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生物学发展现状范文1
论文摘要:生物医学工程(biomedical engineering,bme)是一门生物、医学和工程多学科交叉的边缘科学,它是用现代科学技术的理论和方法,研究新材料、新技术、新仪器设备 ,用于防病、治病、保护人民健康,提高医学水平的一门新兴学科。
本文就其目前发展情况进行分析讨论。
生物医学工程在国际上做为一个学科出现,始于20世纪50年代,特别是随着宇航技术的进步、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。在我国,生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、我国着名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中国生物医学工程学会的成立,有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前,我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研 教学工作,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。
一、显微镜的发明
“解剖”一词由希腊语“anatomia”转译而来,其意思是用刀剖割,肉眼观察研究人体结构。17世纪lee wenhock发明了光学显微镜,推动了解剖学向微观层次发展,使人们不但可以了解人体大体解剖的变化,而且可以进一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现,医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理 学,从而将医学研究提高到细胞形态学水平。
普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平,难以分辨病毒及细胞的超微细结构、核结构、dna等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜,使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体,研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用。
二、影像学诊断飞跃进步
影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域之一。
50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而今天由于x线ct技术的出现和应用,使影像学诊断水平发生了飞跃,从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层 摄影(computed tomography ct),即是利用计算机技术处理人体组织器官的切面显像。x线ct片提供给医生的信息量,远远大于普通x线照片观察所得的信息。目前,螺旋ct(spiral ct 或helicalet ct)已经问世,能快速扫描和重建图像,在临床应用中取代了多数传统的ct,提高了诊断准确率。
医学工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(mri),它不仅 可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,显示某些疾病在早期价段的改变,有利于临床早期诊断。可以认为mri工程的进步,促进了医学诊断学向功能与形态相结合的方向发展,向超快速成像、准实时动态mri、mra、fmri、mrs发展。根据核医学示踪,利用正电子发射核素(18f,11c,13n)的原理,创造 的正电子发射体层摄影(pet),是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体把pet列为十大医学生物技术的榜首。pet问世不过30年历史,但它已显示出对肿瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植,新药开发等研究领域的重要价值。影像学诊断水平的不断提高,与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。
三、介入医学问世
介入医学是一种微创伤的诊疗技术。dotter和judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人,他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行扩张治疗取得成功。1967年margulis首先使用过介入放射学,这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年 gruenzing成功地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后,介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少,安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发展,高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造 影(dsa)、射频消融技术以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世,使介入性诊疗技术发生了飞速进步,临床应用范围不断扩大,从心血管、脑血管、非血管管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证,并使诊疗效果明显提高,患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗并列的临床三大诊疗技术之一,也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的临床医学新领域--介入医学。
四、人工器官的应用
当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时,现代临床医疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能,人们称这种装置为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前,风湿性心脏瓣膜病的治疗,除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外,对病损的瓣膜很难修复改善,不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技术,在心脏停跳状态下切开心脏,进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修补,使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样的水平,主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材料、新技术的结果。
肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良,而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病晚期患者的生命,肾病治疗学也因此有了很大进步。
现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速,除上述人工器官外,人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用,使千千万万的患者恢复了健康。可以说,人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外,其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
此外,放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果,综上可见,20世纪生物医学工程的发展,显着提高了医学诊断和治疗水平,有力地推动着医学科学的进步。
五、生物医学工程展望
纵观医学新技术诞生和发展的 历史,从伦琴发现x线到今天x射线诊疗技术的发展,从朗兹万发现超声波到今天b超诊断的广泛应用,从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天mri的问世,从赫斯费尔德发明ct到今天ct成像系统的应用,都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的医学新技术。
(一)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化,远程医疗信息网络化,诊疗用机器人将被广泛应用。
(二)介入性微创,无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技术,纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。
(三)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着pet的问世和应用,形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。
(四)生物材料和组织工程将有较大发展,生物机械结合型、生物型人工器官将有新突破,人工器官将在临床医疗中广泛应用。
(五)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展,植入型药物长效缓释材料,药物贴覆透入材料,促上皮、组织生长可降解材料,可逆抗生育绝育材料、生物止血材料将有新突破。
生物学发展现状范文2
关键词:传感器;生物医学;应用
随着科技的迅猛发展,当今时代各类电子技术、数字处理技术,特别是数字信号技术正在以其惊人的速度遍及着生活中的各个领域,这一趋势尤其体现在医学科技的发展中,生物医学传感器技术就是一个十分典型的例子,其结合了数字信号处理技术、传统传感器技术与医学领域相关科技,各项技术的有效结合大大的促进了医学科技的进步与发展。在未来的医学进步中,传感器技术的作用将不言而喻。
1 传感器的分类及在医学领域的发展
传感器的分类方式主要有两种,一种传感器是将外部的各类信号通过自身装置的转换,变为电信号之后再进行处理,在这种传感器中,依据信号转化方式的不同可以将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器;另一种传感器是根据自身信号输出量的不同,从而传递不同的信息和信号,依据输出量类型的不同,可以将传感器分为压力传感器、速度传感器、电磁传感器等等很多类型。
将传感器技术与医学相关技术相结合,这在目前的生物医学领域中是很普遍的并且有着相当长的历史。从历史发展的角度来看,其结合的过程首先起源于20世纪60年代,从医学 工程领域的发展开始,将传感器与生物医学开始结合,并于当时开发出了大量的医学检查设备,目的是为了改善传统的医学诊断方法,传统的诊断方法主要靠医生的感官来进行诊断,这种传统的方式是缺乏准确性的。而后的发展过程是极为迅速的,不超过十年的时间内,传感器的应用领域已经由诊断仪器迅速向着医疗设备领域进步,直至目前广泛将传感器应用于生物医学各个领域的状态。
2 生物医学传感器的用途及应用范围
2.1 在X光诊断装置中的应用
早期在X光诊断装置中,为了提高X光胶片的感光度,很早就在胶片的两侧放上增减值纸,以便于光线能够被更好的控制。随后随着化学传感器技术的不断进步,专家们将传统的简易增减纸进行改造,利用CaWO4为原材料,混合Gd2O2S等稀土荧光材料制成感光度更好的材料,用做增加纸,有效的提高了光线的灵敏度。同时,目前人们将X荧光倍增管传感器来更好的处理X光线成像,使得成像像素更高,图像更加清晰。有效的提升了 X光诊断设备的准确性。
2.2 在CT机中的应用
传感器在CT机中的主要应用为闪烁检测装置。闪烁检测装置是利用光电子倍增二极管传感器或者由光二极管组合传感器制成,其作用是提高CT机检测装置的检测效率,大幅度的节省检测时间。同时,在CT机中的疝气检测器,利用多个平行板电极传感器连接起来,之后压入Xe气气体后制成,这种装置对光线的灵敏度相当高,能够 更加准确的感受不同生物体检测之间的差别,能够提高CT机检测装置检测的准确性。
2.3 在超声波诊断装置中的应用
在超声波检测装置中,在装置的探头上都会有一种脉冲装置,这种脉冲装置是一种声传感器,其能够利用电压产生超声脉冲波,根据不同检测体中声波反射的不同来实现检测功能。而在嵌入这种声传感器之前,传统的超声波扫描中是采用的手动式方法,这种方法不仅效率低下,而且准确性很差。目前采用的机械式电子扫描技术却是准确性极高的,这正是得益于这种声传感器能够快速识别细微差别的功能。
3 传感器技术在生物医学领域的发展趋势
3.1 向量子化发展
随着传感器技术的快速发展,我们能够看出其在生物医学领域的主要作用就是提高诊断设备、治疗设备的准确性和工作效率。未来的医疗仪器必然会更为精准,那么就要求传感器技术的发展向着更加精确的方向发展,即朝着量子化的方向发展。这一趋势目前已经初漏优势。在核磁共振仪器中,磁传感器能够检测出更加微弱的磁场强度,同时利用约瑟夫效应制造的燥热温度计能够测出高于过去10000倍精度的低温变化,这些都是传感器发展的方向,未来生物医学的发展对传感器的要求必然是更加精确、更加迅速的。
3.2 向集成化、多功能化发展
随着半导体技术的不断发展,利用半导体技术的传感器也越来越多的应用在了生物医学领域,目前的一些生物仪器中已经结合了半导体技术,例如将敏感元件与信号处理结合在生物医学技术中已经不是一件新鲜事。未来对于传感器的发展必然要建立在这种半导体技术上,即将各类技术进行集成,集成在一个更小、更便捷的芯片上,在提高处理效率的同时,会更大幅度的减小设备的体积。设备越来越快、越小、越准确必然要求传感器与半导体技术更加充分的结合。
3.3 向智能化发展
自从微型处理器问世以来,我们的电子处理速度就被快速的提升着。同时随着计算机技术的不断发展,目前市面上存在着各类全自动的设备,自动化已经成为整个社会必然的趋势,这一趋势也必然会体现在生物医学技术上。设备的自动化同样是建立在传感器技术的快速发展上的。未来生物医学领域的设备将大大的减少人力的操作,取而代之的是更加精密的电子仪器和计算机操作,这是未来传感器应用于生物医学领域的重要发展方向。
参考文献
[1] 雷娜娜. 生物传感器在医学方面的应用实例[J]. 科学与财富, 2015(06).
[2] 何晓鹏. 石墨烯荧光生物传感器在医学方面的应用[J]. 科学上海, 2015(02).
[3] 孔德兴. 电化学生物传感器的应用[J]. 广东化工, 2015(01).
[4] 梅博, 丁力. 纳米材料SPR生物传感器中的应用进展[J]. 包装工程, 2013(02).
生物学发展现状范文3
关键词:石家庄市 高校 篮球裁判员 队伍发展
1.前言
目前,随着我国高校篮球运动的蓬勃发展,高校也逐渐成为培养优秀篮球裁判员的重要基地。石家庄市在高校篮球运动的发展上也存在全国高校学生篮球裁判队伍发展的共同矛盾和河北省高校篮球运动开展的现实问题,本文针对石家庄市高校学生篮球裁判员进行研究,调查目前石家庄市高校学生篮球裁判员队伍发展现状,探索适合石家庄高校篮球裁判员队伍建设发展的新方向,推动石家庄市高校学生篮球裁判员队伍发展走上正规、专业的道路。[1]
2 研究对象与研究方法
2.1 研究对象
开展学生篮球裁判员培养活动的石家庄市六所高校。
2.2 研究方法
2.2.1 文献资料法
本文根据所研究的目的和内容,收集与本文有关的文献资料,并对其进行分析、归纳和整合。
2.2.2 专家访谈法
与河北省和石家庄市篮球裁判管理者、篮球裁判导师进行了沟通与交流,对石家庄市高校学生篮球裁判员培养情况等指标等进行咨询,从而进一步明确本文研究思路与注意事项等。
2.2.3 问卷调查法
根据石家庄市高校学生篮球裁判总量和指导教师总量,发放学生裁判员问卷270份,回收259份,有效问卷257份,问卷的回收率95.2%;裁判指导教师问卷20份,回收20份,问卷的回收率为100%。
3 研究与分析
3.1 石家庄市高校学生篮球裁判队伍发展现状及分析
3.1.1 石家庄市高校开展学生篮球裁判培养情况
通过调查,石家庄市的高校中,仅有六所本科院校开展了学生篮球裁判员的培养活动,分别是: 河北体育学院、河北师范大学、河北科技大学、石家庄经济学院、石家庄铁道大学和石家庄学院。没有发现石家庄市专科院校开展学生篮球裁判员的培养活动。
3.1.2 石家庄市高校学生篮球裁判员所学专业及性别统计分析
在此次问卷调查中,石家庄市高校男性学生裁判员占问卷调查总人数的77%,而女性学生裁判员占此次问卷被调查总数的23%;在学生专业方面,体育专业的学生占此次被调查者的48.4%,而非体育专业的学生占此次被调查者的51.6%。由此可知,石家庄市高校学生篮球裁判员多为男性学生,但是从学生所学专业上看,篮球裁判的学习开展在非体育专业的学生中也具有很深的群众基础。[2]
3.1.3 石家庄市高校对学生篮球裁判员培养的支持现状调查
此次调查中只有0.8%的学生篮球裁判认为学校没有在实践机会方面提供支持,89.5%的被调查者认为学校提供了裁判学习所需要的场地。而在资金方面,高校所提供的资源却又相当有限。仅有45.1%的被调查者认为高校提供了裁判学习课程所需的资金。因此在“资金投入”方面,当前石家庄高校对学生篮球裁判员培养上稍欠不足。
3.1.4 石家庄市高校学生篮球裁判员级别状况统计分析
在此次的问卷调查的257人中,有159人即62.1%的被调查对象没有裁判级别,在被调查的对象中,仅有7人具备篮球国家一级篮球裁判资格,而具备篮球国家二级篮球裁判资格的仅36人,具备篮球国家一级和二级篮球裁判员资格的累计仅占被调查总人数的16.7%。
3.2 石家庄市高校学生篮球裁判员队伍发展的限制条件
3.2.1经验不足、阅历有限
在对篮球运动的理解方面,高校学生篮球裁判员对于篮球技战术的理解和规则的理解普遍不够透彻,由于比赛场次的累积较少,接触篮球裁判的时间不长,因此作为裁判员,对于场上问题的预见性普遍较差,特殊情况及复杂情况的处理缺乏经验。[3]
3.2.2专业差异、特点鲜明
在篮球裁判的学习中,学生往往来自不同院系不同专业。来自体育专业的学生裁判对于篮球的理解较为深刻,在临场吹罚方面,体育专业的学生裁判具有相对准确的吹罚意识和预判,但是由于文化基础薄弱,在规则理论的学习方面明显不够;而来自非体育专业的学生在理论规则的学习上往往更为扎实,但是由于接触篮球的层次不深,在对尺度的理解和临场的预判上,来自非体育专业的学生具有明显的缺陷。[4]
3.2.3就业困难、前途未知
在大学阶段的初期,高校学生具有相对充裕的闲暇时间从事篮球裁判工作,但是随着毕业的临近,各种就业压力和实习安排接踵而来。在学生毕业后,受到工作地点和工作性质的制约,许多学生裁判将不再接触或从事篮球裁判工作,因此,当前巨大的就业压力和不确定性也成为如今高校学生篮球裁判学习和发展的重要限制条件。
4结论与建议
4.1结论
4.1.1石家庄市高校学生篮球裁判员培养的资源分配严重不均衡。高校的师资水平以及对学生篮球裁判的培养态度是影响高校学生篮球裁判员培养的重要因素。
4.1.2石家庄市高校学生篮球裁判员通常具有经验不足、缺乏自信、尺度不一等问题,众多的自身短板使得许多在校学生篮球裁判员不具备完成比赛、控制比赛的能力。
4.2建议
4.2.1通过学校的学生篮球裁判组织形成学生裁判员之间相互学习、相互竞争、不断传承的良性发展,同时借助高校的师资以及学生的自治逐步发展完善并形成学生篮球裁判培养体系。
4.2.2篮球裁判管理部门针对高校定期开展专业培训,建立裁判员注册制度,给予有培养价值的学生裁判更多的学习机会,并让更多高校的篮球裁判爱好者参与到石家庄市篮球裁判队伍当中去。[5]
参考文献:
[1]裴益民.对高校体育专业学生篮球裁判员培养问题的探讨[J].西北成人教育学报,2002,(1):51-53.
[2]张葳.普通高校学生篮球裁判员培养方法研究[J].搏击(体育论坛),2011,3,(4):66-72.
生物学发展现状范文4
关键词:生物技术 发展现状 发展趋势
一、前言
我国的生化工程学科是在20世纪80年代初开始建立的,20多年来我国经历了将化工技术用生物技术和融合生物技术知识发展生化工程的2个阶段。[1]生物技术服务的领域主要包括医药、农业、食品、化工、冶金、能源等方面。在与人类健康有关的重要领域,已能设计和制造脏器、诊断试剂以及治疗药物;在农业上,能够制造兽药,培养植物细胞、利用基因工程和细胞工程技术获得抗病毒、抗虫、抗除萎剂、抗冻、抗旱、抗盐、保鲜、高蛋白、高养分的植物新品种和良种家禽、家畜;在化工方面,生产氨基酸、生物大分子及基本有机化工产品,如乙醇、丁醇、丙酮等,利用基因工程技术和细胞融合得到高产工程菌,为化工生产提供高效、低成本的新途径;另外在“三废”处理、低品位金属提取、生物能源、煤的气化和液化等方面都有不同进展。这些技术的丰富交叉引起了世界各国的强烈兴趣,生物技术商品化的竞争已经到来。
二、生物技术定义
所谓生物技术,即为应用生命科学研究成果,以人们意志设计,对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术,可用于研究生命活动的规律和提品为社会服务等。20世纪30年代生物技术以发酵产品为主干,40年代抗生素工业成为生物技术产业的支柱产业,50年代氨基酸发酵和60年代酶制剂工程相继出现,到70年代DNA重组技术使生物技术得到了突飞猛进的发展,并与信息技术、材料技术及能源技术共同构成了人类新的技术革命的基础。[2]
生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物,其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程,还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。
三、生物技术的发展现状
近些年来,以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛,并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术(Biotechnology)是指“用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称,是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合,来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种,以工业规模利用现有生物体系,以生物化学过程来制造工业产品。简言之,就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。
鉴于世界上技术先进,经济发达国家对生物技术的高度重视,面对世界新技术革命的挑战,我国“863”高科技发展计划把发展生物技术放在首位,结合我国国情,以解决发展我国农业、医药中存在的关键技术为重点,确定了三个主题:一是高产优质抗逆的动植物新品种、二是新型药物、疫苗和基因治疗、三是蛋白质工程。
四、生物技术的发展趋势
(一)生物技术在农业中的发展趋势
充分利用我国丰富的和特有的遗传资源,分离克隆有自主知识产权的基因和基因工程品种已刻不容缓,以期在以“基因”为核心的生物技术产业中取得主动。实现单基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的转移。重视转基因植物的环境安全性评估,借鉴国外的成功经验,防止转基因植物危害的发生与蔓延。随着基因组时代向后基因组时代的过渡,研究重心已经从揭示生命的所有遗传信息转移到整体水平上对生物功能的研究。因此,在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律的蛋白质学的发展和成熟,必将与基因组研究互相补充,给农业生物技术带来革命性改变。建立一支专门的农业生物技术队伍,尤其是基因工程专业队伍,杜绝一哄而上,避免人财物的无谓浪费,把有限的资金用在刀刃上。
(二)生物技术在环境中的发展趋势
在污染的处理过程中,传统的物理或化学处理方法常伴随二次污染,且运行费用高,处理问题单一而微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性,并可将其作为代谢底物降解和转化因此,生物处理具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势,是保障可持续发展的一项最有力的技术措施。[3]
生物技术的发展趋势将朝着传统技术的改良、与其他污染处理手段相结合和与现代高新技术相结合等方向发展,研究高效快速的工艺流程。
(三)生物技术在工业中的发展趋势
工业生物技术的新崛起有两个巨大的推动力,即社会强烈需求和生物技术的进步。人类社会发展迫切需要解决的问题是资源、能源、人口、环境问题.随着生物技术突破性进展,使得人类可以设计和构建新一代的工业生物技术,可高效快速地将各类可再生生物质资源转化为新的资源和能源。工业生物技术在生物能源、生物材料以及生物质资源化方面发挥着重要作用。其中生物能源、生物材料、生物质资源化等都是现在以及将来发展的重中之重。
四、结语
生物技术是2l世纪改变人们生活方式最重要的科技手段。发展生物技术,实现产业化,将为国民经济培育新的增长点。大力发展生物技术和生物技术产业,需要有高水平的专业技术人才,只有高水平的专业技术人才才能掌握现代生物技术,为实现和发展生物技术产业作出应有的贡献。
参考文献:
[1]欧阳藩.生物技术发展现状及发展战略[J].现代化工,2004(6):1-7.
[2]瞿礼嘉,顾红雅,胡苹等.现代生物技术导论[M].北京:高等教育出版社,1998.
[3]沈齐英,葛明兰.环境生物技术的发展和现状[J].北京石油化工学院学报, 2001(2):33-36.
生物学发展现状范文5
关键词:医学微生物学 实验教学 教学改革
Doi:10.3969/j.issn.1671-8801.2013.01.111
【中图分类号】R-1 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801(2012)01-0124-01
医学微生物学是医学类较为重要的基础性学科,所进行的主要教学研究内容是病原微生物所具有的生物学特征、免疫机制、致病机制、微生物的检查方法、微生物类疾病的防治、诊断及治疗等方法。在医学及生物科学等学科的高速发展推动之下,医学领域内的教学理念和教育模式也在不断的发生着转变与优化,知识获取的便捷性和多样性给基础医学教育工作者提出着较高的要求,就医学微生物实验教学而言,进行适当的改革探索与践行已显得非常必要。
1 实验教学的教学模式的改革与实践
在传统的医学微生物学教学实践中,试验教学多附加于理论教学之后,即在某章节理论知识的讲解完成后安排相应的实验课教学,指导教师和实验室相关技术人员在落实好实验前的准备工作之后,学生依据试验指导书上的步骤及方法进行实验操作,主要是就所学理论知识实施验证。该种试验教学模式缺乏足够的连贯性及系统性,需要教师做大量的试实验前的准备工作,而学生真正参与动手的机会相对较少,这使得学生多处于被动的地位,影响到学生学习热情及创新型思维能力的培养。
教师可就医学微生物学实验教学的模式及内容等实施适当的改革,对传统的边理论边实验的教学模式进行突破,对课时内容进行归并划分,在理论课的教学活动结束后集中安排实验教学,让实验教学在理论教学的引导之下依据自身的发展演变规律系统性的进行,使得实验教学不再受到理论教学的课时进度的影响及限制,将实验教学作为相对独立的实验技能教学。
综合专业特点及教学要求,将素质教育及能力的培养作为立足点,实现实验教学不同层次的定位,例如麻醉学专业中可将实验教学划分为验证性的基础实验、综合实验、探索及设计实验、开放性实验等,其中验证性实验包括显微镜使用、微生物分离培养鉴定、染色体着色、细菌生化反应等,使学生掌握基本的微生物学理论及技能;探索及设计类实验要重视学生的创新及探索能力的培养,开放性实验重视试验内容的选型、样本的采集及实验规程的制定等。
2 实验教学的教学手段的改革与实践
以往医学微生物实验教学多是由教师先进行实验原理的讲解,然后进行示范性操作,再组织学生进行实验,因受到多种因素的影响该种教学手段并不理想。教师可在实验教学环节中适当添加实验理论课,在实验课进行之前利用多媒体教学设备等,就现代化的微生物学的相关实验技术的发展现状、实验常规仪器、常用的实验手段、实验数据的统计分析原理等进行介绍;就某些受到客观条件限制而无法开设的实验操作及前沿性实验技能可进行动态展示,在激发学生实验动手兴趣的同时,可让学生就医学微生物学的实验有较为系统完整的认知。
实验指导教师可进行现代化的试验教学手段和传统的实验教学手段的有效结合,在实验教学中采用讲、看、示范操作、学生独立操作、总结的教学手段,其中讲解环节中要求教师要充分的利用各种多媒体设备等,就实验原理、实验方法及实验技术要点等进行讲解反分析,看是要求学生就教师利用教学网站所进行的演示操作进行深入细致的观看;该实验教学手段中使用到的课件图片要清晰、动画设计要生动形象、选定的微生物的形态尽可能的典型、操作示范要规范清楚等,可使学生就所进行的试验操作有更加清晰深入的理解及掌握,以提升实验教学效果,这就要求教师在日常教学中有重点的进行实验教学相关图片、视频、动画等的制作收集。
3 实验教学的评价方式的改革与实践
科学完善的实验考核体系对于推动实验教学效果及质量的提升,践行医学微生物学实验教学改革具有重要意义,也是实现创新性实验教学的保障。传统的实验教学考核方式多以实验报告作为考核依据,也就是实验指导教师依据学生呈交的实验报告给出评分,该种考核方式多流于形式,部分学生甚至为应付考核而抄袭他人的实验报告,同时该种试验教学考核方式并不能全面的反映出学生的实际能力及实际水平。对医学微生物学实验教学的考核评价方式所进行的改革重点体现为,选用综合性的实验成绩评定方式,并就实验成绩在学科总成绩中所占的比例进行重点设立,例如综合麻醉学专业的学科特点及实验比例,将实验成绩设定为学科总成绩的40%。同时就实验教学的考核内容进行明确细化,主要包括动手操作、创新设计、实验观察、综合分析等实验技能,实验报告编写,实验过程中的提问,实验过程中的态度、日常考勤及值日等。例如开放性的卫生病菌的检验中,就实验样本的采集处理、实验用培养基的制备、细菌总数的检测、各类菌群检测(大肠菌、霉菌、酵母菌、致病菌)、微生物形态观察、实验数据统计分析等进行全面综合性的评定考察。综合性的试验教学评价方式,可就每位学生真实的水平及能力进行全面细致客观的评定,这有利于学生的独立思考及问题解决能力的培养,践行真正的医学微生物学实验精神。
4 总结
医学微生物学实验教学要立足于教学模式的转变、教学方式的优化及教学评定方式的创新,从实验教学、实验指导教师及学生等多种因素中实现实验教学改革的深化。
参考文献
[1] 王宁,姜凤良.五年制临床医学专业医学微生物学实验教学方法初探[J].医学理论与实践.2012(12)
[2] 王志强.医学微生物学实验教学常见问题探讨[J].湖北民族学院学报(医学版).2010(01)
生物学发展现状范文6
关键词:生物技术药物;生物制药;活性
生物技术药物是21世纪最富希望和发展潜力的新兴高科技药物。生物技术药物也称生物药物,目前在治疗糖尿病、心脏病、艾滋病、癌症等领域都有广泛应用。生物技术药物的问世,更加扩展了新药开发的领域宽度,随着生物技术药物的发展,新开发出的药物的安全性和有效性都得到了提高。
1.生物技术药物的范围
现阶段,从狭义上界定生物技术药物主要是指那些把重组DNA技术作为核心,把生物体作为原料生产出的用于预防、诊断及治疗的药物[1]。从广义上界定生物技术药物一般是指采用生物技术生产出的在生物体内存在的天然活性物质[2]。而定义中的“生物技术”包括目前广泛应用于生物制药领域的基因工程、酶工程、细胞工程、蛋白质工程、微生物发酵工程等技术[3];“天然活性物质”是指生物技术药物的来源是细菌、植物、昆虫、哺乳动物等各种生物体内的特征细胞产物[4]。
2.国外生物技术药物的发展现状
欧洲的生物技术药品市场占据了全球28%的市场份额[5],目前,欧洲已经有290种蛋白质药物进入临床试验,其中已经批准上市的有29种[6]。专家预计,在未来的5-10年,欧洲的生物技术产业将对美国、日本形成激烈的市场竞争。
美国的生物技术产业发展已经有多年的历史。到2010年为止,美国的食品药品监督管理局总共批准了包括激素、细胞因子、重组抗体、酶及其各种长效修饰物等制品在内的110种生物技术药物上市[7],这些生物技术药物在人类多种疾病的治疗中发挥越来越重要的作用,产生的经济价值不断提高。
截止2011年全世界共有1714项基因治疗临床试验方案得到批准,其中有300余项进入Ⅱ、Ⅲ期临床试验阶段[8],基因治疗的范围不断扩展,疾病谱从肿瘤为主迅速发展到其他各种病症,成熟的生物技术药物已进入“井喷”期;以治疗性细胞疫苗技术为代表的体细胞治疗技术已经进入临床使用的成熟期[9]。各国都致力于生物技术的研发,而这些研发成果超过60%都集中在医药领域[10]。生物制药领域的干细胞治疗、基因治疗、免疫细胞治疗、诱导性多功能干细胞和细胞再生工程技术等的发展和不断突破都在加速其快速发展,昭示着生物制药领域有着更加美好的发展前景。目前,世界上生物制药的主流是应用哺乳动物细胞表达系统来生产重组蛋白药物,其市场份额已经超过全世界生物技术药物销售总量的67%[11]。
第一个基因治疗产品“今又生”是我国批准上市的[12],第一个免疫隔离化细胞治疗产品“APA-BCC”阵痛微囊也在我国批准上市[13]。近些年来生物技术药物在医药领域的生产份额逐年加大,地位日益提高。
3生物技术药物的特点
生物技术药物是生物药学和生物医学理论及实验的发展产物,生物技术药物与传统的化学药物有很多不同,传统的化学药物主要是小分子化合物,而生物技术药物主要是包括细胞或组织、核酸、单克隆抗体、基因重组蛋白、基因重组多肽、灭活或者减毒的细菌或病毒等大分子物质。
3.1结构不能完全确认
生物技术药物的活性主要靠其空间结构和氨基酸序列来表达。生物技术药物因其具有较大的分子量和复杂的空间构型,现有的分析方法不能完全确认其化学结构。
3.2种属特异性
不同种属的动物的同类受体的功能和结构可能也存在不同,而生物技术药物的作用部位主要是抗原表位或受体,因此,同一种生物技术药物可能对某种动物有效,而对另一种动物无效。
3.3生物技术药物具有多功能性
在一个生物体内,生物技术药物的受体可能广泛分布,从而产生广泛的药理活性或毒性作用。
3.4免疫原性
生物技术药物对于动物体来说是异源性大分子,具有免疫原性,诱发动物产生相应的抗体,而这种诱发的免疫反应会影响药物安全性。
3.5极高的反应活性
虽然生物技术药物在生物体内的含量要低于一般的内分泌激素,但是其引发的生物学反应却被放大。例如干扰素的使用剂量是10-30ug[14];白细胞介素-12的剂量是0.1 ug;表皮生长因子的剂量在纳克水平。
3.6 可获得非天然的生理活性物质使之成为新药
1985年,为了治疗侏儒症,从人脑垂体中提取出了人生长激素,导致了可雅病传播[15],目前,应用基因重组技术重组hGH,既保证了治疗效果又可以避免这种疾病传播风险。
3.7可批量生产确保临床和科研需要,经过改造可提高生理活性
生物技术使多肽基因、活性蛋白能够在动物细胞、植物反应器、动物反应器和微生物中高效表达,从而可以获取以前很难获取的生物活性物质,并可以形成批量生产,适应临床的需要量。采用生物技术改造后,提高了生物制剂的活性,从而达到降低用量的目地,药效提高。
4生物技术药物的前景
目前,全世界生物技术的研发重点主要集中于基因组学研究上,有预测称人类基因组学计划的测序工作完成后,生物技术产业将在生物芯片、生物信息产业、基因治疗、药物基因组学等方向有更多的发展。
我国新型生物技术药物主要集中于疫苗、基因治疗剂、单克隆抗体、可溶性治疗蛋白、反义药物五个类型[16]。
我国在生物技术药物方面正处于有序的发展阶段,首先,我国以国家科委及国家生物制品研究机构组织研发血液制品和肝炎疫苗等项目[17];其次,仿制某些国外的在中国不受知识产权保护的品种[18];最后,人类基因组框架初步形成后,使人们逐步认识的生物技术的经济价值,吸引更多投资,加速生物技术的更快发展。
目前,生物技术药物在癌症、心脑血管、遗传性疾病、传染性疾病、自身免疫性疾病、糖尿病和神经退化性疾病等疾病的治疗都有很好的疗效。
参考文献
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