，增長勢頭強勁。
截至2004年11月30日，我國醫療器械生產企業數已達到10447家，其中僅2004年就比2003年凈增加1438家，增長率達13.8%。年生產品種5000多個，規格1萬個以上，其中僅2001~2004年，我國共注冊境內醫療器械產品29480個。加上期間注冊的港澳臺醫療器械產品178個、進口醫療器械產品7595個，產品已基本上滿足全國各級醫院的裝備要求。
目前我國醫療器械工業總產值在國際市場份額僅占2%左右，而美國高達42%，歐盟占27%，日本占14%。從醫療器械和藥品的銷售比例來看，我國為1:5左右，而在發達國家兩者的銷售比例為1:1.9,可見我國醫療器械工業的發展空間很大。醫療器械行業“十五”規劃預測，到2010年我國醫療器械行業總產值將達1000億元。
經過50多年的建設，我國醫療器械工業布局和產業結構逐步形成。目前，醫療器械生產廠商主要集中在上海、北京、天津、江蘇、浙江、廣東、遼寧、山東、湖北、四川、陜西等地區。國有企業繼續在行業內發揮骨干作用，如北京萬東、山東新華、汕頭超聲、蘇州醫療、上海手術、上海齒科、上海醫光等；90年代以后，在計劃經濟向市場經濟轉軌條件下，涌現出一批鄉鎮企業和民營企業，如江蘇宏寶、威海高分子、哈慈、浙江雙鶴、康德萊、寧波戴維等，多種所有制成份的共同發展，使醫療器械行業展現出勃勃生機。
2.3.2 浙江省、寧波市醫療器械相關企業現狀
據不完全統計，浙江省現有醫療器械生產銷售型企業1000余家、貿易型企業1000家以上、縣級（含）以上醫院等醫療器械使用單位200家以上。進人2005年中國醫療器械企業銷售收人100強的生產銷售型企業中，浙江占了5家。據2000年的統計，寧波市有醫療器械生產銷售型企業80家、總產值不足4億元人民幣、產值達到500萬元的企業不足10家。經過5年多的調整、發展，到2005年，全市醫療器械生產銷售型企業有220家、貿易型企業250家。全市醫療器械生產銷售型企業工業總產值達20億元人民幣，年產值在500萬元以上的企業有50家，有的企業產值已達到2億元。產品涵蓋醫用磁共振成像系統、嬰兒培養箱、高壓氧艙、心電圖機、衛生材料和敷料、體外診斷試劑等幾十個門類數百個品種幾千種規格的產品，在全國都有一定的影響。
政策評估從國家政策層面上看，按照原國家經貿委制定的《醫療器械行業“十五”發展規劃》，到2010年我國醫療器械總產值將達到1000億元，在世界醫療器械市場上的份額將占到5%，到2050年這一份額將達到25%，成為世界一流的醫療器械制造強國。為貫徹落實“十五”高技術產業發展規劃，2003年2月11日，國家計委專門公告，組織實施“十五”期間生物醫學工程高技術產業化專項，加快生物醫學工程產業發展。
地方上，北京、天津、上海、江蘇、廣東、浙江等省市，以及深圳、南京、佛山、莆田、衡陽、杭州、寧波等城市都對醫療器械產業進行了產業引導和政策支持。《浙江省國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》指出，醫療器械是“具有重大帶動作用的高技術產業”，要“大力發展”。有關部門已經著手制訂“醫療器械產業’十一五’發展規劃”。寧波市醫療器械行業協會也正在促成“十一五”規劃期間的政策支持。
同時，政府部門也意識到要制定更嚴格的監管制度來引導各類型單位實現產業升級、規范管理，解決這些單位面臨著一些實際問題：推動生產銷售型企業落實生產質量管理規范（GMP)和質量管理認證；明確要求新開辦貿易型企業至少配備2名醫療器械大專以上畢業生從事質量管理、提供售后技術服務；要求醫療單位加強設備管理、強化醫療器械不良事件監測與控制。
3.討論
3.1 我國生物醫學工程學科正在得到各類型高校的重視，各學校又依托原有基礎發展出各具特色的相關專業進一步促進了學科的發展。但可以預見，各高校之間的競爭也將日趨激烈。尋找合適的定位、有所側重才能為學科的發展作出貢獻。
第2篇：生物醫學工程學科評估范文
1臨床醫學工程專業課程體系的調整
1.1醫學院校臨床醫學工程應用型人才培養目標醫學院校的臨床醫學工程應用型人才以醫療設備的全程技術管理、信息系統的維護、影像工程科等為主。通過4年專業學習,學生對于醫療儀器有比較深入的了解,側重于理論的應用,能夠對儀器進行基本的保養、維護和一般性維修;對于儀器的醫學應用比較了解,在醫生和儀器提供者之間起橋梁作用,承擔部分儀器的高效使用、改造等任務。同時也可以成為醫學儀器生產廠家的運行、維護、安裝、研發等專業技術人才。
1.2專業課程以原理為基礎,兼顧應用堅持“重人品,厚基礎,強能力,寬適應”的人才培養模式[5],接受先進的理論和技術。專業課程設置可分以下幾大類:醫學儀器與圖像處理類,包括電路、數字圖像處理、傳感器等;微機原理以及應用類,包括單片機、計算機原理及應用、醫學信息系統等;醫學基礎類,包括系統解剖學、生理學等;生物醫學工程專業課程,包括生物力學、生物材料、醫學傳感器等。教學以“學為主,教為導”的方法,采取啟發式、討論式教學[6]。授課以原理為基礎,不要求復雜的公式推導,但是要有定性的概念,例如超聲探頭高頻低頻的應用差別。由于設備更新換代很快,無需糾結于某個特定型號的設備并研究其具體功能,應概括性介紹醫學設備的應用。開設理論教學與實地教學相結合,與醫院合作,組織學生到醫院參觀學習,請相關業務人員介紹醫療儀器和系統的軟件以及硬件設備,及其實際運行情況,使學生有更直觀的認識。
1.3引入醫療器械風險管理的概念,加強學生醫療風險意識在基礎專業課程教學的同時,引入醫療器械風險管理的概念。表1為制造商對某設備風險的可能性評估。表格左列為危險的可能性分類,首行為危險的嚴重性分類,陰影區是可用性測試工程師優先考慮的內容。風險分為R1、R2、R3、R4、R5、R6等6個等級。醫療器械的風險管理貫穿于產品的整個壽命周期,在設備的使用過程中仍可能存在,因此醫療工程人員需要具有醫療風險意識。在教學中,引入醫療器械風險管理的概念,讓學生了解醫療環境下多種因素都有可能造成醫療設備的使用風險,同時讓學生感到學習臨床醫學工程在醫院工作“有用武之地”。
1.4以研帶教,直觀認識醫療風險在理論學習的基礎上兼顧研究和應用,培養學生科研能力的同時,加深學生對醫療風險的認識程度。例如,我們對RFID標簽在高磁場下應用的安全性進行測評[7-8],通過實驗發現,13.56M無源RFID標簽作為患者標識,在1.5T磁場下持續使用對自身安全正確使用沒有影響,但是其可能影響核磁成像的信號及噪聲水平,形成偽影,見圖1。由此可見,通過簡單的研究發現臨床環境中風險因素隨時可能被引入。開展創新性研究實驗,在培養學生思維邏輯能力、分析解決問題的能力以及科研實踐能力的同時,提升學生對臨床醫學工程專業的興趣,更有利于學生今后的擇業意向。
第3篇：生物醫學工程學科評估范文
關鍵詞 高等學校 本科專業評估 專業建設
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
隨著高等教育的穩步發展和高等教育體制改革的逐步進行，如何提高高等教育質量成為社會普遍關注的焦點。專業評估作為高校教育教學質量的重要保障，現已成為評價高校各類專業辦學水平和教育質量的重要依據。國家教育部自2003年開始實行“普通高校本科教學工作水平評估”工作，之后在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020）》中進一步明確了提高高等教育質量的重要性。2012年，國家教育部高教司和教育部高等教育教學評估中心先后又下發了《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》、《教育部關于普通高等學校本科教學評估工作的意見》等文件。這一系列舉措都說明了專業評估在促進專業建設，提升學校整體學科水平中的重要地位。
1實施高校本科專業評估的意義
1.1實施專業評估是實現專業科學發展的有力保障
開展本科專業評估工作是對辦學專業的內在剖析，總結專業的建設背景、人才培養目標、目前取得成績、存在問題及未來發展趨勢，并與理想化標準相對照。
梳理出二者之間的差距，查找出制約專業發展的重要問題。并以此為突破點，進行一系列教育教學改革，發展自身辦學優勢，促進專業內涵建設，引導專業在正常軌道發展，并進一步提高辦學水平和人才培養質量，實現專業科學發展。
1.2實施專業評估有利于建設特色高等教育體系
隨著社會主義市場經濟的逐步發展，社會中各個行業對人才的需求已不再是統一標準，而是呈現出了多樣化的特點，這就要求各校在人才培養方面要注重發揚自身的學科優勢，培養特色化人才。實施專業評估工作能夠使高校與高校之間呈現區別化的專業設置和多樣化的人才培養定位，有利于各個高校明確自身專業的特長之處，避免學科和專業的重復建設，提高辦學效率，有利于特色化教育體系的形成。
1.3實施專業評估有利于激發學校自身可持續發展的內在動力
實施專業評估的目的是以評估工作來積極帶動學校的各項建設工作，推動學校辦學思想和觀念的更新，深化教育教學改革，全面完善人才培養方案和定位，以滿足社會對優秀人才的需要。同時，并進一步提高教學隊伍素質和管理隊伍素質，保障教學工作高質量進行。專業評估工作可促使學校的改革與未來發展目標有機結合，統籌兼顧，最終實現提高教學質量，促進學校可持續發展。
2高校本科專業評估的指標解讀與籌備工作
遼寧省高校新設本科專業評估的指標體系主要包含兩個層次：一級指標（4項）主要有：人才培養定位與人才培養模式、專業教學團隊、教學基本建設、教學質量保障；二級指標（13項）主要有：人才培養定位、人才培養模式、教學團隊結構與數量、專業建設負責人、師資培養、人才培養方案、教學改革、實踐教學設計、實踐教學條件、教學資源建設、專業建設經費、質量監控制度體系、質量評價與反饋。
2.1人才培養模式與人才培養定位
高校專業人才培養應定位于適應國家及地方的經濟社會發展需要或行業企業發展需求，具有明確清晰的專業建設指導思想。在符合專業定位的基礎上，人才培養目標應遵循人才成長規律和教育教學規律，并且具備科學性、合理性、規范性和可操作性。在這一原則指導下，我校醫療器械學院生物醫學工程專業的定位以國內外醫療器械產業的發展對生物醫學工程專業人才的需求為依據，結合生物醫學工程專業特點和我校的辦學特色，積極探索生物醫學工程專業人才培養模式，構建以生物檢測診斷、生物醫用材料、有源醫療器械三個方向為主體的培養方案，加強教學管理，注重人才培養質量，并取得了顯著成效。
2.2專業教學團隊
應建立一支穩定的年齡、職稱、專業背景等結構合理的專兼結合的專業教學團隊，并保證教學團隊在數量上能夠滿足教學工作的需要。專業建設負責人在具備優秀的教學及科研能力外，還應著力推動人才培養模式、培養方案、課程體系、實踐教育基地、師資隊伍等建設工作的開展。此外，依據專業建設規劃，制定科學合理的師資培養計劃，鼓勵和加強青年教師在專業教學及科研業務方面的作用。在此指導下，我校生物醫學工程專業建立了由15位專職教師、5位兼職教師構成的老中青結合、富有創新精神的專業教學梯隊，其中80%的教師專業背景與該專業相近。專業建設負責人是我校博士研究生導師、碩士研究生導師。近三年承擔市級（及以上）科研課題5項，發表科研論文20余篇。并積極參與國內外專業領域的學術交流與推廣，三年內在國內重要專業領域學會上發表大會報告或擔任主持人十余次，具有較好的專業學科影響力。學院還建立了完善的師資培養計劃，采取“內出外進”的相應措施及原則，其中專業教師參加學術交流活動30余次，參加率達到100%。
2.3教學基本建設
第4篇：生物醫學工程學科評估范文
關鍵詞：3D打印；生物醫學工程；發展現狀
前言
三維打印（Three Dimension Printing，簡稱3DP）屬于一種快速成型（Rapid Prototyping，簡稱RP）技術，它由計算機輔助設計（CAD）數據通過成型設備以材料逐層堆積的方式實現實體成型。“三維打印”在技術界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分層制造”等[1]。三維打印起源可追溯于上世紀八十年代，1984年查爾斯?赫爾發明了將數字資源打印成三維立體模型的技術，并于1986年成立了3D Systems公司，開發了第一臺商用立體光敏3D打印機，1988年，斯科特?克倫普發明了熔融沉積成型技術（FDM）并于1989年成立了Stratasys公司，隨后在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、最先進的兩家3D打印公司。我國清華大學顏永年教授于1988開始研究3D打印成型技術，華中科技大學王運贛教授以及西安交通大學盧秉恒院士等，紛紛于上世紀90年代起就開始涉足3D打印成型技術的研究。
1998年，清華大學的顏永年教授又將3D打印成型技術引入生命科學領域，提出生物制造工程學科概念和框架，并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印設備，為制造科學提出了一個新的發展方向--生物制造。生物制造的一個重要手段即是生物3D打印。生物三維打印是以活細胞（living cells）、生物活性因子（proteins and bio-molecules）及生物材料 （biomaterials）為基本成形單元，設計制造具有生物活性的人工器官、植入物或細胞三維結構，是制造科學與生物醫學交叉融合的新興學科，它是目前3D打印技術研究的最前沿領域，也是3D打印技術中最具活力和發展前景的方向[2，3]。
1 3D打印技術的分類
目前比較典型的3D打印快速成形技術主要分為三種[4]：
1.1 粉末粘結3D打印光固化材料3D打印與熔融材料3D打印
粉末粘結3D打印是目前應用最為廣泛的3D打印技術，其工藝過程如下：首先，在工作平臺上均勻鋪灑單位厚度的粉末材料；其次，依據實體模型離散層面的數字信息將粘結劑噴射到粉末材料上，使粉末材料粘結，形成單位實體截面層；再次，將工作臺下降一個單位層厚；最后，重復第一步至第三步，逐層堆砌，形成三維打印產品。其存在缺點是，通過粉末粘連成形的零件精度和強度偏低，一般需要后續工藝提高其強度，但后續處理工藝會導致零件體積收縮，變形嚴重。
1.2 光固化3D打印（光敏三維打印）
該技術使用液態光敏樹脂作為原料制作零件模型，光敏材料三維打印成形基于噴射成形技術和光固化成形技術，噴頭沿X方向往復運動，根據零件的截面形狀，選擇性噴射光固化實體材料和光固化支撐材料形成截面輪廓，在紫外光照射下光固化材料邊打印邊固化，層層堆積至制件成形完畢。但其應用于骨骼類產品打印的主要缺點是，當前具有生物活性的骨骼類材料如羥基磷灰石，生物玻璃等材料自身不是光敏性材料，需與光敏材料混合使用，因此影響產品的生物活性在打印后將受到很大影響。
1.3 熔融材料3D打印成形
熔融材料三維打印成形基于熔融涂覆成形（FDM）專利技術，分別加熱兩種絲狀熱塑性材料至熔融態，根據零件截面形狀，選擇性涂覆實體材料和支撐材料形成截面輪廓，并迅速冷卻固化，層層堆積至制件成形完畢，其原理與光敏材料3D打印成形類似 [16]。目前熔融材料三維打印成形，可采用由磷灰石和骨骼所需的有機鹽配置而成的骨水泥，不需要額外添加紫外光照射固化所需的光敏介質，有利于保證材料后續的生物相容性和生物活性。但由于擠壓式噴頭的噴嘴處壓力大，容易造成阻塞現象，因此對噴嘴和材料漿料的粒徑要求較高。
除三維打印外，應用比較廣泛的商業化快速成形工藝還包括立體光刻成形（SLA）、選擇性激光燒結成形（SLS）堆疊、實體制造（LOM）、熔融堆積成形（FDM）等，但這些工藝大多需要配備價格昂貴的激光輔助系統，且成型工藝實質上還是類似于上述三種材料疊加-固化技術。因此，三維打印技術被認為是最具生命力的快速成形技術，發展潛力巨大，在醫學中的應用前景廣闊，其推廣應用將對傳統的醫療產品生產模式帶來顛覆性的影響。
2 三維仿生重構建模技術的發展
基于醫學圖像的三維重構建模技術是生物3D打印技術的重要研究內容之一。3D打印生物構件的實現首先需要在計算機環境下有效重構和建模，生成可用于驅動打印噴頭的指令數據進而操控成型設備實現產品成型。隨著醫學影像技術的發展，人體組織的二維斷層圖像數據可以方便地獲取以進行醫學診斷和治療。但是，二維斷層圖像只是表達了某一截面的解剖信息，醫生可以憑經驗由多幅二維圖像去估計病灶的大小及形狀，“構思”病灶與其周圍組織的三維幾何關系，可三維打印設備卻無法根據這些斷點數據進行立體三維成型，因此，基于醫學圖像的三維重構建模技術是生物3D打印技術的重要前驅步驟。
由于CT或MRI等檢測設備掃描得到的二維圖像信息不能直接用于快速成型，只有通過專用軟件將二維斷層圖像序列重建為三維虛擬模型，并生成為快速成型機可以接受的STL（Stereo Lithography）格式圖形文件，才能最終制造出生物產品三維實體模型。近十多年來，歐美等發達國家的科研機構對于醫學圖像三維重建的研究十分活躍，其技術水平正從后處理向實時跟蹤和交互處理發展，并且已經將超級計算機、光纖高速網、高性能工作站和虛擬現實結合起來，代表著這一技術領域未來的發展方向。
在市場應用領域，國外已經研制了三維醫學影像處理的商品化系統，其中，比較典型的有比利時Materialise公司的Mimics、美國Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在國內，中國科學院自動化研究所醫學影像研究室自主開發的3D Med是基于普通微機的三維醫學影像處理與分析系統，系統能夠接收CT、MRI等主要醫療影像設備的圖像數據，具有數據獲取、數據管理、二維讀片、距離測量、圖像分割以及三維重建等功能。清華大學計算機系研發的人體斷面解剖圖像三維重構系統能給外科手術中的影像診斷提供一定的參考。中國科技大學在應用Delphi開發三維重構軟件的研究上取得了很好的成果。國內企業也研發了一些三維醫學影像處理系統。如西安盈谷科技有限公司“AccuRad TM pro 3D高級圖像處理軟件”于2005年4月投入市場。它能對二維醫學圖像進行快速的三維重建，并能對臨床影像的數據進行科學有效的可視化和智能化挖掘和處理，為臨床提供更多有價值的信息。但目前國外優秀軟件如Mimics、3D Doctor、VGStudio MaX等的價格非常昂貴，且其技術嚴格保密。國內的產品大多沒有自主知識產權和成熟的商業應用模式。
3 3D打印技術在生物醫學工程中的應用
3D打印技術在生物醫學工程中應用廣泛，其應用領域大致包括：體外器官模型、仿生模型制造；手術導板、假肢設計；個性化植入體制造；組織工程支架制造；生物活體器件構建以及器官打印；藥物篩選生物模型等。如圖1所示為3D打印在生物醫學工程中的各種應用情況[5-7]。
3.1 體外器官模型、仿生模型制造。該類應用主要用于醫療診斷和外科手術策劃，它能有效地提高診斷和手術水平，縮短時間、節省費用。便于醫生、患者之間的溝通，為診斷和治療提供了直觀、能觸摸的信息，從而使手術者之間、醫生和病人之間的交流更加方便。
3.2 手術導板、假肢設計。該類應用便于訂制精確的個性化假體，實現個性化醫療需求。根據患者缺損組織數據量身訂制的假肢，可提高假肢設計的精確性，提高手術精確度，確保患者的功能恢復，減少患者的痛苦。
3.3 個性化植入體制造。人體許多部位的受損組織，需要個性化定制。如人類面部頜骨（包括上下頜骨） 形態復雜， 極富個性特征， 形成了個體間千差萬別的面貌特點。人類的頭顱骨，需要準確與顱內大腦等軟組織精確匹配扣合，人體的下肢骨、脊柱骨等會嚴重影響患者今后的步態及功能恢復。因此這類修復體可通過3D打印技術實現個性化訂制和精確 “克隆”受損組織部位和形狀。
3.4 組織工程支架制造。如通過3D打印技術設計和制備具有與天然骨類似的材料組分和三維貫通微孔結構，使之高度仿生天然骨組織結構和形態學特征，賦予組織工程支架高度的生物活性和骨修復能力。
3.5 生物活體器件構建以及器官打印。此方面的應用大多涉及活體細胞的生物3D打印技術。細胞三維結構體的3D構建可以通過活細胞及其外基質材料的打印構建活體生物器件。如英國赫瑞瓦特大學和一家干細胞技術公司合作，首次將3D打印拓展到人類胚胎干細胞范圍。這一突破使得利用人類胚胎干細胞來“打造”移植用人體組織和器官成為可能。美國康奈爾大學研究人員最近在其發表的研究論文中稱，他們利用牛耳細胞在3D打印機中打印出人造耳朵，可以用于先天畸形兒童的器官移植。
3.6 藥物篩選生物模型。藥物篩選指的是采用適當的方法，對可能作為藥物使用的物質（采樣）進行生物活性、藥理作用及藥用價值的評估過程。作為篩選，需要對不同化合物的生理活性做大規模橫向比較，因此有研究人員指出通過3D打印技術，精確設計仿生組織藥物病理作用模型，可以使人們開在短時間內大規模高通量篩選新型高效藥物。最近，四川大學聯合加州大學圣地亞哥分校等科研機構，通過3D打印技術設計了一款肝組織仿生結構藥物解毒模型（如圖1-c），該研究成果發表在最近一期的Nature Communications上，受到3D打印研究領域的廣泛關注。
3D打印在生物醫學工程中應用：（a）3D打印磷酸鈣骨組織工程支架； （b）3D打印細胞、活體器官構件；（c）3D打印肝組織仿生結構藥物解毒模型。
4 結束語
三維打印技術正處在蓬勃興起的階段，3D打印技術在生物醫學工程中得到了廣泛的應用，其應用以及發展現狀表明：3D打印在體外器官模型、組織工程與再生醫學、個性化醫療以及新藥研發等方面展現出廣闊的應用前景。抓住生物材料及植入器械的三維打印技術新一輪發展浪潮，發展我國生物三維打印技術，對發展我國生物材料醫療器械產業步入國際先進水平具有十分重要的意義。
參考文獻
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[6]Solaiman Tarafder， Neal M. Davies， Amit Bandyopadhyaya， Susmita Bose. 3D printed tricalcium phosphate bone tissue engineering scaffolds： effect of SrO and MgO doping on in vivo osteogenesis in a rat distal femoral defect model[J]. Biomaterials Science， 2013.
第5篇：生物醫學工程學科評估范文
2006年吉利俠報道，設備的維修管理是正隨著生產發展而產生的一門科學，其發展過程大致可分為4個階段:(1)事后維修階段:這種修理機制不講設備的維修層次(局部維修、全部維修、或更新改造等)，僅以修復設備原來的功能為目的，必然喪失設備的許多工作時間，生產計劃被打亂，修理的內容、時間長短都帶有很大的隨機性(1950年前)。(2)預防維修階段:主要做法是定期檢查設備，在故障處于萌芽狀態時采取預防措施，以避免突發事故發生，但是出于受檢查手段和人們經驗的制約，仍可能使計劃不準確，造成維修冗余或不足(1950－1960)。(3)生產維修階段:它由4種具體的維修方式組成:事后維修、預防維修、改善維修和維修預防，針對不同設備及其使用情況分別采取不同的維修方式。這一維修體制突出了維修策略的靈活性，吸收了后勤工程學的內容，提出了維修預防，提高設備可靠性、設計水平以及無維修設計思想(1960－1970年)。(4)各種設備維修管理模式并行階段:主要包括綜合工程學、全員生產維修TPM、設備綜合管理3種管理模式(1970年至今)。
以可靠性為中心的維修(ReliabilityCenteredMaintenance，RCM)管理模式
2006年吉利俠簡單介紹20世紀90年代的維修管理模式，見表1。
2007年安志萍等報道發達國家的經驗和發展表明，以可靠性為中心的維修(RCM)管理理論已在航空設備及軍事裝備維修領域得到了廣泛應用，效果顯著。可見采用RCM管理.把從被動維修和基于時間的計劃維修轉換為以可靠性為中心的預防性維修體制.也是軍隊醫療裝備維修管理發展的必然趨勢。RCM管理模式充分考慮裝備自身的設計特點、運行狀態和裝備的故障模式及故障后果影響等信息。只有在確定醫療裝備可靠性下降，且維修工作是必要和可行時，在保證安全性和可靠性的條件下才進行針對性維修，而不盲目做反應性維修或一般性預防性維修，從而減少虛驚和不必要的維修，有效地提高了醫療裝備的完好率和使用率。
依據RCM管理理論建立軍隊醫療裝備RCM管理體系見圖1。以可靠性為中心的維修(RCM)是從眾多的維修理論中脫穎而出并逐步被廣泛接受的一種全新的維修方法。它是建立在設備的設計特點、運行功能、故障模式和后果分析的基礎上，以最大限度提高設備的使用可靠性為目的，應用可得到的安全性和可靠性數據，確定維修的必要性和可行性，對維修要求進行評估，最終制定出實用的、合理的維修計劃。
基于醫院網絡資源設計的醫療設備維修管理系統
2006年劉剛基于醫院網絡資源設計的醫療設備維修管理系統，采用醫學工程部安裝設備維修系統/科室通過瀏覽器訪問設備報修系統結合的模式(見圖2)，使各科室客戶端零維護，醫學工程部的數據操作、統計方便，具有預防性維護、自動派工、績效考核等特殊的功能，對確保醫療設備良好的狀態和提高員工的工作效率具有很大幫助，為提高醫療設備的維修管理水平提供了技術手段上的保障，同時為全院信息整合提供了基礎平臺。2009年曾立等報道，結合該院HIS系統，選用VS2005和SQLSERVER數據庫設計的一套B/S模式的醫療設備維修管理系統，實現了科室報修、維修提醒、維修確認登記，以及維修信息查詢統計、打印等功能。該醫療設備維修管理系統簡要流程見圖3。臨床科室醫療設備故障，上網填寫維修申請后提交，負責該區域的維修人員登錄系統后顯示維修提醒或者事先設定的預防性維修計劃時間到期，顯示預防性維修提醒，針對上述系統功能性提醒，維修人員進行維修確認并進行設備維修，維修過程中或維修完成可進行維修登記。
分類維修模式
2009年王魯等報道設備分類維修模式:將亟待維修的醫療設備科學合理的分類，根據分類有針對性的進行維修分工。廠家專業維修工程師、外聘工程師、醫院維修技術人員人力資源合理地分配，確保醫院的醫療設備正常運行，延長設備儀器的生命周期，見圖4。
大型精密設備的維修工作:大型精密設備多為影像設備和專業性強的貴重儀器，該類設備技術含量高，維修工作主要依靠廠家的專業維修工程師。目前，各大設備生產廠商均推出了設備保修協議。醫院需要對協議認真地推敲討論，根據設備的使用情況:有選擇地購買設備的保修，雖然買保修增加了設備的運行成本，但它能確保設備發生故障時能快速地修復，從而也確保了醫院經濟效益和社會效益。
專業性較強的設備的維修:作專業性較強的設備多為檢驗類設備和相對技術含量較高的儀器設備，它具有同類產品多、構造原理公開、維修配件開放、定期巡檢、校正次數較多等特點。該類型設備的維修工作可由廠家工程師和醫院維修工程師完成，也可有選擇性的外聘專業工程師。有利于工程師之間的技術交流學習和醫院專業維修工程師的培養。
常規醫療設備的維修工作:常規醫療設備是醫院各專業必備儀器設備，數量龐大，其技術含量相對較低。問題多為電路板上元件的故障(由于設備使用年限較長，造成接觸不良等情況)，醫院維修工程師完全可以獨立修復，其特點:配件開放且價格較低、維修速度快，為臨床的診斷和治療工作贏得了寶貴的時間，也為醫院節約了大量的維修資金。
自助與購買服務相結合模式
2010年張力方報道，提出一種新的醫療器械維修服務方式沒想———自助與購買服務相結合模式，其內涵:
(1)醫院必須有自己的醫療器械管理部門。管理職能為負責醫療器械從預算、論證、購置、驗收安裝、維護保養、維修、使用安全監督，直至報廢的全過程管理。(2)根據醫院的規模、科室設置與床位數，配置有相應的臨床丁程技術人員。
(3)臨床T程技術人員主要有四大任務:安裝驗收、維護保養、基礎設備維修、應急維修。
(4)除上述基礎設備以外，將醫院一些大型醫療設備及精密醫療器械用購買服務方式，交給專業公司承擔維修與維護工作。
(5)醫院醫療器械管理部門有責任對購買服務進行績效考評，保證購買服務為有效服務。
設備維修社會化模式
2007年孫愛民等報道醫院維修管理模式現有的趨勢走向:
(1)醫院設備維修要走建設臨床醫學工程學科的道路。建設臨床醫學工程學科是順應現代醫院發展的要求。發達國家早在二十世紀七十年代就在醫院中建立了醫學工程部，設置了醫學工程師或生物醫學工程師，其工作重點圍繞醫療設備的安全和質量控制。在國內，現在大多數醫院也都已建立了設備處(科)，但工作重點大多還維持在采購和事后維修水平;也有少數醫院的學科建設走在前面，擁有足夠的工程師、甚至博士和博士后;工作模式也向臨床滲透，開展質量檢測、預防性維修、科研教學等。可以說，臨床醫學工程這個新興的邊緣學科在國內醫院中已具雛形，但極需發展狀大。
(2)醫療設備維護，維修外包模式即推向社會化模式醫療設備維護外包是指醫院委托外部的專業維護公司負責醫院的醫療設備維護工作。
2011年張際州等報道了社會化第三方維修服務。這種模式的優勢在于:
(1)早期就有資料顯示，通過外包平均可使服務水平提高15%。
(2)提供專業化的維護服務技術，減少醫院對各標準工具、測試設備的投入，顯著降低成本及維護人員培訓費用。調查結果顯示，40.5%的調查對象認為醫療設備外包能夠節約成本。2011年王麗芳等對3種維修方式進行了比較。
原廠維修:醫療設備由生產廠家維修，維修力量強，經驗豐富，備件充足;但價格昂貴，只更換備件。醫院自修:設備出現故障后由醫院設備維修部門維修，響應速度快，無需費用;但無專業培訓人員，無備件，甚至無維修工具。第三方維修:響應速度快，維修水平高，方式靈活多樣，收費低廉;但備件不充足。比較以上幾種服務方式，對于設備多、類型多，同時有一定的技術力量的大型醫院幾種維修方式應該分別采用才能使服務最優化、開支最合理化、設備效率最高化。
第6篇：生物醫學工程學科評估范文
關鍵詞： MIT 發展戰略 辦學特色
麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，簡稱MIT）在眾多大學排名里，均位列世界前五位。2013―2014年最新排名中QS世界大學排名：世界及全美第一；其世界聲譽排名自2011年首次以來，都一直將其列作世界及全美第2（僅次于哈佛大學及斯坦福大學）。研究MIT的辦學特色對我國理工大學的建設有很好的借鑒意義[1]。
一、學校簡介
MIT是美國一所研究型私立大學，位于馬薩諸塞州（麻省）的劍橋市，查爾斯河（Charles River）將其與波士頓的后灣區（Back Bay）隔開。至2009年，先后有78位諾貝爾獎得主曾在麻省理工學院學習或工作。MIT的自然及工程科學在世界上享有極佳盛譽，其管理學、經濟學、哲學、政治學、語言學也同樣優秀。
二、發展戰略
在對未來社會、科學和大學自身研究的基礎上，MIT制定了新的發展戰略。第一，吸引最優秀的學生和教師，給他們提供有刺激性的和有效的生活與學習環境。第二，致力于研究基礎科學，但應在把研究、學習和行動整合成一體的新模式中處于領先地位。第三，開拓新的財政來源，增進公民、聯邦政府和商業界對科學、技術、研究和高等教育的理解與支持，吸引私人投資。第四，麻省理工更加注重全球化的發展，進一步加強其在國際上的產學研合作。
三、辦學特色
（一）“小而精”的發展戰略――院系和學科門類少
根據專業的分類，MIT被分成了如下六個學院：建筑及城市規劃學院（School of Architecture and Planning）：建筑學、媒體藝術與科學、城市研究與計劃；工程學院（School of Engineering）：航空太空工程、生物醫學工程、化學工程、土木工程、環境工程、電機工程、計算機科學與工程、資訊科學、核子工程、機械工程、材料科學與工程、交通物流研究所；人文及社會科學學院（School of Humanities， Arts，and Social Sciences）：人類學、比較媒體研究、經濟學、文學、歷史學、語言學、哲學、音樂與戲劇藝術、政治學、女性研究、寫作計劃組；阿爾佛雷德?P?斯隆管理學院（Alfred P. Sloan School of Management）：金融博士、會計博士、MBA和金融學碩士；理學院（School of Science）：數學、物理學、化學、生物學、腦與認知科學、地球科學；維泰克健康科學技術學院（Whitaker College of Health Sciences and Technology）。
（二）注重加強國際合作
2007年，MIT與阿拉伯聯合酋長國達成協議，共同建設馬斯達爾科學技術研究院――世界上第一所專注研究另類和可持續能源、培養研究生的高等院校。2009年與浙江大學、新加坡達成協議，共同建設新加坡技術與設計大學，2011年開始招收第一屆本科生。2011年與俄羅斯斯科爾科沃基金會達成協議，共同建設斯科爾科沃技術大學，2013年投入運行。2003年與西班牙阿拉貢政府、薩拉戈薩大學，在歐洲最大的物流中心薩拉戈薩市成立MIT-薩拉戈薩物流研究院（ZLC）[2]。2011年，馬來西亞政府和麻省理工達成協議，共同創建了MIT-馬來西亞供應鏈創新學院（MISI）并招收MIT-馬來西亞供應鏈管理碩士研究生（MSCM）。
（三）重視理工科學生人文社科通識課程教育
MIT向來重視對理工科學生進行通識課程教育，注重教學與科研、應用的有機結合，培養學生運用知識解決實際問題的能力。MIT主要通過合理的課程設置有效地對學生進行通識類課程的教育。數學、科學與技術共9門，人文藝術與社會科學必修課8門，交流必修課4門，體育必修課4門，專業課16門左右。從課程設置可以看出MIT不僅培養學生對藝術的交流形勢及敏感度，而且重視體育教育及交流課程的教學。有利于學生在學習科學文化課程時有強健的體魄，也能培養學生的藝術修養及口頭表達能力及寫作水平；有利于學生形成完整全面的知識結構；有利于創新人才的培養，使學生有更強的社會責任感，能夠更好地適應社會及企業要求。我國要不斷引進MIT的先進的通識教育理念，明確通識教育的目的，完善通識教育的課程體系，建立通識教育的組織機構，推進我國建設世界一流理工院校通識教育的進程。
參考文獻：
[1]曹艷紅.我國“985工程”高校定位問題研究[D].天津大學，2011（05）.
第7篇：生物醫學工程學科評估范文
關鍵詞 分子腫瘤學；研究型教學；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）12-0081-02
近年來，惡性腫瘤已成為嚴重威脅國民健康的重要疾病之一。在全球范圍內，每年新發癌癥患者約1000多萬，死亡700多萬。我國每年新發病例也逐步提升，如何有效防治惡性腫瘤已成為醫學界面臨的時代難題[1]。世界各國政府紛紛大力投入，積極探索新技術、新方法，使腫瘤學研究得到飛速發展。
分子腫瘤學是生物學與醫學的交叉學科，是將分子生物學技術應用于腫瘤相關基因及其表達產物的研究中，進而闡明腫瘤的發生、發展及其本質，為腫瘤的預防、診斷和治療提供新措施。北京工業大學生命科學與生物工程學院以抗腫瘤藥物的研發為學科發展方向，但隨著現代生物技術發展的日新月異，原有的一些腫瘤學基礎知識已不能完全滿足當前科研的發展需求。為適應生物前沿技術發展趨勢，有力地推動生物技術向多專業滲透，促進邊緣交叉學科領域的發展，學院首次為研究生開設分子腫瘤學這門課程，主要從分子水平上深入闡述腫瘤學研究的新進展，并結合學院研究生培養目標和課程建設的要求，對該課程教學內容、教學方法以及考核方式等方面進行嘗試與探索。這一舉措必將促進學院在生物領域和醫學領域的科學研究和學科建設。
1 以腫瘤基礎研究為背景確立課程教學內容
隨著我國醫學模式的轉變以及全球性衛生重點的轉移，腫瘤的防治研究成為科教興國戰略的重要組成部分，不論是腫瘤發生發展的分子機制，還是臨床腫瘤診斷治療，都取得長足進步[1]。
北京工業大學生命科學與生物工程學院生物醫學工程專業以探究腫瘤發生發展機制、抗腫瘤藥物開發以及基因治療等為主要研究方向，與醫學腫瘤專業相比，在定位和針對性方面都有較為鮮明的特色。學院研究生大多數具有生物學等工科背景，掌握分子生物學、細胞生物學、免疫學及病毒學等豐富的理論知識，在基礎研究方面具有優勢，但缺少一定的臨床腫瘤學知識。因此，分子腫瘤學這門課程的開設不同于醫學院傳統的臨床腫瘤學課程，而是著重以腫瘤基礎研究為背景，拓寬研究領域，深化研究層次。授課內容涉及腫瘤發生發展分子機制及其基因治療、分子藥靶、腫瘤表觀遺傳學等相關領域，以及腫瘤干細胞、miRNA、RNA干擾、蛋白質組學和生物信息學等前沿領域，從基因層面探討腫瘤發生機制和有效的治療措施。在此基礎上，進一步發現新的腫瘤標志物，用于腫瘤的早期預測與防治。
2 以研究型教學為主導確立課程教學方法
研究生的課程教學處于從本科時期的知識學習型階段向課題研究型階段過渡的重要時期，是研究生培養過程中的一個基礎環節。因此，這就決定了研究生課程教學不應僅僅只是本科式的知識傳授的延續，而應是知識傳授與科研能力培養并重。但當前高校教學中仍以傳統的灌輸式教學方法為主，師生交流與互動少，只適于簡單的傳授知識，不利于培養研究生自主學習和科研創新能力。
2.1 轉變觀念意識，優化課程設置
為了更好地增強教學效果，培養學生的綜合能力，在開設分子腫瘤學課程之初就積極轉換教學觀念，以研究型教學為主導，結合課程的基礎性與前沿性，優化課程設置，確立新的教學模式[2]。根據學校的研究生培養目標，制定出一套適應研究生教育的教學大綱，既滿足研究生的知識需求，又能反應出學科水平和發展趨勢。在整個教學過程中，以學生為中心，教師發揮組織和引導作用，根據課程具體內容、學生知識背景及理解能力等因素，充分激發學生的主動性與積極性。
在課程設置中，沒有采用固定的教材形式，而是根據學生背景知識的差異，結合當前生物前沿技術在腫瘤學領域的研究趨勢，采用啟發式、講座研討式的教學方式，有目的性地開展授課。課程內容主要分為三部分：
第一部分著重介紹一些腫瘤學相關基本知識，包括細胞生物學如細胞結構與功能、分子生物學如腫瘤的分子標志物等基礎知識，既照顧了那些基礎薄弱的學生，同時給基礎好的學生進行了復習；
第二部分重點從細胞周期與凋亡、細胞信號轉導、血管生成、侵襲轉移、耐藥性等方面闡述腫瘤的癌變機制和腫瘤惡性演進機制；
第三部分介紹腫瘤的分子診斷、預防與治療等內容與研究進展。
在授課中，從激發學生的創新思維目的出發，鼓勵研究生參與課堂討論，并結合學院一些學術前沿講座，通過學術報告和學術交流，使學生更廣泛拓寬學術視野，提高綜合科研水平。
2.2 研究型教學在課堂中的實踐
研究型教學是在教師的啟發指導下，以學生獨立自主學習和合作討論為前提，以教學中的難點重點內容、有爭議的學術問題或學科前沿問題為研究內容，通過學生查閱資料、獨立鉆研和認真思考展開課堂討論和交流，使不同的學術觀點相互碰撞、交流與補充[3]。
分子腫瘤學屬于腫瘤學領域的前沿學科，知識更新快，教材不能涵蓋最新的研究內容，因此在授課過程中不能以單一的教材作為參考資料。在教學之前提前做好研究性學習，從同行認可度高的期刊中查閱相關領域的最新研究文獻，不斷更新知識，在課堂上根據授課內容適時引入這些新技術新方法，既豐富了教學內容，又調動了學生的科研興趣。
分子生物學、細胞生物學是腫瘤研究的基礎，教學內容涵蓋的知識點多、涉及面廣，新技術與新方法的出現日新月異。如在給學生介紹細胞信號轉導這章內容時，課前根據學生研究興趣與方向設定一些知識點與問題，讓學生課后分組查閱相關文獻，準備PPT在課堂交流學習。如選擇一個信號通路，查閱該通路包括的知識點，如蛋白種類、特點及調控功能，思考該通路在腫瘤生成中發揮怎樣的機制？是否有其他小分子如miRNA的參與等？學生課后準備充分，結合自己今后的研究方向，積極探索與發現問題，在課堂交流中活躍，既豐富了課堂教學內容，又促進了對新知識的學習。
此外，還注重將本學院的研究成果融入教學過程中，如在介紹病毒與腫瘤這章內容時，為學生介紹學院科研小組對艾滋病、宮頸癌、食管癌等腫瘤病的研究進展與研究成果；在講細胞生物學時，結合本實驗室在干細胞領域的研究思路與研究進展，為學生介紹干細胞包括腫瘤干細胞、IPS細胞的特征及其在臨床中的應用前景。這樣讓學生更全面了解本學院的研究現狀與發展趨勢，為今后進實驗室開展研究工作奠定基礎。
3 完善課程考核方式
課程考核是課程質量的重要內容，以多種形式考核指標來完善考核方式。在分子腫瘤學的課堂教學中，主要從課堂出勤、論文撰寫、專題討論三方面加以評估。其中專題討論和論文撰寫分別占總成績的70%。在研究生的培養中，文獻查閱是研究生從事科學研究非常重要的一個環節，學生可以在查閱、積累、梳理資料中消化、理解知識，并與相關知識融會貫通，運用各種知識解決實際問題。因此，撰寫某一個感興趣領域的研究進展論文是考核的重要內容之一。論文統一按照期刊發表的格式來撰寫，考評內容包括論文格式的規范性、選題的新穎性、文獻的代表性等。
專題討論部分的考評主要通過學生對文獻的理解程度，包括能否把握文獻的核心內容，能否提出自己對文獻研究內容的完善建議。同時，學生學術交流水平也納入成績考核部分，包括多媒體課件的制作、學術表述的流暢性和學術交流過程的應對能力。這樣既可以考核學生查閱文獻的能力，同時可以鍛煉撰寫論文的能力。
4 結束語
腫瘤的分子生物學研究一直是生命科學和醫學研究的熱點，尤其是癌基因的研究。隨著科學技術的發展，生物芯片、RNA技術、表觀基因組學及生物信息學等分析方法逐漸成為腫瘤研究的一種高效手段，使研究者更深入地了解疾病發生的分子機制，掌握癌基因特異性的分布規律，揭示基因信號內在的生物學意義，有力地促進腫瘤學的發展，為腫瘤的臨床治療奠定基礎。
北京工業大學生命科學與生物工程學院專門為生物技術專業研究生開設分子腫瘤學這門課程，旨在為工科院校培養側重于腫瘤學基礎研究的復合專業型人才。在教學中轉變教學觀念，引入研究型教學模式，把研究的意識、思維、觀點與方法融入教學中，強調對知識學習的自主性與探究性，注重學習過程中研究生的實踐與體驗[4]。在課堂教學中根據課程性質、教學內容和學生特點，創造性地進行教學設計，激發學生的科研興趣，有利于全面培養研究生的綜合創新能力。
參考文獻
[1]陳正堂，等.腫瘤學專業現狀與發展設想[J].醫學雜志，2011，36（4）：315-318.
[2]王文靜.中國教學模式改革的實踐探索：“學為導向”綜合型課堂教學模式[J].北京師范大學學報：社會科學版，2012（1）：
18-24.
第8篇：生物醫學工程學科評估范文
【關鍵詞】引導骨再生膜術； 骨形態發生蛋白； 組織工程骨
【中圖分類號】R274.1【文獻標識碼】A【文章編號】1004-4949（2012）09-0175-02
隨著組織工程和基因工程的發展，GBR、BMP及復合BMP的組織工程骨在臨床醫學中的應用越來越廣泛。現就其在口腔科的應用和發展現狀作一綜述。
1引導骨再生膜技術在口腔科的應用
引導骨再生膜技術（guided bone regeneration，GBR）是繼引導組織再生技術（guided tissue regeneration，GTR technique）的發展和推廣。它是采用生物材料制成的生物膜在牙齦軟組織與骨缺損之間人為地豎起一道生物膜屏障，阻止軟組織中成纖維細胞及上皮細胞長入骨缺損區，確保成骨過程在無成纖維細胞干擾的前提下逐漸完成，最后實現缺損區完全的骨修復［1］。隨著生物材料的不斷更新，該技術已經越來越完善和成熟，已被廣泛應用于口腔科。
引導組織再生技術最早應用在牙周病學中，其后推廣到口腔種植外科、口腔修復及口腔頜面外科中。在口腔種植外科中被應用于種植體周圍骨量不足的治療中，為種植體周圍骨組織提供足夠的、穩定的生長空間，起一定的骨引導的作用。在口腔頜面外科中已被應用于牙槽嵴裂的整復、外傷后造成的牙槽骨缺損的修復以及頜骨囊腫的治療中。其與復合組織工程骨的聯合應用，有望在不久的將來用于修復大段頜骨的缺損［2］。
1.1 常用材料：在GBR中，其膜材料常分為可降解和不降解兩種，不可降解材料中常見的有膨體聚四氟乙烯，該材料柔韌性好，易于操作且生物相容性好，此外不可吸收性膜材料還有微孔濾膜、生物性硅酮膜等。但不可吸收性膜由于在人體內不能降解吸收，需二次手術取出，增加了患者的痛苦、醫療費用，而且二次手術容易造成對術區周圍組織的損傷，缺點甚多。其逐漸被可降解的生物膜所取代。由此，可降解吸收材料逐漸成為了研究熱點。究其在人體中的作用過程，其應滿足的條件有：1、有選擇性的引導組織生長；2、有良好的生物相容性；3、易于操作；4、降解與引導組織再生在時間上要協調。在現階段常用的材料有：1、天然高分子材料：膠原膜、凍干異體骨膜、聚羥基丁酸酯；2、合成聚合物材料：聚乳酸、聚羥基乙酸和GA/LA［3］。
1.2復合膜材料： 以往的膜材料起的主要是機械隔離的作用，隨著生物技術的發展，人們在膜材料改進的同時，使其與生長因子、誘導劑等相結合，改善其理化性以及提高其生物相容性，使其具有傳到、誘導的能力［4，5］。如與骨形態發生蛋白與生物膜復合后引導缺損骨組織再生。
2骨形態發生蛋白以及復合組織工程骨在口腔科的應用
2.1骨形態發生蛋白： 骨形態發生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）是多功能生長因子，是一組具有類似結構的高度保守的功能蛋白，能夠在體內誘導骨和腱樣組織形成的因子，并在肢體生長，軟骨內骨化，骨折早期及肌腱修復時表達，對骨骼的發育和再生修復以及肌腱的再生修復起重要作用［6］。在口腔科其被應用于口腔種植外科、口腔頜面外科骨的缺損誘導修復，牙槽嵴裂以及腭裂的修復中。其次，隨著對其應用的不斷深入研究，有望在對頜面部神經的修復中起重要作用［6］。
2.1.1骨形態發生蛋白7：在至今被發現的20多種BMP家族成員中，骨形態發生蛋白7已有研究階段轉入臨床應用階段［7］。現對骨形態發生蛋白7作一重點介紹：骨形態發生蛋白7（BMP-7）又稱為成骨蛋白1（osteogenic pro-tein，OP-1）。其已應用于牙槽骨缺損、牙槽嵴裂以及腭裂的修復中。在牙周病的手術治療中，應用膜引導組織再生技術，依靠膜的屏障作用及牙周膜細胞成骨能力完成牙槽骨缺損的修復，而BMP-7的應用是對修復的牙槽骨起主動的誘導分化成骨的作用。其次，也用于誘導腭裂區骨的形成以及種植體周圍骨組織的形成。另外，在用牽引成骨技術治療先天性或后天性頜骨畸形、下頜骨的缺損修復以及正頜外科中BMP-7都有廣泛的應用空間［8，9，10］。其具體優點體現在：其能加速骨痂的成熟、加速骨的礦化前過程，且有關實驗表明：其復合骨髓后能明顯增強成骨作用，且能代替自體骨的移植。據有關報道：在牙髓組織中檢測到BMP-7，其在動物實驗中蓋髓及誘導牙本質形成能力已被成功證明。
2.1.2骨形態發生蛋白相關載體： 骨形態發生蛋白具有誘導成骨的優點，但要使其充分發揮其優點，必須要與載體復合才能發揮作用。因為其單獨在體內使用會很快被稀釋及降解。究其載體應具有如下特點：1、組織相容性好，與機體排異反應小；2、可降解或吸收，對人體無害；3、載體的吸收或降解速度也應與BMP的誘導成骨作用相協調，不能降解或吸收較快或較慢。目前應用的載體有：膠原、羥基磷灰石、脫鈣骨基質顆粒、α-聚酯。但各自都存在有缺陷，比如膠原無強度，不利于塑形，而且異種膠原可引起排異反應；羥基磷灰石孔徑大小及脫鈣骨基質顆粒制備工藝影響到其活性發揮的問題等［11，12，13］。
2.2骨組織工程： 組織工程學的創立和發展為BMP載體材料的研究、更新及發展提供了堅實的基礎，為誘導成骨及骨的修復開辟了新的研究空間。骨組織工程其材料包括三部分：1、種子細胞，即有成骨潛能的細胞，如：骨膜、骨髓等來源細胞；2、骨誘導因子，如BMP、多肽生長因子等；3、基質支架，一類為人工合成材料，如聚乙醇胺、聚乳酸、鈣磷陶瓷等；另一類為天然生物材料，如膠原、珊瑚骨纖維蛋白透明質酸鈉等。復合組織工程骨可用于修復牙槽嵴裂、腭裂、頜骨缺損、種植體周圍骨缺損以及牙周病造成的牙槽骨缺損；口腔修復科可用于牙槽嵴的增高等［14，15，16］。隨著生物技術、組織工程以及基因工程的發展，支架材料與BMP及骨髓基質干細胞的復合以及尋找新的可降解、吸收支架材料成為今后的研究熱點。
3GBR與復合組織工程骨的聯合應用
單純的GBR技術難以保證骨缺損區域有穩定的、足夠的成骨空間，影響到骨外形的恢復。另外，由于單純的只起到屏障隔離的作用，不能縮短骨的愈合時間以及加速骨的形成和誘導成骨，而與BMP復合的組織工程骨可以成功的解決這些問題。膜的存在避免了周圍組織長入骨缺損區，為骨缺損區的修復提供了穩定的環境；同時，膜的封閉作用也保證了一定骨缺損修復區域內組織工程骨內BMP的濃度，減緩甚至阻隔了其向周圍組織中的擴散，加速了其誘導成骨的作用；同時，復合BMP的組織工程骨，其具有誘導成骨的作用；同時，因為其有基質支架，使其同時具有骨誘導和骨傳導的作用［17，18，19］。即能誘導骨組織生長。另外，又因為支架材料的作用使植入膜及骨材料的區域不易塌陷，有利于新生骨的爬行、替代，起到骨傳導的作用［20］。
4總結與展望
GBR技術與復合BMP的組織工程骨在口腔科的聯合應用，能彌補各自存在的技術缺點，有利于其在臨床治療中的廣泛開展。但在現階段所擁有的已應用到臨床中的膜和復合BMP的組織工程骨的降解速度以及支架材料的強度能否與骨再生的速度完全適應，還需長期的臨床觀察。另外，能否人工合成更理想的支架材料以及能否開發出誘導效果更好的外源性生長因子一直是研究的熱點。隨著其生物技術的發展，相信骨組織工程、基因技術會給口腔科的治療帶來革命性的變革。
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第9篇：生物醫學工程學科評估范文
一、整合生物信息學的研究領域
盡管目前一般意義上的生物信息學還局限在分子生物學層次，但廣義上的生物信息學是可以研究生物學的任何方面的。生命現象是在信息控制下不同層次上的物質、能量與信息的交換，不同層次是指核酸、蛋白質、細胞、器官、個體、群體和生態系統等。這些層次的系統生物學研究將成為后基因組時代的生物信息學研究和應用的對象。隨著在完整基因組、功能基因組、生物大分子相互作用及基因調控網絡等方面大量數據的積累和基本研究規律的深入，生命科學正處在用統一的理論框架和先進的實驗方法來探討數據間的復雜關系，向定量生命科學發展的重要階段。采用物理、數學、化學、力學、生物等學科的方法從多層次、多水平、多途徑開展交叉綜合研究，在分子水平上揭示生物信息及其傳遞的機理與過程，描述和解釋生命活動規律，已成生命科學中的前沿科學問題（摘自：國家“十一五”生命科學發展規劃），為整合生物信息學的發展提供了數據資源和技術支撐。
當前，由各種Omics組學技術，如基因組學（DNA測序），轉錄組學（基因表達系列分析、基因芯片），蛋白質組學（質譜、二維凝膠電泳、蛋白質芯片、X光衍射、核磁共振），代謝組學（核磁共振、X光衍射、毛細管電泳）等技術，積累了大量的實驗數據。約有800多個公共數據庫系統和許多分析工具可利用通過互聯網來解決各種各樣的生物任務。生物數據的計算分析基本上依賴于計算機科學的方法和概念，最終由生物學家來系統解決具體的生物問題。我們面臨的挑戰是如何從這些組學數據中，利用已有的生物信息學的技術手段，在新的系統層次、多水平、多途徑來了解生命過程。整合生物信息學便承擔了這一任務。
圖1簡單描述了生物信息學、系統生物學與信息學、生物學以及基因組計劃各個研究領域的相關性。可以看出基因組計劃將生物學與信息學前所未有地結合到了一起，而生物信息學的興起是與人類基因組的測序計劃分不開的，生物信息學自始至終提供了所需的技術與方法，系統生物學強調了生物信息學的生物反應模型和機理研究，也是多學科高度交叉，促使理論生物學、生物信息學、計算生物學與生物學走得更近，也使我們研究基因型到表型的過程機理更加接近。虛線范圍代表整合生物信息學的研究領域，它包括了基因組計劃的序列、結構、功能、應用的整合，也涵蓋了生物信息學、系統生物學技術與方法的有機整合。
整合生物信息學的最大特點就是整合，不僅整合了生物信息學的研究方法和技術，也是在更大的層次上整合生命科學、計算機科學、數學、物理學、化學、醫學，以及工程學等各學科。其生物數據整合從微觀到宏觀，應用領域整合涉及工、農、林、漁、牧、醫、藥。本文將就整合生物信息學的生物數據整合、學科技術整合及其他方面進行初步的介紹和探討。
二、生物數據挖掘與整合
生物系統的不同性質的組分數據，從基因到細胞、到組織、到個體的各個層次。大量組分數據的收集來自實驗室（濕數據）和公共數據資源（干數據）。但這些數據存在很多不利于處理分析的因素，如數據的類型差異，數據庫中存在大量數據冗余以及數據錯誤；存儲信息的數據結構也存在很大的差異，包括文本文件、關系數據庫、面向對象數據庫等；缺乏統一的數據描述標準，信息查詢方面大相徑庭；許多數據信息是描述性的信息，而不是結構化的信息標示。如何快速地在這些大量的包括錯誤數據的數據量中獲取正確數據模式和關系是數據挖掘與整合的主要任務。
數據挖掘是知識發現的一個過程，其他各個環節，如數據庫的選擇和取樣，數據的預處理和去冗余，錯誤和沖突，數據形式的轉換，挖掘數據的評估和評估的可視化等。數據挖掘的過程主要是從數據中提取模式，即模式識別。如DNA序列的特征核苷堿基，蛋白質的功能域及相應蛋白質的三維結構的自動化分類等。從信息處理的角度來說，模式識別可以被看作是根據一分類標準對外來數據進行篩選的數據簡化過程。其主要步驟是：特征選擇，度量，處理，特征提取，分類和標識。現有的數據挖掘技術常用的有：聚類、概念描述、連接分析、關聯分析、偏差檢測和預測模型等。生物信息學中用得比較多的數據挖掘的技術方法有：機器學習，文本挖掘，網絡挖掘等。
機器學習通常用于數據挖掘中有關模式匹配和模式發現。機器學習包含了一系列用于統計、生物模擬、適應控制理論、心理學和人工智能的方法。應用于生物信息學中的機器學習技術有歸納邏輯程序，遺傳算法，神經網絡，統計方法，貝葉斯方法，決策樹和隱馬爾可夫模型等。值得一提的是，大多數數據挖掘產品使用的算法都是在計算機科學或統計數學雜志上發表過的成熟算法，所不同的是算法的實現和對性能的優化。當然也有一些人采用的是自己研發的未公開的算法，效果可能也不錯。
大量的生物學數據是以結構化的形式存在于數據庫中的，例如基因序列、基因微陣列實驗數據和分子三維結構數據等，而大量的生物學數據更是以非結構化的形式被記載在各種文本中，其中大量文獻以電子出版物形式存在，如PubMed Central中收集了大量的生物醫學文獻摘要。
文本挖掘就是利用數據挖掘技術在大量的文本集合中發現隱含的知識的過程。其任務包括在大量文本中進行信息抽取、語詞識別、發現知識間的關聯等，以及利用文本挖掘技術提高數據分析的效率。近年來，文本挖掘技術在生物學領域中的應用多是通過挖掘文本發現生物學規律，例如基因、蛋白及其相互作用，進而對大型生物學數據庫進行自動注釋。但是要自動地從大量非結構性的文本中提取知識，并非易事。目前較為有效的方法是利用自然語言處理技術NLP，該技術包括一系列計算方法，從簡單的關鍵詞提取到語義學分析。最簡單的NLP系統工作通過確定的關鍵詞來解析和識別文檔。標注后的文檔內容將被拷貝到本地數據庫以備分析。復雜些的NLP系統則利用統計方法來識別不僅僅相關的關鍵詞，以及它們在文本中的分布情況，從而可以進行上下文的推斷。其結果是獲得相關文檔簇，可以推斷特定文本內容的特定主題。最先進的NLP系統是可以進行語義分析的，主要是通過分析句子中的字、詞和句段及其相關性來斷定其含義。
生物信息學離不開Internet網絡，大量的生物學數據都儲存到了網絡的各個角落。網絡挖掘指使用數據挖掘技術在網絡數據中發現潛在的、有用的模式或信息。網絡挖掘研究覆蓋了多個研究領域，包括數據庫技術、信息獲取技術、統計學、人工智能中的機器學習和神經網絡等。根據對網絡數據的感興趣程度不同，網絡挖掘一般還可以分為三類：網絡內容挖掘、網絡結構挖掘、網絡用法挖掘。網絡內容挖掘指從網絡內容/數據/文檔中發現有用信息，網絡內容挖掘的對象包括文本、圖像、音頻、視頻、多媒體和其他各種類型的數據。網絡結構挖掘的對象是網絡本身的超連接，即對網絡文檔的結構進行挖掘，發現他們之間連接情況的有用信息（文檔之間的包含、引用或者從屬關系）。在網絡結構挖掘領域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法（如Google搜索引擎）。網絡用法挖掘通過挖掘相關的網絡日志記錄，來發現用戶訪問網絡頁面的模式，通過分析日志記錄中的規律。通常來講，經典的數據挖掘算法都可以直接用到網絡用法挖掘上來，但為了提高挖掘質量，研究人員在擴展算法上進行了努力，包括復合關聯規則算法、改進的序列發現算法等。
網絡數據挖掘比單個數據倉庫的挖掘要復雜得多，是一項復雜的技術，一個難以解決的問題。而XML的出現為解決網絡數據挖掘的難題帶來了機會。由于XML能夠使不同來源的結構化的數據很容易地結合在一起，因而使搜索多個異質數據庫成為可能，從而為解決網絡數據挖掘難題帶來了希望。隨著XML作為在網絡上交換數據的一種標準方式，目前主要的生物信息學數據庫都已經提供了支持XML的技術，面向網絡的數據挖掘將會變得非常輕松。如使用XQuery 標準查詢工具，完全可以將 Internet看作是一個大型的分布式XML數據庫進行數據瀏覽獲取、結構化操作等。
此外，數據挖掘還要考慮到的問題有：實時數據挖掘、人為因素的參與、硬件設施的支持、數據庫的誤差問題等。
一般的數據（庫）整合的方法有：聯合數據庫系統（如ISYS和DiscoveryLink）, 多數據庫系統（如TAMBIS）和數據倉庫（如SRS和Entrez）。這些方法因為在整合的程度，實體化，查詢語言，應用程序接口標準及其支持的數據輸出格式等方面存在各自的特性而各有優缺點。同時，指數增長的生物數據和日益進步的信息技術給數據庫的整合也帶來了新的思路和解決方案。如傳統的數據庫主要是提供長期的實驗數據存儲和簡便的數據訪問，重在數據管理，而系統生物學的數據庫則同時對這些實驗數據進行分析，提供預測信息模型。數據庫的整合也將更趨向數據資源廣、異質程度高、多種數據格式、多途徑驗證（如本體學Ontology的功能對照）、多種挖掘技術、高度智能化等。
三、生命科學與生物信息學技術的整合
生物信息學的研究當前還主要集中在分子水平，如基因組學/蛋白質組學的分析，在亞細胞、細胞、生物組織、器官、生物體及生態上的研究才剛剛開始。從事這些新領域的研究，理解從基因型到表型的生命機理，整合生物信息學將起到關鍵性的作用。整合生物信息學將從系統的層次多角度地利用已有的生物、信息技術來研究生命現象。另外，由其發展出的新方法、新技術，其應用潛力也是巨大的。圖2顯示了生命科學與生物信息學技術的整合關系。
目前生命科學技術如基因測序、QTL定位、基因芯片、蛋白質芯片、凝膠電泳、蛋白雙雜交、核磁共振、質譜等實驗技術，可以從多方面，多角度來分析研究某一生命現象，從而針對單一的實驗可能就產生大量的不同層次的生物數據。對于每個技術的數據分析，都有了大量的生物信息學技術，如序列分析、motif尋找、基因預測、基因注解、RNA分析、基因芯片的數據分析、基因表達分析、基因調控網絡分析、蛋白質表達分析、蛋白質結構預測和分子模擬、比較基因組學研究、分子進化和系統發育分析、生物學系統建模、群體遺傳學分析等。整合生物信息學就是以整合的理論方法，通過整合生物數據，整合信息技術來推動生命科學干實驗室與濕實驗室的組合研究。其實踐應用涉及到生物數據庫的整合、功能基因的發現、單核苷酸多態性/單體型的了解、代謝疾病的機理研究、藥物設計與對接、軟件工具以及其他應用。
在整合過程中，還應該注意以下幾方面內容：整合數據和文本數據挖掘方法，數據倉庫的設計管理，生物數據庫的錯誤與矛盾，生物本體學及其質量控制，整合模型和模擬框架，生物技術的計算設施，生物信息學技術流程優化管理，以及工程應用所涉及的范圍。
四、學科、人才的整合
整合生物信息學也是學科、教育、人才的整合。對于綜合性高等院校，計算機科學/信息學、生物學等學科為生物信息學的發展提供了學科基礎和保障。如何充分利用高校雄厚的學科資源，合理搭建生物信息學專業結構，培養一流的生物信息學人才，是我們的任務和目標。
計算機科學/信息學是利用傳統的計算機科學，數學，物理學等計算、數學方法，如數據庫、數據發掘、人工智能、算法、圖形計算、軟件工程、平行計算、網絡技術進行數據分析處理，模擬預測等。生物信息學的快速發展給計算機科學也帶來了巨大的挑戰和機遇，如高通量的數據處理、儲存、檢索、查詢，高效率的算法研究，人工智能的全新應用，復雜系統的有效模擬和預測。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：Windows/Unix/Linux操作系統、C++/Perl/Java程序設計、數據庫技術、網絡技術、網絡編程、SQL、XML相關技術、數據挖掘，機器學習、可視化技術、軟件工程、計算機與網絡安全、計算機硬件、嵌入式系統、控制論、計算智能，微積幾何、概率論、數理統計、線性代數、離散數學、組合數學、計算方法、隨機過程、常微分方程、模擬和仿真、非線性分析等等。
生物學是研究生命現象、過程及其規律的科學，主要包括植物學等十幾個一級分支學科。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：普通生物學、生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、發育生物學、病毒學、免疫學、流行病學、保護生物學、生態學、進化生物學、神經生物學、基礎醫學、生物物理學、細胞工程、基因工程、分子動力學、生物儀器分析及技術、植物學、動物學、微生物學及其他生物科學、生物技術專業的技能課程。
作為獨立學科的生物信息學，其基本的新算法，新技術，新模型，新應用的研究是根本。課程涉及到生物信息學基礎、生物學數據庫、生物序列與基因組分析、生物統計學、生物芯片數據分析、蛋白質組學分析、系統生物學、生物數據挖掘與知識發現、計算生物學、藥物設計、生物網絡分析等。另外，整合生物信息學的工程應用，也需要了解以下學科，如生物工程、生物技術、醫學影像、信號處理、生化反應控制、生物醫學工程、數學模型、試驗設計、農業系統與生產等。
此外，整合生物信息學的人才培養具有很大的國際競爭壓力，培養優秀的專業人才，必須使其具備優良的生物信息科學素養，具有國際視野，知識能力、科研創新潛力俱佳的現代化一流人才。所以要始終緊跟最新的學術動態和發展方向，整合學科優勢和強化師資力量，促進國際交流。
五、總結及展望
二十一世紀是生命科學的世紀，也是生物信息學快速不斷整合發展的時代，整合生物學的研究和應用將對人類正確認識生命規律并合理利用產生巨大的作用。比如進行虛擬細胞的研究，整合生物信息學提供了從基因序列，蛋白結構到代謝功能各方面的生物數據，也提供了從序列分析，蛋白質拓撲到系統生物學建模等方面的信息技術，從多層次、多水平、多途徑進行科學研究。
整合生物信息學是基于現有生物信息學的計算技術框架對生命科學領域的新一輪更系統全面的研究。它依賴于生物學，計算機學，生物信息學/系統生物學的研究成果（包括新數據、新理論、新技術和新方法等），但同時也給這些學科提供了更廣闊的研究和應用空間，并推動整個人類科學的進程。
我國的生物信息學教育在近幾年已經有了長足的進步和發展。未來整合生物信息學人才的培養還需要加強各學科有效交叉，尤其是計算機科學，要更緊密地與生命科學結合起來，共同發展，讓我們的生命科學、計算機科學和生物信息學的教育和科研走得更高更前沿。
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