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主辦單位:中國航天員科研訓練中心
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
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種:雙語
開
本:大16開
國際刊號:1002-0837
國內(nèi)刊號:11-2774/R
郵發(fā)代號:82-616
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1988
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術(shù)文獻速報(日)(2009)
中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
期刊榮譽:
軍隊雙獎期刊
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
關(guān)鍵詞:
生物工程;人工生命;組織工程;人工組織;人工器官
0引言
從廣義層面上來說人工生命即為具備有人的生命指征、功能、結(jié)構(gòu)以及外在形象的人工制造系統(tǒng),是人對于自然生命的一種模擬與拓展。廣義上的人工生命是多門學科合并之后的產(chǎn)物。一般認為人工生命學科是由生物科學技術(shù)與工程科學技術(shù)所結(jié)合而產(chǎn)生出的一門學科。下文將主要就針對材料技術(shù)型生物醫(yī)學工程與組織工程、人工生命間的相關(guān)性,以及材料技術(shù)型生物醫(yī)學工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。
1材料技術(shù)型生物醫(yī)學工程
此種工程學科的主要研究目標即為各類生物材料及人工器官組織,其中就涵括了組織工程學科。在此方面研究工作中涵括有材料科學、生物科技、化學、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、醫(yī)學以及生命科學等多門學科的基礎(chǔ)知識。生物材料也就是對于生物體進行臨床診治以及將其受損組織器官替換下來,亦或是增強人體某一部分功能的材料,因此就必須要求其能夠植入到人體當中并不出現(xiàn)排異反應,確保活體細胞可以在此材料之上自然生長。生物材料亦可被視作構(gòu)成人工組織與器官的核心材料。生物醫(yī)學材料在未來一段時期的主流發(fā)展趨勢,即為給予組織工程的發(fā)展提供優(yōu)勢特性顯著的活性生物材料,應確保其具備良好的生物相容特點;親水特性;性;預防組織粘附特性;抗炎特性;抗凝特性等。以保障活體細胞能夠在所制成的人工材料上生長并對病變組織起到良好的改善、恢復效果,使之免疫識別與生物催化性能得以有效提高。依據(jù)生物醫(yī)學材料的屬性可將之主要劃分為以下幾種:
(1)無機非金屬生物材料。①同人體組織力學間具備良好的相容性,同時還可改善組織生長的材料。②具備人體有機以及無機結(jié)構(gòu)的復合型材料。
(2)金屬生物材料。①毒性較低,彈性模量更加符合入骨特點的合金材料。②各種植入人體當中的器械材料,如較為常見的人工關(guān)節(jié)、種植牙、心臟支架等。③接入性診治所采用的醫(yī)療器械設備如官腔支撐架、引導絲等。
(3)生物醫(yī)用高分子材料。①可將血液之中的毒副物質(zhì)吸出的材料。②能夠在臨床上應用于免疫性病癥治療的材料。
2組織工程與人工組織
目前臨床上所面臨的主要醫(yī)學問題當中主要就包括了組織與器官的衰竭、損傷,而臨床上在應對此類問題時所較常采用的措施方法主要包括以下三方面:
(1)自體移植。由人體自身的部分組織來對損傷位置進行修復,例如,對面部皮膚大面積燒傷患者進行面部手術(shù)修復時通常會取其自身大腿位置的皮膚來進行修復損傷組織。
(2)異體移植。例如,某患者在遭遇意外事故時,家屬自愿將其身體部分組織如眼角膜、腎臟等組織捐獻給有需要的人。然而此種情況時常會出現(xiàn)異體組織的兼容性問題,同時需要被捐助的人員與每年的捐獻人數(shù)相比差距過大,供體不足情況十分顯著。
(3)人工器官。這種方式能夠徹底解決供體不足的情況,但是其目前所存在的問題也是十分顯著的即異體反應與感染情況十分明顯,絕大多數(shù)的患者在接受器官移植后都是應各類感染致死。對此人們也就設想若是能夠采用母體細胞以及生物降解材料在人體當中構(gòu)建起新的組織器官,也就是進行結(jié)構(gòu)組織,代謝組織以及細胞系統(tǒng)的重新建構(gòu)。目前這一設想已經(jīng)不再是僅存在于人們腦海之中的假想,而已經(jīng)走進了現(xiàn)實生活當中,可以預見組織工程的發(fā)展必將會促成這一設想的實現(xiàn)。當前,組織工程研究的主要內(nèi)容即為:適宜的母體細胞來源;能夠為細胞粘附生長提供空間的細胞外基質(zhì);可應用在促進細胞組織再生長的因子;以及組織間的相容性。開展組織工程通常會應用以下三種策略:
(1)細胞以及生物材料的雜化體系,例如由小塊活體組織將特異細胞分離出來,通過體外擴散增大之后種植于生物相容性較好同時能夠生物降解的聚合物所建立起的多孔支架當中,在體外培養(yǎng)一段時間后可將細胞和支架結(jié)構(gòu)置入于患者體內(nèi);伴隨著組織缺損部位的重新構(gòu)建,聚合物將會逐漸降解并消失。
(2)僅具備生物降解材料體系,借助于生物生長方式促使細胞成長為多孔支架結(jié)構(gòu),在通過增殖、分化來產(chǎn)生為相應的組織結(jié)構(gòu),并且與周邊組織相整合。例如采用珊瑚骨加支撐的羥基磷灰石陶瓷,其孔隙架構(gòu)與人體骨架構(gòu)極為接近,可被應用在骨組織工程支架中。
(3)細胞體系,經(jīng)過移植的細胞經(jīng)由生物過程演變?yōu)槲⒔Y(jié)構(gòu)。
3結(jié)束語
總之,從廣義性的角度上來說人工生命必須要基于工程科學技術(shù)、生物科學技術(shù)以及生物工程科學技術(shù)的基礎(chǔ)上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是廣義上的人工生命科學技術(shù)基礎(chǔ)。材料技術(shù)型生物醫(yī)學是工程的研究對象主要是生物材料與人體的各個身體器官。組織工程則是借助于生命科學以及工程科學的基礎(chǔ)理論與方法,來探究并開發(fā)出具備修復以及改善人體組織器官功能的新型臨床應用取代物,也就是人工組織,因而材料技術(shù)性生物醫(yī)學工程以及組織工程也便是生物工程人工生命的基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]楊國為,陳國江,涂序彥等.廣義人工生命的科學基礎(chǔ)(Ⅱ)--生物工程基礎(chǔ)[J].計算機工程與應用,2013(09).
(2)選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標、體現(xiàn)綜合訓練基本要求。生物醫(yī)學工程有著自己獨特的專業(yè)特點,所以在選題過程中,指導教師一定要明確本專業(yè)的培養(yǎng)目標,擬定合理的題目,讓學生完成選題的過程成為一次專業(yè)實戰(zhàn)的過程。例如,選題“幾種數(shù)據(jù)排序算法的性能比較”和“基于C形臂X線機的主控程序優(yōu)化”,明顯第二個選題較第一個更符合生物醫(yī)學工程專業(yè)特點,更能幫助學生明確專業(yè)培養(yǎng)目標。
(3)選題的理論價值和實際價值的結(jié)合。畢業(yè)設計是學生大學四年最后的一個任務,它既是提高學生的自學能力、動手能力和實踐能力的過程,也是鞏固以前所學知識的機會,同時還是考核學生對專業(yè)知識綜合應用能力的手段。所以選題要充分考慮理論價值和實際價值。教師在擬定題目的過程中要在學生所學的范圍內(nèi),并充分考慮選題的理論價值。教師還應該深入實際,了解市場對人才的需求情況,擬定一些和實際需求聯(lián)系緊密的題目,千萬不能閉門造車,為了完成任務想當然地擬定一些題目。綜上,在選題過程中,教師是主導,所以教師的工作尤其重要。對指導教師的專業(yè)背景、科研能力、師德師風等方面有較高要求。因此教師在日常的工作、學習中要注意加強培養(yǎng)這些方面的素質(zhì)。
設計過程
畢業(yè)設計的過程包括:開題、準備設計(查閱資料)、設計、論文撰寫。學生做畢業(yè)設計的時間大概只有13周,時間有限,所以在題目確定之后畢業(yè)設計工作應該馬上有條不紊地進行,為了更好地完成畢業(yè)設計,在此期間教師的管理和引導不可缺少。
1開題
一旦題目確定,指導教師就應該組織學生做開題。開題在畢業(yè)設計過程中起著至關(guān)重要的作用,它是對整個設計的全面了解和進程安排。如果開題做得好,整個畢業(yè)設計可以說就完成了一半。開題中存在的問題主要是:很多學生剛開始的時候不會認識到它的重要性,會覺得是多余的工作,從而馬虎完成。所以指導教師必須要求學生重視開題工作,在開題的時候就應該把整個過程的安排計劃清楚。筆者認為學生開題時,教師應該指導學生制定工作計劃和時間安排并嚴格紀律,學生必須記錄每天的工作;教師每周檢查一次設計工作的進程;每一個階段完成之后要有心得體會等,從而保證以后的工作順利開展。
2查閱資料
學生在平時學習的過程中接觸的信息相對貧乏,獲取信息的渠道相對較少,對所做的題目了解不多,并可能感到茫然和不知所措。指導教師在這方面,可以根據(jù)畢業(yè)設計的相關(guān)情況介紹相關(guān)的書籍和資料讓學生自己查閱學習,鼓勵學生使用網(wǎng)上資源和查閱英文文獻,有助于學生對該方向進行整體把握,了解課題方面的最新動態(tài),拓寬學生的思路,也是培養(yǎng)學生英文閱讀能力的一個好機會。
3設計方案實現(xiàn)
這是整個畢業(yè)設計工作的重點,也是耗時最長的一個階段。在這個階段,教師主要把握學生的工作進程是否按照預先擬定的時間進行,在學生遇到困難的時候,引導并鼓勵學生自己主動解決問題,有意識地培養(yǎng)學生解決問題的能力和創(chuàng)新思維。筆者在具體實施的時候1周進行1次檢查,采取多種方式,可以是面談,也可以采用電子郵件或電話等。主要檢查設計的工作進度和收集學生遇到的疑難問題,指導學生逐一解決。
4論文寫作
書寫畢業(yè)論文是畢業(yè)設計的重要環(huán)節(jié)之一,是畢業(yè)設計工作成果的重要體現(xiàn)方式。學生按照畢業(yè)論文的要求以及自己的思路完成初稿,指導教師再從文章結(jié)構(gòu)、用詞、文章格式、圖表格式等方面出發(fā)提出修改意見。學生在書寫論文的時候,會存在以下幾方面的問題:(1)文章存在抄襲現(xiàn)象。(2)文章結(jié)構(gòu)不合理,綜述部分太冗長。(3)格式不規(guī)范,按照自己的想象安排文章的格式。(4)英文翻譯水平有限,英文表達不準確。(5)參考文獻書寫格式不規(guī)范。針對上述的問題,筆者認為應該從以下幾個方面著手解決:首先,抄襲主要源于學生的信心不足和懶惰,指導教師應該根據(jù)不同的情況來解決。在平時指導的過程中,細心觀察學生的反應,對于那些信心不足的學生應多加鼓勵,使學生樹立完成論文的信心,對于那些平時表現(xiàn)就比較懶惰的學生,應該曉以利害,讓其知道如果出現(xiàn)抄襲一定會受到嚴厲的處罰。另外,在平時的教育過程中就應該加強學生的誠信教育,嚴禁抄襲,一旦發(fā)現(xiàn)就嚴懲不貸,讓學生對抄襲的錯誤行為有深刻的認識,從而杜絕這種情況的發(fā)生。其次,文章結(jié)構(gòu)應該由指導教師把關(guān)。有的同學的論文,綜述和代碼占了文章的大部分篇幅,而設計的思想體現(xiàn)得不夠。開始撰寫論文時,指導教師就應該告訴學生合理的文章結(jié)構(gòu),并在文章修改時指導學生修改。第三,論文格式由學校制定統(tǒng)一的格式規(guī)范,印發(fā)給所有學生和指導教師,學生的論文應該嚴格按照該規(guī)范安排。第四,英文翻譯水平應該由學生在大學學習期間有意識地逐步提高,期待在做畢業(yè)設計的時間內(nèi)來提高翻譯水平顯然是不可能的。另外,指導教師應該把一些專業(yè)的術(shù)語向?qū)W生說明清楚。如對于“去噪”這個專業(yè)名詞,專業(yè)的翻譯應該是“denoise”,而很多同學卻翻譯成“noiseelimination”。
考核
傳統(tǒng)的畢業(yè)設計成績評定方式比較單一,主要依據(jù)學生論文質(zhì)量和答辯情況決定,其中成績很大程度取決于指導教師的個人喜好。為了提高畢業(yè)設計評估的全面性、科學性和公正性,應該建立一套適應全過程管理的畢業(yè)設計評分體系,既全面反映了學生的水平和表現(xiàn),又避免了指導教師一人做主的情況發(fā)生。筆者認為,在成績考核時,應該成立一個畢業(yè)論文設計考核小組,小組成員由有資質(zhì)的教師組成,每組大概3~4人,由考核小組綜合考核意見,評定學生的成績,成績的評定應該有一個系統(tǒng)的評定標準。筆者認為畢業(yè)設計的成績應從以下3個方面系統(tǒng)綜合考慮,現(xiàn)介紹如下。
1畢業(yè)設計的完成情況
畢業(yè)設計完成的情況應該從以下幾個方面考慮:(1)畢業(yè)設計選題的難易程度;題目的工作量;題目是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標,體現(xiàn)綜合訓練基本要求;題目與生產(chǎn)、科研、實驗室建設實際的結(jié)合程度等。(2)學生在做畢業(yè)設計過程中的學習態(tài)度,接受指導的情況和日志的記錄情況。(3)畢業(yè)設計是否綜合運用知識;實驗的能力;計算的能力;對實驗結(jié)果分析的能力;設計的創(chuàng)見性等。
2畢業(yè)論文
畢業(yè)論文的驗收考核應該從以下幾個方面考慮:(1)論文文題是否相符,文字表達意思是否清晰,篇幅是否合理等。(2)論文的結(jié)構(gòu)是否合理。(3)論文中所體現(xiàn)出來的查閱資料、綜合運用知識、研究方案的文字實現(xiàn)、外文運用等的能力。(4)論文排版格式是否符合要求,圖表設計格式是否規(guī)范等。
3畢業(yè)答辯
答辯是畢業(yè)設計工作的最后一環(huán),也是對所做工作集中檢查的一個手段。主要檢查學生對設計的理解和在做設計過程中獲得的心得體會。答辯的考核,筆者認為應該從以下幾個量化的方面考慮:(1)答辯時是否能夠清晰、明確地闡述設計的主要內(nèi)容,對題目的理解是否深刻。(2)答辯時對老師所提問題的回答是否有依據(jù),基本概念是否清楚;對問題的回答是否準確深入。(3)答辯時的禮貌和儀容、儀表等。以上考核因素可以根據(jù)不同的實際情況制定相應的考核標準。
科學技術(shù)的發(fā)展,各種新型生物醫(yī)學材料被研制出來,并在醫(yī)學領(lǐng)域中得應用。到2000年為止,在全世界高達1600億美元的醫(yī)療市場中,醫(yī)用生物材料所占比率已經(jīng)達到了一半,且以20%的增長速度遞增。二十世紀80年代是新型生物醫(yī)學材料輩出的時代,進入到二十世紀90年代,以珊瑚為原材料的骨移植材料、人工皮膚、豬心臟瓣膜在醫(yī)學領(lǐng)域中得以應用。二十世紀,美國采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中國在生物醫(yī)學材料的研制方面起步較晚,但是應醫(yī)學領(lǐng)域需要而對各種生物醫(yī)學材料有所應用。隨著國家對生物醫(yī)學材料研究的重視,國家開始啟動醫(yī)學生物材料項目,并將生物醫(yī)學材料納入到優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)當中[3]。在中國的“十二五”規(guī)劃中,還特別指出要將重點發(fā)展新型口腔植、人工關(guān)節(jié)、新型人工血管、人工心瓣膜以及各種人工修復材料等等生物醫(yī)學材料。
一、生物醫(yī)學材料研究現(xiàn)狀
(一)金屬生物材料
在醫(yī)學領(lǐng)域中,醫(yī)學金屬材料是較早采用的,且應用材料非常廣泛,包括不銹鋼材料、鈦合金材料等等。其中,不銹鋼材料具有較強的耐腐蝕性,因此應用效果非常好。由于人體內(nèi)為較為復雜的電解環(huán)境,隨著316L不銹鋼的應用,解決了這一問題,但是,卻不具備生物相容性。鈦合金具有良好的耐腐蝕性和生物相容性,具有一定的生物材料強度。鈦合金的抗拉強度介于500兆帕至1100兆帕之間,使鈦合金的彈性與人體的骨骼彈性更為接近,以使材料植入到人體后,與人的骨骼更為匹配。
(二)高分子生物材料
醫(yī)用高分子材料的出現(xiàn),使得醫(yī)用材料可以用于對損傷的人體器官以修復,以增強器官的恢復功能。目前所使用的醫(yī)用高分子材料分為可生物降解和非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入人體后,可以降解被為對人體無毒無害的CO2、H2O等對人體不會產(chǎn)生刺激性的物質(zhì)。可生物降解的高分子材料可以是膠原蛋白或者纖維蛋白等等天然材料,也可以是聚乳酸等人工合成高分子材料。非降解的高分子材料屬于是惰性的高分子材料。聚乳酸在醫(yī)學生用于外科縫合線和藥物釋放的載體。由于其具有可降解性能,當傷口愈合后,就會被人體組織吸收。聚乳酸可以在降解的過程中,將藥物釋放到人體中,使藥物發(fā)揮作用。
(三)禿仙物材料
復合生物材料用于醫(yī)學領(lǐng)域中已經(jīng)獲得了長足發(fā)展,但是,由于材料植入人體后,會對人體的生理環(huán)境產(chǎn)生抵抗力,因此會存在一些問題有待進一步研究。目前醫(yī)學領(lǐng)域中所采用的復合生物材料包括有三類,即生物陶瓷復合材料、金屬基醫(yī)用復合材料和高分子復合材料。生物陶瓷復合材料植入到生理環(huán)境中后,并不會產(chǎn)生毒性反應,且具有良好的生物活性和生理環(huán)境相容性。金屬基醫(yī)用復合材料在醫(yī)學領(lǐng)域中應用,金屬具有單一的生物活性,可以采用生物涂層技術(shù),以提高金屬表面的耐磨性和生物相融合。高分子復合材料是一種接近人體自然骨骼的高分子復合材料。人體骨骼本身就是一種層狀的復合材料,采用這種復合材料替代,雖然可以起到治療作用,但是其韌性明顯要低于人體自然骨骼。
(四)無機非金屬生物材料
無機非金屬生物材料具有良好的化學穩(wěn)定性和生物相容性,主要包括生物活性陶瓷和惰性的無機材料。生物活性陶瓷材料主要用于關(guān)節(jié)、牙齒等等的硬組織修復。但是,該種材料不會與人體的活體組織結(jié)合,從而影響治療效果。惰性的無機材料以醫(yī)用碳素材料為主。該種材料具有較高的耐磨性,韌性和強度都非常高,特別是具有良好的抗疲勞性,可以與人體自然骨骼相匹配。骨骼損傷者選擇這種材料可以獲得良好的治療效果[2]。此外,醫(yī)用碳素材料在人體的生理環(huán)境中并不會產(chǎn)生毒副作用,良好的化學穩(wěn)定性和人體親和性,且具有抗血栓性和抗溶血性。如果對患者執(zhí)行人工心臟瓣膜手術(shù),醫(yī)用碳素材料是優(yōu)先選擇的材料。
二、生物醫(yī)學材料研究的發(fā)展趨勢
生物醫(yī)用材料的發(fā)展進程中,從簡單的結(jié)構(gòu)模仿發(fā)展為組織誘導再生,使生物醫(yī)用材料的單一性能逐漸向綜合性能發(fā)展。簡單的結(jié)構(gòu)與外觀的仿制,向智能化仿生發(fā)展,使材料的應用已經(jīng)與現(xiàn)代的醫(yī)療技術(shù)融合,并共同發(fā)展。根據(jù)目前醫(yī)學領(lǐng)域的發(fā)展程度,生物醫(yī)用材料的研究空間還很大,并會涉及到多種學科,包括材料學、工程學、控制論以及生物技術(shù)等等,這些學科都會對生物醫(yī)學的發(fā)展產(chǎn)生推動作用。特別是各種新技術(shù)、新方法的應用,將生物技術(shù)引入到智能化發(fā)展的思路,使生物材料不再局限于實驗室研究,而會在臨床上得以廣泛應用,以為醫(yī)療做出貢獻。
結(jié)論
綜上所述,生物醫(yī)學材料屬于是交叉學科,為材料學和醫(yī)學等等多種學科相互結(jié)合而形成。作為一門應用于醫(yī)學領(lǐng)域的新興學科,所研制的是用于醫(yī)學組織工程領(lǐng)域的各種新型的人工材料。根據(jù)技術(shù)含量的不同,生物醫(yī)學材料可以被劃分為金屬生物、高分析生物、復合生物和無機非金屬生物材料。隨著生物醫(yī)學材料研究的發(fā)展,使得生物醫(yī)用材料智能化發(fā)展。
主管單位:中國科學技術(shù)協(xié)會
主辦單位:中國解剖學會
出版周期:雙月刊
出版地址:陜西省西安市
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種:雙語
開
本:大16開
國際刊號:1000-7547
國內(nèi)刊號:61-1061/R
郵發(fā)代號:52-214
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1985
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CBST 科學技術(shù)文獻速報(日)(2009)
中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
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中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
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計算機科學中的邏輯學 Logic in Computer Science
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高等數(shù)值分析 Advanced Numeric Analysis
人工智能技術(shù) Artificial Intelligence Technology
軟計算理論及應用 Theory and Application of Soft-Computing
邏輯程序設計與專家系統(tǒng) Logic Programming and Expert Systems
模式識別 Pattern Recognition
軟件測試技術(shù) Software Testing Technology
高級計算機網(wǎng)絡與集成技術(shù) Advanced Computer Networks and Integration
Technology
語音信號處理 Speech Signal Processing
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計算機仿真 Computer Simulation
計算機控制 Computer Control
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人工神經(jīng)網(wǎng)絡及應用 Artificial Intelligence and Its Applications
計算機技術(shù)研究新進展 Advances in Computer Technology
環(huán)境生物學 Environmental Biology
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環(huán)境生物技術(shù) Environmental Biotechnology
水域生態(tài)學 Aquatic Ecology
環(huán)境工程 Environmental Engineering
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水生動物生理生態(tài)學 Physiological Ecology of Aquatic Animal
專業(yè)文獻綜述 Review on Special Information
廢水處理與回用 Sewage Disposal and Re-use
生物醫(yī)學材料學及實驗 Biomaterials and Experiments
現(xiàn)代測試分析 Modern Testing Technology and Methods
生物材料結(jié)構(gòu)與性能 Structures and Properties of Biomaterials
計算機基礎(chǔ) Computer Basis
醫(yī)學信息學 Medical Informatics
計算機匯編語言 Computer Assembly Language
學科前沿講座 Lectures on Frontiers of the Discipline
組織工程學 Tissue Engineering
生物醫(yī)學工程概論 Introduction to Biomedical Engineering
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圖像分析 Image Treatment
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計算機網(wǎng)絡 Computer Network
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軟件工程 Software Engineering
藥物化學 Pharmaceutical Chemistry
【關(guān)鍵詞】脂質(zhì)體;生物材料;腫瘤治療
經(jīng)過長期的實踐與研究,基因治療已在治療多種人類重大疾病,如遺傳病、腫瘤等方面顯示出廣闊的應用潛力[1],但也面臨著巨大的挑戰(zhàn),其中之一就是這種治療方法需要安全、高效、靶向的載體系統(tǒng)。納米生物材料,如脂質(zhì)體、陽離子聚合物(PEI),聚乳酸(PLA)等,以其本身具有的良好生物安全性、可有效實現(xiàn)基因靶向性及高效表達和緩釋,成為制備理想的基因治療載體系統(tǒng)的良好介質(zhì),日益在基因治療載體系統(tǒng)中受到廣泛重視,在生物治療載體發(fā)展史上有著里程碑式的意義。
本文綜述了目前在基因治療領(lǐng)域中常用的各種脂質(zhì)體載體的生物學特性,以及它們的最新研究進展和優(yōu)化。
1 傳統(tǒng)的脂質(zhì)體系統(tǒng)
脂質(zhì)體系統(tǒng)是一種將藥物封裝于類脂質(zhì)雙分子層形成的薄膜腔中間所形成的超微型球狀藥物載體。其結(jié)構(gòu)類似生物膜,可包封水溶性和脂溶性多種藥物。具減少劑量、降低毒性;減輕變態(tài)反應和免疫刺激;延緩釋放,降低體內(nèi)消除速度并且在定向加工后能夠靶向釋放藥物等優(yōu)點,廣泛應用于醫(yī)學基礎(chǔ)研究和臨床治療[2]。在這里,主要介紹兩種應用范圍廣、研究較為成熟的脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)。
熱敏脂質(zhì)體(thermo sensitiveliposome)
熱敏脂質(zhì)體又稱溫度敏感脂質(zhì)體,是指在高于一定生理溫度的條件下有效釋放藥物到作用靶點部位的脂質(zhì)體。其結(jié)構(gòu)特性是用于構(gòu)建脂質(zhì)體的磷脂有特定的變相溫度(transition temperature, Tc),在低于Tc時,脂質(zhì)體保持穩(wěn)定,藥物在脂質(zhì)體內(nèi)部不被或被少量釋放;達到Tc時,磷脂分子由原來緊密排列的反式構(gòu)象變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)疏松的歪扭構(gòu)象,膜的流動性和通透性增加,使封裝的藥物以更快的速度釋放。
目前,熱敏脂質(zhì)體被廣泛作為抗生素及抗腫瘤藥物的載體使用;臨床應用上,與熱敏脂質(zhì)體配套的熱療已經(jīng)成為繼手術(shù)、放療、化療、免疫治療后的第五大腫瘤治療方法[3]。而其能夠與放療、化療起到很好的協(xié)同治療作用,并且能夠定向靶向釋放腫瘤免疫相關(guān)藥物,加上熱休克蛋白在各類腫瘤組織中的普遍存在[4],其在臨床腫瘤治療中應用廣泛,療效顯著。
陽離子脂質(zhì)體(cationic liposome)
1987年,陽離子脂質(zhì)體在基因治療方面可作為新型轉(zhuǎn)染載體的理論被首次提出[5],它也是繼病毒基因轉(zhuǎn)染載體之后,近幾年倍受國內(nèi)外研究者關(guān)注的新一類基因轉(zhuǎn)染載體,是最常用、運用最便捷的脂質(zhì)體。陽離子脂質(zhì)體有操作方便、轉(zhuǎn)染效率高[6]生物相容性好等特點,目前廣泛用于真核細胞的轉(zhuǎn)染。
陽離子脂質(zhì)體的作用原理主要由帶正電荷的和中性輔助的脂類等摩爾混合,形成的陽性電荷的脂質(zhì)體與帶陰性電荷的DNA之間可以有效地形成復合物,復合物可通過內(nèi)吞作用進入細胞。由于復合物仍帶正電荷,可與細胞表面帶負電荷的受體結(jié)合,有利于被攝入到細胞中。
由于注射外緣脂質(zhì)體本身就能引起自身的免疫應答,所以其在腫瘤免疫治療中多次給藥所引起的免疫治療效果被諸多臨床醫(yī)師所采用和認可。有研究表明,陽離子脂質(zhì)體與非編碼DNA形成的復合物(cationic lipid DNA complexes CLDC)可產(chǎn)生抗腫瘤作用:CLDC通過全身或局部注射引起細胞因子的釋放、炎性細胞的聚集以及淋巴細胞的活化,從而產(chǎn)生非特異和特異的抗腫瘤免疫反應[7]。
長循環(huán)脂質(zhì)體
脂質(zhì)體雖然具有生物相容性好等諸多優(yōu)點,但是當脂質(zhì)體進入體內(nèi)后,由于脂質(zhì)體會受到血漿中的調(diào)理素的特異性調(diào)理作用,以及網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)細胞的非特異性疏水作用,因而易被RES細胞攝取、清除,在血液循環(huán)中的半衰期一般僅為30 分鐘,主動靶向性和穩(wěn)定性較差,其應用受到限制。在脂質(zhì)體表修飾聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)后,得到長循環(huán)脂質(zhì)體(Long circulation liposome,LCL),可以延長脂質(zhì)體的半衰期并提高其在血液循環(huán)中的穩(wěn)定性、改變其生物學分布,并具有一定靶向性[8]。
除了上面所介紹的幾種常見的脂質(zhì)體外,在生物醫(yī)學基礎(chǔ)研究領(lǐng)域中常用的脂質(zhì)體還有免疫脂質(zhì)體、PH敏脂質(zhì)體等。
2 脂質(zhì)體載體的優(yōu)化
雖然作為目前應用較為廣泛的非病毒載體,脂質(zhì)體有操作簡便、生物安全性高、重復性好、轉(zhuǎn)染效率較高、細胞毒性較小等優(yōu)點[9],但是其給藥所引起的動物體及人體臟器毒性的報道卻屢見不鮮。這是由于脂質(zhì)體雙分子層中的磷脂多數(shù)含有一定量的不飽和脂肪酸,磷脂的氧化程度隨磷脂含有不飽和雙鍵的數(shù)目和脂肪酸碳鏈長度增加而增加。磷脂不飽和雙鍵氧化斷裂生成的過氧化物、丙二醛、水解產(chǎn)生的脂肪酸等,在體內(nèi)會產(chǎn)生一定的毒性[10]。
再談到陽離子脂質(zhì)體,因其表面帶有的強烈的正電荷,與細胞結(jié)合時,往往使細胞由于電位差而發(fā)生破裂。再加上靜脈給藥的脂質(zhì)體90%都首先聚集在肺部,長時間脂質(zhì)體給藥所引起的肺毒性和肺溶血也時有報道。近期,作者將能夠增加轉(zhuǎn)染效率的低分子量肝素[11](負電荷)和陽離子脂質(zhì)體相耦連,再進行注射,發(fā)現(xiàn)其能夠成功降低肺溶血的發(fā)生而增長小鼠生存期[12]。
脂質(zhì)體以顯著的優(yōu)勢在生物醫(yī)學基礎(chǔ)研究和臨床腫瘤藥物治療等方面得到了廣泛的應用,研究者們對其作為載體的研究和優(yōu)化也從未間斷,推陳出新。作為已發(fā)展了23年的生物材料,脂質(zhì)體及其給藥系統(tǒng)在生物學和醫(yī)學的領(lǐng)域中貢獻非凡,成為人類攻克疾病,特別是惡性腫瘤等人類重大疾病的有力助手和良好媒介。
參考文獻
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宣傳貫徹黨和國家有關(guān)方針政策,及時報道本領(lǐng)域內(nèi)的重大科技成果與最新進展,傳播新理論、新知識、新技術(shù)和新方法,促進我國醫(yī)學裝備技術(shù)相關(guān)學科的發(fā)展和學術(shù)交流,服務于我國衛(wèi)生事業(yè)進步和醫(yī)學科技創(chuàng)新。追蹤醫(yī)學裝備發(fā)展趨勢,匯聚國際、國內(nèi)醫(yī)學裝備相關(guān)領(lǐng)域研究與應用、科技創(chuàng)新、制造工程的學術(shù)理論與實踐、專題研究、研發(fā)成果、實驗研究及工程技術(shù)等,集成構(gòu)建學術(shù)信息平臺。
2欄目設置
《中國醫(yī)學裝備》雜志現(xiàn)開設的主要欄目有:學術(shù)論著(生物醫(yī)學工程學、技術(shù)評估、數(shù)字醫(yī)學、轉(zhuǎn)化醫(yī)學、實驗科學、管理科學等)、綜述、維修工程及企業(yè)風采、專訪、專題及簡訊等。
3來稿要求及注意事項
3.1稿件要求
文稿應具有科學性、創(chuàng)新性、先進性、實用性,要求資料可靠、論點明確、文字精煉、層次分明、數(shù)據(jù)準確以及統(tǒng)計學處理表述規(guī)范。論著、綜述每篇文字不宜超過5000字,研究報告不宜超過4000字,其他文稿限在3000字以內(nèi)。來稿請附單位推薦信并蓋公章,同時將文稿電子版發(fā)送到投稿系統(tǒng)。3.2文題力求簡明,主題明確;中文文題一般以20個漢字以內(nèi)為宜,英文題名應與中文題名含義一致,以不超過10個實詞為宜,第一個實詞首字母應大寫。
3.3署名
作者應按其順序依次排列姓名為一行。不同單位者,可在作者名右上角用阿拉伯數(shù)字作角注,單位名稱按角注序號另起行,單位名稱應具體到科室,第一作者單位名稱需附有英文名稱,兩單位之間以分號隔開。第一作者需附作者簡介(包括:姓名、性別、出生年月、學歷、職務或職稱、研究方向或從事專業(yè))、正面免冠彩照一張(像素在300kb以上,照片需要單獨發(fā)電子郵件)。通訊作者在其姓名后上標“*”,并附通訊作者電子郵箱。
3.4摘要
各類論文需附有中、英文摘要,摘要按目的、方法、結(jié)果(給出主要數(shù)據(jù))和結(jié)論4部分,并以第三人稱撰寫,文中不可出現(xiàn)“本文”、“作者”、“筆者”等主語。中文摘要字數(shù)要求在200~400字。
3.5關(guān)鍵詞
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3.6參考文獻
以最新閱讀過的近5年公開發(fā)表的文獻寫作標準為宜,文中引用處以角碼標注。論文的參考文獻一般不少于15條。參考文獻書寫格式如下:期刊:序號作者姓名(如作者超過3人者,只列出前3名,后加“,等”或“,etal”).文題[J].期刊名(外文期刊可用標準縮寫,不加縮寫點),年,卷(期):起止頁.期刊文獻著錄格式示例:[1]蔣東平,何賢國,何燕,等.西門子磁共振射頻系統(tǒng)原理與故障分析[J].中國醫(yī)學裝備,2011,8(9):69-72.[2]KamnikR,ShiJQ,Murray-SmithR,etal.NonlinearmodelingofFES-supportedstanding-upinparaplegiaforselectionoffeedbacksensors[J].IEEETransactiononNeuralSystemsandRehabilitationEngineering,2005,13(1):40-52.書籍:序號作者姓名(如作者超過3人者,只列出前三名,后加)“,等”或“,etal”).書名[M].版次.出版地:出版單位(國外出版物可用標準縮寫,不加縮寫點):起止頁.書籍文獻著錄格式示例:[1]劉金琨.先進PID控制MATLAB仿真[M].2版.北京:電子工業(yè)出版社,2011:325-358.
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【關(guān)鍵詞】 健身氣功·易筋經(jīng);心率變異性;規(guī)范負荷;自主神經(jīng)
在中老年人群中,隨年齡增長、心血管疾病的發(fā)生或精神負荷的加載都會引起交感神經(jīng)活性增加,迷走神經(jīng)活性降低,心率變異性(HRV)也降低〔1〕。研究表明,長期參加有氧健身運動能提高中老年人迷走神經(jīng)的張力,這使得發(fā)生心室顫動的閾值升高,從而對心臟起保護作用〔2〕。新編“健身氣功·易筋經(jīng)”是近幾年來由國家體育總局健身氣功中心組織編創(chuàng)的四種健身氣功之一,屬中等運動量的有氧健身運動,對老年人具有很好的適應性〔2〕。為了觀察“健身氣功·易筋經(jīng)”對自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的影響,特對62名中老年人進行了規(guī)范負荷下的HRV測試,現(xiàn)將結(jié)果報道如下。
1 對象與方法
1.1 對象 選取江西省老年大學和江西省委老干部活動中心的中老年學員,年齡50~70歲、無系統(tǒng)鍛煉史和無嚴重疾病者為實驗對象。從練功組和對照組中選擇64名女性實驗對象,其中練功組37人,平均年齡(62.76±6.18)歲,對照組27人,平均年齡(63.74±5.15)歲。兩組年齡差異無顯著性。
1.2 方法 練功組每天早晨練習健身氣功·易筋經(jīng)1 h,教功輔導人員負責對他們進行教練與指導,保證每周練功時間不少于5 d。“健身氣功·易筋經(jīng)”的功法套路、習練要求、教學輔導均以國家體育總局健身氣功管理中心推出的正式版本為依據(jù)〔3〕。對照組不參加氣功鍛煉及其他系統(tǒng)的健身活動。
1.3 測試儀器和分析系統(tǒng) 9600型多導睡眠記錄儀(由北京新興生物醫(yī)學工程中心研制生產(chǎn));由國家體育總局健身氣功管理中心科研部提供專用分析軟件,從多導睡眠記錄圖中提取RRI作為分析的原始數(shù)據(jù)。
1.4 測試方法 (1)準備:在胸骨角(負極)、劍突(參考極)、左肋下緣與腋前線交點(正極)黏貼測試心電極,用導線與心電記錄器相連接;將心電記錄器裝于特制的小袋中,系于腰間固定。(2)測試:受試者安靜放松端坐,并進行以下連續(xù)7個時段測試:第①⑦時段:在背景音樂下放松靜坐10 min;第②⑥時段:在節(jié)拍器節(jié)奏引導下(20次/min),坐站運動5 min;第③⑤時段:在背景音樂下放松靜坐5 min;第④時段:端坐于椅子上,依口令做深呼吸運動5 min(12次/min)。(3)數(shù)據(jù)處理:將心電紀錄器中的SM卡取出,通過讀卡器將數(shù)據(jù)導入計算機中,利用專用分析軟件進行數(shù)據(jù)預處理。
1.5 統(tǒng)計學處理 采用SPSS10.0統(tǒng)計軟件進行t檢驗。
2 結(jié) 果
2.1 時域分析 對負荷前、中、后三個過程的RR間期平均值(RRmean)值進行觀察,練功組呈現(xiàn)出高低高的趨勢變化,而對照組則呈現(xiàn)出高低低的趨勢變化,兩組的變化趨勢明顯不同。進一步分析表明,兩組負荷前與負荷中RRmean之差均為正值,兩組間比較差異不明顯(t=0.184,P>0.05);而負荷中與負荷后RRmean之差卻是練功組為負值,對照組為正值,兩組間比較差異有顯著性(t=4.20,P0.05)到負荷中有一定的差異(P>0.05)再到負荷后有明顯的差異(P0.05),見表1。
2.2 頻域分析 歸一化低頻功率(LFn)值對照組在負荷前、中、后由低到高再到稍升高,負荷前與負荷中、負荷前與負荷后比較均有顯著性差異(P0.05)。HFn(歸一化高頻功率)值對照組在負荷前、中、后由高到低再稍降低,與負荷前比較,負荷中、負荷后均有顯著差異(P0.05)。對照組高頻段峰值(HP)值在負荷后顯著增大,負荷前與負荷后、負荷中與負荷后比較差異顯著(P0.05),見表2。表1 兩組規(guī)范負荷下實驗過程時域指標結(jié)果及比較 表2 兩組規(guī)范負荷下頻域各指標結(jié)果及比較與負荷前比較:1)P
3 討 論
HRV是指竇性心率的波動變化程度,近年來比較受關(guān)注的無創(chuàng)性心電監(jiān)測指標之一。一般認為,心臟節(jié)律直接受心交感和心迷走神經(jīng)的雙重調(diào)節(jié)并相互制約,交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮時迷走神經(jīng)系統(tǒng)受抑制,心率呼吸加快;迷走神經(jīng)系統(tǒng)興奮時交感神經(jīng)系統(tǒng)受制約而心率呼吸變緩,交感和迷走神經(jīng)系統(tǒng)之間的相互作用,產(chǎn)生了心率變化的不規(guī)則性。因此,HRV被當作評價自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的重要指標〔4,5〕。本課題開展HRV的研究,雖然未能在整個課題開始階段(實驗前)記錄兩組的心電圖數(shù)據(jù),但本次檢測HRV采用規(guī)范負荷實驗的方法,使研究實驗對象在靜態(tài)動態(tài)(規(guī)范負荷)靜態(tài)的過程中觀察HRV的變化。規(guī)范負荷實驗與醫(yī)學臨床上廣泛應用的心電運動負荷試驗(ET)原理相同。進行實驗時,個體心肌對血、氧的需求量增加,特別是冠狀動脈血管失代償導致供血部位心肌缺血缺氧,改變了心臟自主神經(jīng)調(diào)節(jié)的均衡性,導致對心臟的調(diào)節(jié)作用減弱,HRV下降。HRV下降越明顯、病情也越嚴重〔6~8〕。本研究結(jié)果與一般健康中老年人的HRV相符〔1,2〕。由此可見,對照組在規(guī)范負荷運動停止后交感神經(jīng)系統(tǒng)仍保持較高的張力,迷走神經(jīng)在短時內(nèi)尚不能發(fā)揮明顯的調(diào)制作用。而練功者的迷走神經(jīng)系統(tǒng)張力保持著較高水平,在規(guī)范負荷運動停止后交感神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性很快受到迷走神經(jīng)的抑制而降低,從而提高了心電的穩(wěn)定性、改善心肌缺血缺氧,降低高血壓、動脈粥樣硬化等疾病的發(fā)生〔9,10〕。
健身氣功·易筋經(jīng)屬于有氧健身運動,具有“伸筋拔骨,以形引氣;動作舒展,意隨形走;呼吸自然,柔和流暢”的運動特點。從練功過程的平均心率91次/min(RR間期平均值的倒數(shù))來看,正好達到中老年人有氧健身運動的靶心率范圍,與太極拳、踏車運動等傳統(tǒng)體育項目同屬于中等量的健身運動〔1,11〕,對中老年人具有很好的適應性。從RMSSD值穩(wěn)定在較高的水平、HFn值很快回升、HP值保持平穩(wěn)的結(jié)果來看,練習健身氣功·易筋經(jīng)10個月后,練功者的迷走神經(jīng)張力保持著較高水平,自主神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)作用得到明顯加強,身體素質(zhì)明顯提高。
本研究由于樣本數(shù)偏小,所以HRV的其他一些指標出現(xiàn)較大的標準差而不適合用來進行分析,有待擴大樣本量作進一步研究。
參考文獻
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神經(jīng)生物學(268)
生理學(273)
生物化學和分子生物學(278)
中國醫(yī)學文摘:基礎(chǔ)醫(yī)學 生物物理學(284)
寄生蟲學(287)
微生物學(292)
免疫學(296)
病理學(301)
病理生理學(306)
藥理學(311)
基礎(chǔ)核醫(yī)學(315)
生物醫(yī)學工程學(319)
歡迎訂閱《中國醫(yī)學文摘·基礎(chǔ)醫(yī)學》(322)
危重患兒的識別宋國維(1)
基礎(chǔ)生命支持樊尋梅(3)
心電監(jiān)護與除顫劉春峰(6)
血氣分析祝益民(7)
機械通氣陶建平(10)
氣管插管操作常規(guī)許峰黃棟(14)
營養(yǎng)支持策略黃瑛(17)
中心靜脈置管輸液陸鑄今(19)
骨髓輸液陸鑄今(21)
氧療陸鑄今(22)
抗菌藥物的合理使用陸權(quán)(23)
急診癥狀
驚厥張靈恩(25)
昏迷何顏霞(27)
呼吸急促王瑩(29)
發(fā)紺錢素云鄭明瓊(32)
便血王寶西(34)
腹痛耿嵐嵐龔四堂(38)
少尿和無尿沈穎(40)
無
《中國循證兒科雜志》來稿要求(48)
《中國循證兒科雜志》2008年第3卷增刊廣告目次(50)
英文版案例分析系列教材《兒科學》出版(52)
《中國循證兒科雜志》論著投稿要求(66)
中國醫(yī)學文摘:基礎(chǔ)醫(yī)學 《中國循證兒科雜志》綜述投稿要求(68)
復旦大學附屬兒科醫(yī)院2008年國家級繼續(xù)醫(yī)學教育項目(70)
《胎兒和新生兒腦損傷》出版(81)
《中國循證兒科雜志》圖表要求(97)
危重狀態(tài)救治
重癥水電解質(zhì)紊亂及擠壓綜合征處理陳賢楠(42)
全身炎癥反應綜合征和多器官功能障礙綜合征的處理朱建幸謝利娟(44)
休克的處理陸國平(47)
新生兒驚厥的處理陳超(49)
急性肝功能衰竭的診治陸國平(51)
急性腎功能衰竭的處理易著文(53)
急性肺水腫發(fā)病機制和臨床評估李昌崇單小歐(55)
心力衰竭的診斷和處理黃國英(56)
彌漫性血管內(nèi)凝血的診斷和治療張琪王天有(59)
顱內(nèi)壓增高綜合征的診斷與處理王曉慧方方(61)
災難性嚴重心律失常的救治田宏桂永浩(64)
哮喘持續(xù)狀態(tài)洪建國(67)
貧血唐鎖勤(69)
常見急診的處理
汶川地震對兒童心理的影響與心理救助鄭毅(71)
顱腦外傷及顱內(nèi)出血李昊(73)
腹部外傷處理原則王維林(76)
創(chuàng)傷性氣胸賈兵(78)
四肢創(chuàng)傷早期治療張向鑫馬瑞雪(80)
破傷風的診斷和治療張國成(82)
氣性壞疽傅海燕王建設(83)
上呼吸道梗阻孫越峰陳志敏(85)
急性闌尾炎肖現(xiàn)民(86)
引起腹痛的常見外科疾病及處理原則鄭珊(88)
消化道出血的診斷和治療陳潔(90)
外傷后致急性顱內(nèi)感染鄒麗萍(93)
心包填塞劉芳(94)
出血的急救處理金潤銘(96)
低血糖癥劉麗(98)
高血糖的認識與治療谷奕中國醫(yī)學文摘:基礎(chǔ)醫(yī)學 鞏純秀(99)
2009年全國小兒外科學新進展高級研討會通知(324)
《中國循證兒科雜志》圖的具體要求(394)HttP://
第9例早產(chǎn)兒腹脹、嘔吐、皮膚黃染沈云琳李敏(396)
中國兒童生存狀況:嬰幼兒死亡率變化趨勢米杰張美仙(325)
超聲心動圖對胎兒先天性心臟病產(chǎn)前診斷價值的Meta分析余章斌韓樹萍郭錫熔(330)
亞低溫治療新生兒缺氧缺血性腦病臨床效果的Meta分析孫金嶠陳燕琳周文浩(340)
不同疾病狀態(tài)下新生兒腦組織氧合變化的對照研究劉云峰周叢樂張家潔李志光華王俊怡謝利娟(349)
與食用受三聚氰胺污染配方奶粉相關(guān)兒童泌尿系統(tǒng)結(jié)石的現(xiàn)況調(diào)查李穎杰邱琇高巖鐘桴鄧穎敏楊華彬鄧會英(356)
人乳與早產(chǎn)兒配方乳喂養(yǎng)對早產(chǎn)兒生長的Meta分析馮宗太徐惠玉賁曉明(362)
兒童先天性體動脈-肺動脈瘺4例并文獻復習姚瑤申昆玲胡英惠曾津津?qū)O記航馮雪莉(368)
國際小兒腎臟病培訓班招募學員通知(374)
CT導向下經(jīng)皮肺穿刺活檢8例并文獻復習周名秀張靖陳崢嶸肖偉強鄧力(375)
染鉛大鼠胎盤一氧化氮、基質(zhì)金屬蛋白酶-9表達與胎盤組織超微結(jié)構(gòu)的相關(guān)性馬海燕李紅王云英李向紅張采欣(380)
復旦大學附屬兒科醫(yī)院2008年國家級繼續(xù)醫(yī)學教育項目(第二批)(168)
第九次全國小兒肝臟疾病學術(shù)會議征文通知(168)
總醫(yī)院兒內(nèi)科招收進修醫(yī)生(176)
復旦大學附屬兒科醫(yī)院舉辦腦損傷新生兒神經(jīng)發(fā)育跟蹤隨訪和早期干預學習班通知(176)
華中科技大學附屬同濟醫(yī)院主辦全國兒科遺傳代謝、內(nèi)分泌疾病診療新進展學習班(185)
首都醫(yī)科大學附屬北京兒童醫(yī)院2008年國家級繼續(xù)醫(yī)學教育項目(185)
利巴韋林噴霧劑臨床研究征文活動(202)
重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院2008年國家級繼續(xù)醫(yī)學教育項目(207)
廣州市婦幼保健中心舉辦全國小兒免疫性疾病學習班通知(212)
《中國循證兒科雜志》2008年第3卷第3期廣告目次(212)
線粒體腦肌病伴乳酸血癥和卒中樣發(fā)作綜合征的臨床特征及遺傳學研究方方馬祎楠王曉慧王旭丁昌紅金洪肖靜(169)
乙型肝炎病毒相關(guān)性腎炎藥物治療的Meta分析(177)
小劑量快速法ACTH(1~39)興奮試驗評價腎病綜合征患兒腎上腺皮質(zhì)功能初探張焱黃建萍姚勇肖慧捷陳彥楊霽云丁潔(186)
嬰兒肝內(nèi)膽汁淤積癥SLC25A13基因突變分析張紹仁王曉紅朱啟镕劉麗艷王建設(190)
冠狀動脈造影和三磷酸腺苷負荷超聲心動圖對川崎病冠狀動脈損害遠期追蹤的價值張麗于明華張靖虢艷張明杰蘇玲俐劉特長(196)
中國醫(yī)學文摘:基礎(chǔ)醫(yī)學 川崎病急性期中性粒細胞功能及S100蛋白表達的變化童敏王瑩桂永浩王曉川(203)
腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子對大鼠驚厥性腦損傷的作用及調(diào)控因素胡越蔣莉李欣(208)
先天性心臟病病因及流行病學研究進展高燕(綜述)黃國英(審校)(213)
膠原蛋白又稱膠原,是一種由3條肽鏈擰成螺旋纖維狀細胞外蛋白質(zhì)。膠原蛋白是人體含量最豐富的蛋白質(zhì),富含人體需要的脯氨酸、甘氨酸、羥脯氨酸等氨基酸,主要存在于人體皮膚、內(nèi)臟、血管、骨骼、肌腱、眼睛、牙齒等部位,其功能是維持皮膚和組織器官的形態(tài)結(jié)構(gòu),也是修復各損傷組織的重要原料。
隨著生活質(zhì)量的提高,人們越來越追求綠色與天然,而膠原蛋白就是一種純天然的綠色材料,現(xiàn)在在醫(yī)學、食品、化妝品、生物材料等方面均有應用。現(xiàn)就膠原蛋白的應用情況及發(fā)展前景作一下探討。
1.在醫(yī)學方面的應用
膠原蛋白具有低免疫原性,這是它作為醫(yī)用生物材料的基礎(chǔ);其生物相容性使膠原與宿主細胞及組織之間有良好的相互作用,成為其中的一部分表達生理功能;膠原能被特定的蛋白酶降解,具有生物降解性。除此外,粉狀的膠原蛋白提取物經(jīng)低溫酶降解后會在溫水中慢慢溶解,有易于人體吸收和利用。
對膠原蛋白進行加工處理制成燒傷敷料用于皮膚燙傷、燒傷的護理和治療,可以防止細菌感染、緩和傷痛,恢復皮膚光彩。Yannas、王旭[1]等人的實驗,充分證明了這一點。膠原蛋白對皮膚有很大的親和力,其生物相容性使機體對它有良好的吸收作用,達到皮膚修復的功能。膠原能夠與血小板結(jié)合產(chǎn)生止血作用,目前已經(jīng)廣泛應用于各種手術(shù)過程中的出血治療。膠原蛋白在創(chuàng)傷外科中也作為粘合劑與其他生物材料合用。
除了作為燒傷敷料、止血劑、皮膚移植材料應用于醫(yī)學臨床,膠原蛋白也制成注射用溶液來做小針美容及治療皮膚疾病,膠原蛋白還被作為藥物載體、外科縫線、支架材料、骨骼、心臟瓣膜和各種生物工程膜代用品在臨床治療過程中發(fā)揮作用,廣泛地應用于醫(yī)院的各個科室。據(jù)國外有關(guān)報告,膠原蛋白還可改善骨質(zhì)疏松癥及關(guān)節(jié)病,具有抗胃潰瘍、抗高血壓、抑制癌細胞、調(diào)節(jié)免疫功能等作用。
2.在食品方面的應用
我們?nèi)粘I钪袕呢i、牛皮、骨骼、肌腱得到的吃起來粘軟而具有彈性的膠質(zhì),就是膠原蛋白。優(yōu)質(zhì)的膠原蛋白主要產(chǎn)于日本和德國,日本三文魚中的膠原蛋白質(zhì)量是最好的,其次是德國德爾牛中的。膠原蛋白營養(yǎng)豐富,口感清淡,易消化,在食品方面有著獨特的優(yōu)越性[2]。
首先,膠原蛋白可制成功能保健食品,市場上已有膠原多肽口服液、氨基酸飲料等。研究表明,膠原蛋白能夠減少機體對鋁質(zhì)的積累,有效防止了老年癡呆;同時它可以降低血液中的甘油和膽固醇,改善微循環(huán),對冠心病、腦部疾病有預防治療作用;其中所含的甘氨酸可以抑制中樞神經(jīng),產(chǎn)生鎮(zhèn)靜作用[3]。還有報道稱,把膠原蛋白制成補鈣食品來用,只要服用足夠的膠原蛋白,就能夠保證機體對鈣質(zhì)的需要。
其次,膠原蛋白可作為食品添加劑,在肉制品、飲料、乳制品、糕點糖果以及冷凍食品中都有應用。膠原蛋白可作為改良劑[4]加入肉制品中增加蛋白質(zhì)的含量,再輔以色素染色,不僅營養(yǎng)豐富口感好,而且顏色也讓人有食欲。明膠和魚膠在啤酒和葡糖酒以及茶飲料等行業(yè)中作為澄清劑被廣泛使用,效果十分明顯。膠原多肽也在乳制品、糖果及面包中使用,不僅增加了營養(yǎng)價值,美化了外觀,還可以提高食用機體的免疫力。
除以上所述,膠原蛋白還可作為食品包裝材料。人造腸衣、內(nèi)包裝膜以及涂層材料都是以膠原蛋白為原料的包裝材料:人造腸衣制作工藝簡單,口感好,多用于香腸類的肉制品;包裝膜是以膠原蛋白為主料,添加CaCl2、甘油等制成,用作糖果蜜餞的內(nèi)包裝膜,既能保鮮又能食用;膠原還可作為涂膜層材料涂在食品表面可以避免食品氧化,保證食品的原始風味并使其表面有光澤。
3.在化妝品上的應用
蛋白質(zhì)是最重要的生命物質(zhì)。膠原具有生物相容性,其結(jié)構(gòu)與皮膚膠原很相似,不刺激皮膚就能滲入到皮膚的深層,改善肌膚的結(jié)構(gòu),補充皮膚所需要的氨基酸,它是一種很好的化妝品原料或添加劑。膠原蛋白的生物及物理特性賦予了其美容功效[5]:營養(yǎng)、防皺、保濕、美白、修復、配伍親和等等。
膠原蛋白含有豐富的親水基團和氨基酸,可以補充皮膚所需的水分及養(yǎng)分,活化皮膚表皮細胞,加速真皮細胞生長,促進組織新陳代謝,保持皮膚彈性,防止皺紋出現(xiàn),使之健康亮麗!生活節(jié)奏的加快,社會女性難免工作緊張、精神壓力大,再加上陽光中紫外線的直接照射以及周圍環(huán)境的污染,促使了肌膚的老化,而一般的化妝品治標不治本,因此要真正地保護肌膚不受損害,必須針對皮膚的結(jié)構(gòu)與成分,進行由內(nèi)而外的保養(yǎng)。外用加口服,才能達到最佳效果。對于凹陷性皮膚缺損,注射用膠原蛋白注射后不僅起到支撐作用,而且能夠使患者長出新組織與周圍正常皮膚協(xié)調(diào)起到修復作用。在20世紀70年代,美國就已經(jīng)推出注射用牛膠原,用來祛斑除皺紋及瘢痕的治療修復。
此外,膠原蛋白制品還有護發(fā)、豐胸的作用。而又有人說膠原蛋白還有減肥的功效:水解膠原蛋白能夠延長燃燒脂肪的分子代謝過程,從而燃燒更多的脂肪達到減肥的目的;膠原蛋白對機體的細胞修復作用會消耗大量能量,而這一過程只能在睡眠狀態(tài)下進行,因此只需服用水解膠原蛋白就能夠輕松地減肥。
膠原蛋白被稱為“骨中之骨,膚中之膚,肉中之肉”,它與我們機體的各個部位都密不可分,在醫(yī)學、食品及化妝品等與日常生活息息相關(guān)的領(lǐng)域都有著廣泛的應用。除此以外,膠原蛋白在飼料工業(yè)、生物發(fā)酵方面也被廣泛接納,并帶來良好的經(jīng)濟效益及環(huán)境效益。隨著人們對膠原蛋白的日益關(guān)注,我們相信它會在更加廣闊的領(lǐng)域中應用。
參考文獻:
[1]劉慧玲,王棟,章金剛.膠原蛋白在臨床醫(yī)學中的應用[J].北京生物醫(yī)學工程.2005,24(3):239.
[2]任俊莉,付麗紅,邱化玉.膠原蛋白的應用及其發(fā)展前景(續(xù))[J].中國皮革,2003,(1):36-38.