生物医学工程概论(4).ppt

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1、6.组织工程生物医学工程的一个学科分支，是生物学与工程学结合的产物，其目标是体外（离体）构建人体组织或者细胞产品，并且利用这些产品更好地进行体内（在体）生物组织的修复。人体细胞和移植物的临床治疗应用骨髓移植：自体和异体移植皮肤移植体和血管移植体：烧伤或者糖尿病性皮肤溃疡病人胰腺的胰岛细胞：胰岛素依赖性糖尿病软骨与软骨细胞：关节的软骨损伤肝脏、神经细胞和心血管干细胞干细胞与组织工程干细胞构建各种生物组织，它们是组织细胞的来源。在体内能够构建和维护各种生物组织的干细胞也可以用于体外制造生物组织。干细胞研究的难点：干细

2、胞的体外培养：让干细胞不断分裂却保持不分化。干细胞的分离：目前还没有一种干细胞利用单一参量就可以提纯的。人工器官当人体器官病伤而不能用常规方法医治时，有可能给病人使用一种人工制造的装置来部分或全部代替病损的自然器官，以补偿、替代或修复自然器官的功能，这样的器件或装置称为人工器官。定义人工器官是生物医学工程专业中一门新的学科。它主要研究模拟人体器官的结构和功能，用人工材料和电子技术制成部分或全部替代人体自然器官功能的机械装置和电子装置。当人体器官病损而用常规方法不能医治时，有可能给病人使用一个人工制造的器官来取代或部

3、分取代病损的自然器官，补偿或修复或辅助其功能。人工心脏瓣膜、人工血管、人工血液和人工心脏及心脏辅助装置可补偿血液循环功能；人工关节、人工脊椎、人工骨、人工肌腱和假肢具有支持运动功能；人工肾、人工肝具有血液净化功能；人工肺、人工气管和人工喉具有呼吸辅助功能；人工食管、人工胆管和人工肠具有支持消化的功能。人工器官举例人工器官是生物工程各领域知识和技术的综合体现。这个领域的进展，取决于自然器官功能的充分了解和诸如生物力学、生物材料学、生物医学传感器和控制系统、生物系统的建模与仿真等各领域的进步。离开生物相容性好和坚固耐用

4、的生物材料，离开传感器和控制系统的完善，人工器官是不可能实现的。应该说，各种人工器官都存在许多问题有待解决。其中，心肺器官的辅助或替代继续是人工器官研究的首要问题。此外，血液净化技术、内分泌功能的辅助，感觉功能辅助等人工器官的研究和应用，对严重危害健康的肾功能疾病、糖尿病的治疗和伤残人的康复有重要意义，因此亦是重点发展的方向。由于干细胞研究迅速发展，克隆的人工器官将能代替人造血管，克隆人存在伦理问题，克隆人体器官是造福人类。人工器官的研究将愈来愈受到重视并得到不断发展和应用，可以预言，人工器官将成为愈来愈重要的和广

5、泛应用的治疗手段，这将是二十一世纪医学进步的一个显著特点。发展20世纪80年代以来，人工器官的研究和应用迅速发展，可以说，人体除大脑尚无人工大脑替代外，几乎人体各个器官都在进行人工模拟研制中，其中有不少人工器官已成功地用于临床。功能分类（1）支持运动功能的人工器官，如人工关节、人工脊椎、人工骨、人工肌腱、肌电控制人工假肢等。（2）血液循环功能的人工器官，如人工心脏及其辅助循环装置、人工心脏瓣膜、人工血管、人工血液等。（3）呼吸功能的人工器官，如人工肺（人工心肺机）、人工气管、人工喉等。（4）血液净化功能的人工器官，

6、如人工肾（血液透析机）、人工肺等。（5）消化功能的人工器官，如人工食管、人工胆管、人工肠等。（6）排尿功能的人工器官，如人工膀胱、人工输尿管、人工尿道等。（7）内分泌功能的人工器官，如人工胰、人工胰岛细胞。（8）生殖功能的人工器官，如人工子宫、人工输卵管、人工睾丸等。（9）神经传导功能的人工器官，如心脏起搏器、膈起搏器等。（10）感觉功能的人工器官，如人工视觉、人工听觉（人工耳蜗）、人工晶体、人工角膜、人工听骨、人工鼻等。（11）其他类，人工硬脊膜、人工皮肤等。原理分类机械式装置（如人工心脏瓣膜、人工气管、人工晶体

7、等）电子式装置（如人工耳蜗、人工胰、人工肾、心脏起搏器等）．使用方式分类植入式，如人工关节、人工心脏瓣膜、心脏起搏器。体外式，如人工肾、人工肺、人工胰。这些体外式人工器官实际上都是由电子控制的精密机械装置。特点人工器官是多种学科研究的结晶，该学科是生物材料、生物力学、组织工程学、电子学（包括计算机）特别是微电子学以及临床医学相结合的多学科的交叉学科。7.生物医学仪器（器械）指单独或者组合使用于人体的仪器、设备、器具、材料或者其他物品，包括所需要的软件；其用于人体体表及体内的作用不是用药理学、免疫学或者代谢的手段获得

8、，但是可能有这些手段参与并起一定的辅助作用；其使用旨在达到下列预期目的：1、对疾病的预防、诊断、治疗、监护、缓解；2、对损伤或者残疾的诊断、治疗、监护、缓解、补偿；3、对解剖或者生理过程的研究、替代、调节；4、妊娠控制。现代医疗仪器与生物医学工程学的关系医疗仪器是生物医学工程研究成果的载体。生物医学工程研究的成果是现代医疗仪器设计和开发的核心和基础。医疗仪器