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生物醫學工程文獻綜述范文1
關鍵詞：生物工程；人工生命；組織工程；人工組織；人工器官
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.095
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、結構以及外在形象的人工制造系統，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物。一般認為人工生命學科是由生物科學技術與工程科學技術所結合而產生出的一門學科。下文將主要就針對材料技術型生物醫學工程與組織工程、人工生命間的相關性，以及材料技術型生物醫學工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。
1 材料技術型生物醫學工程
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、計算機技術、醫學以及生命科學等多門學科的基礎知識。
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排異反應，確?；铙w細胞可以在此材料之上自然生長。生物材料亦可被視作構成人工組織與器官的核心材料。生物醫學材料在未來一段時期的主流發展趨勢，即為給予組織工程的發展提供優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。
依據生物醫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構的復合型材料。
（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節、種植牙、心臟支架等。③接入性診治所采用的醫療器械設備如官腔支撐架、引導絲等。
（3）生物醫用高分子材料。①可將血液之中的毒副物質吸出的材料。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建起新的組織器官，也就是進行結構組織，代謝組織以及細胞系統的重新建構。目前這一設想已經不再是僅存在于人們腦海之中的假想，而已經走進了現實生活當中，可以預見組織工程的發展必將會促成這一設想的實現。
當前，組織工程研究的主要內容即為：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；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，在體外培養一段時間后可將細胞和支架結構置入于患者體內；伴隨著組織缺損部位的重新構建，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構，在通過增殖、分化來產生為相應的組織結構，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，其孔隙架構與人體骨架構極為接近，可被應用在骨組織工程支架中。（3）細胞體系，經過移植的細胞經由生物過程演變為微結構。
3 結束語
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、生物科學技術以及生物工程科學技術的基礎上。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基礎。材料技術型生物醫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理論與方法，來探究并開發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，因而材料技術性生物醫學工程以及組織工程也便是生物工程人工生命的基礎。
參考文獻：
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生物醫學工程文獻綜述范文2
[關鍵詞]合成材料；醫用紡織品；生物相容性；過濾；滲透
中圖分類號：TS106 文獻標識碼：A 文章編號：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纖維織物，已在組織工程上使用。隨著生物醫學工程技術的進步，傳統整形使用的硬件材料受到了巨大沖擊。高性能纖維材料、先進的制造工藝和獨特的織物結構設計正成為醫用紡織品的選擇。據纖維基醫用制品廠家（如Biomedical―Concordia公司）的預測，醫用紡織品在組織修復植入和再生醫學領域有著巨大的應用潛力。這主要涉及如下幾個方面：矯正整形手術，心臟血管手術，泌尿/婦產科手術，再生植入手術，普通手術等。
1 高端醫用合成材料的纖維原料及織物種類
1.1 纖維原料
合成醫用材料的纖維原料根據其在使用時是植入性材料還是非植入性材料可以分為可吸收纖維材料和非可吸收纖維材料?？晌绽w維材料有聚羥基乙酯（PGA）、聚L一乳酸（PLLA）以及PGA和PLA的共聚物（PLGA），其他共聚高分子，如聚已內酯（PCL）、三甲基碳酸酯（TMC）和聚乙二醇（PEG）等。非可吸收纖維材料包括PET、PP、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTRFE）、超高相對分子質量聚乙烯（UHMWPE）等。
1.2 織物種類
1.2.1 非織造布
醫用紡織品使用的非織造布種類涉及紡粘（SB）、熔噴（MB）和使用短纖維為原料的梳理型非織造布。
1.2.2 編織結構織物
編織物的規格包括：圓形實心帶、中空無芯帶、管狀帶、扁平型帶和附加軸向紗的編織物等。
1.2.3 針織網材
針織網材采用平幅經編和圓機緯編工藝，編織紋路設計十分重要。醫用制品對針織網材的性能，諸如平均孔隙尺寸、單位質量、厚度、撕裂強力、伸長、頂破強力、剛性和懸垂性等均有嚴格要求。針織網材較之于非織造布具有更好的彈性、擴展性能、回復性以及良好的撕裂強力，顯示出較好的組織支撐能力。圓機織物的管狀結構有較大尺寸適應性，其直徑可膨脹亦可緊縮，有利于醫用紡織品性能的發揮。目前針織網材已用于手術網、疝氣修復、整型和化妝手術網等領域。
1.2.4 其他制品
一些廠家，如美國Concordia公司，有多年的纖維加工經驗，可以根據用戶和臨床的要求，選擇如變形紗、卷曲纖維、切斷纖維、梳理纖維片等原料加工成適用的醫用制品。
2 高端醫用合成材料的用途
2.1 高性能單絲的醫療用途
2.1.1 動脈血液過濾器
動脈血液過濾器是在胸外科手術中，經過純化、氧合、恒溫的循環血液進入人體的最后一道過濾。因此說過濾器介質的選擇和最適宜的設計，有助于降低病人的出血、血凝、炎癥的發生和整個系統的供氧及pH值的控制。瑞士Sefar公司開發出用于心肺機的過濾介質，即“Medi FAB 07/40”系列。使用PET或PA單絲編織，織物結構孔隙為40um，空隙占有率25%，紗線直徑為34um?！癕edi FAB 07/40”過濾介質已在動脈血液過濾器中使用，在臨床中作為―個暫時性的替代心肺功能的裝置，以維持生命的體外循環系統。臨床結果顯示，“Medi FAB 07/40”具有良好的使用性能，主要表現在：最低的壓力降，最小的啟動灌注體積，裝置外部尺寸小型化和制造成本可以被市場接受。與現有使用中的濾材，如非織造布、膜材料和復絲織物比較，單絲織物過濾介質更具有商業化價值。
2.1.2 透析器過濾介質
醫用透析使用的泵過濾器，其作用是捕集循環系統中可能出現的顆粒狀物質。該防護性過濾器結構通常采用直徑50mm的圓盤形式的過濾介質，經硅質墊圈密封后配置于透析泵上。Sefar公司開發的新型過濾材料“Peaktex”，采用PEEK為原料，單絲直徑為38―500 um，過濾材料為雙層單絲織物，單位質量285 g/m2，厚度480um，空氣透過率2000 m3/m2?h[2]。
2.1.3 醫用可植入材料
PEEK單絲織物作為人體可植入材料，具有良好的撓性和耐磨性，特別是其生物相容性、穩定的化學結構，展現了良好的臨床效果。目前已用于人體植入臨床使用的PEEK單絲的強力在33―75 daN/mm，伸長為20%―40%，使用溫度250℃，干濕態相對強力比為100%。
2.2 UHMWPE纖維在醫用領域的使用
自2004年UHMWPE――Dyneema纖維用于醫用縫合線以來，UHMWPE在醫用領域的綜合醫療性能越來越被人們所認識。作為新一代獨具特色的醫用材料，其特性主要表現在如下幾個方面：①Dyneema Purity纖維是專門設計的、用做人體可植入的材料，纖維品質和生產工藝完全符合S010933/ISO13458的要求，并得到美國FDA認證；②單位體積的強度性能符合可植入材料制品微型化的條件；③Dyneema Purity纖維有較高的剛性，兼具十分良好的柔韌性，可在整型手術中有效地強化定位功能；④Dyneema Purity纖維的耐疲勞性和耐磨性好，具有長時間承載動態負荷的能力，適應心臟血管手術醫用器具的性能要求；⑤Dyneema Purity纖維具有生物相容性，是理想的醫用人體可植入材料[3]。
2.3 功能性熔噴非織造布在呼吸器上的使用
通過添加生物活性劑的方法，制取具有生物活性的熔噴纖維網，為呼吸器提供高效捕集微生物的過濾介質，對于人類抵御病菌源、健康防護具有重要的現實意義。波蘭Lodz大學與國家勞動保護研究所合作開發了生物活性熔噴非織造布材料。該產品使用PP為原料。生物活性劑于螺桿擠壓機的喂入區注入，熔體加熱溫度274―280℃，熱空氣溫度295℃，熱空氣消耗量9 m3/h。生物活性熔噴非織造布材料的面密度為lO一200 g/m2，單絲直徑2.43 um，其過濾吸附性能通過氣溶膠一石腦油霧測試評估，吸附性能良好[4]。
2.4 纖維基增強復合材料在醫用領域的應用
英國Invibio公司開發了兩種PEEK新產品，其一為PEEK―Optim/碳纖維增強復合材料，另一種為具有影像對比度的PEEK―Optima/碳纖維增強復合材料。兩種復合材料已用于人體植入、血管、骨骼修復等。PEEK―Optima/碳纖維復合材料具有十分良好的耐磨性能，與其他生物材料相比，其抗彎剛性更接近于人的骨骼，是整型材料的上佳選擇。同時該材料亦表現出比較優良的外部負荷的均勻分布承載性能，以及應力沖擊的弱化功能。此外，具有影像對比度的PEEK―Optima/碳纖維復合材料。由于注入射線阻隔添加劑，可以使用專門的方法，在手術后，通過觀察植入物的部位?？捎^察修復部位狀況，有效控制治愈的過程。PEEK―Optima碳纖維的復合增強系列產品可用于關節結合處、脊椎等部位的壞損修補。
結語
我國醫用紡織品生產已初具規模，但低風險性產品占絕大比例，與高端醫用紡織品研究開發非常薄弱的現狀形成了鮮明的反差。鑒于高性能醫用纖維制品涉及到原料、高聚物成形、纖維加工和醫學工程設計等諸多學科，整個生產鏈很長，要全程技術引進顯然是十分困難的?？紤]到我國有全球最大的需求群體，靠進口或合資生產，是可以緩解一下需求上的壓力，但終究不是長久之計，還是應該有―個可持續的技術進步理念。
參考文獻
生物醫學工程文獻綜述范文3
[關鍵詞] 心動過速；室上性；胺碘酮；普羅帕酮；老年；腫瘤；
[中圖分類號] r541.7+1 [文獻標識碼] a [文章編號] 1674-4721（2012）12（c）-0075-03
室上性心動過速（svt）包括房性心動過速、心房撲動、房室結折返性心動過速（avnrt）及房室折返性心動過速（avrt），是臨床上常見的心律失常類型之一，癥狀取決于心室率、潛在心臟疾病、室上速的持續時間、患者的自我感覺[1]。老年腫瘤患者因手術應激、疼痛、尿管、胃管刺激等因素影響易發生室上性心動過速，該群體大多耐受能力下降，svt發生時往往癥狀較重，常伴有血流動力學改變，有潛在致命風險，故臨床上對老年腫瘤患者svt的發作應積極治療，快速終止其發作。本研究對采用機械刺激興奮迷走神經無效后患者分別靜脈注射胺碘酮、普羅帕酮終止svt，若無效再采取兩組間藥物互相聯合，觀察用藥后的療效、安全性，現報道如下：
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2006年7月～2012年7月在本院門診或住院svt發作的老年腫瘤患者，將無法通過機械刺激終止并已排除器質性心臟病史共56例患者按就診順序隨機分為胺碘酮組和普羅帕酮組，分別進行胺碘酮、普羅帕酮靜脈注射治療，若單一用藥無效，則兩組間藥物互相聯合靜脈注射。胺碘酮組共32例，其中，男15例，女17例，年齡60～82（69±8）歲；普羅帕酮組共24例，其中，男13例，女11例，年齡63～85（70±11）歲。病例入選標準：年齡≥60歲，未長期規律口服抗心律失常藥且已確診的svt老年腫瘤患者，同時除外下列疾?。盒募∪毖?、心功能不全和室內傳導障礙者；甲狀腺功能異常；嚴重的肝腎功能不全；未控制的嚴重慢性阻塞性肺部疾?。籷t間期大于0.5 s[2]。兩組患者性別、年齡、血壓、心室率、室上性心動過速分類、原發病比較，差異無統計學意義（p > 0.05），具有可比性。
1.2 治療方法
1.3 觀察指標
2.2 心率、血壓變化 胺碘酮、普羅帕酮治療后對心率、收縮壓和舒張壓的影響
具體見表2。
2.3 不良反應
胺碘酮組竇性心動過緩2例，靜脈炎1例；普羅帕酮組竇性心動過緩1例，偶發室性期前收縮1例。兩組不良反應停藥后均可恢復，差異無統計學意義（p > 0.05）。聯合用藥后出現竇性心動過緩1例，ⅰ度房室傳導阻滯1例，低血壓狀態1例，停藥后未予處理，自行恢復。
3 討論
svt根治的方法為射頻消融術，大多數老年腫瘤患者無法接受，但該患病群體對室上性心動過速耐受性差，對機械刺激興奮迷走神經仍無法終止的患者必須選擇一種治療效果好、不良反應少的抗心律失常藥物及時終止svt。
胺碘酮是ⅲ類廣譜抗心律失常藥物，作為多通道阻滯劑，除阻滯ⅰkr、ⅰks、ⅰkur、背景鉀流（ⅰkl）外，也阻滯ⅰna、ⅰca-l，延長心肌細胞動作電位時程，延長復極時間，延長有效不應期，在目前臨床廣泛應用于各種室性及室上性心律失常，不足之處是心外副作用較多，主要是肺毒性和甲狀腺功能異常，外周靜脈給藥時易發生靜脈炎，可能與其分子中含碘有關[3，5]。本研究中胺碘酮轉變svt有效率為78.1%，治療的有效率與普羅帕酮相比差異無統計學意義。首次使用時劑量易于掌握，使用安全，尤其適合于急癥時應用。因本研究對觀察對象的入選標準，且累計用量少，觀察時間短，未出現嚴重不良反應。
普羅帕酮是ⅰc類抗心律失常藥，通過阻滯心肌細胞快na+
通道的開放，減慢心肌傳導，有效地終止鈉通道依賴的折返[6]，但與開放和失活狀態的通道親和力大，因此呈使用依賴性。本研究中其治療svt有效率為79.2%，結果顯示其對于本研究入選的正常心功能老年腫瘤患者安全有效，但對存在器質性心臟病尤其對缺血心肌敏感，易誘發致命性心律失常（心室顫動、室性心動過速）[7]。
對兩組患者單一用藥無效后，再采取兩組間互相聯合用藥治療，可進一步提高療效，總有效率達98.2%，而且并未監測到嚴重不良反應，顯示兩種藥物聯合安全有效。但本研究局限于已排除器質性心臟病患者，且治療后觀察時間短，對患者遠期療效和預后影響未知。在臨床應用中處理svt時根據患者有無器質性心臟病史、血流動力學是否穩定等有選擇地應用胺碘酮、普羅帕酮，必要時兩種藥物聯合可以安全有效地控制老年腫瘤患者室上性心動過速的發作。
[參考文獻]
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生物醫學工程文獻綜述范文4
【關鍵詞】醫學;計算機;應用研究
1.計算機在醫學臨床上的廣泛應用
1.1 計算機輔助診斷在醫學影像領域的應用
計算機輔助診斷技術是應用各種先進的醫學成像設備對疾病進行觀察并作出輔助診斷，它使臨床醫生對病人病變內部部位更直接、更清晰的觀察與分析，使得臨床醫生對疾病的確診率大大地提高。利用計算機技術產生的醫學三維圖像可直接應用于放射學、放射腫瘤學、心臟病學等科室，現代醫學關于圖像上的應用是十分廣泛的。我們看到的關于心臟的圖片都是利用先進的計算機技術來完成的。傳統心臟病診斷方法醫生根據患者病史、病狀、檢查結果，并用所學病理知識和經驗進行綜合分析得出診斷結果。隨著人工智能技術的發展，為避免人為和主觀因素，得到更為準確和客觀的心診斷結果，神經網絡技術在這方面的應用體現出醫學的發展離不開計算機技術的日新月異。醫學圖像可視化技術在重建三維圖像模型的基礎上進行定性定量分析，使人們更清楚地認識體數據中的復雜結構。在臨床診斷和醫學研究都具有十分重要的理論意義和應用價值。隨著科技的發展，醫學圖像三維可視化系統也逐漸趨于成熟。在醫學診斷、臨床治療及醫學教學和手術模擬中發揮了重要的作用。上述事實證明通過計算機輔助診斷提供優勢方案，使治療更加安全可靠。
1.2 計算機技術應用于藥物成分的測定
新藥品得研發和上市，必須通過實驗來探求藥物的毒害性和致死量，評估藥物對人類的影響。一般地評價藥物毒性以動物為準，借此確定對人類的影響。而利用計算機進行藥物的最大給藥量、固定劑量、半數致死量的測定可以有效的減少實驗的時間和費用，具有廣闊的應用前景。
1.3 計算機在遠程醫療技術的應用
遠程醫療的推廣，使距離較遠地區的專家能對疾病進行實時溝通，有助于交流思病情，對疾病的診斷，治療及預后評價都有著重要重用。
2.計算機技術對醫學臨床多個領域的促進作用
2.1 隨著計算機在醫院的普及，我們現在可以在網上進行掛號，并且我們可以預約一些專家看病。這都需要各部門快速協作來完成，所以離開計算機就不可能快速完成這些任務。醫院的各個部門的聯系及醫生信息的統計都需要計算機參與。利用計算機輔助決策系統是使得醫生和計算機工作者、科研單位、病人相結合，大大簡化了醫院行政管理的辦事流程，同時解決了部分病人看病難，住院難，提高工作效率，也使得醫院的各種資源能夠得到最大最有效的利用。
2.2 利用計算機醫學信息檢索系統可以使得醫生和科研人員在現有數據庫中通過關鍵詞等條件即可迅速查找出所需文獻資料，并對檢索效果進行評價。利用計算機技術可以方便的完成查閱醫學資料和下載書籍。通過實時視頻的電視電話會議就可以完成相互交流。
2.3 利用計算機輔助教學（CAI）可以使得學生能夠更好地利用醫學知識庫和檢索醫學文獻;教師也能夠把醫學中抽象的醫學問題以形象化、生動化的發式展現給學生。通過計算機實時溝通學習，有助于快速掌握海量醫學信息，深化醫學計算機教學改革。
3.計算機在醫學數據挖掘上的應用
3.1 醫療機構的服務要求在不斷提高，質量效率問題也越來越被重視。醫療質量的核心是數據、標準、計劃.這些都可以用不同的數據指標來衡量。通過數據挖掘技術，可以發現新的指數規律，檢驗其有效性，并提煉調整質量方案。通過數據庫中已有數據對疾病風險模型進行評估，可以找出規律，服務于臨床決策。
3.2 數據挖掘在生物醫學方面應用廣泛。人類24對染色體的基因測序已經全部完成，標志著人類基因研究已經進入新的發展階段。數據挖掘可以完成異構、分布式基因數據庫的語義集成，用關聯規則分析同時出現的基因序列，用途經分析發現在疾病不同階段的致病基因，這使人們對疾病的發病機制有了深入理解。
4.結語
計算機在現代醫學上的設備操作、圖像應用、信息管理等方面都有著不可替代的作用，醫學領域學習計算機技術意義重大。相信隨著計算機的不斷發展，會引領醫學加快腳步，邁上新的臺階。
參考文獻
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生物醫學工程文獻綜述范文5
20世紀30年代,量子力學、量子化學及高分子化學鏈理論的確立,為自然科學和工程技術的發展奠定了新的基礎。40年代在各種應用研究領域已呈現出有深遠意義的重大進展。例如半導體器件的發明,高分子材料的誕生和電子計算機的研制成功等。此后,電子技術的迅猛發展,不僅帶動了其它工程技術,而且還以其為先導相繼涌入了醫學領域,從而出現了一門融理、工、醫的新型的邊緣學科——生物醫學工程學,并推動了諸多醫用高新技術的發展。例如20世紀50年代研制出了許多人工臟器(人工肺、人工心臟瓣膜、人工血管)。1957年開展了人工心臟的研究。1959年植入式心臟起搏器應用于臨床。光導纖維的出現使纖維內窺鏡得以發展。
在醫學影像領域出現了用于動態觀察的照相機,紅外成像也開始用于臨床。1958年自動生化分析儀研制成功。1960年世界上第一臺激光器問世,不久激光也進入了生物醫學領域并被廣泛應用[1]。然而,由于技術的迅速發展及其在醫學領域取得的巨大成功,在令人倍感振奮之時,也使人們陷入了對技術盲目追求的誤區。在這種思想的影響下,一些新的醫學技術迅速而不加任何限制地廣為傳播[2,3]。而另一些人又對醫學技術持有懷疑看法。早在1816年聽診器剛剛發明不久,一些使用它的醫務人員即對其產生了懷疑和不信任。1827年一位評論家寫道:“聽診器的應用程度遠遠超過了我們對這項技術本身的了解?！?850年甚至有懷疑者將“新的診斷輔助器械描述成危險儀器”[4]。
雖然絕大多數人都肯定醫學技術給人類健康帶來的好處,然而還存在相當多的不確定因素,包括技術本身的特性,以及該技術是否應該使用,使用的程度,使用的成本效益等[5]。在技術的廣泛應用中,人們還發現由它帶來的眾多未預料到的消極影響和不良后果,尤其是新的或不成熟的技術的應用,更是如此。這些不良后果涉及醫療、經濟、社會、倫理、法律及政治等等相關領域,例如對生命安全和健康的威脅、人口性別比例的失調、生態的失衡、環境的污染、醫療費用的過度上漲、醫患關系的淡漠等等。在此歷史背景下,人們開始意識到有必要對醫學技術進行科學地控制和管理,而其基礎即是要對醫學技術及其產生的各種影響進行全面性的評估。醫學技術評估也就隨之應運而生了。技術評估(TechnologyAssessment)興起于20世紀60年代中期,是從對技術的重要作用和未知后果的評價開始的。技術評估這個術語是在1965年由美國的EmilioDaddario議員正式提出的。最初技術評估多集中在工、農業等技術領域,評估的題目有海底石油鉆探、農藥、汽車污染、核電站、超音速飛機等。1972年,美國國會頒布了技術評估法案,并據此建立了技術評估辦公室(OTA)[22]。在正式的醫學技術評估出現之前,即曾對醫學技術的安全性、有效性、成本和其它的影響開展過評估性研究。在早期的技術評估中也曾涉及到醫學技術,如對人工心臟及多階段健康篩查的評估等。
于是,在美國國家科學基金會(NSF)的要求下,美國國家研究委員會(NRC)將技術評估的概念進一步擴展到生物醫學技術領域,實施了體外受精等技術的評估。1974年,OTA提交了一份有關藥物生物平衡的報告,1976年OTA衛生計劃提交了第一份正式的衛生評估報告,這標志著醫學技術評估的誕生[7]。目前,技術創新和醫療費用問題,從正反兩方面推動了醫學技術評估的發展。首先,在最近的30年中技術創新層出不窮,生物技術、生物材料、手術技能和計算機技術的突破帶動了醫學領域的進步。據報道,每年就有50種新藥推出,新的器械、新的醫療方法和新的衛生保健的提供方式每時每刻都在增加[8]。面對這些眾多的已經廣泛使用的技術和新興的技術,醫生們、衛生系統的管理者們不知如何選擇,才能最大地滿足各方面的需求,而醫學技術評估恰恰是為這些選擇提供了科學的依據。其次,醫學技術的迅猛發展,部分地造成了衛生保健費用的過度增長。
在西方發達國家,其衛生保健費用的增長速度超過了國民生產總值(GNP)的增長速度,國家衛生總費用已超出了社會經濟所能承受的負擔。如美、法等發達國家,50、60年代國家衛生總費用占GNP的3%-5%,90年代初增長到10%-14%[6]。據有關報道,美國每年衛生保健費用增長的1/2是用于技術的引入和使用[9]。各國政府都在努力控制衛生保健費用的增長,但是與此同時人們對衛生保健的需求卻越來越高,通過對醫療技術進行評估選擇適宜的技術,可較好地解決這種矛盾[5]。正因為如此,醫學技術評估得到了普遍的認可并迅速傳播。世界各地相繼建立了國際性的醫學技術評估機構。諸如,1985年國際衛生保健技術評估協會(theInternationalSocietyofTechnologyAs-sessmentinHealthCare,ISTAHC)正式成立,截止1998年,已有來自40多個國家的1200個成員單位[23]。1993年又建立了國際衛生技術評估機構網絡(theInter-nationalNetworkofAgenciesforHealthTechnologyAssessment,INAHTA),目前有35個成員機構[11],而且還相繼建立了其它的國際組織,包括衛生技術評估加拿大協調辦公室(theCanadianCoordi-natingOfficeforHealthTechnologyAs-sessment,CCOHTA),該組織包含10個國家的技術評估辦事處,還有為加強歐洲各國醫學技術評估的交流與合作,建立的歐洲評估計劃(EUR-AssessProject)[12]。在我國醫學技術評估起步較晚。80年代引入技術評估的概念,90年代醫學技術評估才日益受到人們的關注。
1992年4月和9月,衛生部先后在上海、杭州召開了“全國醫藥科技成果推廣研討會”和“醫學技術評估高級研討會”[6]。1994年1月,在上海醫科大學(現復旦大學醫學院)成立了全國第一家醫學技術評估中心,并同時出版了首期《醫學技術評估》內部?？?。目前我國共有4家相關的醫學技術評估機構,即醫學技術評估中心(復旦大學醫學院),生物工程技術評估中心(浙江大學),醫學倫理學研究中心(北京醫科大學)和中國循證醫學中心(華西醫科大學)[10]。
2醫學技術評估的定義
醫學技術(國外又稱衛生技術,HealthTechnology),是指應用于衛生保健領域和醫療服務系統的特定知識體系,包括用于疾病的預防、篩查、診斷、治療和康復的藥物、器械設備、醫療方案、手術方法、后勤支持系統和行政管理組織[10]。這里的醫學技術是廣義的,它不僅涉及到所有衛生專職人員應用的全部方法,還包括那些使衛生保健服務提供更加有效的后勤支持系統和行政管理組織。技術的用途也不限于診斷和治療領域,在疾病的預防、篩查和康復中使用的技術也在其內。醫學技術評估有多種定義,隨著這個學科的不斷發展,其定義也在逐步完善。1981年,美國國家醫學技術中心將醫學技術評估定義為“對醫學技術的安全性、有效性、成本、成本-效益、倫理和法律方面的影響進行細致的評估,評估既包括對技術本身的評估也包含與其它競爭性技術的比較”[13]。1994年,英國國家衛生署(NationalHealthService,NHS)的衛生處進一步擴展了醫學技術的內涵,定義為“醫學技術評估是用來描述對各種衛生專職人員所應用的全部方法,包括促進健康的,預防、治療疾病的,以及促進康復的和長期保健所涉及的方法的成本、效益和其它廣泛影響的評估”。
同年,美國國會的技術評估辦公室又提出另外一種定義,主要強調了技術評估的目的,即“醫學技術評估是對一種醫學技術、一組相關技術或與技術相關問題的結構化分析,為政策制定提供所需的決策依據”。目前,國際上最通用的定義為:醫學技術評估是一個涉及多種學科的決策分析領域,它評估醫學技術在開發、傳播和應用過程中所產生的醫療、社會、倫理和經濟影響[11]。醫學技術評估定義的不斷完善,恰恰反映了這一新興學科尚在發展中。
3醫學技術評估的目的
從上述定義可以看出HTA是一個決策分析領域,它通過多種途徑輔助決策。
3.1為協調機構就藥物、治療方案或手術方法及其它技術能否進入市場,提供決策提據。例如為FDA提供藥品和設備批準進入市場的證據。
3.2幫助醫學技術的提供者和支付者,決定納入衛生福利政策的醫學技術,并確定合理的費用報銷制度。
3.3協助臨床醫務工作者、醫學技術提供者和消費者,做出衛生保健設施合理選擇的決策。
3.4為醫院、衛生保健網絡和機構的管理人員,獲得和管理醫學技術提供幫助。
3.5協助政府衛生部門的官員,制訂公共衛生計劃。
3.6支持衛生保健產品生產者,進行產品的開發和市場營銷。
3.7制定醫學技術生產、使用、維護和再利用等方面的標準。
3.8為政府官員制定醫學技術創新、研究、開發、調控、支付和推廣等方面的政策提供依據[7,10]。
總之,醫學技術評估可為不同層次的決策者提供所需的信息,例如為單位、地區、國家甚至國際間提供決策依據。通過為各種決策提供信息,達到的最終目的是影響醫學技術的研究、開發、推廣和應用,協助醫學技術的選擇,提高衛生保健系統的效率,使有限的衛生資源得到合理的配置,達到在最佳成本效益比的情況下提高衛生保健質量的目的。目前,循證醫學發展十分迅猛,實際上循證醫學也可視為是醫學技術評估在臨床領域的應用。
4醫學技術評估的內容及類型
4.1醫學技術評估的內容技術特性;臨床安全性;有效性(效能、效果和生存質量);經濟學特性(成本-效果、成本-效益、成本-效用和宏觀經濟學效應);社會適應性(社會、法律、倫理、政治方面的影響)[7,10]。
4.2醫學技術評估的類型
4.2.1按照評估的內容范圍可分為:全面評估和部分評估。前者是指一項技術按以上各方面均進行評估;后者是指對技術的一個或幾個方面進行評估。最常做的醫學技術評估是部分評估。醫學技術評估現狀的調查發現,全世界的HTA組織均進行技術的安全性、效能、效果和成本的評估,最多的是對技術效果、效能,其次是成本、安全性的評估。
4.2.2按所評估技術的物理特性可分為:對藥品,對醫療器械和設備,對醫療方案和手術方法,對支持系統,以及對行政管理機構的評估。調查發現在美國89%HTA組織評估器械和設備,85%評估醫療方案,74%評估藥物。
4.2.3根據所評估技術的用途可將評估分為:治療性技術的評估、診斷性技術的評估、預防性技術的評估、康復性技術的評估和公共衛生技術的評估。調查顯示,全球89%HTA組織進行治療性技術的評估,84%評估診斷性技術,63%評估預防性技術,53%評估康復性技術,27%評估公共衛生技術[9,10]。
4.2.4按照所評估技術的不同階段來分類:新型技術的評估,已普遍接受的或標準醫療技術的評估,陳舊技術的評估。全世界93%的HTA組織評估新型技術,83%的組織評價已普遍接受的或標準醫療技術,僅有44%評估陳舊技術[9,10]。
4.3衡量健康結局的指標
要對一種技術的安全性、效能、效果等進行評估,首先要對這項技術所產生的患者健康結局進行研究,通過綜合患者健康結局的改變來得出對技術的安全性、效能和效果等方面的評價。健康結局的衡量指標存在一個發展的過程。首先應用的是患病率和死亡率,是傳統的結局衡量指標。之后,應用健康相關的生存質量指標(Health-RelatedQualityofLifeMea-sures,HRQL),其特點是反映了技術對患者及其他相關人群的多方面影響,常用于••慢性病治療性技術的評估。最后出現了生存質量調節年(Quality-AdjustedLifeYears,QALY),它是一種結合了所獲得(失去)的生存時間和生存質量的健康結局單位,其特點是可直接進行技術之間的成本-效益比較。以上是評價除診斷性技術以外的技術的健康結局衡量指標。診斷技術的評價更加復雜,原因是診斷性技術與患者的健康結局之間是間接關系,無法直接應用現有的健康結局指標來衡量診斷性技術的效果,其衡量指標包括技術能力、診斷準確性、對最終診斷的影響、對治療的影響、成本-效益等[7]。健康結局的衡量指標還在不斷發展,這也代表了技術評估的發展。衡量指標越全面,越能更好地對多種競爭性技術進行比較,從而挑選出最為適宜的技術。
5醫學技術評估的步驟醫學技術評估的基本步驟包括:
5.1確定評估的題目
5.1.1確定備選題目
備選題目的確定在較大程度上是由機構的任務或目的決定的。不過也有機構通過對機構成員進行調查來獲取題目,還有的公司或組織通過對各種技術信息資源(新藥和新設備數據庫、醫學/技術期刊以及其它出版物)的廣泛查找確定備選題目。
5.1.2設定評估優先級這一步是對評估的備選題目進行挑選的過程,以定出最終評估題目。在設定優先級時需要遵循一定的原則,要對技術及其針對的健康問題、項目本身的一些限制因素進行全面的考慮。最常用的是定性的方法,目前也有應用定量的方法來確定優先級的。
5.2明確評估問題
明確要評估的問題是技術評估過程中十分重要的一步,它對以后的一系列步驟都有影響。開展一項評估要清楚地理解評估的目的和評估服務的對象,這需要評估小組不斷地論證、討論和澄清。明確評估問題要對所評估的健康問題、技術、評估所涉及的患者人群、醫務工作者和衛生保健環境和評估內容進行說明。
5.3確定評估的機構
這一步主要是決定評估項目實施的機構。有3種情況:第1種完全由發起評估的機構本身來實施,這主要見于大型醫院、主要的保險公司等。第2種情況是完全依賴專業醫學技術評估機構,可免費或交納一定費用獲得評估結果。第3種情況是本身實施一部分,從其它專業機構購買另外一部分的評估結果。在決策時,要考慮所評估的問題、可支配的資金、可獲得的專家資源、時間的限制以及其它因素,權衡本身實施和購買的比例。
5.4搜集可獲得的證據
證據的收集是進行醫學技術評估的重大挑戰之一。證據包括涉及特殊評估問題的數據、文獻和其它信息。文獻的檢索和相關信息的搜集,是一項成功的醫學技術評估所不可或缺的。對HTA有價值的信息資源種類繁多,包括期刊數據庫、臨床和管理數據的數據庫、印刷版的索引和目錄、政府報告和專題研究、專業目錄/登記報告、公司報告和信息、研究/綜述/Meta分析的參考文獻、有關的國際互聯網網站以及同事和其他專家。要做到對一項技術的客觀評價就必須獲得廣泛全面的資料,而許多有價值的信息不能從經典的信息資源中獲得,我們稱其為灰色文獻。有關文章介紹,灰色文獻可以通過查找行業和政府專題研究、專業機構報告和指南、市場研究報告、政策研究機構研究報告、專業委員會的即時出版物、會議記錄等等來獲取。在利用灰色文獻時,一定要仔細地閱讀、篩選,注意其權威性和準確性。資料證據收集的越全面,就越能避免出現片面性,這樣評估的結果才能越客觀、越全面、越有價值。
5.5新的原始數據的獲取
通常情況下,收集的現存的各種信息可能對于評價一項技術還不夠充分,需要一些新的數據來補充不足的證據,這時就需要進行新的原始數據的收集。但是目前大多數的HTA并不涉及原始數據的收集。新的原始數據可通過臨床試驗、流行病研究等方法獲取。通過在評估中將新的原始數據和搜集的現有的證據結合,來更全面、有效地評價醫學技術。
5.6證據解析
從不同質量、類型各異的科學證據中演繹出實質性的結論,這對于任何的HTA都是一種挑戰。評估人員需要一種系統的方法,來慎重地評價每一條搜集到的證據的質量?？傮w上說,證據的解析需要3步。
5.6.1研究分類
原始數據的收集方法種類繁多,但是用不同方法收集的證據其價值也不同,例如前瞻性研究優于回顧性研究,對照性研究優于非對照性研究等。根據研究的基本類型和特征,將所收集的原始資料整理成一個表明證據的表格,表格的項目涉及研究的設計(是否隨機、是否是盲法、有無對照等)、患者健康結局衡量指標(患病率、死亡率、健康相關生存質量等)和推論的統計學指標(P值、可信區間等)。評估者通過它可以了解所搜集的不同研究的類型分布。
5.6.2證據評分
對證據的評分已經成為目前HTA的標準步驟之一了,但是不同的專業評估機構所用的證據評分體系不同。例如,美國的AHCPR認為對設計較好的隨機對照試驗的Meta分析中獲取的證據最可信,證據的可信度最低的是病例報告和臨床實例。評估成員可通過這些層次來對不同的研究分類,且對所得的證據進行分級。例如,AHCRP規定存在從Meta分析中得出的數據,定為一級(最強);而缺乏證據和只有病例報告、臨床實例匯報的數據,定為四級(最弱)。通過對證據的評分可以使評估成員對證據有一個整體的認識。
5.6.3選擇證據
在證據評分之后,評估成員可以選擇證據來應用于評估。在證據的選擇上評估專家們尚未達成一致,有的專家認為除隨機試驗以外的證據都不可取,有些專家卻認為那些可靠性較差的試驗可以使用,可以通過給不同的權重來體現證據的級別。
5.7綜合證據
由于證據收集的研究類型各異,而且每項研究的目的不同,所以就要求評估人員綜合有價值的信息。綜合證據的方法有:非定量的文獻評述、Meta分析及其它定量的文獻分析方法、決策分析、小組決策或專家咨詢(consensusdevelopment)。傳統定性的文獻評述存在許多片面性,目前評估人員更加青睞應用結構化強、定量的、經充分證實的方法。
5.8形成結論和建議
結論是評估的結果,建議是在評估以后得出的意見、觀點。建議比結論的操作性更強,它可直接用于臨床和政策制定。由于證據的價值不同,結論的可靠性也就有相應的差異存在。目前,評估的用戶對于明確結論強弱有確切的要求,所以評估人員可以利用以前對證據的評分來確定結論的強弱。結論的強弱也分為一定的層次,但是它是雙向的,支持的結論由強到弱,反對的結論由弱到強。
5.9傳播結論和建議
評估的目的是為決策服務的,如何將評估的結論和建議傳播給需要的各種決策者,對于HTA的成功也是至關重要的。傳播的計劃主要涉及3個層面:目標人群、采用的中介和實施的策略。例如,AHCRP采用小冊子向患者傳播評估結論,用快速的參考指南、臨床相關手冊的形式向醫生宣傳結論,通過全面的報告傳播結論給研究者和政策分析者。據1995年調查,全球95%的HTA組織通過在公開出版的雜志上發表文獻傳播結果,美國還通過研究所和計算機網絡系統如In-ternet傳播[9,10]。
5.10監督HTA的影響
HTA的影響存在許多不確定性,正像它評估的技術一樣,技術評估也會產生預期的影響和未預料的結果。它受許多因素制約,包括評估的目標組織及該組織的法律性、契約性或行政性的義務,環境因素,評估結論、建議本身,評估結果的傳播等。例如,AHCPR進行的絕大多數HTA,其結果直接應用于HCFA的衛生保險覆蓋的決策。而有些設計良好或有權威性的隨機臨床試驗的結論和建議卻沒有被采納[7]。以上介紹了HTA的10項基本步驟,但是這并不意味著每一次HTA都要進行所有步驟,它們可以實施其中的部分內容,且進行的順序也無嚴格的要求,美國和中國都有一些評估實例可以證明這一點。[18,23]
6醫學技術評估的方法
HTA方法可根據評估的內容來分類:
6.1功效與安全性的常用評估方法有,臨床前期評價法、非正規的臨床評價法、流行病學與統計學評價法、臨床對照試驗法與正規綜合法等。
6.2生存質量的評估方法有,心理測試的健康指標測量和健康效用評價的方法。
6.3經濟學評價方法有:成本分析、最小成本分析、成本效果分析(cost-benefitanalysis)、成本效用分析(cost-utilityanalysis)、成本效益分析(cost-effective-nessanalysis)、敏感性分析。
6.4社會適應性的評價方法有,無結構、半結構和全結構訪問法、小組訪談法以及觀察法等[14]。目前,評估的方法學是一個重要的研究領域。原因是評估的用戶要求基于證據的評價、所得的結論要盡量減少片面性、要求盡量使用正規的定性和定量方法。同時還要求盡量縮短評估的時間、提高評估自身的成本效益,這些要求對評估研究者提出了新的挑戰。最近,由于技術評估國際化的發展,各國需要交流評估經驗和結果。在這種背景下,由EUR-ASSESS的方法學項目分組(ProjectSubgrouponmethodology),于1997年提出要建立一種為產生透明的、有力和有效的HTA所需的各種邏輯方法的經典結構。INAH-TA在2000年提出要統一和規范評估方法的議題?？梢妵H上的組織機構正在積極進行這方面的嘗試[11]。
7醫學技術評估的實施
7.1實施機構
醫學技術評估的實施或發起機構種類很多,包括:調控機構,政府和私人支付機構,衛生職業組織,標準制定機構,醫院、管理保健組織和其它衛生保健提供者,患者和消費者組織,政府政策研究機構,私人評估/政策研究結構,學術中心,生物醫學研究機構,衛生產品公司,風險投資商和其它投資者。這些機構所進行的評估的目的、內容、方法各不相同。政府的政策研究機構進行的評價,是與國家層次上的技術政策的制定息息相關的;而衛生產品公司的評估可能是為公司的產品營銷、公司的經濟利益而進行的。
7.2實施所需的人力資源
在定義別強調醫學技術評估是一個涉及多種學科的政策分析領域,而且在評估中使用的方法也涉及許多學科,所以就需要各種類型的專家來共同合作實施HTA。所需的專家有:包括放射、化驗等在內的臨床各科醫生,醫院、衛生組織的管理者,生物醫學和臨床工程師,藥理學專家,患者,流行病學家,生物統計學家,經濟學家,律師,社會學家,倫理學家,決策科學專家,計算機專家/程序號,圖書/信息專業人員。對于一項確定的HTA,專家的選擇要考慮到評估的目的、所評估的內容、可利用的資源等因素。
7.3實施的時機
實施HTA的時機很難把握,對于一項新技術越早發現它的不利影響,越早控制其傳播和誤用是評估人員所希望的,但是由于技術本身在發展、臨床使用者的技術使用熟練程度在改變,使技術使用早期的評估結論可能產生偏差或錯誤。要避免這一點,就要對技術進行多次的HTA,不能只靠進行一次的HTA就蓋棺定論[7]。
8醫學技術評估的意義
HTA開展以來,是否促進了醫學技術的合理使用和衛生資源的合理分配呢?答案是肯定的。在臨床方面,1995年加拿大魁北克的醫學技術評估委員會就21份HTA報告對衛生政策和醫療費用的影響進行了調查。結果表明,除3份報告外,其它的均產生了巨大的影響。1990年建議使用高滲造影劑來替代低滲造影劑,使醫療費用明顯降低,凈節約近1200萬美元。對心導管再利用的建議節約醫療費用約600萬美元,而取消術前常規胸片則節約了700萬美元,并且,有關高檔技術如器官移植、MRI等的HTA報告,對制定衛生政策和臨床指南,以及合理配置資源均產生了顯著的影響[16]。哈佛大學公共衛生學院分析了4種醫療方案,10年中:內皮細胞顯影檢查節約為1.3億美元,精神分裂癥的隔離節約為2.46億美元,癌癥病人的熱療節約為2.72億美元,近視眼的角膜手術節約為4.77億美元。加州大學洛杉磯分校公共衛生學院對另外3種治療方法進行的評估表明,10年節省為:家用氧氣600-2000萬美元,心臟起搏器的電化監測為0.87-0.97億美元,風濕性關節炎的血漿提取療法為100-150億美元[6]。而且,有些HTA本身就可以產生直接的臨床作用,即通過參與評估所進行的臨床試驗,直接使患者受益[17]。例如某些癌癥和艾滋病患者,通過參與HTA的臨床試驗嘗試先進的治療方法,即可能會直接受益。在預防醫學領域,HTA也起著明顯的作用。例如加拿大一項有關乳腺癌普查的HTA結果顯示,對于50-70歲的婦女進行普查其成本-效果最佳,這使政府改變了過去對所有育齡婦女進行普查的政策,節約了相當的衛生保健經費,優化了衛生保健系統[10]。1978年美國對肺炎球菌疫苗的成本-效果評價,發現成本-效果比最佳的是65歲以上的老年人。國會據此修改了老年保健法,規定從1981年開始給老年人接種肺炎球菌疫苗。1988年OTA發表關于在老年人口中進行青光眼篩查的報告。報告中指出,這種篩查成本高,效益不確定。分析結果表明,識別和證實1例青光眼患者的成本在2000-1600美元。通過對技術評估結果的應用,減少一些沒有效果的或不必要的醫學技術的支出。據報道,美國國家衛生保健技術中心對老人保健項目覆蓋政策的咨詢工作,使項目開支每年節省幾億美元[6]。總之,在選擇適宜衛生技術、合理利用衛生資源和優化資源配置上醫學技術評估做出了相當大的貢獻。
9醫學技術評估的障礙
雖然總的趨勢是鼓勵廣泛開展HTA,但是仍然有一些因素和情況不利于HTA,其中包括:
1)技術方面:存在對技術的盲目崇拜,尤其在美國一些人認為“技術是迫切的”,只要是新的就是好的,不管技術是否有效。還有一些技術權威人士在沒有可信的證據情況下控制技術的使用。更有些人認為,技術評估的目的是阻止技術的創新和傳播[7]。
2)醫學方面:醫生對于醫學實踐的慣性,他們習慣了長期形成的實踐常規,其醫學知識也已過時,且接受科學咨詢的機會甚少,同時也缺乏對臨床知識的批判態度,故產生了他們對舊的作法的慣性,這對于HTA結論的傳播和利用是一種障礙[7]。再者,一些醫生希望自己有選擇技術的自由,不希望HTA來干涉他們的自由[19]。
3)商業方面:一些生物醫學領域的企業認為,HTA限制了他們的醫學創新獲得最大經濟利益的自由。他們一般通過法律程序來限制HTA。1997年加拿大的BMS(BristolMyers-SquibbCanadaInc.)藥品公司CCOHTA來阻止其對該公司藥品的技術評估報告的發表。類似的事情也發生在美國的Merck公司。目前國際的經濟條例也對HTA是一種威脅,在經濟條例中給予商業機構過多的權利。1998年WHO表示要關注與貿易相關的知識產權協定(theAgreementonTrade-RelatedAspectsofIntellectualPropertyRights,TRIPs)的有關問題。這些由商業目的引發的法律威脅,對HTA造成了嚴重的影響,包括評估人員在評估中將會過多考慮技術以外的社會因素,研究者、研究機構、出版商和基金組織不愿進行可能引起法律糾紛的評估等不利影響[20]。
4)資金方面:HTA的資金不足。一些醫學研究人員不愿意將資金從基礎研究轉向HTA,還有一方面HTA要花費一定的經費用于應付技術生產商的[19,20]?？傊?HTA的發展過程中確實存在一些困難和障礙,并且這些困難正在擴大且還會出現新的障礙,HTA能否在未來順利地發展,將需要政府給予更多的關注和支持。
10醫學技術評估的展望
生物醫學工程文獻綜述范文6
【關鍵詞】引導骨再生膜術； 骨形態發生蛋白； 組織工程骨
【中圖分類號】R274.1【文獻標識碼】A【文章編號】1004-4949（2012）09-0175-02
隨著組織工程和基因工程的發展，GBR、BMP及復合BMP的組織工程骨在臨床醫學中的應用越來越廣泛?，F就其在口腔科的應用和發展現狀作一綜述。
1引導骨再生膜技術在口腔科的應用
引導骨再生膜技術（guided bone regeneration，GBR）是繼引導組織再生技術（guided tissue regeneration，GTR technique）的發展和推廣。它是采用生物材料制成的生物膜在牙齦軟組織與骨缺損之間人為地豎起一道生物膜屏障，阻止軟組織中成纖維細胞及上皮細胞長入骨缺損區，確保成骨過程在無成纖維細胞干擾的前提下逐漸完成，最后實現缺損區完全的骨修復［1］。隨著生物材料的不斷更新，該技術已經越來越完善和成熟，已被廣泛應用于口腔科。
引導組織再生技術最早應用在牙周病學中，其后推廣到口腔種植外科、口腔修復及口腔頜面外科中。在口腔種植外科中被應用于種植體周圍骨量不足的治療中，為種植體周圍骨組織提供足夠的、穩定的生長空間，起一定的骨引導的作用。在口腔頜面外科中已被應用于牙槽嵴裂的整復、外傷后造成的牙槽骨缺損的修復以及頜骨囊腫的治療中。其與復合組織工程骨的聯合應用，有望在不久的將來用于修復大段頜骨的缺損［2］。
1.1 常用材料：在GBR中，其膜材料常分為可降解和不降解兩種，不可降解材料中常見的有膨體聚四氟乙烯，該材料柔韌性好，易于操作且生物相容性好，此外不可吸收性膜材料還有微孔濾膜、生物性硅酮膜等。但不可吸收性膜由于在人體內不能降解吸收，需二次手術取出，增加了患者的痛苦、醫療費用，而且二次手術容易造成對術區周圍組織的損傷，缺點甚多。其逐漸被可降解的生物膜所取代。由此，可降解吸收材料逐漸成為了研究熱點。究其在人體中的作用過程，其應滿足的條件有：1、有選擇性的引導組織生長；2、有良好的生物相容性；3、易于操作；4、降解與引導組織再生在時間上要協調。在現階段常用的材料有：1、天然高分子材料：膠原膜、凍干異體骨膜、聚羥基丁酸酯；2、合成聚合物材料：聚乳酸、聚羥基乙酸和GA/LA［3］。
1.2復合膜材料： 以往的膜材料起的主要是機械隔離的作用，隨著生物技術的發展，人們在膜材料改進的同時，使其與生長因子、誘導劑等相結合，改善其理化性以及提高其生物相容性，使其具有傳到、誘導的能力［4，5］。如與骨形態發生蛋白與生物膜復合后引導缺損骨組織再生。
2骨形態發生蛋白以及復合組織工程骨在口腔科的應用
2.1骨形態發生蛋白： 骨形態發生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）是多功能生長因子，是一組具有類似結構的高度保守的功能蛋白，能夠在體內誘導骨和腱樣組織形成的因子，并在肢體生長，軟骨內骨化，骨折早期及肌腱修復時表達，對骨骼的發育和再生修復以及肌腱的再生修復起重要作用［6］。在口腔科其被應用于口腔種植外科、口腔頜面外科骨的缺損誘導修復，牙槽嵴裂以及腭裂的修復中。其次，隨著對其應用的不斷深入研究，有望在對頜面部神經的修復中起重要作用［6］。
2.1.1骨形態發生蛋白7：在至今被發現的20多種BMP家族成員中，骨形態發生蛋白7已有研究階段轉入臨床應用階段［7］?，F對骨形態發生蛋白7作一重點介紹：骨形態發生蛋白7（BMP-7）又稱為成骨蛋白1（osteogenic pro-tein，OP-1）。其已應用于牙槽骨缺損、牙槽嵴裂以及腭裂的修復中。在牙周病的手術治療中，應用膜引導組織再生技術，依靠膜的屏障作用及牙周膜細胞成骨能力完成牙槽骨缺損的修復，而BMP-7的應用是對修復的牙槽骨起主動的誘導分化成骨的作用。其次，也用于誘導腭裂區骨的形成以及種植體周圍骨組織的形成。另外，在用牽引成骨技術治療先天性或后天性頜骨畸形、下頜骨的缺損修復以及正頜外科中BMP-7都有廣泛的應用空間［8，9，10］。其具體優點體現在：其能加速骨痂的成熟、加速骨的礦化前過程，且有關實驗表明：其復合骨髓后能明顯增強成骨作用，且能代替自體骨的移植。據有關報道：在牙髓組織中檢測到BMP-7，其在動物實驗中蓋髓及誘導牙本質形成能力已被成功證明。
2.1.2骨形態發生蛋白相關載體： 骨形態發生蛋白具有誘導成骨的優點，但要使其充分發揮其優點，必須要與載體復合才能發揮作用。因為其單獨在體內使用會很快被稀釋及降解。究其載體應具有如下特點：1、組織相容性好，與機體排異反應??；2、可降解或吸收，對人體無害；3、載體的吸收或降解速度也應與BMP的誘導成骨作用相協調，不能降解或吸收較快或較慢。目前應用的載體有：膠原、羥基磷灰石、脫鈣骨基質顆粒、α-聚酯。但各自都存在有缺陷，比如膠原無強度，不利于塑形，而且異種膠原可引起排異反應；羥基磷灰石孔徑大小及脫鈣骨基質顆粒制備工藝影響到其活性發揮的問題等［11，12，13］。
2.2骨組織工程： 組織工程學的創立和發展為BMP載體材料的研究、更新及發展提供了堅實的基礎，為誘導成骨及骨的修復開辟了新的研究空間。骨組織工程其材料包括三部分：1、種子細胞，即有成骨潛能的細胞，如：骨膜、骨髓等來源細胞；2、骨誘導因子，如BMP、多肽生長因子等；3、基質支架，一類為人工合成材料，如聚乙醇胺、聚乳酸、鈣磷陶瓷等；另一類為天然生物材料，如膠原、珊瑚骨纖維蛋白透明質酸鈉等。復合組織工程骨可用于修復牙槽嵴裂、腭裂、頜骨缺損、種植體周圍骨缺損以及牙周病造成的牙槽骨缺損；口腔修復科可用于牙槽嵴的增高等［14，15，16］。隨著生物技術、組織工程以及基因工程的發展，支架材料與BMP及骨髓基質干細胞的復合以及尋找新的可降解、吸收支架材料成為今后的研究熱點。
3GBR與復合組織工程骨的聯合應用
單純的GBR技術難以保證骨缺損區域有穩定的、足夠的成骨空間，影響到骨外形的恢復。另外，由于單純的只起到屏障隔離的作用，不能縮短骨的愈合時間以及加速骨的形成和誘導成骨，而與BMP復合的組織工程骨可以成功的解決這些問題。膜的存在避免了周圍組織長入骨缺損區，為骨缺損區的修復提供了穩定的環境；同時，膜的封閉作用也保證了一定骨缺損修復區域內組織工程骨內BMP的濃度，減緩甚至阻隔了其向周圍組織中的擴散，加速了其誘導成骨的作用；同時，復合BMP的組織工程骨，其具有誘導成骨的作用；同時，因為其有基質支架，使其同時具有骨誘導和骨傳導的作用［17，18，19］。即能誘導骨組織生長。另外，又因為支架材料的作用使植入膜及骨材料的區域不易塌陷，有利于新生骨的爬行、替代，起到骨傳導的作用［20］。
4總結與展望
GBR技術與復合BMP的組織工程骨在口腔科的聯合應用，能彌補各自存在的技術缺點，有利于其在臨床治療中的廣泛開展。但在現階段所擁有的已應用到臨床中的膜和復合BMP的組織工程骨的降解速度以及支架材料的強度能否與骨再生的速度完全適應，還需長期的臨床觀察。另外，能否人工合成更理想的支架材料以及能否開發出誘導效果更好的外源性生長因子一直是研究的熱點。隨著其生物技術的發展，相信骨組織工程、基因技術會給口腔科的治療帶來革命性的變革。
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