第一篇：生物醫(yī)學(xué)參觀實(shí)習(xí)報(bào)告

參觀實(shí)習(xí)報(bào)告范文，生物醫(yī)學(xué)參觀實(shí)習(xí)報(bào)告范文?！秴⒂^實(shí)習(xí)報(bào)告范文》

中山醫(yī)院的放療中心由以下幾部分構(gòu)成：TpS計(jì)劃站、后裝機(jī)室、加速器控制室、治療室。病人首先要進(jìn)行放療定位，即確定放療的針對(duì)范圍，然后通過(guò)TpS計(jì)劃站進(jìn)行計(jì)劃，該過(guò)程是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行治療方案的優(yōu)化組合，得到最適合的治療方案。根據(jù)腫瘤部位的不同，相應(yīng)采取內(nèi)放或外放，內(nèi)放即照射源發(fā)出射線，照射腔內(nèi)管內(nèi)腫瘤；外放是利用直線加速器產(chǎn)生X射線，進(jìn)行治療。

放療中心擁有的主要放療設(shè)備如下：

1)山東新華醫(yī)療器械廠SL—1型放射治療模擬定位機(jī)

通過(guò)X射線透視觀察，定位腫瘤的大小和位置，是腫瘤患者在放療前檢查、制定、確認(rèn)治療計(jì)劃的必備設(shè)備。

特點(diǎn)：

1、圖像清晰：不論在低亮度，還是在高亮度條件下都能獲得高質(zhì)量圖像，實(shí)習(xí)報(bào)告《生物醫(yī)學(xué)參觀實(shí)習(xí)報(bào)告范文》。

2、各種模擬參數(shù)，顯示精度高，重復(fù)性好。

3、可自動(dòng)設(shè)置機(jī)架角度，源皮距SAD。

4、影像增強(qiáng)器的掃描范圍大，并可與光闌同步移動(dòng)。

5、具有末幀圖像鎖存功能。

操作方式：

全部模擬檢查均可通過(guò)電視監(jiān)測(cè)隔室操作，控制臺(tái)具有控制、顯示數(shù)據(jù)等功能。必要時(shí)可用手控器近臺(tái)操作。

2)山東新華醫(yī)療器械廠XHDRl8高劑量率遙控后裝治療機(jī)

后裝技術(shù)最初只是應(yīng)用于婦科腫瘤的治療，后來(lái)發(fā)展到廣泛應(yīng)用于治療鼻咽癌、食道癌等等腔內(nèi)腫瘤，即作為內(nèi)照式與外照式之間的填充。目前后裝技術(shù)使放療對(duì)于腔內(nèi)腫瘤的治療效果可達(dá)到手術(shù)水平，甚至優(yōu)于手術(shù)治療，因此成為治療腔內(nèi)腫瘤的首選方法。

3)德國(guó)SIEMENS公司primus6／15MV雙光子醫(yī)用直線加速器和多葉光柵(3—D)

pRIMUS是西門子公司專為調(diào)強(qiáng)治療而研制的最新型全數(shù)字化直線加速器。該機(jī)為全數(shù)字化處理，自動(dòng)化程度高，精確可靠，可進(jìn)行高質(zhì)量放療。pRIMUS意指productivity(高效)，Reliability(穩(wěn)定可靠)，IntensityModulation(調(diào)強(qiáng))和UnifiedStructure(結(jié)構(gòu)統(tǒng)一)。新的固態(tài)化技術(shù)使pRIMUS的體積較之早期的MEVATRONK減少了76%。這意味著客戶可以大大的節(jié)省機(jī)房面積，因而也就節(jié)省了機(jī)房造價(jià)。

“參觀實(shí)習(xí)報(bào)告范文”

第二篇：醫(yī)學(xué)實(shí)踐報(bào)告,參觀醫(yī)院總結(jié),生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)

醫(yī)學(xué)實(shí)踐報(bào)告

一：綜述

生物醫(yī)學(xué)工程（BiomedicalEngineering,簡(jiǎn)稱BME）是一門由理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科,是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。自20世紀(jì)60年代，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料科學(xué)、激光超聲、核物理、微電子及控制理論等滲透到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，使生物醫(yī)學(xué)工程這門學(xué)科更具有技術(shù)性，工程性和多學(xué)科交叉性。

生物醫(yī)學(xué)工程是運(yùn)用自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，研究人的生理，病理過(guò)程，揭示人體的生命跡象，并從工程技角度解決治病防病問(wèn)題的一門綜合性高技術(shù)學(xué)科。所以自然科學(xué)作為理論知識(shí)是基礎(chǔ)和前提，而通過(guò)理論知識(shí)和實(shí)踐的結(jié)合形成技術(shù)和工程是結(jié)果和目的。

醫(yī)學(xué)實(shí)踐作為課堂理論知識(shí)的延伸和擴(kuò)展，在對(duì)原理知識(shí)的理解和應(yīng)用方能起到重要作用。通過(guò)醫(yī)學(xué)實(shí)踐不僅直觀、近距離、感性地接觸到了醫(yī)學(xué)儀器，也對(duì)理論知識(shí)的物質(zhì)成果和從工程技術(shù)的角度認(rèn)識(shí)生物醫(yī)學(xué)工程有了更深度理解和認(rèn)識(shí)。

醫(yī)學(xué)實(shí)踐包括校內(nèi)老師理論授課、校內(nèi)醫(yī)學(xué)儀器操作實(shí)踐和校外醫(yī)院參觀學(xué)習(xí)三個(gè)部分。在老師理論授課授課階段更直接、具體、有針對(duì)性的學(xué)習(xí)了常見(jiàn)醫(yī)療器械的基本工作原理。對(duì)理論知識(shí)在工程技術(shù)方面的直接有效的應(yīng)用有了更加清晰，深刻的理解。在校內(nèi)醫(yī)學(xué)儀器操作實(shí)踐時(shí)，不僅直觀，近距離的接觸到常見(jiàn)的醫(yī)療器械，而且還對(duì)一般醫(yī)療儀器進(jìn)行了簡(jiǎn)單的操作。校外醫(yī)院參觀學(xué)習(xí)時(shí)，更加直觀的接觸到較為先進(jìn)，功能較為完善的現(xiàn)代醫(yī)療電子儀器。對(duì)儀器的內(nèi)部構(gòu)造、基本工作原理、簡(jiǎn)單的操作和重要的應(yīng)用方面有了更加深刻的理解和認(rèn)識(shí)。

總之，理論是實(shí)踐的概括與抽象，實(shí)踐是理論的體現(xiàn)與具體。二：常用醫(yī)學(xué)電子儀器的工作原理

常用的醫(yī)學(xué)電子儀器有心電圖機(jī)、B超、彩超、CT、核磁共振等。由于人體是由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是人類進(jìn)行生命活動(dòng)的基本機(jī)構(gòu)。細(xì)胞在進(jìn)行生命活動(dòng)時(shí)會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生一定的電信號(hào)和磁信號(hào)，這些信號(hào)包含了人體生命活動(dòng)的重要信息，因此，對(duì)這些信號(hào)的采集、分析、處理變得尤為重要。所以，大部分醫(yī)療器械主要是對(duì)人體（細(xì)胞）產(chǎn)生的電信號(hào)和磁信號(hào)進(jìn)行采集、分析、處理，從而比較出人體正常態(tài)和病態(tài)下信號(hào)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，為醫(yī)生提供準(zhǔn)確，必要的診斷依據(jù)。同時(shí)它們還可以利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞的不同作用，通過(guò)一定的，適當(dāng)?shù)碾姶碳せ蛘叽糯碳?，治療相關(guān)疾病。醫(yī)學(xué)電子儀器在疾病的發(fā)生、預(yù)防、診斷和治理方面起到巨大的作用。

1).心電圖機(jī)的原理

按照心臟激動(dòng)的時(shí)間順序，將此體表的點(diǎn)位記錄下來(lái)，形成一條連續(xù)的曲線，即為心電圖。人體的生理活動(dòng)都是以細(xì)胞為基礎(chǔ)的，在每一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)細(xì)胞的點(diǎn)位變化可以反映體表點(diǎn)位的變化情況，即體表點(diǎn)位的變化時(shí)由很多細(xì)胞點(diǎn)位變化產(chǎn)生的，因此在討論和研究電位的變化時(shí)以單個(gè)細(xì)胞電位變化為例。

細(xì)胞膜的生物電現(xiàn)象主要有兩種表現(xiàn)形式，即安靜時(shí)的靜息電位和受刺激時(shí)產(chǎn)生的膜電位的改變（包括局部電位和動(dòng)作電位）。生物電現(xiàn)象是以細(xì)胞為單位產(chǎn)生的，以細(xì)胞膜兩側(cè)帶電離子的不均衡分布和離子的選擇性跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)為基礎(chǔ)。

（一）靜息電位及其形成原理

1.靜息電位（resting potential，RP）：指細(xì)胞未受刺激時(shí)存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。細(xì)胞的靜息電位表現(xiàn)為膜內(nèi)電位值較膜外為負(fù)，如規(guī)定膜外電位為0，膜內(nèi)電位可以負(fù)值表示，即大多數(shù)細(xì)胞的靜息電位在-10～-100mV之間。神經(jīng)細(xì)胞的靜息電位約為-90mV。2靜息電位的產(chǎn)生機(jī)理

（1）心肌細(xì)胞膜內(nèi)外離子的分布情況

外：鈉離子、鈣離子、氯離子

內(nèi):鉀離子 有機(jī)酸根離子和帶負(fù)電的蛋白質(zhì)

內(nèi)鉀離子是外部的約30倍，外鈉離子是內(nèi)濃度的約15倍，鈉離子鉀離子在內(nèi)外的不平衡分布保證了心肌細(xì)胞的興奮性。（2）靜息電位產(chǎn)生的基本條件

a:很大濃度梯度b:鉀離子流動(dòng)的細(xì)胞膜通透性比鈉離子好（3）靜息電位產(chǎn)生

a:鉀離子外擴(kuò) 結(jié)果：使內(nèi)電位越來(lái)越負(fù)外電位越來(lái)越正 b:內(nèi)外電位差形成鉀離子從內(nèi)向外擴(kuò)散的反力 靜息電位也稱為鉀離子的擴(kuò)散電位。

（二）動(dòng)作電位及其形成原理 1.動(dòng)作電位（action potential, AP）：指膜受刺激后在原有的靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的一次膜兩側(cè)電位的快速而可逆的倒轉(zhuǎn)和復(fù)原。當(dāng)心肌細(xì)胞膜某點(diǎn)受刺激時(shí)，受刺激處的細(xì)胞膜對(duì)Na+ 的通透性突然升高，而對(duì)K+的通透性卻顯著降低，因此細(xì)胞外液中的大量Na+滲入到細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)Na+大量增加，細(xì)胞內(nèi)電位由-90毫伏突然升高到+20～+30毫伏（跨膜電位逆轉(zhuǎn)）。由激動(dòng)所產(chǎn)生的跨膜電位，稱為跨膜動(dòng)作電位，簡(jiǎn)稱動(dòng)作電位。2．心肌細(xì)胞的除極化過(guò)程與動(dòng)作電位 i.除極條件：a 電刺激。b 電足夠強(qiáng)，使膜的靜息電位小到閾電位（70mv）。

c 內(nèi)外鈉離子存在很大濃度梯度。

ii.除極過(guò)程：a 細(xì)胞受電，到閾細(xì)胞膜對(duì)鈉離子通透性大大提高，鈉離子通道大開。

b鈉離子從外→內(nèi)擴(kuò)散。

c 由于鈉離子內(nèi)流，內(nèi)電位從-90mv上升到30mv，此過(guò)程為除極化。

iii.動(dòng)作電位

心肌細(xì)胞的興奮性

a未興奮細(xì)胞：處于極化。

b已興奮細(xì)胞：除極化（外負(fù)內(nèi)正）

3.復(fù)極化過(guò)程，恢復(fù)靜息電位。3個(gè)階段：

a 快速?gòu)?fù)極早期：鈉離子通道關(guān)氯離子從外到內(nèi)細(xì)胞內(nèi)電位從30mv降到0mv。b 緩慢復(fù)極期：氯離子通道關(guān)；鈣離子通道緩慢開，鈣離子從外到內(nèi)（慢）；鉀離子部分開，從內(nèi)到外（慢）平臺(tái)區(qū)。

c 快速?gòu)?fù)極末期：鈣離子漸關(guān)，鉀離子大量開放→鉀離子從內(nèi)快速到外→外流鉀離子電量使細(xì)胞內(nèi)電位迅速?gòu)?mv降到-90mv。

（5）鈉鉀泵：由于鉀離子大量外流與鈉離子大量?jī)?nèi)流，鈉鉀內(nèi)外不平衡打破，使下次細(xì)胞喪失在興奮能力。人體ATP總消耗20%用在鈉鉀泵上。

（三）、動(dòng)作電位的引起和傳導(dǎo)

1、去極化與Na+內(nèi)流的正反饋

當(dāng)細(xì)胞膜受到刺激去極化時(shí)，膜上電壓門控Na+ 通道開放，其開放的數(shù)量可隨膜去極化幅度的增加而增加。Na+通道開放使Na+內(nèi)流增加，又導(dǎo)致膜的進(jìn)一步去極化，從而使更多的Na+ 通道開放。如此循環(huán)往復(fù)，互相加強(qiáng)，最終使膜上Na+通道全部開放，Na+迅速大量?jī)?nèi)流，而觸發(fā)動(dòng)作電位。

2、閾電位與動(dòng)作電位的引起

當(dāng)膜電位值達(dá)到閾電位（Threshold potential）水平時(shí)，動(dòng)作電位才能被觸發(fā)。所謂閾電位，即指恰好能使膜的去極化與Na+內(nèi)流之間形成正反饋的臨界膜電位值。

3、局部電位與膜的興奮性

閾下刺激引起的膜局部去極化電位（未達(dá)到閾電位的膜電位）稱為局部電位（Local potential）。閾下刺激引起膜的去極化，膜上少量Na+通道開放，Na+內(nèi)流形成局部電位。

4、動(dòng)作電位的傳導(dǎo)及其原理

只要細(xì)胞膜上的某一位點(diǎn)受到刺激產(chǎn)生AP，這個(gè)AP就會(huì)沿著細(xì)胞膜向周圍傳播，使整個(gè)細(xì)胞的膜都經(jīng)歷一次類似于受刺激部位的離子電導(dǎo)的改變，表現(xiàn)為AP沿整個(gè)細(xì)胞膜的傳導(dǎo)。且在此傳導(dǎo)過(guò)程中，AP的幅度隨傳導(dǎo)距離的增加而發(fā)生任何改變，即不衰減地傳導(dǎo)?？偨Y(jié)為：

心肌細(xì)胞激動(dòng)后，膜表面變?yōu)樨?fù)電位，膜內(nèi)變?yōu)檎娢?，這種極化狀態(tài)的消除稱為除極。

復(fù)極時(shí)，細(xì)胞膜對(duì)Na+的通透性迅速降低，細(xì)胞膜對(duì)K+和Cl-的通透性增大，引起K+的外流和Cl-的內(nèi)流，其中K+外流是主要的，因而細(xì)胞內(nèi)正電位迅速下降，接近零電位水平

緩慢復(fù)極化階段。表現(xiàn)為膜內(nèi)電位下降速度大減，停滯于接近零電位的等電位狀態(tài)，形成平臺(tái)。此期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，約占100～150ms，在膜電位低于-55～-40mV時(shí)，膜上的鈣通道激活，使細(xì)胞外Ca++緩慢內(nèi)流，同時(shí)又有少量K+外流，致使膜內(nèi)電位保持在零電位附近不變。

復(fù)極過(guò)程加速，膜內(nèi)電位較快下降至原來(lái)的膜電位水平，主要由于膜對(duì)K+的通透性大大增高，細(xì)胞外K+濃度較低促使K+快速外流。

通過(guò)細(xì)胞膜上的鈉-鉀泵活動(dòng)加強(qiáng)，使細(xì)胞內(nèi)外的離子濃度差得到恢復(fù)至靜息狀態(tài)水平。電位的變化過(guò)程入圖2-1所示

01 2 3 4

圖2-1電位變化曲線示意圖

（四）心電圖導(dǎo)聯(lián)體系 在人體不同部位放置電極，并通過(guò)導(dǎo)聯(lián)線與心電圖機(jī)電流計(jì)的正負(fù)極相連，這種記錄心電圖的電路連接方法稱為心電圖導(dǎo)聯(lián)。電極位置和連接方法不同，可組成不同的導(dǎo)聯(lián)。

1、肢體導(dǎo)聯(lián)

包括標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及加壓?jiǎn)螛O肢體導(dǎo)聯(lián)aVR、aVL、aVF。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)為雙極肢體導(dǎo)聯(lián)，反映其中兩個(gè)肢體之間電位差變化。加壓?jiǎn)螛O肢體導(dǎo)聯(lián)屬單極導(dǎo)聯(lián)，基本上代表檢測(cè)部位電位變化。肢體導(dǎo)聯(lián)主要放置于右臂（R）、左臂（L）、左腿（F）如圖2-3所示。

2、胸導(dǎo)聯(lián)

屬單極導(dǎo)聯(lián)包括V1～V6導(dǎo)聯(lián)。檢測(cè)之正電極應(yīng)安放于胸壁固定的部位，另將肢體導(dǎo)聯(lián)3個(gè)電極各串一5千歐電阻，然后將三者連接起來(lái)，構(gòu)成“無(wú)干電極”或稱中心電端。如此連接可使該處電位接近零電位且較穩(wěn)定，故設(shè)為導(dǎo)聯(lián)的負(fù)極。胸導(dǎo)聯(lián)檢測(cè)電極具體安放的位置為：V1位于胸骨右緣第4肋間；V2位于胸骨左緣第4肋間；V3位于V2與V4兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)；V4位于左鎖骨中線與第五肋間相交處；V5位于左腋前線V4水平處；V6位于左腋中線V4水平處。所圖2-4所示。

圖2-3肢體導(dǎo)聯(lián)的連接示意圖

圖2-4胸導(dǎo)聯(lián)的連接示意圖

2).B超

每秒振動(dòng)2萬(wàn)-10億次，人耳聽(tīng)不到的聲波稱為超聲波。利用超聲波的物理特性進(jìn)行診斷和治療的一門影像學(xué)科，稱為超聲醫(yī)學(xué)。

（一）工作原理

20000赫茲以上的聲音稱為超聲。超聲能向一定方向傳播，而且可以穿透物體，如果碰到障礙，就會(huì)產(chǎn)生回聲，不相同的障礙物就會(huì)產(chǎn)生不相同的回聲，人們通過(guò)儀器將這種回聲收集并顯示在屏幕上，可以用來(lái)了解物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。利用這種原理，將超聲波用于診斷和治療人體疾病。在醫(yī)學(xué)臨床上應(yīng)用的超聲診斷儀的許多類型，如A型、B型、M型、扇形和多普勒超聲型等。B型是其中一種，而且是臨床上應(yīng)用最廣泛和簡(jiǎn)便的一種。

“B超”就是向人體發(fā)射超聲波，同時(shí)接受體內(nèi)臟器的反射波，將所攜信息反映在屏幕上。

超聲在人體內(nèi)傳播，由于人體各種組織有聲學(xué)的特性差異，超聲波在兩種不同組織界面處產(chǎn)生反射、折射、散射、繞射、衰減以及聲源與接收器相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多普勒頻移等物理特性。應(yīng)用不同類型的超聲診斷儀，采用各種掃查方法，接收這些反射、散射信號(hào)，顯示各種組織及其病變的形態(tài)，結(jié)合病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)，觀察、分析、總結(jié)不同的反射規(guī)律，而對(duì)病變部用于診斷時(shí)，超聲波只作為信息的載體。把超聲波射入人體通過(guò)它與人體組織之間的相互作用獲取有關(guān)生理與病理的信息。

（二）基本構(gòu)造

基本構(gòu)件包括發(fā)射、掃查、接收、信號(hào)處理和顯示等五個(gè)組成部分，分為兩大部件，即主機(jī)（如圖2-5）和探頭（如圖2-6）。一個(gè)主機(jī)可以有一個(gè)、兩個(gè)或更多的探頭，而一個(gè)探頭內(nèi)可以安裝1個(gè)壓電晶片，或數(shù)十個(gè)以至千個(gè)以上晶片，如實(shí)時(shí)超聲診斷探頭，由1至數(shù)個(gè)晶片組成一個(gè)陣元，依次輪流工作、發(fā)射和接收聲能。晶片由電致伸縮材料構(gòu)成，擔(dān)任電、聲或聲、電的能量轉(zhuǎn)換，故也稱為換能器。按頻率有單頻、多頻和寬頻探頭。

圖2-5 B超探頭示意圖

圖2-6 B超主機(jī)示意圖 3）多功能生理監(jiān)護(hù)儀

監(jiān)護(hù)儀與監(jiān)護(hù)診斷儀器不同，它必須24小時(shí)連續(xù)監(jiān)護(hù)病人的生理參數(shù)，檢出變化趨勢(shì)，指出臨危情況，供醫(yī)生應(yīng)急處理和進(jìn)行治療的依據(jù)，使并發(fā)癥減到最少，達(dá)到緩解并消除病情的目的。

監(jiān)護(hù)儀的用途除測(cè)量和監(jiān)護(hù)生理參數(shù)外，還包括監(jiān)視和處理用藥及手術(shù)前后的狀況。監(jiān)護(hù)儀的標(biāo)準(zhǔn)6參數(shù)為心電、呼吸、無(wú)創(chuàng)血壓、血氧飽和度、脈搏、體溫。此外可選的參數(shù)包含：有創(chuàng)血壓、呼吸末二氧化碳、呼吸力學(xué)、麻醉氣體、心輸出量（有創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)）、腦電雙頻指數(shù)等等。

監(jiān)護(hù)儀臨床應(yīng)用范圍：手術(shù)中、手術(shù)后、外傷護(hù)理、冠心病、危重病人、新生兒、早產(chǎn)兒、高壓氧艙、分娩室等。

4）X光平片 X射線（英語(yǔ)：X-ray），又被稱為艾克斯射線、倫琴射線或X光，是一種波長(zhǎng)范圍在0.01納米到10納米之間（對(duì)應(yīng)頻率范圍30 PHz到30EHz）的電磁輻射形式。

X射線管是具有陰極和陽(yáng)極的真空管，陰極用鎢絲制成，通電后可發(fā)射熱電子，陽(yáng)極（就稱靶極）用高熔點(diǎn)金屬制成（一般用鎢，用于晶體結(jié)構(gòu)分析的X射線管還可用鐵、銅、鎳等材料）。用幾萬(wàn)伏至幾十萬(wàn)伏的高壓加速電子，電子束轟擊靶極，X射線從靶極發(fā)出。電子轟擊靶極時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫，故靶極必須用水冷卻，有時(shí)還將靶極設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)動(dòng)式的。

在X光機(jī)中（如圖2-10），當(dāng)接通電源，按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，整機(jī)便開始工作。由主控器發(fā)出的脈沖信號(hào)，經(jīng)功率放大，倍壓產(chǎn)生高壓給X射線管陽(yáng)極，同樣主控Ⅱ發(fā)出的脈沖信號(hào)經(jīng)放大給X射線管燈絲，使X射線管產(chǎn)生X射線，并通過(guò)數(shù)顯面板顯示出相應(yīng)的值KV/μA。此時(shí)被測(cè)物體放在X射線源與像增強(qiáng)器之間，像增強(qiáng)器的顯示屏就顯示出被透視物的清晰圖像。為使儀器穩(wěn)定可靠地工作，系統(tǒng)采用脈沖寬調(diào)技術(shù)，使管電流、管電壓保持恒定，X射線管以最佳狀態(tài)工作。并有高壓慢啟動(dòng)功能，使X射線管陽(yáng)極無(wú)高壓過(guò)沖現(xiàn)象。主控制器采用微型貼片器件，并以20KHz頻率工作，使整個(gè)系統(tǒng)效率大為提高，消除了噪聲，為操作人員提供了安靜的使用環(huán)境，同時(shí)也縮小了體積。透視儀電源采用高頻高效率開關(guān)電源，并具有全面的保護(hù)措施。為確保透視儀的安全，整機(jī)加有多種保護(hù)裝置，使其安全可靠。

圖2-10X光機(jī)工作裝置

5)計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography）

CT是用X線束對(duì)人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測(cè)器接收透過(guò)該層面的X線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光后，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（analog/digital converter）轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計(jì)算機(jī)處理。圖像形成的處理有如對(duì)選定層面分成若干個(gè)體積相同的長(zhǎng)方體，稱之為體素（voxel）。掃描所得信息經(jīng)計(jì)算而獲得每個(gè)體素的X線衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再排列成矩陣，即數(shù)字矩陣（digital matrix），數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（digital/analog converter）把數(shù)字矩陣中的每個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊，即像素（pixel），并按矩陣排列，即構(gòu)成CT圖像。所以，CT圖像是重建圖像。每個(gè)體素的X線吸收系數(shù)可以通過(guò)不同的數(shù)學(xué)方法算出。

CT設(shè)備主要有以下三部分：（如圖2-9）

1.掃描部分由X線管、探測(cè)器和掃描架組成；

2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貯存運(yùn)算； 3.圖像顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng)，將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機(jī)或激光照相機(jī)將圖像攝下。

圖2-9 CT機(jī)

6）核磁共振

核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging?，簡(jiǎn)稱NMRI?）是利用核磁共振（nuclear magnetic resonnance?，簡(jiǎn)稱NMR?）原理，依據(jù)所釋放的能量在物質(zhì)內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)環(huán)境中不同的衰減，通過(guò)外加梯度磁場(chǎng)檢測(cè)所發(fā)射出的電磁波，即可得知構(gòu)成這一物體原子核的位置和種類，據(jù)此可以繪制成物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖像。MRI系統(tǒng)的組成

現(xiàn)代臨床高場(chǎng)(3.0T)MRI掃描器 磁鐵系統(tǒng)

靜磁場(chǎng)：又稱主磁場(chǎng)。當(dāng)前臨床所用超導(dǎo)磁鐵，磁場(chǎng)強(qiáng)度有0.5到4.0T(特斯拉)，常見(jiàn)的為1.5T和3.0T；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用的小型MRI則有4.7T、7.0T與9.4T等多種主磁場(chǎng)強(qiáng)度。另有勻磁線圈（shim coil）協(xié)助達(dá)到磁場(chǎng)的高均勻度。

梯度場(chǎng)：用來(lái)產(chǎn)生并控制磁場(chǎng)中的梯度，以實(shí)現(xiàn)NMR信號(hào)的空間編碼。這個(gè)系統(tǒng)有三組線圈，產(chǎn)生x、y、z三個(gè)方向的梯度場(chǎng)，線圈組的磁場(chǎng)疊加起來(lái)，可得到任意方向的梯度場(chǎng)。

射頻系統(tǒng)

射頻（RF）發(fā)生器：產(chǎn)生短而強(qiáng)的射頻場(chǎng)，以脈沖方式加到樣品上，使樣品中的氫核產(chǎn)生NMR現(xiàn)象。

射頻（RF）接收器：接收NMR信號(hào)，放大后進(jìn)入圖像處理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)圖像重建系統(tǒng)

由射頻接收器送來(lái)的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)信號(hào)，根據(jù)與觀察層面各體素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，得出層面圖像數(shù)據(jù)，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器，加到圖像顯示器上，按NMR的大小，用不同的灰度等級(jí)顯示出欲觀察層面的圖像。

三：校內(nèi)實(shí)踐與校外醫(yī)院參觀學(xué)習(xí)在校內(nèi)實(shí)踐階段我們主要對(duì)B超、心電圖和多功能生理監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行了簡(jiǎn)單的了解和操作。在老師對(duì)儀器原理的初步簡(jiǎn)單講解以后，我們以本班同學(xué)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)常見(jiàn)的幾種醫(yī)療電子儀器進(jìn)行了操作。

（一）.B超

B超是一種利用超聲成像技術(shù)診斷疾病的成像儀器。主要發(fā)射人耳聽(tīng)不見(jiàn)的超聲，利超聲在人體內(nèi)傳播，由于人體各種組織有聲學(xué)的特性差異，超聲波在兩種不同組織界面處產(chǎn)生反射、折射、散射、繞射、衰減以及聲源與接收器相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多普勒頻移等物理特性。利用這種特性進(jìn)行成像。

簡(jiǎn)單操作： i.根據(jù)需要檢查的部位選擇合適的探頭。ii.將磨合液涂于探頭或者需要檢查的身體部位。iii.將探頭放在需要檢查的部位，輕輕移動(dòng)，摩擦，同時(shí)觀察屏幕得到清晰明確的圖像。iv.根據(jù)需要可以通過(guò)不同的按鍵測(cè)量，觀察需要的生理指標(biāo)。

（二）心電圖機(jī)

I．接通電源，安放導(dǎo)聯(lián)，如圖2-7 1．請(qǐng)待檢查者平躺，保持放松狀態(tài) 2.在導(dǎo)聯(lián)接觸處涂抹水 3．根據(jù)正確順序連接導(dǎo)聯(lián) 肢導(dǎo)聯(lián)—右上肢（RA/R）：紅；左上肢（LA/L）：黃

右下肢（RL/RF）：黑；左下肢（LL/F）：綠

胸導(dǎo)聯(lián)—（紅）C1/V1：胸骨右緣第4肋間

（黃）C2/V2：胸骨左緣第4肋間（綠）C3/V3：V2、V4連線中點(diǎn)。

（棕）C4/V4：左鎖骨中線與第5肋間交點(diǎn)。（黑）C5/V5：左腋前線同V4水平處。（紫）C6/V6：左腋中線同V4水平處。

V7：左腋后線與V4 同一水平V8：左肩胛下角與 V4 同一水平V9：左脊椎旁線與V4同一水平V3R ～V5R ：V3～V5的右側(cè)對(duì)應(yīng)部位 VE：相當(dāng)于劍突下 II．讀圖（如圖2-8）i.開機(jī)。ii.按定標(biāo)，走紙速度、濾波等鍵。iii.檢查描筆的位置，調(diào)針至心電圖紙正中。iv.按開始鍵開始描記心電圖。v.按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V6、V3R、V4R、V5R、V7、V8導(dǎo)聯(lián)的順序描記心電圖。

vi.完成錄圖。

圖2-7心電圖機(jī)導(dǎo)聯(lián)的連接位置示意圖

圖2-8心電圖檢查報(bào)告

（三）.多功能生理監(jiān)護(hù)儀 一．監(jiān)護(hù)儀意義和作用 i.監(jiān)護(hù)儀是一種以測(cè)量和控制病人生理參數(shù)，并可與已知設(shè)定值進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)超標(biāo)可發(fā)出警報(bào)的裝置或系統(tǒng)。

ii.監(jiān)護(hù)儀與監(jiān)護(hù)診斷儀器不同，它必須24小時(shí)連續(xù)監(jiān)護(hù)病人的生理參數(shù)，檢出變化趨勢(shì)，指出臨危情況，供醫(yī)生應(yīng)急處理和進(jìn)行治療的依據(jù)，使并發(fā)癥減到最少達(dá)到緩解并消除病情的目的。監(jiān)護(hù)儀的用途除測(cè)量和監(jiān)護(hù)生理參數(shù)外，還包括監(jiān)視和處理用藥及手術(shù)前后的狀況。

iii.監(jiān)護(hù)儀可選的參數(shù)：心電、呼吸、血壓（有無(wú)創(chuàng)和有創(chuàng)兩種）、血氧飽和度、脈率、體溫、呼吸末二氧化碳、呼吸力學(xué)、麻醉氣體、心輸出量（有創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)）、腦電雙頻指數(shù)等

二．心電監(jiān)護(hù)操作程序。I．有五個(gè)電極安放位置如下。（如圖2-9）右上(RA)：胸骨右緣鎖骨中線第一肋間。右下(RL)：右鎖骨中線劍突水平處。中間(C)：胸骨左緣第四肋間。

在上(LA)：胸骨左緣鎖骨中線第一肋間，左下(LL)：左鎖骨中線劍突水平處。II．直接把血壓測(cè)試裝置套在胳膊上 III．將血樣測(cè)試裝置套與手指上

（四）X光機(jī)

X光機(jī)使用時(shí)要注意的事項(xiàng)及使用條件 X光機(jī)的投照條件：KV---管電壓 MA---管電流 S----時(shí)間

KV就是X線的質(zhì)，也就是穿透力，根據(jù)患者的被檢部位的厚薄而增減 MA，S的積就是毫安秒，也就是X線的量，MA是幾檔固定的。機(jī)器不同條件也不同，看照出的效果來(lái)增減，就胸片正位來(lái)說(shuō)一般KV：50-70，MA：200，S：0.05-0.1。四肢關(guān)節(jié)用50或100MA40-60KV，0.08-0.2S。

X光機(jī)使用時(shí)除了必要的檢測(cè)方法和檢查方式需要注意意外，操作人員，經(jīng)?？拷O(shè)備人員的防輻射也一樣重要。一般在檢測(cè)設(shè)備和工作人員之間采用重金屬鉛進(jìn)行隔離，減少膚輻射的影響。四：感想與感受

生物醫(yī)學(xué)工程（BiomedicalEngineering,簡(jiǎn)稱BME）是一門由理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科,是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。我們?cè)趯W(xué)習(xí)這門課時(shí)不僅是精通理論知識(shí)，更重要的是把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，從工程技術(shù)的手段解決醫(yī)學(xué)中所遇到的技術(shù)性問(wèn)題，為疾病的診斷和治療盡自己的一份力。

在這次的是實(shí)踐中，我不僅是對(duì)學(xué)到知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用有了較深的理解，而且對(duì)我醫(yī)療器械生產(chǎn)技術(shù)水平與國(guó)外的差距又了很深的理解。中國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，而且逐漸步入老齡化階段，所以醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的需求會(huì)逐漸增加，特別是醫(yī)療儀器方面，在以后需求會(huì)逐步快速的上升。但是，我國(guó)各大醫(yī)院的醫(yī)療器械大多是來(lái)自國(guó)外的進(jìn)口，基本沒(méi)有國(guó)產(chǎn)的，所以生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展是不要和必須的。

目前，中國(guó)在進(jìn)行醫(yī)療衛(wèi)改革，逐漸降低人民看病貴的問(wèn)題，在看病費(fèi)用中，檢查費(fèi)用占了很大一部分。所以，努力加速我國(guó)醫(yī)學(xué)器械行業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療器械的國(guó)產(chǎn)化是必要，必須的。

作為一名在校的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的本科生，有義務(wù)，有信心為我國(guó)醫(yī)療器械行業(yè)的快速發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)，為我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)和人民的健康盡一份力。

第三篇：常用生物醫(yī)學(xué)材料

常用生物醫(yī)學(xué)材料

南華大學(xué)

電氣學(xué)院

20104320135

李闖

摘要： 醫(yī)用硅橡膠(silicone rubber)是美容外科中應(yīng)用較廣的生物材料(組織代用品).它是高分子有機(jī)化合物聚硅酮的一種橡膠樣固體形態(tài),又稱二甲基硅氧烷。隨著生物醫(yī)學(xué)和材料的發(fā)展,各種人工制備的生物材料植入骨內(nèi)替代骨移植,臨床應(yīng)用效果好.這些人工合成或提取的植入材料生物相容性好,對(duì)骨形成具有明顯的誘導(dǎo)作用,被泛稱為人工骨(artificial bone)。人工骨與醫(yī)用硅橡膠同為如今最常用的兩類生物醫(yī)學(xué)材料。

關(guān)鍵字：人工骨，植入，移植，相容性，人工制備，醫(yī)用硅橡膠，美容，整容

一：醫(yī)用硅橡膠

1·生物相容性：由于其結(jié)構(gòu)對(duì)稱性,分子主鏈呈螺旋狀，使硅氧單鍵的極性相互抵消,且側(cè)鏈的R一般都是低極性或非極性基團(tuán),所以整個(gè)大分子極性很低,使硅橡膠表現(xiàn)出疏水性、耐氧化以及抗老化性。

此外,主鏈中Si2O鍵和側(cè)鏈中的C2Si鍵的極性都近似于離子鍵,在正常使用溫度(250°C以下)不發(fā)生裂解、氧化等反應(yīng),故又具有優(yōu)異的耐熱性,可用作醫(yī)療器械、人造臟器和藥物緩釋體系,對(duì)人體有良好的生物相容性。2·生物功能性：是指生物材料具有在其植入位置上行使功能所要求的物理和化學(xué)性質(zhì)：（1）可檢查、診斷疾病;（2）可輔助治療疾病;（3）可滿足臟器對(duì)維持或延長(zhǎng)生命功能的性能要求;（4）可改變藥物吸收途徑,控制藥物釋放速度，滿足疾病治療要求。

3、無(wú)毒性

4、耐生物老化

5、物理和力學(xué)穩(wěn)定性

6、易加工成型,材料易得,價(jià)格適當(dāng),便于消毒滅菌

7、在生產(chǎn)、加工過(guò)程中防止引入對(duì)人體有害的物質(zhì)

應(yīng)用

1·作為人造器官

硅橡膠模擬制品可長(zhǎng)期埋置于人體內(nèi)，作為人體內(nèi)某個(gè)部分不可缺少的元件。包括腦人工肺、視網(wǎng)膜植入物、人工腦膜、人工手指、手掌關(guān)節(jié)、人造鼓膜、人工心臟瓣膜附件、人工肌腱以及用于消化系統(tǒng)和腹外科制品的各種導(dǎo)管等。

2·在整容和修復(fù)方面的應(yīng)用（1）人工顱骨的修復(fù):（2）尼龍、聚酯纖維等增強(qiáng)后作人造皮膚;（3）提高視力的隱性眼鏡;（4）)修補(bǔ)前額、鼻、勃頸等;（5）治療外耳的缺損;

（6）現(xiàn)在爭(zhēng)議一直很大的人工乳房

3·在醫(yī)療器械上的應(yīng)用

硅橡膠可作為導(dǎo)管短期置入人體的某個(gè)部位,作為搶救和治療的重要輔助材料和手段，如為肝功能不全、燒傷等病人進(jìn)行補(bǔ)液用的靜插管, 還可用于胎兒吸引器的吸頭,醫(yī)用電極板基質(zhì),生物傳感器的包裝材料等 4·在藥物緩釋體系的應(yīng)用

硅橡膠可作為藥物緩釋體系的載體，如包封藥物膠囊，包封的藥物包括抗生素,鎮(zhèn)靜劑,安眠藥,抗癌藥,麻醉劑等.硅橡膠還可作為消泡劑治療某些疾病，如用于搶救急性肺水腫,可迅速疏通呼吸道,改善缺氧狀況,減少或避免因泡沫阻塞氣流通過(guò)而窒息的死亡。

醫(yī)用硅橡膠的副作用：

(1)由于其分子結(jié)構(gòu)的低極性造成的疏水性,使其仍對(duì)人體有一定的異物反應(yīng),今后的發(fā)展要求是對(duì)其表面進(jìn)行改性,提高其親水性。

(2)抗張力強(qiáng)度不夠，易破裂和撕裂,要解決其機(jī)械強(qiáng)度低的性質(zhì)，就要對(duì)其采用物理和化學(xué)方法改性。

(3)對(duì)皮下避孕埋植系統(tǒng)而言,以硅橡膠為載體的長(zhǎng)效皮下埋植劑在放置有效期滿后必須取出,增加了使用者的痛苦和花費(fèi),這樣就引發(fā)了可生物降解埋植劑的研究。

二：人工骨

人工骨是指用人工材料制造的人骨替代品或者骨折固定材料。人工骨材料主要有高分子合成材料如聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯等、無(wú)機(jī)材料如磷酸三鈣、羥基磷灰石、氧化鋁生物陶瓷等。

1·由于人骨的各種生物學(xué)特性，故對(duì)人工骨的要求也很苛刻，具體對(duì)人工骨的性能要求如下：

由于對(duì)活骨化學(xué)、生物特性的不斷了解, 人們更有能力設(shè)計(jì)和開發(fā)出模仿這些特性的材料, 理想的骨移植替代材料應(yīng)當(dāng)具有成骨性、生物相容性、可吸收降解、可提供結(jié)構(gòu)支撐、臨床使用方便、價(jià)格低廉。根據(jù)其具體用途, 一些特性要比其它的特點(diǎn)更重要。骨移植物和其替代物可依據(jù)其骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)和成骨特性分類(見(jiàn)表1)。同種異體骨移植物與自體骨移植物的特性比較(見(jiàn)表2)。復(fù)合材料移植物是具有骨傳導(dǎo)性的基質(zhì)與骨誘導(dǎo)和成骨活性物質(zhì)的組合, 有可能替代自體骨。

人工骨容易商品化獲得, 使用方便, 但目前單一的人工骨多為骨傳導(dǎo)材料或復(fù)合骨誘導(dǎo)因子材料, 其機(jī)械性能較差, 難以起到機(jī)械支撐作用, 尚不能用于修復(fù)重建大段骨缺損和關(guān)節(jié)缺損, 僅用于填充植骨或脊柱融合。一些人工骨制備成注射劑型, 能夠采用非手術(shù)或微創(chuàng)的方法提高骨修復(fù)效果, 方法操作簡(jiǎn)單、創(chuàng)傷輕微, 對(duì)血運(yùn)和關(guān)節(jié)肌肉功能干擾小。避免了局部血供的進(jìn)一步破壞, 大大減少了感染和手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生可能, 而且恢復(fù)快, 符合現(xiàn)今微創(chuàng)外科的趨勢(shì)。在此僅介紹兩種最常用人工骨臨床應(yīng)用及相關(guān)問(wèn)題。

1·醫(yī)用硫酸鈣

Osteoset是一種醫(yī)用硫酸鈣骨移植替代物,(于1996年6月通過(guò)美國(guó)食品與藥品委員會(huì)論證, 并在同年獲得歐洲CE商標(biāo), 此后已在成千例病人中使用, 并且證明是安全有效的。Osteoset顆粒有兩種型號(hào), 小顆粒在小的骨缺損中使用較為理想, 直徑分別為4.8mm和3.0mm, 顆粒分別重100mg和30mg。為了方便使用, 各種尺寸顆粒均用小瓶包裝, ?射線滅菌。Osteoset2T內(nèi)含4 %的妥布霉素, 妥布霉素亦稱妥布拉霉素(To2bramycin), 為氨基糖甙類抗生素, 抗菌譜與慶大霉素相似。主要用于各種革蘭氏陰性桿菌感染(綠膿桿菌、變形桿菌、克雷氏菌、沙門氏菌、葡萄球菌包括金黃色葡萄球菌), 對(duì)綠膿桿菌較慶大霉素約強(qiáng)2～3倍, 比多粘菌素B也較強(qiáng), 對(duì)慶大霉素耐藥的綠膿桿菌也常敏感, 對(duì)其它革蘭氏陰性菌的作用則低于慶大霉素, 對(duì)金葡菌的作用約與慶大霉素相等。適用于感染性骨缺損, 引起腎毒反應(yīng)者較慶大霉素為低。

2· 自固化磷酸鈣水泥

自固化磷酸鈣水泥(Calcium Phosphate Cement , CPC)是Brown和Chow于20世紀(jì)80年代早期研制出來(lái)的快速凝固型、非陶瓷型羥基磷灰石(HAP)類人工骨材料, 由數(shù)種磷酸鈣粉末和固化液兩部分在使用時(shí)按比例調(diào)和而成。調(diào)和物呈膏體狀, 能根據(jù)填充部位的要求隨意塑形, 在體內(nèi)條件下發(fā)生固化反應(yīng), 約4h后自然轉(zhuǎn)變成含微孔的HA晶體。在固化過(guò)程中基本不放熱, 不會(huì)造成組織灼傷。一般ACPC固化的抗壓強(qiáng)度為30～50MPa , 它與反應(yīng)物中的添加成分或制備方法等因素?zé)o關(guān)。上世紀(jì)90年代中期國(guó)內(nèi)研制成功了自固化磷酸鈣水泥(CPC)人工骨材料, 并進(jìn)行了商品化開發(fā), 商品名瑞邦骨泰。其劑型分為普通型骨泰、載藥型骨泰和注射型骨泰。

參考文獻(xiàn) 1· 中國(guó)矯形外科雜志

2004年12月第12卷第23、24期

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5·貢長(zhǎng)生、張克立.新型功能材料[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.

第四篇：生物醫(yī)學(xué)材料

鈦及鈦合金在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用及研究進(jìn)展

摘 要:簡(jiǎn)單介紹了鈦及鈦合金和其作為生物醫(yī)學(xué)材料的優(yōu)點(diǎn),簡(jiǎn)述了鈦及鈦合金的物理性能、化學(xué)性能，同時(shí)闡明了其生物相容性原理。綜述了國(guó)內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)鈦合金材料的應(yīng)用和研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞: 醫(yī)用鈦合金；生物醫(yī)學(xué)材料；生物相容性；應(yīng)用和發(fā)展 引言

金屬材料是最早用于臨床的生物醫(yī)學(xué)材料,可用于傳統(tǒng)的人體硬組織缺損、創(chuàng)傷、骨科、牙科疾病等的各種修復(fù),矯形及內(nèi)、外固定治療等。從20世紀(jì)中葉以來(lái),以鈦合金為主的生物醫(yī)學(xué)金屬材料開始在人體硬組織植入，特別是在人體軟組織的介入治療方面顯示出獨(dú)特而神奇的療效。極大地促進(jìn)醫(yī)用了鈦合金材料在外科植入物和矯形器械產(chǎn)品中的應(yīng)用和推廣。近年來(lái)鈦及其合金以其與骨相近似的彈性模量、良好的生物相容性及在生物環(huán)境下優(yōu)良的抗腐蝕性在臨床上得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而具有典型代表性的醫(yī)療器械產(chǎn)品的問(wèn)世,無(wú)疑是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)里程碑,具有劃時(shí)代的意義

[2，3]

[1]。

2鈦及鈦合金作為生物材料的優(yōu)點(diǎn)

2.1鈦及其合金的物理性能

純鈦有4個(gè)牌號(hào)，還有20余種合金，為臨床選擇使用提供了余地，鈦熔點(diǎn)1668士4℃，沸點(diǎn)3553℃，具有α、β倆種同素異形體，882℃轉(zhuǎn)變時(shí)伴隨5 ％的相變體膨脹。導(dǎo)熱系數(shù)0.036cal/cm.s.k，接近牙釉質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)0.002cal/cm.s.k，作為口腔修復(fù)體時(shí)可保護(hù)牙髓。鈦的強(qiáng)度比不銹鋼高，且有較高韌性和抗疲勞能力，即使在有裂紋和缺陷時(shí)也需要用極高的載荷才能使其斷裂。合金化雖然可以提高其強(qiáng)度，但降低其斷裂韌度(Klc)2.2鈦及其合金的化學(xué)性能

鈦在空氣中或氧化條件下其表面生成一層鈍化膜(主要由TiO2、Ti3O2=TiO組 成)，溫度升高，時(shí)間延長(zhǎng)使鈍化速度增大，膜厚度增加，而且該鈍化膜有自修復(fù)功能。通過(guò)生化試驗(yàn)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床觀察均證明鈦對(duì)于血液、體液等有極好 的耐腐蝕性能[4，8]

[4-7]

[4]。

。2.3生物相容性

普通金屬材料力學(xué)性能優(yōu)良、易加工，但組成與人體組織成分相距甚遠(yuǎn)，因而很難與生物組織親合，一般不具有生物活性。作為生物醫(yī)學(xué)材料的鈦及鈦合金滿足了2個(gè)基本條件：①無(wú)毒性；②耐生理體液腐蝕。

鈦及鈦合金的缺點(diǎn)是硬度較低，耐磨性差。如果將鈦制品表面進(jìn)行高溫離子氮化處理，純鈦及鈦合金硬度分別提高 7倍和 2倍，氮化后鈦材的年腐蝕率僅 為非氮化的三分之一。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，生物組織對(duì)表面滲氮處理鈦材反應(yīng)輕微且無(wú)毒性。[9]3鈦及其合金在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來(lái)，鈦及其合金以整形外科、牙科及各種醫(yī)療器械為中心，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到空前的快速發(fā)展。3.1人體矯形

鈦合金彈性模量比不銹鋼更接近于人體骨骼，因此鈦合金肘關(guān)節(jié)、踩關(guān)節(jié)等被廣泛用于人體矯形手術(shù)中。每年世界上大約有1億病人由于臂關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié) 炎癥而進(jìn)行替換治療。鈦制膝蓋板比用不銹鋼膝蓋板輕許多且腐蝕問(wèn)題得到了 改善。德國(guó)在20世紀(jì)80年代開發(fā)了鈦合金精鑄假肢，推動(dòng)了鈦功能假肢的發(fā)展，從此，鈦合金精鑄假肢在各國(guó)很快得到了推廣應(yīng)用。目前，鈦制假肢正在逐漸取代鋼制假肢[10]。

3.2介入性治療

介入性治療是近幾年來(lái)得到快速發(fā)展的一種先進(jìn)的非手術(shù)臨床診療技術(shù)。該技術(shù)通常是在X射線圖像監(jiān)視下，幾利用穿刺插管技術(shù)將特制導(dǎo)管、支架等沿血管或體內(nèi)其它管腔輸送到體內(nèi)病變處，就地治療

[11]

。過(guò)去支架通常以316L不銹鋼制成，但這種支架的縱向柔韌性不太令人滿意，而鈦鎳形狀記憶合金支架具有偏置式力學(xué)效應(yīng)和形狀記憶效應(yīng)，目前正被廣泛研究并投人臨床湘瓜合金制成的血管支架，不僅與316L不銹鋼有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，而且具有良好的冷加土成形性、更適合人體要求的縱向柔順性3.3牙科

從鈦合金植入人體那一刻起 ,牙齒種植用金屬材料就發(fā)生了一系列的改變。

[12]

。鈦與人體骨骼上皮組織、結(jié)締組織都具有良好的親和性，力學(xué)性能也可與其它各種類型牙科用合金相媲美，且密度小，制成的義齒體感舒適義齒通過(guò)表面處理，還可滿足人們對(duì)義齒美觀的要求。3.4循環(huán)系統(tǒng)醫(yī)療器械

鈦通常被用在制作心率調(diào)節(jié)器和除顫器，它可以作為載體工具替代心臟本身某些功能，如心臟瓣膜。美國(guó)活性金屬公司提供了一種鈦材，用以制造主動(dòng)脈瓣膜，外科醫(yī)生把這種心臟瓣膜放在適當(dāng)位置而不必進(jìn)行縫合。在心臟起搏器中，密封的鈦盒能有效防止潮氣滲入密封的電子元器件

[14]

[13]

。不僅如此，鈦

。人工肺關(guān)鍵部位使用的微孔鈦片作為氣體擴(kuò)散元件將氧氣擴(kuò)散到體外循環(huán)的病人血液中，將靜脈血變成動(dòng)脈血。3.5 面部治療

當(dāng)人體面部組織遭到嚴(yán)重破壞時(shí)，局部組織修復(fù)需要用外科植入件進(jìn)行。鈦合金具有良好生物相容性和所需強(qiáng)度，因此，是人體面部組織修復(fù)的理想材料。純鈦網(wǎng)作為骨頭托架已用于顆骨再造手術(shù)3.6手術(shù)器械

鈦醫(yī)療器械具有良好的抗腐蝕能力，反復(fù)的清洗、消毒表面質(zhì)量不受影響；無(wú)磁性，能夠排除對(duì)微小、敏感植入電子器械的破壞威脅；質(zhì)輕、用來(lái)替代不銹鋼重量大為減輕，使醫(yī)生操作過(guò)程中更加靈活，降低醫(yī)生的疲勞程度。因此，目前已用來(lái)制作手術(shù)刀片、止血鉗、剪刀、電動(dòng)骨鉆、鑷子等。

[9]

[15]。

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第五篇：生物醫(yī)學(xué)材料

如何發(fā)展廣東省的生物醫(yī)學(xué)材料

[摘要]廣東省發(fā)展生物醫(yī)學(xué)材料從“確立重點(diǎn)開發(fā)產(chǎn)品；構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)體系；加強(qiáng)對(duì)外合作與交流；充分利用資本市場(chǎng)解決資金不足的問(wèn)題”4方面進(jìn)行培育。同時(shí)開展相關(guān)研究使我省生物材料的研究水平有較大提高。

[關(guān)鍵詞]廣東??；生物醫(yī)學(xué)材料 ；發(fā)展；納米生物材料領(lǐng)域；組織工程和再生醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域；材料的制備方法學(xué)和質(zhì)量控制體系研究

(department of chemistry , foshanuniversity , student ID :2009234110)Abstract: Guangdong Province the development of biomedical materials from the established focus on developing products;build a new technical system of biomedical materials industry;strengthen international cooperation and exchanges;take full advantage of the capital market to solve the problem of insufficient funds “four aspects of nurturing.Related studies of biological materials in the province level has improved greatly.Key words:guang dong province;Biomedical Materials;developing;The field of nano-bio materials;Tissue engineering and regenerative medicine materials in the field;Preparation of methodological materials and quality control system

生物醫(yī)學(xué)材料是指一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、治療疾患，而對(duì)人體組織不會(huì)產(chǎn)生不良影響的材料。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，中國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域這片“熱土”引起國(guó)際上一些主要研究機(jī)構(gòu)和越來(lái)越多的世界500強(qiáng)企業(yè)的關(guān)注，日本和韓國(guó)的生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域近年來(lái)也呈現(xiàn)出強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。有人預(yù)言，未來(lái)10年，生物材料將步入“亞洲世紀(jì)”。生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展歷程世紀(jì)初, 第一次世界大戰(zhàn)以前所使用的材料為第一代生物醫(yī)學(xué)材料。代表材料有石膏金 屬、橡膠以及棉花等物品。這一代的材料大都已被現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所淘汰。第二代生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展是建立在醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)(尤其是高分子材料學(xué))、生物化學(xué)、物理學(xué)以及大型物理測(cè)試技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上的, 研究人員也多由材料學(xué)家和醫(yī)生來(lái)?yè)?dān)任。代表材料有經(jīng)基磷灰石、磷酸三鈣、聚經(jīng)基乙酸、聚甲基丙烯酸輕乙基醋、膠原、多膚、纖維蛋白等。這類材料與第一代生物醫(yī)學(xué)材料一樣, 其研究思路仍舊是從改善材料本身的力學(xué)性能和生化性能, 使其在生理環(huán)境下能夠長(zhǎng)期地替代生物組織。第三代生物醫(yī)學(xué)材料川是一類具有促進(jìn)人體自身修復(fù)和再生作用的生物醫(yī)學(xué)復(fù)合材料。它是在生物體內(nèi)各種細(xì)胞組織、生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)抑素及生長(zhǎng)機(jī)制的結(jié)構(gòu)和性能的基礎(chǔ)上建立的叫, 由具有生理“ 活性” 的組元及控制載體的“ 非活性” 組元構(gòu)成, 有較理想的修復(fù)再生效果。它通過(guò)材料之間的復(fù)合、材料與活細(xì)胞的融合、活體組織和人工材料的雜交等手段, 賦予材料特異的靶向修復(fù)、治療和促進(jìn)作用, 從而使病變組織大部分甚至全部由健康的再生組織取代。骨形態(tài)發(fā)生蛋白材料是第三代生物醫(yī)學(xué)材料中的代表。

我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展前景

我國(guó)自上個(gè)世紀(jì)70年代開始進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)材料的研究，國(guó)家“九五”、“十五”、“十一五”等各類科技計(jì)劃和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃都對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料研究給予了支持。我國(guó)《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》明確提出：加快發(fā)展生物醫(yī)學(xué)材料、生物人工器官、臨床診斷治療設(shè)備，建設(shè)若干國(guó)家工程中心和工程實(shí)驗(yàn)室，加強(qiáng)自主創(chuàng)新，在一批關(guān)鍵技術(shù)或部件上實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》明確提出，加快發(fā)展生物醫(yī)學(xué)材料、組織工程和人工器官、臨床診斷治療康復(fù)設(shè)備。

但是，國(guó)內(nèi)大約70%的生物醫(yī)學(xué)材料市場(chǎng)仍然被國(guó)外產(chǎn)品占據(jù)，在更高端的生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)品領(lǐng)域，國(guó)外產(chǎn)品甚至占據(jù)95%以上的市場(chǎng)份額。如果要要發(fā)展廣東的生物醫(yī)學(xué)材料，要改變這種狀況在很大程度上取決于我省在生物醫(yī)學(xué)材料核心關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的突破，除產(chǎn)品創(chuàng)新外，應(yīng)特別關(guān)注材料制造技術(shù)。

國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)材料與國(guó)外同類產(chǎn)品相比, 存在4 個(gè)突出的問(wèn)題:1.仿制品多, 缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán);2.銷售價(jià)格低, 但檔次和質(zhì)量也低;3.企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小, 難以形成規(guī)模效應(yīng);4 研發(fā)投入少, 產(chǎn)品技術(shù)含量較低。與此同時(shí), 外商的大批涌人, 不僅帶來(lái)了大量具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品, 同時(shí)還展開專利權(quán)、商標(biāo)權(quán)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的競(jìng)爭(zhēng)。

2000 年底國(guó)內(nèi)公司在我國(guó)注冊(cè)生產(chǎn)的生物醫(yī)學(xué)材料及制品只有53 種,而國(guó)際醫(yī)療器械生產(chǎn)公司在我國(guó)注冊(cè)生產(chǎn)、銷售的品種多達(dá)30 多種。因此, 建議從以下幾個(gè)4個(gè)方面培育，發(fā)展廣東省的生物醫(yī)學(xué)材料。

.確立重點(diǎn)開發(fā)產(chǎn)品

復(fù)合材料作為硬組織修復(fù)材料的主體, 有效地解決了材料的強(qiáng)度、韌性及生物相容性的問(wèn)題, 是生物醫(yī)學(xué)材料新品種開發(fā)的重點(diǎn), 在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用哪〕。目前研究較多的是合金、碳纖維、無(wú)機(jī)材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的復(fù)合以及血液凈化劑的開發(fā)。這些生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)該作為廣東省今后重點(diǎn)開發(fā)的產(chǎn)品。構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)體系

生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)體系必須以生物醫(yī)學(xué)材料企業(yè)為技術(shù)創(chuàng)新的主體, 充分發(fā)揮科研院所、大專院校的帶頭作用, 實(shí)行產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合, 成立學(xué)科齊全、隊(duì)伍精干、人才結(jié)構(gòu)合理的生物醫(yī)學(xué)材料科研隊(duì)伍, 開發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物醫(yī)學(xué)高新技術(shù)產(chǎn)品。加強(qiáng)對(duì)外合作與交流

加強(qiáng)對(duì)外合作與交流必須積極參加國(guó)際間的技術(shù)交流與合作, 學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn), 及時(shí)掌握生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)在國(guó)際上的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì), 積極引進(jìn)、消化和吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),強(qiáng)化“ 產(chǎn)品國(guó)際化” 的意識(shí), 在新產(chǎn)品開發(fā)上要緊緊跟隨甚至超越國(guó)際潮流, 增強(qiáng)我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力, 縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。充分利用資本市場(chǎng)解決資金不足的問(wèn)題與我國(guó)大多數(shù)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)類似, 生物醫(yī)學(xué)材

料產(chǎn)業(yè)也面臨著發(fā)展資金不足的問(wèn)題。通?？刹扇∠铝写胧┙鉀Q: 充分利用股票市場(chǎng)幫助我國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料企業(yè)籌集資金;o 鼓勵(lì)生物醫(yī)學(xué)材料企業(yè)發(fā)行企業(yè)債券;? 創(chuàng)造良好的市場(chǎng)氛圍, 吸引國(guó)外資本和民間資本進(jìn)入生物技術(shù)領(lǐng)域;通過(guò)其他風(fēng)險(xiǎn)資本籌集資金。

期待突破

廣東省發(fā)展生物醫(yī)學(xué)材料首先應(yīng)有所突破的是生物醫(yī)學(xué)材料先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域。據(jù)相關(guān)專家表示，生物醫(yī)學(xué)材料制造技術(shù)的高低既制約著生物醫(yī)學(xué)材料的產(chǎn)品精度和質(zhì)量，也控制著產(chǎn)品生產(chǎn)成本，決定了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。其次是生物醫(yī)學(xué)材料表面/界面科學(xué)與工程領(lǐng)域。生物醫(yī)學(xué)材料的表面性質(zhì)直接關(guān)系到材料與體內(nèi)組織的反應(yīng)及其相互作用，決定著植入或替代產(chǎn)品在體內(nèi)修復(fù)的成敗。對(duì)于復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料而言，界面既是核心問(wèn)題，又是熱點(diǎn)前沿，界面特征決定著材料最終的整體力學(xué)性能。令人興奮的是，經(jīng)過(guò)兩代生物材料工作者的努力，我國(guó)上海硅酸鹽研究所、四川大學(xué)、西安交通大學(xué)等在醫(yī)用金屬材料表面改性領(lǐng)域，尤其是在發(fā)展生物活性涂層技術(shù)方面已取得長(zhǎng)足進(jìn)步。其他課題組和團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)各類復(fù)合生物材料的界面設(shè)計(jì)和構(gòu)建，顯著提高了生物材料（尤其是無(wú)機(jī)—有機(jī)復(fù)合生物材料）的整體力學(xué)和生物學(xué)性能。此外，一些課題組在構(gòu)建智能或仿生生物材料表界面方面也形成了自己的特色。

第三是納米生物材料領(lǐng)域。納米生物材料一直是生物醫(yī)學(xué)材料的前沿和重要領(lǐng)域，作為醫(yī)用植入和修復(fù)材料，其在力學(xué)及細(xì)胞生物學(xué)性能上具有優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)在完成安全性評(píng)價(jià)后，納米生物材料將首先在硬組織修復(fù)材料領(lǐng)域獲得應(yīng)用。這主要是因?yàn)槿说墓墙M織本身就是納米結(jié)構(gòu)的材料（由納米級(jí)羥基磷灰石和有機(jī)高分子物質(zhì)構(gòu)成）。而作為納米生物材料的另一個(gè)應(yīng)用途徑，診斷檢測(cè)試劑正顯示出重要前景。第四是組織工程和再生醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域。組織工程和再生醫(yī)學(xué)的臨床應(yīng)用離不開生物材料科學(xué)和技術(shù)的突破。目前組織工程領(lǐng)域面臨暫時(shí)的困境，這與科學(xué)問(wèn)題有關(guān)，如種子細(xì)胞、生長(zhǎng)因子及體外構(gòu)建問(wèn)題等；更與研究發(fā)展生物相容性好的細(xì)胞特異性材料及支架的先進(jìn)制造技術(shù)密切相關(guān)。只有在上述領(lǐng)域取得整體突破，組織工程才有望在未來(lái)5～10年內(nèi)造福大眾。

再者是組織誘導(dǎo)材料領(lǐng)域。組織誘導(dǎo)材料是我國(guó)科學(xué)家首先提出并擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物材料，其廣泛應(yīng)用和被國(guó)際接受有賴于相關(guān)機(jī)理的進(jìn)一步闡明。

最后是醫(yī)學(xué)材料生物相容性評(píng)價(jià)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域。隨著基于新原理的產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)、大眾對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的深度關(guān)切，人們對(duì)材料生物相容性、安全性、有效性及時(shí)效性等的評(píng)價(jià)方法和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)提出了更高要求，并期待突破。

在產(chǎn)業(yè)化方面，生物醫(yī)學(xué)材料及其制品占世界市場(chǎng)的份額不足2%，主要依靠進(jìn)口，產(chǎn)品技術(shù)結(jié)構(gòu)和水平基本上處于初級(jí)階段。結(jié)合我國(guó)國(guó)情和學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，按照”有所為，有所不為，重點(diǎn)突破"的原則，我們建議，應(yīng)在五個(gè)方面開展重點(diǎn)研究。

一是生物結(jié)構(gòu)和生物功能的設(shè)計(jì)和構(gòu)建原理研究。著重研究具有誘導(dǎo)組織再生的骨、軟骨及肌腱等基底材料和框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其仿生裝配；

二是表面/界面過(guò)程-材料與機(jī)體之間的相互作用機(jī)制研究。從細(xì)胞和分子水平深入研究材料與特定細(xì)胞、組織之間的表面/界面作用，揭示影響生物相容性的因素及本質(zhì)。

三是生物導(dǎo)向性及生物活性物質(zhì)的控釋機(jī)理研究。研究可自控或靶向釋放蛋白、基因等特異性生物活性物質(zhì)的材料的設(shè)計(jì)以及生物導(dǎo)向性原理；用于組織細(xì)胞和基因治療的半滲透聚合物膜的設(shè)計(jì)、自裝配及特異性細(xì)胞密封技術(shù)。

四是生物降解/吸收的調(diào)控機(jī)制研究。研究生物降解/吸收材料的分子結(jié)構(gòu)和生物環(huán)境對(duì)其降解的影響、降解/吸收速度的調(diào)控、降解/吸收及代謝機(jī)制，以及降解產(chǎn)物對(duì)機(jī)體的影響。其目標(biāo)是為組織工程化人工器官生物材料及藥物控釋材料的自成、改性方法提供理論基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)材料參與生命過(guò)程和構(gòu)建生命組織的目的。

五是材料的制備方法學(xué)和質(zhì)量控制體系研究。主要研究生物醫(yī)用材料及修復(fù)體的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；

通過(guò)上述研究的開展，將使我省生物材料的研究水平有較大提高，為我國(guó)生物醫(yī)用材料科學(xué)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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