生物医学工程综述大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇生物医学工程综述范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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2合理设置专业课程

我们坚持“重人品、厚基础、强能力、宽适应”的人才培养模式[1]，要求学生在学习期间能接受先进的理论和技术，培养较强的分析、解决问题能力。课程设置除学校规定的政治理论、外语等公共课程外，专业课程分为四条主线：1）医学仪器与生物医学信号处理，还包括：电子技术、电路分析、信号与系统、数字信号处理、数字图像处理、医学图像处理等；2）微机原理及其应用，还包括：单片机（ARM、MCU、DSP）技术、算法语言、网络技术、计算机在生物医学中的应用等；3）医学基础知识，包括：解剖与生理学、临床医学概论等；4）生物医学工程专业课程，包括：生物医学测量、医学传感器原理及应用、生理系统建模与仿真、医学成像技术、生物力学、生物材料等，以医学仪器与信息为主轴，兼顾力学、材料等其他主干领域，满足涉及面广的生物医学工程综合人才培养的要求，让学生在接受多方面全方位专业基础教育的同时，也可以根据自己的喜好选择在感兴趣的领域继续深造。

3开展教学改革生物医学工程专业注重培养复合通用型的应用人才，这就要求我们在教学过程中必须方式多样，注重培养学生的实践能力。

3．1采取多种教学方法

改变过去单纯的“教师讲、学生听”的注入式教学方式，转变为“学为主，教为导”的方法，课堂多以启发式、讨论式教学[2]。这样可以活跃气氛，教会学生自己学习、自己思考、自己发现的能力。

3．2采用多媒体和板书教学结合使用

多媒体的使用可使过去枯燥的纯粹手写教学内容变得直观、形象、生动，但单纯的多媒体教学可能会造成学生产生偷懒情绪，一晃而过的幻灯片并不能让学生印象深刻，因此在课堂教学中应适当结合黑板书写，加深记忆并鼓励学生适当笔记。

3．3加强教材建设，整合课程及网络资源

我们在课程教学中以书本基础理论为主线，辅以参考资料和自编讲义，并开发了一个生物医学工程专业的网络教学平台，以信息技术为手段，以优化课堂教学、提高课堂教学的效率为目标，在网络环境下进行了生物医学测量、医学成像技术等部分专业课程的辅助教学。我们充分利用和整合网络资源，在教学平台上开设了包括课程讲义、答疑讨论、在线测试、试题试卷库、参考资料下载等教学内容，教师与学生之间、学生与学生之间能通过此平台开展教与学的互动交流，培养了学生自主学习、协作学习，创新学习、学会质疑、学会探讨以及终身学习的能力，大大调动学习兴趣和积极性。

3．4重点突出实验、课程设计、毕业设计和实习等实践环节

我们将实验分为基础性实验（如工程生理学实验）、综合性实验（如医学测量与传感器实验、医学仪器与信息处理实验等）和创新性开放实验，分阶段、分层次锻炼学生的实践能力，例如综合性实验将几门课程的知识融合在一起，提高学生的综合应用能力；创新实验由教师拟定实验目标，实验过程由学生自己设计和动手创造，改变过去学生盲目被动的按照规定步骤进行实验，缺乏思考，不能达到实验目的的情况，真正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，并安排时间让学生分组讲述本组实验或设计的思路和过程，以及遇到的问题和解决方案等，这样的方式不仅能让学生相互交流心得体会，而且学会总结经验，锻炼逻辑思维和语言表达，真正突出学生综合能力的培养。

3．5注重产学研的结合

篇（2）

由于生物医学工程专业是新兴发展起来的新学科，大众缺乏对其的了解，因此实际工作中我们发现，部分考生报考专业时带有盲目性，往往对专业的名称产生误解，致使入学后发现专业与自己所期望的不符而产生迷茫和厌学的状况；另外，由于全国的生物医学工程专业毕业生比例较小，社会知名度不够高，学生入校后也容易产生消极心理，不知道学了有什么用，将来到哪里就业等等疑问，因此我们除了加大宣传力度，在招生时将学科的发展规划、课程设置、社会需求等作大力宣传，使学生真正了解专业的定位而根据自己的兴趣和特长选择报考外，更注重对入校后学生的思想教育，如定期开展一些交流活动，请一些专业领域的专家学者作学术报告，使学生了解生物医学工程领域的前沿发展方向；邀请已经毕业的生物医学工程专业的本科生、研究生以及博士生等与同学们座谈，了解他们现在从事的职业、研究的内容等，提供给学生一个发展的目标和方向；带领学生到一些与生物医学工程产业紧密相关的公司、企业、医院等参观，组织学生参加深圳每年一届的医疗器械博览会，让他们通过实地感受和了解，从而热爱生物医学工程专业，增强信心，也极大提高了学习兴趣，学习更有了动力和目标。

2合理设置专业课程

我们坚持“重人品、厚基础、强能力、宽适应”的人才培养模式[1]，要求学生在学习期间能接受先进的理论和技术，培养较强的分析、解决问题能力。课程设置除学校规定的政治理论、外语等公共课程外，专业课程分为四条主线：1）医学仪器与生物医学信号处理，还包括：电子技术、电路分析、信号与系统、数字信号处理、数字图像处理、医学图像处理等；2）微机原理及其应用，还包括：单片机（ARM、MCU、DSP）技术、算法语言、网络技术、计算机在生物医学中的应用等；3）医学基础知识，包括：解剖与生理学、临床医学概论等；4）生物医学工程专业课程，包括：生物医学测量、医学传感器原理及应用、生理系统建模与仿真、医学成像技术、生物力学、生物材料等，以医学仪器与信息为主轴，兼顾力学、材料等其他主干领域，满足涉及面广的生物医学工程综合人才培养的要求，让学生在接受多方面全方位专业基础教育的同时，也可以根据自己的喜好选择在感兴趣的领域继续深造。

3开展教学改革

生物医学工程专业注重培养复合通用型的应用人才，这就要求我们在教学过程中必须方式多样，注重培养学生的实践能力。

3．1采取多种教学方法

改变过去单纯的“教师讲、学生听”的注入式教学方式，转变为“学为主，教为导”的方法，课堂多以启发式、讨论式教学[2]。这样可以活跃气氛，教会学生自己学习、自己思考、自己发现的能力。

3．2采用多媒体和板书教学结合使用

多媒体的使用可使过去枯燥的纯粹手写教学内容变得直观、形象、生动，但单纯的多媒体教学可能会造成学生产生偷懒情绪，一晃而过的幻灯片并不能让学生印象深刻，因此在课堂教学中应适当结合黑板书写，加深记忆并鼓励学生适当笔记。

3．3加强教材建设，整合课程及网络资源

我们在课程教学中以书本基础理论为主线，辅以参考资料和自编讲义，并开发了一个生物医学工程专业的网络教学平台，以信息技术为手段，以优化课堂教学、提高课堂教学的效率为目标，在网络环境下进行了生物医学测量、医学成像技术等部分专业课程的辅助教学。我们充分利用和整合网络资源，在教学平台上开设了包括课程讲义、答疑讨论、在线测试、试题试卷库、参考资料下载等教学内容，教师与学生之间、学生与学生之间能通过此平台开展教与学的互动交流，培养了学生自主学习、协作学习，创新学习、学会质疑、学会探讨以及终身学习的能力，大大调动学习兴趣和积极性。

3．4重点突出实验、课程设计、毕业设计和实习等实践环节我们将实验分为基础性实验（如工程生理学实验）、综合性实验（如医学测量与传感器实验、医学仪器与信息处理实验等）和创新性开放实验，分阶段、分层次锻炼学生的实践能力，例如综合性实验将几门课程的知识融合在一起，提高学生的综合应用能力；创新实验由教师拟定实验目标，实验过程由学生自己设计和动手创造，改变过去学生盲目被动的按照规定步骤进行实验，缺乏思考，不能达到实验目的的情况，真正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，并安排时间让学生分组讲述本组实验或设计的思路和过程，以及遇到的问题和解决方案等，这样的方式不仅能让学生相互交流心得体会，而且学会总结经验，锻炼逻辑思维和语言表达，真正突出学生综合能力的培养。

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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).

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自20世纪医学成像理论获得突破以来，各种医学成像系统不断涌现，并逐步成为广大临床医生诊断的主要依据，一些知名企业像西门子、飞利浦、GE、日立等都成立了专门的医学成像设备研发机构，加之医疗机构专业化的需要，使得医学影像专业人才仍供不应求。但是，这些单位需要的大都是应用型人才，不仅要掌握该专业的基本理论知识，更重要的是具备实际的动手操作能力，尤其是硬件开发、实际编程能力。这就要求必须注重提高学生的实践能力和创新能力，使学生不仅具备从事本学科研究与技术开发的实际动手能力和解决实际问题能力，而且具备从事跨学科研究的基本能力和潜质，为今后更好地改进和发展新的医学成像设备奠定基础[6]。

2 当前课程教学中的问题分析

医学成像技术是生物医学工程专业的一门核心课程，也是一门能直接应用于工程实践的技术课程。因此，在课程教学过程中应注意知识的理论讲解与学生的实际动手有机结合，使学生不仅牢固掌握基本的理论知识，而且具备扎实的动手能力。然而，在当前的教学过程中还存在以下主要问题。

2.1 该课程的教学偏重理论讲解，忽略实验教学 如针对各类成像技术大都是理论的讲解，现有的课程体系缺少实践教学部分，学生很难进行相关成像技术基本的实验操作，使得学生所学知识大都是纸上谈兵。此外对于学生硬件构造分析、编程能力的培养不够，针对某一成像设备的操作以及具体问题的编程训练较少，学生缺乏实际动手的训练。

2.2 教学内容理论性较强，内容较多，课时量相对较少 因而对于某些成像技术和一些基本算法实现的过程讲解不深入，甚至一略而过，致使学生学完该课程后对于医学成像技术这门课的认识和理解仍然停留在比较肤浅的阶段，很难有效地实现既定的培养目标。

2.3 教学方法不够丰富 目前课堂多采用现代的多媒体教学，但是又过分依赖于多媒体，而单纯的多媒体教学又会使学生产生偷懒情绪，一晃而过的幻灯片并不会给学生留下深刻的印象，这很大程度上影响了学生学习的兴趣和教学的效果。

2.4 现有的考核体系不够完善 医学成像技术具有医理工三结合的特点，融合了当今诸多高新技术，不仅注重基本成像原理的基础理论知识，更注重对仪器设备的实际动手操作。同时，新技术的发展不断为成像技术注入新的活力，单纯的卷面考试成绩已不能全面反映学生对该门课程认识和掌握情况。因此，现有的考核体系有待改进。

3 具体教学改革的内容

为了提高学生的个人能力和职业竞争力，实现创新型人才的培养目标，笔者的教研团队在借鉴兄弟院系先进经验，同时在其他高校大量调研的基础上，对医学成像技术的教学内容和教学体系进行了一系列的教学改革与创新。

3.1 教学内容的改革 首先，调整适合该专业创新型人才培养目标的教材。现行的医学成像技术教材很多，但是大部分都是针对医学院影像专业的学生，教材内容理论性较强，而工程实践性内容很少，因而找到侧重于工科实践类的教材是本项目研究的首要任务。通过大量调研，再结合本院实际情况，笔者选择了清华大学出版社的《医学成像系统》作为主要教材，以人民卫生出版社的《医学影像成像理论》和重庆大学出版的《医学成像技术》为辅助教材。同时，辅以参考资料和自编讲义，尽可能的拓宽学生的知识面和学科视野。

其次，借助现代教育技术，结合多媒体手段来丰富课堂教学的内容，帮助学生理解课程中涉及的复杂公式和数学模型。同时采用动画、图片、视频等丰富的多媒体教学手段重新制作了医学成像课程的多媒体教学课件，新课件不仅保证对医学成像技术的基本概念、基本原理的讲述，还对一些医学成像设备的构造等有一个大致的了解以及成像技术中的基本算法以及算法实现步骤有着详实、细致地讲解。

此外，笔者还通过介绍学科发展的新动向和新成果，实行教学、科研相结合，让学生参与到老师的相关科研项目中，通过项目实践不断充实和更新教学内容，也实现了教学相长。

3.2 实践教学的改革与创新 为了使实验教学和课堂理论教学相互呼应，体现教学的“实践性”特点。首先，增加学生上机编程类课程设计，并设计了一些新的实验项目，提高学生的编程能力。在个别新的实验项目中，给出一些示范性程序，并且对这些程序作深入、细致的讲解，使学生能够在比较的过程中真正领悟到自己的不足，不再眼高手低，达到迅速提高学生编程能力的目的。

其次，创设“真实情境”，在生产车间现场让学生亲身体验B型超声的实际操作和生产装配，为学生日后踏上工作岗位或者进一步深造奠定良好的基础[7-8]。此外，笔者还在教学过程中设置了一些临床操作实验，使学生能够对医疗设备进行一些基本的实践操作。限于经济及其他制约因素，笔者从小型的医学成像设备入手，精心设计和安排临床操作实验。目前先后购买两台B超诊断仪，以该设备为基础，有针对性地设计、改进了一些和超声成像、超声检测及治疗相关的实践课程，并给出了设备示范操作步骤，制定了实验环节和安排计划等等，同时，在实习基地-徐州创新医学仪器公司让学生亲历B超诊断仪的研发、生产全过程。这样能够通过学生亲自动手操作设备、实地观察设备所成图像、亲身经历生产装配过程加深对所学知识的理解。

此外，针对大型医学成像设备价格昂贵的问题，让学生参与开发了“CT扫描工作站仿真教学系统”[9-10]。不但解决了难以开展大型成像设备实验课程的问题，还大大提高了学生学习这门课的热情，初步形成了“产学研”结合的教学体系模式。据笔者所知国内各大理工类学校生物医学工程专业都还未有这样的先例。这种具有浓厚的工科背景和特色的实践课程环节，契合了当前对于生物医学工程专业应用型人才的培养目标和要求。

3.3 教学手段与教学方法的改进 采用多媒体和板书教学相结合，多媒体教学使过去枯燥的纯粹手写教学内容变得更加直观、生动、形象，而一味地使用多媒体教学。这种一晃而过的幻灯片并难以给学生留下深刻的印象，有种“吃快餐”的感觉，很难激发学生深入探究的兴趣。因此在课堂教学中结合黑板书写以加深记忆，并鼓励学生适当做笔记。

其次，将过去单纯的教师讲、学生听的“填鸭式”教学方式，转变为以学生为主，教师引导的启发式、讨论式、体验式教学[11-12]。这样既可以充分调动学生学习的积极性，活跃气氛，又能培养学生自己学习、自己思考、自己发现的能力。

同时，笔者充分利用和整合网络资源，以信息技术为手段，以优化课堂教学提高课堂教学的效率为目标，开发了一个针对医学成像技术的网络学习平台。在该平台上开设了包括教学大纲、课程讲义、参考资料下载、答疑讨论、试题试卷库、在线测试等教学内容，教师与学生之间、学生与学生之间能通过此平台开展教与学的互动交流，培养了学生自主学习、创新学习、学会质疑、共同探讨以及终身学习的能力，大大调动了学生学习的积极性和主动性。

3.4 考核体系的改变 当前对学生的考核仍普遍是“一纸定乾坤”的考试模式，为了全面客观评价学生成绩，笔者在总评成绩中加重平时实践环节的比重；如让学生参与学习、了解医学成像技术各领域发展的综述报告、各种观摩、实验设计等，并体现在期末的考试总评成绩中。考试的形式也“不拘一格”，当前该课程的考试方式上采取的是半开卷的形式[13-14]。这种新的方式既大大提高学生的学习热情和积极性，又使学生真正通过考试及时发现和补救学习上的漏缺，达到了客观、合理、有效评价学生学习效果的目的。

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    2应用于生物效应器

    导电聚合物从绝缘态转变成导电态,需要从其分子链中迁移出或导入电子,这种电子迁移的过程称为“掺杂”。导电聚合物的掺杂、去掺杂与聚合物中的电子和离子的转移有关。伴随着离子的掺杂和去掺杂,对应的是导电聚合物的体积改变(膨胀或收缩),离子掺杂过程会引起导电聚合物的体积增大,离子释放过程引起导电聚合物的体积缩小。生物效应器是指可产生机械动力的一些生物设备或装置。导电聚合物在电化学刺激下发生离子的掺杂、去掺杂及引起导电聚合物体积改变的特性,可以应用于生物效应器上,如用于构建人工肌肉[12-14]。人工肌肉的构建原理是:3层复合材料,其中内外两层为导电聚合物材料,中间层为非导电材料,内外两层处于相反的离子转移状态,如内层处于离子的掺杂状态,外层则处于去掺杂状态。这样,内层的掺杂致使内层的导电聚合物体积增大,同时外层的去掺杂使外层的体积缩小,内外两层产生的机械力量方向一致,其共同作用使整个3层复合材料向外层弯曲,模拟了生物系统中的肌肉收缩,如图3所示。导电聚合物构建的人工肌有的特点是:可通过电子转移控制、驱动电压低、伸缩率大、伸缩率可控、对温度没有特别要求,可以在室温或人体生理温度下进行、易于合成、重量轻、可在溶液或体液中进行,等等,这些优异特性都决定了导电聚合物是构建人工肌肉较理想的材料。目前,聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANI)、PPy-PANI复合材料以及这些导电聚合物与碳纳米管组成的复合材料,如PPy-碳纳米管复合材料、PANI-碳纳米管复合材料及PPy-PANI-碳纳米管复合材料等都应用到了人工肌肉的构建中[15-16]。在这些材料构建的人工肌肉中,PPy-PANI复合材料构建的人工肌肉每次循环产生的机械动能最大[17-18]。

    3应用于组织工程

    导电聚合物应用于组织工程领域,是和导电聚合物具备良好的导电性、氧化还原性、三维立体结构及表面形貌等特性密不可分的,但更为关键的是其具备良好的生物相容性。将PC-12细胞培养在聚吡咯(PPy)薄膜上,长时间(达96h)电流(1mA)刺激PPy,没有观察到明显的细胞毒性[19]。最近的研究进一步表明,PPy和PEDOT不论是薄膜还是纳米管形貌,和培养的神经细胞之间的生物相容性好[7]。目前,导电聚合物应用于组织工程领域主要体现在神经工程领域。神经工程中的电极通常是由金、铂等金属材料或镀金、镀铂的硅基材料做成的,这些电极植入神经组织后,其传导神经电信号的功能将逐渐消退,甚至完全丧失。究其原因,是因为坚硬的金属材料和柔软的神经组织之间的机械模量的巨大差异,神经组织对植入金属材料的免疫反应产生大量的胶质疤痕,最终使植入电极周围有功能的神经细胞数量明显减少。采用导电聚合物包裹或修饰神经电极,对改善神经电极电信号的传导功能起到了重要作用。其作用的机理是:生物相容性较好的导电聚合物在坚硬的金属电极表面和柔软的神经组织之间建立了一个机械强度的缓冲区域,降低了神经组织的免疫反应,增加了电极的表面面积,降低了电荷传导的电阻,使神经电信号传导的信噪比大大增强。另外,稳定的氧化还原特性可以使导电聚合物在修饰神经电极的同时,还能包裹药物或大分子物质,如地塞米松、细胞黏附分子、神经生长因子等。这些药物或大分子物质的释放,无疑能使导电聚合物包裹的电极不仅具有增强神经电信号的检测和传导功能,而且还具有抗免疫、促进神经生长和康复的功能[2-3,20-21]。已有的研究表明,应用于神经工程中的导电聚合物主要是PPy和PEDOT。

    4应用于生物传感器

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生物力学（Biomechanics）和力学生物（Mechanobiology），两者既有微妙的差别，又有紧密的联系。生物力学是利用力学工具来研究生物系统；而力学生物则研究力在调节生物系统中的作用。

本书编者邀请相关领域的专家，在分子、细胞、组织等尺度上介绍生命现象具有代表性的案例中所建立的计算模型，希望读者能在这个基础上，进一步推广多尺度模化，研究其他生命系统。

本书内容分三部分11章，第1部分 分子水平的多尺度模化，含第1-4章：1.蛋白质，Ssp DnaE Intein；2.蛋白质晶体，基于晶体塑性理论的从分子到连续介质水平的模型；3.分子发动机，多重分子发动机的合作现象；4.生物纤维动力学： 从线到杆的水平上的描述。

第2部分 细胞和组织水平的多尺度模化，含第5-7章：5.初级纤毛的多尺度模化；6.生物支架的降阶网络模型；7.传递现象，毛细管和组织内对流和扩散的计算模型。

第3部分 器官水平的多尺度模化，含第8-11章：8.肌腱和韧带，近况和未来的发展方向；9.动脉，力学、力学生物，以及发展新模型的需要；10.二尖瓣，计算结构；11.生物系统，基于混合物理论的多尺度模化。

三位编者的简介：Suvranu De教授是美国纽约伦斯勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）机械、空间和核工程系的主任，从事计算力学和医学的交叉研究。他是Journal of Computational Surgery、International Journal of Modern Mechanics、International Journal of Computational Methods，以及Computers & Structures等刊物的编委。他在2010年和别人合编了生物力学的模化（Computational Modeling in Biomechanics （Springer））一书。

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中图分类号：TS106 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0101-01

目前，使用具有可吸收和生物活性聚合物制得的纤维织物，已在组织工程上使用。随着生物医学工程技术的进步，传统整形使用的硬件材料受到了巨大冲击。高性能纤维材料、先进的制造工艺和独特的织物结构设计正成为医用纺织品的选择。据纤维基医用制品厂家（如Biomedical―Concordia公司）的预测，医用纺织品在组织修复植入和再生医学领域有着巨大的应用潜力。这主要涉及如下几个方面：矫正整形手术，心脏血管手术，泌尿/妇产科手术，再生植入手术，普通手术等。

1 高端医用合成材料的纤维原料及织物种类

1.1 纤维原料

合成医用材料的纤维原料根据其在使用时是植入性材料还是非植入性材料可以分为可吸收纤维材料和非可吸收纤维材料。可吸收纤维材料有聚羟基乙酯（PGA）、聚L一乳酸（PLLA）以及PGA和PLA的共聚物（PLGA），其他共聚高分子，如聚已内酯（PCL）、三甲基碳酸酯（TMC）和聚乙二醇（PEG）等。非可吸收纤维材料包括PET、PP、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTRFE）、超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）等。

1.2 织物种类

1.2.1 非织造布

医用纺织品使用的非织造布种类涉及纺粘（SB）、熔喷（MB）和使用短纤维为原料的梳理型非织造布。

1.2.2 编织结构织物

编织物的规格包括：圆形实心带、中空无芯带、管状带、扁平型带和附加轴向纱的编织物等。

1.2.3 针织网材

针织网材采用平幅经编和圆机纬编工艺，编织纹路设计十分重要。医用制品对针织网材的性能，诸如平均孔隙尺寸、单位质量、厚度、撕裂强力、伸长、顶破强力、刚性和悬垂性等均有严格要求。针织网材较之于非织造布具有更好的弹性、扩展性能、回复性以及良好的撕裂强力，显示出较好的组织支撑能力。圆机织物的管状结构有较大尺寸适应性，其直径可膨胀亦可紧缩，有利于医用纺织品性能的发挥。目前针织网材已用于手术网、疝气修复、整型和化妆手术网等领域。

1.2.4 其他制品

一些厂家，如美国Concordia公司，有多年的纤维加工经验，可以根据用户和临床的要求，选择如变形纱、卷曲纤维、切断纤维、梳理纤维片等原料加工成适用的医用制品。

2 高端医用合成材料的用途

2.1 高性能单丝的医疗用途

2.1.1 动脉血液过滤器

动脉血液过滤器是在胸外科手术中，经过纯化、氧合、恒温的循环血液进入人体的最后一道过滤。因此说过滤器介质的选择和最适宜的设计，有助于降低病人的出血、血凝、炎症的发生和整个系统的供氧及pH值的控制。瑞士Sefar公司开发出用于心肺机的过滤介质，即“Medi FAB 07/40”系列。使用PET或PA单丝编织，织物结构孔隙为40um，空隙占有率25%，纱线直径为34um。“Medi FAB 07/40”过滤介质已在动脉血液过滤器中使用，在临床中作为―个暂时性的替代心肺功能的装置，以维持生命的体外循环系统。临床结果显示，“Medi FAB 07/40”具有良好的使用性能，主要表现在：最低的压力降，最小的启动灌注体积，装置外部尺寸小型化和制造成本可以被市场接受。与现有使用中的滤材，如非织造布、膜材料和复丝织物比较，单丝织物过滤介质更具有商业化价值。

2.1.2 透析器过滤介质

医用透析使用的泵过滤器，其作用是捕集循环系统中可能出现的颗粒状物质。该防护性过滤器结构通常采用直径50mm的圆盘形式的过滤介质，经硅质垫圈密封后配置于透析泵上。Sefar公司开发的新型过滤材料“Peaktex”，采用PEEK为原料，单丝直径为38―500 um，过滤材料为双层单丝织物，单位质量285 g/m2，厚度480um，空气透过率2000 m3/m2・h[2]。

2.1.3 医用可植入材料

PEEK单丝织物作为人体可植入材料，具有良好的挠性和耐磨性，特别是其生物相容性、稳定的化学结构，展现了良好的临床效果。目前已用于人体植入临床使用的PEEK单丝的强力在33―75 daN/mm，伸长为20%―40%，使用温度250℃，干湿态相对强力比为100%。

2.2 UHMWPE纤维在医用领域的使用

自2004年UHMWPE――Dyneema纤维用于医用缝合线以来，UHMWPE在医用领域的综合医疗性能越来越被人们所认识。作为新一代独具特色的医用材料，其特性主要表现在如下几个方面：①Dyneema Purity纤维是专门设计的、用做人体可植入的材料，纤维品质和生产工艺完全符合S010933/ISO13458的要求，并得到美国FDA认证；②单位体积的强度性能符合可植入材料制品微型化的条件；③Dyneema Purity纤维有较高的刚性，兼具十分良好的柔韧性，可在整型手术中有效地强化定位功能；④Dyneema Purity纤维的耐疲劳性和耐磨性好，具有长时间承载动态负荷的能力，适应心脏血管手术医用器具的性能要求；⑤Dyneema Purity纤维具有生物相容性，是理想的医用人体可植入材料[3]。

2.3 功能性熔喷非织造布在呼吸器上的使用

通过添加生物活性剂的方法，制取具有生物活性的熔喷纤维网，为呼吸器提供高效捕集微生物的过滤介质，对于人类抵御病菌源、健康防护具有重要的现实意义。波兰Lodz大学与国家劳动保护研究所合作开发了生物活性熔喷非织造布材料。该产品使用PP为原料。生物活性剂于螺杆挤压机的喂入区注入，熔体加热温度274―280℃，热空气温度295℃，热空气消耗量9 m3/h。生物活性熔喷非织造布材料的面密度为lO一200 g/m2，单丝直径2.43 um，其过滤吸附性能通过气溶胶一石脑油雾测试评估，吸附性能良好[4]。

2.4 纤维基增强复合材料在医用领域的应用

英国Invibio公司开发了两种PEEK新产品，其一为PEEK―Optim/碳纤维增强复合材料，另一种为具有影像对比度的PEEK―Optima/碳纤维增强复合材料。两种复合材料已用于人体植入、血管、骨骼修复等。PEEK―Optima/碳纤维复合材料具有十分良好的耐磨性能，与其他生物材料相比，其抗弯刚性更接近于人的骨骼，是整型材料的上佳选择。同时该材料亦表现出比较优良的外部负荷的均匀分布承载性能，以及应力冲击的弱化功能。此外，具有影像对比度的PEEK―Optima/碳纤维复合材料。由于注入射线阻隔添加剂，可以使用专门的方法，在手术后，通过观察植入物的部位。可观察修复部位状况，有效控制治愈的过程。PEEK―Optima碳纤维的复合增强系列产品可用于关节结合处、脊椎等部位的坏损修补。

结语

我国医用纺织品生产已初具规模，但低风险性产品占绝大比例，与高端医用纺织品研究开发非常薄弱的现状形成了鲜明的反差。鉴于高性能医用纤维制品涉及到原料、高聚物成形、纤维加工和医学工程设计等诸多学科，整个生产链很长，要全程技术引进显然是十分困难的。考虑到我国有全球最大的需求群体，靠进口或合资生产，是可以缓解一下需求上的压力，但终究不是长久之计，还是应该有―个可持续的技术进步理念。

篇（8）

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0066-01

数字图像处理技术是指应用计算机对数字图像信息进行处理，涵盖了计算机科学与技术、数学、光物理学等多个领域。数字图像可以小到电子显微镜的图像，大到遥感图像、航空照片或者天文望远镜的图像，因此在生物医学工程、工业、农牧业、国防军事、多媒体等方面都有着十分广泛的应用。物体三维重建是数字图像处理的重要内容。人眼看到的世界是三维立体的，但是传统照相机、CCD或者CMOS图像传感器获取的图像都是二维平面的，不具备深度信息。这种二维成像系统限制了人类对真实世界中复杂的物体的感知和理解的能力。计算机三维重建的出现，突破了传统二维成像系统的局限，重建后的图像直观、逼真，可任意旋转、逐层剥离以及定量分析，显著提高了人类对世界的认识理解能力。

1 计算机三维重建

计算机三维重建是利用计算机数字图像处理技术根据真实场景的数据重建出具有准确几何信息和照片真实感的三维模型，并可进行多角度显示的技术。这些精确的三维模型，不仅能用于场景可视化和虚拟漫游，还可以满足数据的存档、测量和分析等更高层次的需求，尤其适用于辅助教学、生物医学工程、医学诊断、航天、工业测量、地理信息、数字文物和古建筑、电子商务等多种领域。

计算机三维重建方法有两种：一种是利用精密的硬件设备，如激光扫描仪、深度扫描仪等，直接测量出物体表面点的三维坐标。这种方法是直接对三维物体的空间信息进行处理，精度较高，但是设备要求极高，因此极大地限制了该技术的使用。另一种是通过相机或摄像机获得二维数字图像，然后通过数学模型计算出物体的三维结构。后一种方法数字图像容易获得，但重建结果易受到其他因素的影响，本文就此方法展开研究。

2 二维数字图像的三维重建

2.1 二维数字图像的获取

二维数字图像的获取包括物体外观图像的获取和物体内部图像的获取。物体外观图像的获取通常通过2台以上照相机或摄像机从不同角度拍摄，比如3D电影的制作。物体内部图像的获取，通常为断层扫描或连续切片成像，比如计算机X射线断层扫描（CT）、激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）成像、生物标本连续切片的显微成像等。

2.2 二维数字图像的预处理

二维数字图像通过三维成像软件来处理，不同领域有各自适用的软件，比如：3D Studio Max，适用于广告、影视、工业和建筑设计、游戏的三维成像和动画；Amira，Mimics，适用于识别生命科学和生物医学数据；Oasis montaj，适用于地球物理勘探、钻探、地球化学勘探等。软件对图像经过增强、图像定位校正和图像分割等预处理后进行三维重建。

图像增强：现在的数字成像技术，基本可以得到分辨率高、清晰度好的图像，但如果前期成像较模糊，可以通过对比度增强、Gamma校正、锐化或噪声消除等方法进行处理，以突出目饲域。

定位校正：多台相机或摄像机从不同角度拍摄的物体外观图像、生物标本连续切片的显微成像由于不能准确定位，还需进行图像定位校正。

图像分割：在对图像的研究和应用中，人们往往仅对图像中的某些特定的、具有独特性质的区域感兴趣，这些区域称为目标或前景（其他部分称为背景）。可根据灰度、颜色、纹理和形状等提取感兴趣目标，从而把图像分割成若干互不交迭的区域，并使这些特征在同一区域内呈现出相似性，而在不同区域间呈现出明显的差异性。常用的分割方法有：基于灰度阈值的图像分割、交互式图像分割、基于活动轮廓或者形变模型的分割等等。针对不一样的图像和待分割的图像特点，可以选择不一样的分割方法。图像分割是图像处理的基本前提，同时也是一个经典难题，到目前为止还没有一种图像分割方法是通用的。

2.3 图像的三维重建

二维数字图像的三维重建技术有两种：表面绘制和体绘制。举例而言，你站在一辆汽车前，只能看到外观，但无法观察到车子内部的结构如发动机，这是表面绘制；假设汽车和车内中的结构都是半透明的，就可以同时看到所有的细节，这就是体绘制所要达到的效果，即三维透视。表面绘制是表示三维物体形状最基本的方法，可以提供三维物体形状的全面信息。它是从数字图像中抽取一系列相关表面，并用多边形拟合近似后，再通过传统的图形学算法显示出来。体绘制是依据三维体数据，将所有体细节同时展现在二维图片上，可以在一幅图像中显示多种物质的综合分布情况，并且可以通过不透明度的控制，反应等值面的情况。该方法特别适合于云雾、流体、大脑软组织、气体等无固定形状的体数据图像的生成，产生的图像真实感强。

3 面临的问题

二维数字图像的三维重建是数字图像处理技术十分活跃的研究方向，虽然这一领域的发展十分迅速，但仍有一些方面是需要进一步提高。（1）提高计算精度：图像分割是人工手动完成，然后通过数学方法来实现，这涉及到个人知识熟悉程度和计算精度，如果个人经验不足，或者计算精度不够，则图像效果不符合客观实际，不一定能够达到人眼识别的舒适度。因此，基于专业知识的图像分割标准化方面还有待进一步研究。（2）计算精度和处理速度之间的矛盾：图像处理需要巨大的数据运算，运算量远大于文本处理，所以在提高运算精度的同时还要考虑提高运算速度。（3）计算机三维重建是研究工具，必须加强交叉学科间的联合研究，才能够在推广应用上取得进步。

参考文献

[1]陈汗青，万艳玲，王国刚.数字图像处理技术研究进展[J].工业控制计算机，2013，26（1）：72-74.

[2]孙宇阳.基于单幅图像的三维重建技术综述[J].北方工业大学学报，2011，23（1）：9-12.

篇（9）

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

计算机科学研究新进展 Advances in Computer Science

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

面向对象系统分析与设计 Object-Oriented System Analysis and Design

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

篇（10）

【中图分类号】G446 【文献标识码】A 【文章编号】1004—7484（2013）11—0100—01

白芍总苷（total glucosides of paeonia，TGP）是从中药白芍（Paeonia lactiflora pall）饮片提取的总苷，是白芍中具有生理功效成分的混合物，其中芍药苷的含量占总苷的90% 以上。以白芍提取的有效成分芍药苷为主要成分的帕夫林，已作为第一个治疗风湿性关节炎的抗炎免疫调节中药应用于临床，疗效显著[1]。至今，TGP的研究和应用绝大多数集中在治疗风湿免疫疾病及调节免疫功能方面，但最近也有TGP在心血管、皮肤等病变方面的治疗与研究报道，本文综述了TGP近年来在此方面的研究与应用，旨为相关疾病的治疗提供依据。

1 治疗慢性荨麻疹

邹氏以白芍总苷联合依匹斯汀治疗慢性荨麻疹三组共60例，有效率90%，且不良反应少[2]。孟氏以白芍总苷联合咪唑斯汀治疗慢性荨麻疹40例，有效率90%，疗效明显好于对照组[3]，盛氏以地氯雷他定联合白芍总苷治疗慢性荨麻疹30例，结果治疗组的疗效（60%）显著好于对照组（33.3%），且无明显不良反应[4]。任氏检测给予白芍总苷治疗的慢性荨麻疹患者（30例）治疗前后血清IFN-γ、IL-4、IL-17水平，结果治疗后患者血清IL-4、IL-17的浓度较治疗前显著降低（P

2 治疗银屑病

孙氏以白芍总苷联合一清胶囊治疗寻常型银屑病56例，有效率89.3%，显著高于对照组（P

3 治疗散发型白癜风

叶氏以白芍总苷联合吡美莫司治疗散发型白癜风45例，结果白芍总苷联合吡美莫司能促进散发型白癜风患者皮损恢复，改善外周血CD4+/CD8+T细胞比值，提高CD4+/CD25+调节性T细胞水平[8]。

4 治疗干燥综合征

蔡氏以白芍总苷联合甲氨蝶呤治疗干燥综合征60例，治疗组有效率83.3%，与对照组差异显著（P

5 治疗附睾淤积症

陈氏用微波联合白芍总苷治疗附睾淤积症27例，总有效率92.59%，表明微波联合白芍总苷是治疗附睾淤积症的一种有效方法[10]。

6 治疗慢性肾炎蛋白尿

谢氏以白芍总苷联合氯沙坦甲治疗慢性肾炎蛋白尿33例，结果治疗前后尿蛋白定量明显下降，治疗组较对照组下降的更显著（P

7 对心肌重构的影响

韩氏研究白芍总苷对盐酸异丙肾上腺素、左旋甲状腺素诱导所致的心肌重构的影响，结果表明白芍总苷具有一定的抗心肌重构作用[12]。

8 治疗掌跖脓疱病

贾氏以阿维A联合白芍总苷治疗掌跖脓疱病30例，结果有效率87%，明显高于对照组（68%），差异显著（P

9 脂质体和注射制剂实验研究

李氏以逆向蒸发法研究制备了白芍总苷的脂质体制剂，获得了平均粒径为498nm的圆球状单室脂质体，在4℃贮存稳定[14]。刘氏采用柱层析分离、纯化，制得纯度较高的白芍总苷，通过单因素、正交试验选出提取溶媒，考察成型工艺，制成注射用白芍总苷冻干粉[15]。

总之，白芍总苷的临床应用与剂型拓展，扩大了中药白芍的应用领域。随着应用与研究的深入，白芍将更好地为人类健康作贡献。

参考文献：

[1] 陈继红，劳志英，倪立青.2种剂量白芍总苷治疗类风湿关节炎150例[J].中国新药与临床杂志，2011，30（10）： 771-774.

[2] 邹 敏，范林明，李晓蓉，等.白芍总苷治疗慢性荨麻疹的疗效观察[J].现代生物医学进展，2013，13（20）： 3893-3895.

[3] 孟亚东.白芍总苷胶囊联合咪唑斯汀治疗慢性荨麻疹的临床体会[J].皮肤病与性病，2011，33（2）： 119-120.

[4] 盛 建，陈伟敏.地氯雷他定联合白芍总苷治疗慢性荨麻疹疗效观察[J].中国现代医生，2011，49（13）： 44-45.

[5] 任晓丽，苏振兴，白 莉.白芍总苷对慢性荨麻疹患者血清中IFN-γ、IL-4和IL-17的影响[J].中国伤残医学，2012，20（11）： 42-43.

[6] 孙瑞丽，王华玺.白芍总苷联合一清胶囊治疗寻常型银屑病56例疗效观察[J].中国医学工程，2013，21（3）：82.

[7] 贺 勤，李慎秋，帅 俊，等.白芍总苷对寻常型银屑病患者皮损IL-17表达的影响[J].医药导报，2012，31（7）： 898-900.

[8] 叶 蓉，聂李平，胡小平，等.白芍总苷联合吡美莫司治疗散发型白癜风的临床疗效及相关实验研究[J].中国中西医结合皮肤性病学杂志，2013，12（3）： 155-157.

[9] 蔡文虹.白芍总苷治疗干燥征的临床观察[J].当代医学，2011，17（36）： 10-11.

[10] 陈少凡.微波联合白芍总苷治疗附睾淤积症27例疗效分析[J].中国医学工程，2013，21（3）： 137.

[11] 谢玉贤，贾 苗.白芍总苷联合氯沙坦甲治疗慢性肾炎蛋白尿的对照研究[J].辽宁中医杂志，2012，39（12）： 2440-2441.

[12] 韩 蕾，周晓辉，王维伟，等.白芍总苷对不同药物诱导所致心肌重构的影响[J].辽宁中医药大学学报，2011，13（2）： 43-48.

篇（11）

自从A．M．Sun发明海藻酸钠-聚赖氨酸-海藻酸钠（APA）生物微胶囊（简称微胶囊）以来，微胶囊技术广泛用于人工器官研制，动植物细胞、微生物及酶固定化，药物控制释放［1］，使得微胶囊在生物医学工程以及其它生物技术领域具有了广泛的应用前景。

制备微胶囊的原理有多种，其中通过聚电解质络合原理制备微胶囊是采用较多的一种。通过这种原理制备微胶囊的显著优点是制备过程温和，微囊化的生物活性物质在制备过程中活性损失很少或不损失。通过这种原理制备微胶囊所选用的阴、阳离子聚电解质材料也有多种，本文着重介绍壳聚糖和海藻酸钠这两种天然聚电解质材料制备微胶囊的原理、方法、影响因素和应用背景。

1 壳聚糖和海藻酸钠反应原理

壳聚糖是通过甲壳素脱乙酰化制备的天然高分子直链多糖，化学名称为（1-4）-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖。海藻酸钠是存在于褐藻类中的天然高分子，从其结构上看是由β-1，4结构的D型甘露糖醛酸的钠盐（M）和α-1，4结构的L型古罗糖醛酸的钠盐（G）共聚而成。由于壳聚糖分子链上有大量的伯氨基，海藻酸钠的分子链上有大量的羧基，所以壳聚糖和海藻酸钠可以通过正、负电荷吸引形成聚电解质膜，反应简图如下：

2 制备方法

采用上述原理制备壳聚糖／海藻酸钠微胶囊，在制备方法上，可以分为一步法［2～17］、两步法［18］和复合法［19］。

2.1 一步法

采用一步法主要有两种方式。一种方式是将壳聚糖和氯化钙的混合溶液直接滴入海藻酸钠溶液中反应形成微胶囊；最终得到了含有壳聚糖沉积层、壳聚糖／海藻酸钠络合层和海藻酸钙凝聚层共三层，内部是液态的微胶囊［2—4］。另外一种方式是反向操作，即将海藻酸钠溶液滴入壳聚糖和氯化钙的混合溶液中形成微胶囊［4—17］。

2.2 两步法

这种合成方法类似于传统的APA微胶囊的制备方法。过程简述如下［18］：

(1)海藻酸钠溶液滴入氯化钙溶液形成海藻酸钙凝胶珠；

(2) 海藻酸钙凝胶珠再和壳聚糖反应形成微胶囊；

2.3 复合法

复合法是在上述两种方法基础上建立起来的，先制备壳聚糖／海藻酸钠微胶囊，然后再以双功能团分子对微胶囊的表面进行修饰，制备过程如下［19］：

(1) 海藻酸钠溶液乳化、凝胶化；

(2)凝胶化海藻酸盐与壳聚糖进行反应形成微胶囊；

(3)微胶囊用戊二醛、1，6-己二异氰酸脂或苯四甲酸二酐溶液进行表面交联。

上述三种制备方法各有优缺点。一步法的显著优点是制备方法简单，成囊速度快，微囊化物质不容易在制备过程中流失，比较适合于蛋白分子的微囊化。但是，由这种方法制备的微胶囊球性度和光洁度较差，制备过程中微胶囊之间容易粘接。两步法制备的微胶囊球性度和光洁度好，但是制备过程相对繁琐；而且，在制备海藻酸钙胶珠时，微囊化物质容易流失，因此，这种方法相对而言更适合于细胞的微囊化。复合法制备的微胶囊强度较好，但也存在着制备过程繁琐这样的缺点，而且制备条件激烈。因此，这种方法较适合于对环境不很敏感的某些微生物进行微囊化。

3 影响微胶囊性能的主要因素