再生医学
再生医学的概念与范畴
有位专家认为，再生医学是通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理，寻找有效的生物治疗方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官，以改善或恢复损伤组织和器官的功能的科学。他提出移植干细胞可优势分布于损伤局部，但数量有限（<3%），将基因克隆到腺病毒表达载体能加强定向，转染干细胞使之增加基因表达，增强了促愈合作用。同时还发现了3个来源于大鼠、5个来源于人的真皮干细胞克隆、体外长期连续培养过程中全部发生恶性转化。不同干细胞克隆转化时间从5 0代至80代不等，建议在临床实际应用中不要用培养很多代的干细胞。
有的专家指出，再生医学是指利用生物学及工程学的理论方法创造丢失或功能损害的组织和器官，使其具备正常组织和器官的机构和功能。卢世璧院士还介绍了软骨组织工程方面的进展。
还有专家认为，再生医学的概念应有广义和狭义之分。广义上讲，再生医学可以认为是一门研究如何促进创伤与组织器官缺损生理性修复以及如何进行组织器官再生与功能重建的新兴学科，可以理解为通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理，寻找有效的生物治疗方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能。狭义上讲是指利用生命科学、材料科学、计算机科学和工程学等学科的原理与方法，研究和开发用于替代、修复、改善或再生人体各种组织器官的定义和信息技术，其技术和产品可用于因疾病、创伤、衰老或遗传因素所造成的组织器官缺损或功能障碍的再生治疗。
英国《再生医学》杂志1月刊登了一份由加拿大麦克劳克林—罗特曼全球卫生中心完成的关于中国再生医学研究现状的报告。该报告认为，进入21世纪以来，中国再生医学领域的研究迅速发展，在国际学术期刊上发表的相关论文数量位居世界第五，一些研究成果处于世界领先地位。
所谓再生医学，是指利用生物学及工程学的理论方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官，以修复、再生和替代受损的组织和器官的医学技术。这一技术领域涵盖了干细胞技术、组织工程和基因工程等多项现代生物工程技术，力图从各个层面寻求组织和器官再生修复和功能重建的可能性。
“再生医学”这一名词的提出还不到20年时间。这是在生命科学、材料科学、工程学、计算机技术等多学科的飞速发展和日益交融的基础上发展起来的一门新兴学科，是人类医学发展的一次飞跃。再生医学的发展同时也带动了上述各学科向应用领域的发展以及交叉合作。
干细胞具有再生各种组织器官的潜在功能，干细胞技术因而成为再生医学的基础。干细胞是一群尚未完全分化的细胞，它就像是万能细胞，在特定条件下可以向各种组织细胞分化，在生命体的胚胎发育、组织更新和修复过程中扮演着关键的角色。1968年，美国明尼苏达大学医学中心首次采用骨髓造血干细胞移植，成功治疗了一例先天性联合免疫缺陷病。干细胞移植技术现已用于多种疾病的临床治疗和相关基础研究，几乎涉及人体所有的组织和器官。
组织工程是指采用各种种子细胞和生物材料在体外进行组织构建，再造各种人工组织或器官，它涉及生命科学、材料学和工程学等多个领域。目前，多种生物材料已经成功应用于人工骨和关节、人工晶体、医用导管、人工心脏瓣膜以及血管支架，人造肺、心脏、肝、肾和角膜等各种人工器官也在大力研究开发。
基因工程技术是再生医学中必不可少的手段。对干细胞甚至已经分化的体细胞进行基因重新编程，可以用于治疗各种基因缺陷造成的遗传性疾病或恶性肿瘤。人工器官中的种子细胞往往也需要通过基因重新构建向特定方向分化。结合基因打靶技术以及干细胞克隆技术可以改变异种组织和器官的表型，使得异种移植有望成为可能。
再生医学的核心和终极目标是修复或再生各种组织和器官，解决因疾病、创伤、衰老或遗传因素造成的组织器官缺损和功能障碍。可以想象，如果将来人类有能力对任何细胞都进行编程和干细胞诱导分化，生产制造出任何一种人工器官，那么，绝大多数疾病就能治愈，人类可实现延长寿命之梦。
再生医学淘“金”乐园
历史悠久方兴未艾
再生医学有着十分悠久的历史，原先指体内组织再生的理论、技术和外科操作。随着组织工程学的出现，使得再生医学进入了一个新时代。第一位提出“组织工程学”术语的是美籍华裔科学家冯元桢教授。组织工程学的基本原理是，从机体获取少量活组织的功能细胞，与可降解或吸收的三维支架材料按一定比例混合，植入人体内病损部位，最后形成所需要的组织混器官，以达到创伤修复和功能重建的目的。组织工程被认为是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上又一新的里程碑，组织工程学的出现，将外科学带入了再生医学的新阶段。
再生医学从广义上讲，可以被认为是一门研究如何促进创伤与组织器官缺损生理性修复以及如何进行组织器官再生与功能重建的新兴学科，可以理解为通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理，寻找有效的生物治疗方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能。狭义上讲则是指利用生命科学、材料科学、计算机科学和工程学等学科的原理与方法，研究和开发用于替代、修复、改善或再生人体各种组织器官的定义和信息技术，其技术和产品可用于因疾病、创伤、衰老或遗传因素所造成的组织器官缺损或功能障碍的再生治疗。
目前在一般情况下，组织工程和再生医学没有严格区分，再生医学的内涵随着研究的深入正在不断扩大，包括组织工程、细胞和细胞因子治疗、基因治疗、微生态治疗等，国际再生医学基金会（IFRM）已经明确把组织工程定为再生医学的分支学科。
20世纪90年代以来，随着细胞生物学、分子生物学、免疫学以及遗传学等基础学科的迅猛发展以及干细胞和组织工程技术在现代医学基础和临床的应用，使得现代再生医学已初步显示出良好的发展前景。在国际上，再生医学已经成为当今生物学和医学关注的焦点和研究的热点，一批新理论、新技术、新方法相继问世，极大地拓展了人类对生命现象本质的认识。
重塑生命奇迹
全世界大约有上千万人遭受各种形式的创伤，有数百万人因疾病康复过程重要器官发生纤维化而导致功能丧失，有数十万人迫切希望进行各种器官移植。但令人遗憾的是，机体损伤和疾病康复过程中受损组织和器官的修复与重建，仍然是生物学和临床医学面临的重大难题，借助于现代科学技术的发展，如何使受损的组织器官获得完全再生或在体外复制出所需要的组织或器官，从而赋予生命新的希望。
再生医学技术不仅被广泛应用于皮肤烧伤、慢性溃疡的救治,而且已被更广泛地应用于普通外科、骨科、创伤外科、手外科、眼科、皮肤科等多学科、多领域。:再生医学技术能实现人体多组织器官，如皮肤、黏膜、神经、肌肉、肌腱等的原位再生修复，并有望在人类攻克癌症上大显身手。
上海交通大学医学院附属第九人民医院戴尅戎院士介绍说，多年来人们对再生医学的研究主要集中在器官、组织，最多到细胞水平，而纳米技术的出现和应用使科学家得以在分子水平观察、干扰、模拟组织再生，纳米探针技术等已经或将要服务于组织再生研究，纳米技术在骨再生中的研究主要集中在骨仿生材料制作和内植物表面涂层修饰两个方面。
心脏病具有很高的发病率和死亡率，严重威胁人类生存和生活质量。由于心肌不像心瓣膜或血管，没有可用来替换的组织或生物材料，如何再造组织工程化的心肌组织成为研究热点。再生医学的发展，使得在体内外制造心肌组织成为可能。1999年，美国、加拿大以及欧洲的一些知名专家提出，希望在10年内复制出完整心脏。但因意识到再造完整心脏的技术复杂性和难度，目前研究人员已经将制造“完整心脏”这一理想目标过渡为再造“具有临床治疗功能的心肌组织”这一现实目标。
在临床应用方面，华西医院的杨志明教授领导的组织工程实验室于1997年7月至2002年6月间，运用组织工程已成功修复重建骨缺损52例，肌腱、韧带21例，治疗肌病11例，大多取得了不同程度的满意效果。
一枝独秀干细胞
干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源，具有高度自我复制能力、高度增殖和多向分化潜能、可植入性和重建能力等特征。即这些细胞可以通过细胞分裂维持自身细胞群的大小，同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞，从而构成机体各种复杂的组织器官。美国Science杂志公布的1999年世界十大科技成果中，干细胞的研究与应用名列榜首。干细胞研究不仅是当今生命科学研究的热点和难点，也是国际生物技术发展的前沿领域之一，许多国家产业界都对此给予了高度的关注和支持。
作为再生医学的重要组成部分，干细胞技术几乎涉及人体所有的重要组织和器官，也涉及人类面临的大多数医学难题，如心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、骨质疏松、恶性肿瘤、老年性痴呆、帕金森氏症、严重烧伤、脊髓损伤和遗传性缺陷等疾病的治疗，同时也运用到抗衰老方面的治疗，近年来国内外相继取得了一系列极具应用价值的研究成果。如我国研制的用于白血病治疗的“原始间充质干细胞”注射液，已经进入临床研究阶段，表明我国干细胞治疗研究已经步入世界先进水平。
国家“863”计划组织器官工程重大专项总体专家组组长、首席科学家裴雪涛说，干细胞研究的核心科学问题是生命起源与个体发育，蕴含着人体发育、疾病、衰老等等的奥秘，涉及到干细胞分离纯化、分析鉴定、体外培养、定向诱导、组织工程、器官发育与移植等关键技术。以干细胞为核心的替代或再生治疗给束手无策的、严重危害人类健康的各种慢性或退行性疾病的治疗与康复带来了希望；同样，以干细胞为载体的基因治疗则给各种遗传缺陷性疾病的治疗带来了曙光，将带动一门再生医学的发展和产业化，促进医学的革命。
产业化为何步履艰难
再生医学的发展，将有助于医学走出组织器官匮乏的困境和以牺牲健康组织为代价的“拆东墙补西墙”模式，步入制造、再生、重建组织和器官的新时代。毫无疑问，它是继基因工程之后现代生物技术中又一新兴的前沿技术领域，必将成为21世纪具有巨大潜力的高科技产业之一。有研究机构预测，再生医学产品的未来市场将是千亿元以上的规模。
但目前国内外真正可用于临床的再生医学产品寥寥无几，绝大部分再生医学研究都还处在基础研究与实验阶段，是什么让再生医学在产业化的道路上如此步履艰难呢？
首先是安全性问题，以干细胞为例，虽然就心肌梗死治疗而言，目前干细胞已经被证实对心肌细胞的再生有明显促进作用，但干细胞治疗本身是否会导致细胞的恶性转化现在也还在研究之中。只有解决了干细胞产品临床应用的有效性、安全性和可控性评价等方面问题，干细胞产品才能真正为患者所用。
此外，再生医学还面临着许多“纠缠”。如在种子细胞方面，虽然来自自体组织的功能细胞或有骨髓培养的间充质干细胞等有很多优点，但操作费时，对于急症手术的组织修复或恶性肿瘤切除后修复并不适用。因此，研究自体细胞简易培养、扩增技术，使其能在短时间内获得足够数量和功能很强的种子细胞，并能降低成本将会在临床有更大的应用价值。理想的支架材料应具备以下特点：生物相容性好；可降解，其降解产物对人体无害；有一定力学强度；可塑形等，但目前所有支架均不完全具备上述要求。
我国规定组织工程产品属第三类器械，对于组织工程产品的产业化，需研究标准化批量生产的工艺技术、产品的包装技术、贮存及运输技术、人体内植入前的复苏技术、植入人体后的长期监督技术等，还要熟悉审批手续，制定管理制度和相应的政策法规。现在科学界已经在许多大动物身上成功构建了多种再生组织，有些（如软骨、人工皮肤）已作为产品上市，预计不久将有更多的组织工程产品问世。但专家认为，构建不同的具有正常生理功能的器官，特别是重要的生命器官，难度却非常大，甚至是否具有形成复杂器官的能力，目前还不清楚。再生医学的美好“钱”景，吸引了美国、日本、韩国等国以及欧洲各国政府和大型生物医药企业，它们纷纷投入巨资参与这一领域的研究和开发。随着生命科学研究的深入和材料技术的进步，在更多的疑难病治疗上都将出现再生医学的身影。
访“再生医学”的耕耘者军事医学院裴雪涛所长
人民网北京6月7日讯 5月20日在德国莱比锡召开的第2届世界再生医学大会上，我国863计划“组织器官工程”重大专项总体专家组组长、军事医学科学院输血医学研究所所长裴雪涛教授获得了大会唯一的最高荣誉奖－－Paul H Fraisse（保罗.弗雷泽）“最佳科学贡献奖”，这是我国科学家在再生医学领域获得的最高奖项。近日，记者对刚刚回国的裴雪涛教授进行了专访。
聚焦“再生医学”
记者：裴教授您好，很荣幸能对您就再生医学这个学术话题进行访谈，您能向我们的读者介绍一下什么是再生医学吗？
裴雪涛教授（下文简称裴）：再生医学是一个新兴的领域，基本上是在二十世纪八十年代以后才逐渐有这个学科，才逐渐有这个提法。二十世纪九十年代后期由于干细胞技术突破的比较多，才把干细胞、组织工程、组织器官代用品等纳入到再生医学里面来。就再生医学本身来说，在国际上也还没有被所有人认可与界定，且还有许多不同的提法，但就目前而言所包含的内容主要为以下四大模块：干细胞与克隆技术、组织工程、组织器官代用品、异种器官移植。目前再生医学还是一门正处在研究中、探讨中、争议中的新学科，但它确会给人类社会带来很大改变，全人类都将从中获益。
记：您刚才所提到的再生医学能够让全人类获益，这主要指的是哪些方面？
裴：简单地说吧，我们每一个人都会面对要么出生就会出现缺陷；要么在成长过程中会遭遇到各种各样的疾病、创伤困扰；即使上帝对人类一切都很关照，可还是将面临衰老。我们现在所从事的再生医学研究，就是针对人类在各个年龄阶段出现的身体问题，如多种组织的结构性缺损或功能障碍进行有效的预防与修复治疗。所以说全人类都会从再生医学中获益。但是同时获益的还有那些从事再生医学研究和将再生医学研究成果转化为实际产品的机构和企业了。
记：目前我国再生医学研究方面在世界上处于什么样子的地位？
裴：在这个方面我国与国际上相比差距非常小，个别领域还具有优势（自豪的笑）。我国在这个方面所能取得这样的成就，与国家关注、政府扶持是密不可分的。再生医学虽然是在这几年才刚刚热起来，但在此方面我们有积累。另外就其研究的资源来看，我们国家还具有资源优势，在国外一些顶级的杂志上都出现过这样一些字眼：今后做干细胞研究，就到东方去，到中国去！（干细胞的研究是再生医学中的重要组成部分）。同时在未来的应用中，我国将是最大的市场，我们国家这几届政府说小康社会、和谐社会，里面相当重要的一点就是怎么提高人们的健康和人口的素质，在此它将会扮演重要的角色，值得我们每一个人去关注。
记：再生医学对全面建设我国小康社会有什么价值和意识？
裴：从我个人的角度上来看，中国将成为再生医学发展的最大受益国家之一。目前我国老龄化的趋势越来越明显，且医疗费用、医疗的资源相对比较紧张。怎么提升人们的健康质量、怎么延缓人体生物性的衰老、怎么有效的进行疾病的治疗，已经不再是一个个人话题，而是关系到国家可持续性发展的问题。举一个简单的例子来说，我国政府根据国家的经济发展和国家建设的实际情况实行了独生子女政策，在未来相当长的一段时间内，我们国家会面
临一个孩子面对四个甚至六个老人的情况。如果一个老人身体不好，或者不能自理，这将会带来很大的家庭和社会负担，其实这是一个很大的社会问题。而再生医学的迅速发展对这一情况将有很大的改善。
客观、正确地看待“干细胞”
记：您刚才谈到再生医学时多次提到干细胞研究，现在社会上也有一些干细胞的话题，您能向读者介绍一下干细胞的功能吗？
裴：作为再生医学的重要组成部分，干细胞技术几乎涉及人体所有的重要组织和器官，也涉及人类面临的大多数医学难题。如心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、骨质疏松、恶性肿瘤、老年性痴呆、帕金森病、严重烧伤、脊髓损伤和遗传性缺陷等疾病的治疗，同时也运用到抗衰老方面的治疗。各国政府、科学界、企业界以及普通百姓对此寄予了极大的关注。美国、日本、韩国、以色列、澳大利亚、欧洲各国政府和大型生物医药企业纷纷投入巨资参与这一领域的研究和开发。
以干细胞研究为基础我们可以开发用于替代、修复、改善或再生人体各种损伤组织或器官（包括功能和形态）的技术和产品，医学从此将走出组织器官匮乏的困境和以牺牲健康组织为代价的“拆东墙补西墙”模式，步入制造、再生、重建组织和器官的“再生医学”新时代。这是继基因工程之后，现代生物技术又一新兴的前沿技术领域，它将成为21世纪具有巨大潜力的高科技产业之一。
记：目前干细胞的研究在世界范围内引起了一定的争议，您是怎么看待这个问题的？
裴：干细胞和再生医学如此被世界关注，还涉及到伦理学问题、胚胎干细胞以及对生命认识问题。生命到底从什么时候起算，由于东、西方的文化背景、宗教习俗等的差别非常大，所以在这个方面的认识差别也是非常大的。2003年我作为中国政府代表团的成员与外交部的两位同志一起到纽约参加第58界联合国大会讨论“禁止克隆人的国际立法问题”，各国由于宗教、信仰、习俗、社会文化等方面的差异，实际上对生命的界定都还没有一个统一的认识，什么叫破坏生命，什么叫扼杀生命等这些都还存在很大的差异。今年2月18日第59届联合国大会法律委员会关于“禁止克隆人的政治宣言”，我国政府和比利时、英国、瑞典、日本、新加坡等国家投反对票，联合国宣言没有达成公约，没有法律效应，因此也就没有约束力。这关键在于“禁止克隆人”与“治疗性克隆”在表述上含糊不清，实际上非常大地限制了这个技术的发展。在自然科学中引起社会科学广泛关注的领域实际上是不多的，“干细胞”就是其中之一。
记：现在社会上有很多机构在通过注射干细胞来进行抗衰老治疗，而且宣传得很神奇，裴教授您是怎么看待这个问题的。
裴：由于正面宣传引导的不足，一门新兴学科的出现可能会被人利用，而产生一些负面因素。这几年由于某些媒体的炒作，人们觉得干细胞真是什么都可以干了，什么病都可以治了，实际上这是不符合这个学科和这项技术发展的实际情况的。当前在国外也好，国内也好，干细胞和再生医学都还是一个新兴的学科，应该说她还有很长的路要走，还有很多的问题没解决。对于干细胞治疗的安全性，我们在很多方面还正在进行科学的研究和论证。如就心肌梗死治疗而言，目前干细胞已经被证实对心肌细胞的再生有明显促进作用，但干细胞治疗本身是否会导致细胞的恶性转化现在也还在研究之中。
在国内我看到，一个非常小的医院也可以做干细胞治疗，一个美容院也可以做干细胞的项目。实际上这门技术不是那么平民化，远没有成熟到谁都可以做的地步，大家应该比较理智一点。并不是什么人都可以做干细胞研究和治疗，也不是什么样的干细胞都是安全和有效的。干细胞绝对是一个新技术，绝对是门槛非常高的一门技术，应该在安全第一的前提下，做到有效和可控，逐渐的使之成熟起来，造福人类。
高瞻远瞩的政府
记：对于这样有一定争议的科学课题，我国政府是什么样的态度？
裴：谁能掌握干细胞研究的主导权，谁就会在未来生物科技领域的竞争中占据有利地位，这是事关国计民生的大事。从1999年以后，我国政府的科研基金直接或间接投入干细胞的研究明显增加，自然科学基金委对这些项目的支持年年上升。十五期间，国家973计划重点支持了干细胞和组织工程的相关基础研究，而863计划则启动了组织器官工程的重大专项，涵盖了所有支撑的关键技术。其实我们国家原来在这个领域就有过一些积累，这几年国家投入的更大，从国家863这个重大专项到目前十五规划，我国差不多投入到这个领域1.1个亿。从我国现有财政能力和投向看，虽然不能与欧美一些发达国家相比，但在我国却是一个相当大的比例，政府在这么短的时间内投入了相当大的经费支持，从这一点来看，政府的反应和把握是非常英明，非常准确，非常迅速！
政府做决策、科学家出成果、企业来产业化
记：您曾经说过“政府做决策、科学家出成果、企业来产业化，专项离不开这三方面的协调。”在什么情况下您有这样的感想？
裴：政府决策的对错、快慢，对任何一项科学研究都具有十分重要的意义。而科学家应该扮演更多的角色，一方面要提供给政府科学的信息，以便政府做出科学合理的决策，另一方面要与企业沟通，来培育引导市场，最后科学研究一定是造福于人类社会的！过去我们有很多做法，我们的科学家主要是拿研究成果发发论文，报报奖就放弃了；或者做了多年的科学研究，除了对自己评职称，评级别，分房子有用外，对人类社会真的是没有多大的贡献。现在环境越来越宽松，我们应该以更多的宽容去理解科学家在不同的位置，不同时段的工作。但是最终的希望都是让科学来推动整个社会，来服务于社会！
记：那么目前我国有哪些企业将再生医学和干细胞现有的研究成果进行了转化？
裴：目前有很多企业来和我们谈这个方面的合作事宜，这些企业既有中国大陆的公司，也有中国香港地区的一些上市公司，或欧美的一些高科技公司。目前我们与北京中科元生基因科技有限公司已建立了合作关系，与该公司的合作更多的是关注健康这个领域；同时干细胞技术在美容化妆品领域的应用，我们也与北京佰瑞佶娜生物科技有限公司达成了协议，从目前的转化情况看与这两家公司的合作是比较愉快的。除了与企业的合作外，我们还在同临床结合，同医院来整合来做。政府英明的决策、更多有眼光的企业逐渐增多，这是对我们科学研究人员的一种鼓舞。
成功？——我刚上路
记：在这个行业中我们觉得用“成功”形容您的事业最为恰当不过，您是怎样看待您现在的成绩和荣誉的？
裴：（笑）成功？用一句广告语来形容我自己吧——“我刚上路”。我现在的感觉就如同这四个字。实际上我刚上路，刚刚找对了方向，因此还谈不上荣誉，也谈不上成绩，如果真的有一天，我们这个干细胞也好，再生医学也好，能够给老百姓造福，真的能够看到我们国家在这个领域与世界强国相比不能说领先多少，至少我们应该是平起平坐！我们这些搞科研的人也算是尽到自己的责任了。
记：谢谢裴教授能够在百忙之中抽出时间来接受我们的采访。
裴：谢谢各新闻媒体，把再生医学这一新兴学科和技术通过客观报道，让更多的人去了解、去关注、去支持。
裴雪涛： 1962年5月出生，国家863计划“组织器官工程”重大专项总体专家组组长、首席科学家；军事医学科学院输血医学研究所所长；军事医学科学院干细胞研究中心主任；博士生导师。主要从事干细胞与再生医学的基础及临床应用研究。（人民网科技频道夏叶）
2020公需科目当代科学技术前沿知识考试(共50题，共100分) 一.单项选择题(共20题 ,共40分) (D) 是国际上首个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。[2分] A前苏联 B美国 C日本 D中国 2.无人遥控潜水器最早出现在(A)，主要用于考古方面的研究。[2分]。 A 1953年 B 1973年 C 1993年 D 2003年 3在生命起源的理论中， (B)主张从物质的运动变化规律来研究生命的起源,认为在原始地球的条件下,无机物可以转变为有机物，有机物可以发展为生物大分子和多分子体系，直到最后出现原始的生命体。[2分 A特创论 B生源论 C泛胚种论 D化学进化论 4.海洋立体观测监视系统是利用多种技术手段，进行海洋综台、立体观测监视的组合系统，下列不属于海洋立体观测监视系统的技术手段的是(B)。[2分] A调查船观测 B深海生物资源 C浮标监测 D卫星遥感 5.载人潜水器, 特别是载人深潜器是当代海洋科技的制高点之一。下列属于我国载人深潜器的是(D)。[2分] A“双鱼座”4号 B“深海6500"号 C”和平I”号 D“蛟龙”号 6.(B)年，前苏联成功发射人类第一颗人造地球卫星，开创了空间科技的新纪元，人类从此进入空间时代。 [2分] A 1947 B 1957
C 1967 D 1977 7.(A)由一层石墨层片卷曲而成，是结构最简单的碳纳米管。 [2分] A单壁碳纳米管 B多壁碳纳米管 C石墨烯 D富勒烯 8.海岸带生境具有独特的生物群落和极高的生态价值，下列不属于海岸带生境的是 (A )。[2分] A热液口 B珊瑚礁 C湿地 D三角洲 9.相比传统燃油车，以下哪点不属于纯电动汽车的缺点: (C)。[2分] A续航里程短 B充电时间长 C车辆能耗高 D仅适用于市区内通勤 10.1948年，(B) 物理学家伽莫夫等提出了大爆炸宇宙模型，该模型取得巨大的成功。[2分] A前苏联 B美国 C德国 D英国 11.近年来， -系列信息技术的发展及其在设施农业中的结合应用,颠覆了传统农业生产方式,发展出了智能高效的设施农业。以下哪项信息技术与设施农业的智能化发展无关: (D)。(2分] A物联网 B云计算 C人工智能 D集成电路 12.载人潜水器，特别是载人深潜器是当代海洋科技的制高点之一。下列不属于载人深潜器的是(A)。[2分] A“海翼”号 B“蛟龙”号 C“深海勇士”号 D“鹦鹉螺”号
《生物医用材料》课程论文生物医用材料的发展与应用 姓名 学院 专业 学号 指导教师 2015年5月16日
生物医用材料的发展与应用 摘要：随着社会文明进步、经济发展和生活水平日益提高，人类对自身的医疗康复事业格外重视。生物医用材料是近年来发展迅速的新型高科技材料，生物医用材料的应用对挽救生命和提高人民健康水平做出了重大贡献，随着现代医学飞速发展不断获得关注，发展前景广阔。本文主要介绍了近年生物医用材料的发展状况、分类以及在医学上的一些应用。 关键词：生物医用材料；发展；应用 The development and application of biomedical materials Abstract: With the progress of social civilization，economic development and the improvement of the living level，the cause of human medical rehabilitation for their attention.Biomedical materials is a new high-tech material developed rapidly in recent years，the application of biomedical materials has made great contribution to save lives and improve people's health level，along with the rapid development of modern medicine has gained attention，broad prospects for development.This paper mainly introduces the status and development of biomedical materials，classification and application in medicine. Keyword:Biomedical materials; Development; Application
文献综述 诱导性多能干细胞的研究进展及其在再生医学上的应用 摘要：通过特定转录因子的过表达使体细胞重编程为诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells， iPS 细胞），这一成果引起了整个生命科学领域的广泛关注. 由于 iPS 细胞不仅具有与人类胚胎干细胞（embryonic stem cell， ES 细胞）相似的基本特征，而且与 ES 细胞相比，不存在免疫排斥和伦理道德问题，因此，具有重要的临床应用潜能. 目前， iPS 细胞主要用于细胞分化和移植，并可提供体外的疾病模型，以便于研究疾病形成的机制、筛选新药以及开发新的治疗方法. 从 iPS 细胞的产生、诱导方法、生物学特征和在再生医学中的应用作以研究！ 关键词：诱导性多能干细胞；胚胎干细胞；重编程；再生医学 正文 1iPS 细胞的产生 主要经历了 3 个大的阶段. 1981 年，小鼠胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES 细胞）建系干细胞是近 30 年来生物学发展最快的领域（Evans 和 Kaufman），这些具有全能性的细胞在体外可以诱导分化为不同类型的细胞，为组织修复开辟了新途径. 尽管这些细胞来源于囊胚内细胞团，基本不存在去分化和重编程的问题，但自诞生之日起，就一直深受伦理道德和异体排斥等问题的困扰. 随着克隆羊“多利”的诞生，开创了体细胞在卵母细胞中去分化和重编程的先河. 2000 年，Munsie等从小鼠体细胞核移植囊胚中分离得到了小鼠 ES 细胞，从而拉开了治疗性克隆研究的序幕，使利用病人的健康体细胞对自身的病变组织进行修复成为了可能，尽管这一技术可以避免异体移植所造成的排斥反应，但仍然深陷伦理道德争论的漩涡之中.2006 年，Yamanaka 等将 4 个转录因子导入已分化的小鼠皮肤成纤维细胞，进而获得了类似于 ES 细胞的多能性干细胞，即“诱导性多能干细胞”（induced pluripotent stem cells，iPS 细胞）. 2007 年，Yu 等和 Takahashi 等又分别采用相同的基因改造的方法将人的体细胞逆转为类 ES 细胞，这些划时代的成果不仅解决了利用干细胞进行组织修复所面临的免疫排斥和伦理学问题，在利用病人正常细胞进行组织自我修复方面具有巨大的应用前景，而且是用来研究细胞去分化和基因组重编程的重要途径（不需要胚胎或卵母细胞）. 这个具有里程碑意义的发现揭开了再生医学领域的新篇章. 2iPS 细胞的诱导方法 迄今为止，短短几年的时间内 iPS 细胞的研究取得了突飞猛进的发展，仅诱导方式而言，从病毒方法如逆转录病毒、慢病毒和腺病毒，到非病毒的转座子载体和蛋白质均能介导外源转录因子诱导产生 iPS 细胞. 利用逆转录病毒和慢病毒载体诱导生成 iPS 细胞时，可能会引起外源基因整合到体细胞基因组，引起插入突变，如果将这些 iPS 细胞应用于临床治疗，会存在安全隐患. 因此，Aoi 等利用不与宿主细胞整合的腺病毒、质粒为表达载体瞬时转染靶细胞可以获得 iPS
优质大题 说明文 2 篇 （一）（2019 抚本铁辽葫黑白卷改编）阅读下面的文章，完成1~4 题。（13 分） 用“面粉”修复牙齿 ①俗话说“牙痛不是病，痛起来真要命”，随着生活水平的提高和饮食结构的变化，牙病的发病率不断上升，主要的牙齿疾病就是牙齿缺损。造成牙齿缺损的原因有很多，主要是龋齿，其次为外伤、磨蚀、酸蚀等。修复方法可根据牙体缺损情况和使用材料情况，选用树脂修复、全瓷修复、烤瓷修复等。可以采取的方法也有很多，如拔牙、补牙、种植假牙等方式，但这些方法不仅给患者带来痛苦，还耗时费力、花费不菲。有没有更简便的办法治疗牙病？ ②最近，一项获得中国专利银奖的再生医学材料展示出美好的应用前景。所谓再生医学，是指利用生命科学、材料科学、计算机科学和工程学等学科的原理与方法，研究和开发用于替代、修复、改善或再生人体各种组织器官技术，其技
术和产品可用于因疾病、创伤、衰老或遗传因素所造成的组织器官缺损或功能障碍的再生治疗。基于这种研究方向研究出的用于牙齿修复的再生医学材料，会给现在传统的口腔疾病治疗方法，打开一片新的天地。 ③这种再生医学材料外貌朴实，长得像我们平时司空见惯的“面粉”。可这面粉来头不小，可别小看它，它是由纳米级的颗粒组成。研发团队成员仇越秀博士告诉记者，人体的软硬组织其实是三维网状结构，组织受损后如何恢复是一个世界难题。她所带领的团队瞄准这个方向，历经上万次实验，研制成功这种高科技再生医学材料。在显微镜下，这些再生医学材料颗粒表面看起来就像马蜂窝状的孔洞，其内部也布满密密麻麻但大小均匀的孔洞。孔洞虽小，它们的表面积加在一起却非常巨大，100 克材料的孔洞面积相当于 5 个足球场大小。 ④这些细小颗粒的基础材料是硅、钙、磷：硅元素通过植酸改变前驱分子结构，将硅键有序排序，形成和人体组织接近的三维网状细胞支架，诱导细胞的键合、修复、再生，形成和原来一样的组织。这些细小颗粒材料进入牙齿表面缺
有关再生医学学习的感想 再生医学是21世纪生物学和医学科学研究的重要发展方向，并将成为临床转化医学发展的重点，它的概念有广义和狭义之分。广义上讲，再生医学可以认为是一门研究如何促进创伤与组织器官缺损生理性修复以及如何进行组织器官再生与功能重建的新兴学科，可以理解为通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理，寻找有效的生物治疗方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能。狭义上讲是指利用生命科学、材料科学、计算机科学和工程学等学科的原理与方法，研究和开发用于替代、修复、改善或再生人体各种组织器官的定义和信息技术，其技术和产品可用于因疾病、创伤、衰老或遗传因素所造成的组织器官缺损或功能障碍的再生治疗。 再生医学的内涵已不断扩大，包括组织工程、细胞和细胞因子治疗、基因治疗、微生态治疗等，国际再生医学基金会（IFRM）已明确把组织工程定为再生医学的分支学科。第一位提出“组织工程学”术语的是美籍华裔科学家冯元桢教授。组织工程学的基本原理是，从机体获取少量活组织的功能细胞，与可降解或吸收的三维支架材料按一定比例混合，植入人体内病损部位，最后形成所需要的组织混器官，以达到创伤修复和功能重建的目的。王正国认为，组织工程的科学意义不仅在于提出了一个新的治疗手段，
更主要的是提出了复制组织、器官的新理念，使再生医学面临重大机遇与挑战。王正国说，一般情况下，组织工程学和再生医学没有严格区分。现在学术界认为，凡是能引导组织再生的各种方法和技术均被列入组织工程范畴内，如干细胞治疗、细胞因子和基因治疗。从外科学的发展历程来看，在先后经历了三个“R”阶段，即“切除（Resection）、诊疗（Repair）和替代（Replacement）”之后，组织工程学的出现，意味着外科学已经进入“再生医学”的新阶段，即第四个“R”。 目前机体损伤和疾病康复过程中受损组织和器官的修复与重建，仍然是生物学和临床医学面临的重大难题。借助于现代科学技术的发展，使受损的组织器官获得完全再生，或在体外复制出所需要的组织或器官进行替代性治疗，已经成为生物学、基础医学和临床医学关注的焦点。据报道，全世界每年约有上千万人遭受各种形式的创伤，有数百万人因在疾病康复过程中重要器官发生纤维化而导致功能丧失，有数十万人迫切希望进行各种器官移植。但令人遗憾的是，一方面，目前的组织器官修复无论是体表还是内脏，仍然停留在瘢痕愈合的解剖修复层面上，离人们所希望的“再生出一个完整的受损器官”差距甚远；另一方面，器官移植作为一种替代治疗方法尽管有其巨大的治疗作用，但它仍然是一种“拆东墙补西墙”的有损伤和有代价的治疗方法，而且由于受到伦理以及机体免疫排斥等方面的限制，很难满足临床救治的需要。而再生医学的出现，就可以解决这一系列的问题。
三维细胞培养技术在再生医学研究中的 应用 摘要：体外细胞培养技术已成为细胞生物学、药学、毒理学、干细胞、系统生物学和新药创制等领域必不可少的工具。传统平板细胞培养方法使细胞单层生长于二维环境，不能产生体内的细胞外基质屏障。且细胞表型也异于原代细胞，而三维细胞培养技术通过模拟机体内细胞生长的生理微环境，利用各种支架或设备来促进细胞生长和组织分化，产生具有合理形态结构和功能性的组织，具有细胞培养直观性和条件可控性的优势，故其在再生医学应用方面有着非常大的发展潜力。本文从干细胞、血管再生、器官移植、以及组织修复等方面综述了近期三维细胞培养技术在再生医学研究中的应用，并介绍了三维细胞培养技术在功能性生物材料方面研究中的作用，有助于对功能性生物材料的表面改性设计研究。 关键词：三维细胞培养技术；再生医学；干细胞；血管再生；器官与组织修复 随着生物医学的发展．疾病的治疗方式已得到了极大改进。但组织器官严重损伤后修复缓慢，或由于创伤过大而致组织器官无法修复，使得再生医学成为当今生物医学的关注焦点和研究热点。体外建立适合细胞和组织生长的生理微环境对再生医学研究至关重要，而传统的单层平面培养的细胞无论是在形态，结构和功能方面都与在体内自然生长的细胞相去甚远．由于无基质支持，细胞仅能贴壁生长。从而失去其原有的形态特征及生长分化能力，而三维细胞培养技术以其能为细胞和组织创造一个均衡获取营养物质、进行气体交换和废物排出的理想生理场所。又易于形成具有合理形态和生理功能的组织器官等特点，广泛应用于再生医学的研究[ ]。目前，三维细胞培养方式发展迅速，包括皮氏培养瓶、灌注小室、搅拌式生物反应器、中空纤维生物反应器、以及微重力旋转生物反应器等培养方式。其中微重力旋转细胞培养技术因其特有的微重力环境，使细胞与细胞、细胞与载体的交联度、沉降力、机械力、压力等发生相互作用、相互制约，模拟了近似生物体内细胞的生长状态和微环境，在再生医学领域应用中备受关注.。除再生医学以外，三维细胞培养技术也常被应用于药物载体、药物毒理、药物筛选、肿瘤治疗等方面的研究 1 三维细胞培养技术在再生医学应用中的优势 三维细胞培养技术使用三维支架或设备细胞提供类似体内生长环境的支架或基质．建立细胞问及细胞与胞外基质问的联系．促进细胞近似于体内的基因表达、基质分泌及细胞功能活动，形成一定的三维结构，既保留了体内细胞微环境的物质结构基础．又实现了细胞培养的直观性及条件可控制性，便于研究人体生理、病理状况，以及预防或疾病的治疗。三维细胞培养技术主要通过体内和体外两种方式。实现其在再生医学中的应用，两者皆采用从机体获得功能细胞。细胞体外扩增培养后，与三维结构的生物材料按一定比例混合。前者是直接植入体内
生物材料是用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断，治疗，替换，修复，诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。整体来看，生物材料学是一门高度综合性的学科，涉及到化学、物理、生物化学、等等各方问题。例如在天然生物材料方面，涉及到了生物的相关知识，天然生物材料包括结构蛋白质，结构多糖，生物矿物，生物复合材料。在结构蛋白和多糖方面涉及到了一些高中时学过的生物知识，像蛋白质的结构特征，多样性等等。还有像生物材料中存在的氢键等化学键有涉及到无机化学方面的相关知识。 学习过程中给我印象最深的是有一个很形象的比喻，人的身体像机器一样，机器的零件会随时间的推移而老化，人体的器官也是一样会老化，机器的零件很容易换，人体的器官也会很容易换吗？想的这个比喻就会想到生物医用材料，以前生物医用材料不发达的时候，人体器官的短缺造成很多人生活很不方便，也有的人因此失去生命，现在有很多人造器官应用成功的例子。比如课上看的视频中旅馆的老板安装的人造手臂，开始时肯定是很不适应新手臂，动作上会很不协调，但是随着磨合，人造手臂肯定会带来一定的方便之处。还有美国的一男子用尸体的手臂代替了原来自己被爆竹炸毁的手臂的案例都让我感到生物医用材料减缓了人体残疾的痛苦。 生物材料又有很多种，像生物医用材料，生物无机材料，生物高分子材料，以及生物金属材料等等。每种材料都存在各自的优缺点。生物医用金属材料：优点:良好的化学和力学性质而得到较广泛的应用。主要用于骨骼、关节、牙齿等硬组织的修复和替换。主要缺点是不具有生物活性，难于和生物组织形成牢固的结合；长期植入人体后由于化学稳定性下降，会有杂质离子析出，对周围组织造成危害；而且金属材料的弹性模量要比人骨大得多，这会造成局部应力屏蔽现象，使材料易断裂和人体不适。生物陶瓷材料：主要用于人工肩关节、膝关节、肘关节、足关节以及能够负重骨杆和椎体人工骨。优点是能在生理环境中具有高的强度和耐腐蚀性，化学稳定性好；缺点：它们不具有生物活性，与生物组织间的结合基本是机械嵌连。生物高分子材料：广泛用于人工皮肤、角膜、肌腱、韧带、血管、人工脏器等组织和器官的修复与制造；缺点是大多不具有生物活性优点是植入人体后，被降解为对人体无害的小分子产物，可通过新陈代谢途径排出体外，不影响人体组织的正常生长。 生物材料正在逐渐走入人们的生活，尤其是在医用方面，早期的生物材料的发展完全依附于材料科学的发展；现代的生物材料是相对独立的一门学科和研究领域，不断开发新型生物材料，应用领域的逐渐扩大，对生命现象的再认识，材料与生物体相互作用的理论研究，仿生材料与结构（原位诱导再生），高速增长的市场和经济效益无一不告诉我们生物材料的发展在逐渐趋向于成熟，以前人们对生物医用材料了解很少，比如人造器官等，但是现在人造器官不再是触不可及，甚至已经有人提出用动物心脏解决人体心脏的短缺。在未来20~30年内，生物医用材料和植入器械科学和产业将发生革命性变化：一个为再生医学提供可诱导组织或器官再生或重建的生物医用材料和植入器械新产业将成为生物医用材料产业的主体；表面改性的常规材料和植入器械作为其重要的补充。保守估计，2030 年左右两者可能导致世界高技术生物材料市场增长至≈US.5万余亿元，与此相应，带动相关产业新增间接经济效益可达US.5万余亿元。①数字来源于中国生物技术信息网。 生物医用金属材料 生物医用金属材料是指一类用作生物材料的金属或合金，又称外科用金属材料。它是一类生物惰性材料。通常用于整形外科、牙科等领域，具有治疗、修复固定和置换人体硬组织系统的功能。在生物医学材料中，金属材料应用最早，已有数百年的历史。人类在古代就已经尝试使用外界材料来替换修补缺损的人体组织。与生物陶瓷及生物高分子材料相比,生物医用金属材料,如不锈钢、钴基合金、钛和钛合金以及贵金属等具有高的强度、良好的韧性及抗弯曲疲劳强度、优异的加工性能等许多其它医用材料不可替代的优良性能。 生物医用金属材料的研究和发展要严格满足如下的生物学要求：良好的组织相容性 ,包括无毒性、无热源反应、不致畸、不致癌、不引起过敏反应或干扰机体的免疫机理、不破坏临近组织，也不发生材料表面的钙化沉着等；良好的物理、化学稳定性，包括强度、弹性、尺寸稳定性、耐腐蚀性、耐磨性
马子洋，男，1995年生， 北京市人，汉族，首都医科大学13级七年制口腔医学专业在读。 通讯作者：郭晓霞，博士，副教授，首都医科大学基础医学实验教学中心，北京市 100069 中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (2016)19-02872-07 稿件接受：2016-03-20 牙髓干细胞在再生医学中的应用研究与进展 马子洋1，郭晓霞2(1首都医科大学附属北京口腔医院，北京市 100050；2首都医科大学基础医学实验教学中心，北京市 100069) 引用本文：马子洋，郭晓霞. 牙髓干细胞在再生医学中的应用研究与进展[J].中国组织工程研究，2016，20(19):2872-2878. DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.19.020 ORCID: 0000-0001-6676-4095(郭晓霞) 文章快速阅读： 文题释义： 牙髓干细胞：来源于牙髓腔内的软组织，可自我更新，有着较强的克隆形成能力，与骨髓间充质干细胞 有极其相似的免疫表型(CD105+/CD73+/CD34-/CD45-)。牙髓干细胞具有多向分化的潜能，在特定条件下能够分化为骨、软骨、神经样细胞、肌细胞等类型。 牙髓干细胞的转化医学研究意义：牙髓干细胞具有来源丰富、采集方便、免疫原性低、无伦理争议等优点，因此，牙髓干细胞在再生医学和组织工程修复中有着广泛的应用前景。牙髓干细胞在骨组织修复领域已进入临床研究阶段，而向其他组织分化的研究尚处于起步阶段或基础研究阶段，其调控机制存在着诸多问题，有着巨大的研究潜力。 摘要 背景：牙髓干细胞是具有良好分化与增殖能力的干细胞，因其取材方便，具有多向分化潜能等特征正逐渐为再生医学研究领域重视。 目的：通过分析整理国内外牙髓干细胞的研究进展，对其目前在再生医学领域的应用研究加以总结，为进一步研究提供线索和方向。 方法：以“dental pulp stem cell, regenerative medicine, tissue engineering ”为英文检索词，以“牙髓干细胞，再生医学，组织工程” 为中文检索词，由第一作者检索Medline ，PubMed ，万方，维普，中国知网数据库2000至2015年牙髓干细胞及再生医学相关文献，经过筛选最终获得46篇文献进行综述。 结果与结论：牙髓干细胞具有自我更新与多向分化潜能，获取方法简便，在再生医学领域拥有巨大发展潜能。牙髓干细胞在骨组织修复领域已进入临床研究阶段，在向其他组织分化方向的研究，尚处于起步阶段或基础研究阶段，有待进一步研究拓展。 关键词： 干细胞；分化；牙髓干细胞；再生医学；分离；储存；成骨分化；成神经分化；血管生成；心肌细胞形成 主题词： 干细胞；牙髓；再生医学；组织工程 牙髓干细胞与组织再生
关于生物材料的一些思考 在课堂上，老师向我们介绍了生物材料，尤其是其对于未来前景的展望让我心驰神往，抛开迂腐的道学家的偏见，生物材料的发展对人类百利而无一害。 尤其是老师进一步向我们介绍的生物再生，并由此而引发的关于人类器官再生乃至器官超市的构想让我心向往之，所以收集资料，写下这篇不能称之为论文的一点思考吧。 （一）关于生物材料 根据老师上课所讲，生物材料替代人体器官或增进功能方面起着重要作用。近年来,随着科学技术的发展,器官移植正由保证生存向提高生活质量的方向发展。因而,生物材料迅速成为高新技术产业的新生长点而发展极快。在生物材料的应用初期,由于对生物材料与机体反应的认识不足所导致的医疗事故,也不断警示人们重视生物材料有效性及安全性评价,尤其是长期随访和后效评价的重要性。 2.问题： （1）.生物相容性 指生物材料有效和长期在生物体内或体表行使其功能的能力。用于表征生物材料在生物体内与有机体相互作用的生物学行为。 根据材料与生物体接触部位分为： 血液相容性，与心血管外的组织和器官接触，力学相容性。考察力学性能与生物体的一致性. 材料要有合适的强度、硬度、韧性、塑性等力学性能以满足耐磨、耐压、抗冲击、抗疲劳、弯曲等医用要求。生物相容性主要包括血液相容性、组织相容性。材料在人体内要求无不良反应，不引起凝血、溶血现象，活体组织不发生炎症、排拒、致癌等。耐生物老化性能。材料在活体内要有较好的化学稳定性，能够长期使用，即在发挥其医疗功能的同时要耐生物腐蚀、耐生物老化。成形加工性能。容易成形和加工，价格适中。生物材料植入人体内后，可对局部组织和全身产生作用和影响。主要包括局部的组织反应和全身的免疫反应。 （二）关于再生 1.自然界的再生 （1）基本特点 生物界普遍存在再生现象.广义的再生包括分子水平,细胞水平,组织与器官水平及整体水平的再生. 一般再生是指生物体缺失部分的重建过程.
再生医学 再生医学的概念与范畴 有位专家认为，再生医学是通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理，寻找有效的生物治疗方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官，以改善或恢复损伤组织和器官的功能的科学。他提出移植干细胞可优势分布于损伤局部，但数量有限（<3%），将基因克隆到腺病毒表达载体能加强定向，转染干细胞使之增加基因表达，增强了促愈合作用。同时还发现了3个来源于大鼠、5个来源于人的真皮干细胞克隆、体外长期连续培养过程中全部发生恶性转化。不同干细胞克隆转化时间从5 0代至80代不等，建议在临床实际应用中不要用培养很多代的干细胞。 有的专家指出，再生医学是指利用生物学及工程学的理论方法创造丢失或功能损害的组织和器官，使其具备正常组织和器官的机构和功能。卢世璧院士还介绍了软骨组织工程方面的进展。 还有专家认为，再生医学的概念应有广义和狭义之分。广义上讲，再生医学可以认为是一门研究如何促进创伤与组织器官缺损生理性修复以及如何进行组织器官再生与功能重建的新兴学科，可以理解为通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理，寻找有效的生物治疗方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能。狭义上讲是指利用生命科学、材料科学、计算机科学和工程学等学科的原理与方法，研究和开发用于替代、修复、改善或再生人体各种组织器官的定义和信息技术，其技术和产品可用于因疾病、创伤、衰老或遗传因素所造成的组织器官缺损或功能障碍的再生治疗。 英国《再生医学》杂志1月刊登了一份由加拿大麦克劳克林—罗特曼全球卫生中心完成的关于中国再生医学研究现状的报告。该报告认为，进入21世纪以来，中国再生医学领域的研究迅速发展，在国际学术期刊上发表的相关论文数量位居世界第五，一些研究成果处于世界领先地位。 所谓再生医学，是指利用生物学及工程学的理论方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官，以修复、再生和替代受损的组织和器官的医学技术。这一技术领域涵盖了干细胞技术、组织工程和基因工程等多项现代生物工程技术，力图从各个层面寻求组织和器官再生修复和功能重建的可能性。 “再生医学”这一名词的提出还不到20年时间。这是在生命科学、材料科学、工程学、计算机技术等多学科的飞速发展和日益交融的基础上发展起来的一门新兴学科，是人类医学发展的一次飞跃。再生医学的发展同时也带动了上述各学科向应用领域的发展以及交叉合作。 干细胞具有再生各种组织器官的潜在功能，干细胞技术因而成为再生医学的基础。干细胞是一群尚未完全分化的细胞，它就像是万能细胞，在特定条件下可以向各种组织细胞分化，在生命体的胚胎发育、组织更新和修复过程中扮演着关键的角色。1968年，美国明尼苏达大学医学中心首次采用骨髓造血干细胞移植，成功治疗了一例先天性联合免疫缺陷病。干细胞移植技术现已用于多种疾病的临床治疗和相关基础研究，几乎涉及人体所有的组织和器官。 组织工程是指采用各种种子细胞和生物材料在体外进行组织构建，再造各种人工组织或器官，它涉及生命科学、材料学和工程学等多个领域。目前，多种生物材料已经成功应用于人工骨和关节、人工晶体、医用导管、人工心脏瓣膜以及血管支架，人造肺、心脏、肝、肾和角膜等各种人工器官也在大力研究开发。 基因工程技术是再生医学中必不可少的手段。对干细胞甚至已经分化的体细胞进行基因重新编程，可以用于治疗各种基因缺陷造成的遗传性疾病或恶性肿瘤。人工器官中的种子细胞往往也需要通过基因重新构建向特定方向分化。结合基因打靶技术以及干细胞克隆技术可以改变异种组织和器官的表型，使得异种移植有望成为可能。 再生医学的核心和终极目标是修复或再生各种组织和器官，解决因疾病、创伤、衰老或遗传因素造成的组织器官缺损和功能障碍。可以想象，如果将来人类有能力对任何细胞都进行编程和干细胞诱导分化，生产制造出任何一种人工器官，那么，绝大多数疾病就能治愈，人类可实现延长寿命之梦。
我对生物材料的认识和看法 生物材料，也称为生物医学材料，是以医疗为目的，用于与组织接触以形成功能的无生命的材料，具有天然器官组织的功能或天然器官部分的功能，是生物医学科学中的最新分支学科。 生物材料的开发和利用可以追溯到3500年前，古埃及人开始利用棉纤维，马鬃作缝合线缝合伤口；印第安人则使用木片修补损伤的颅骨；2500年前，中国和埃及的墓葬中就发现了假牙，假鼻和假耳；1588年人们用黄金板修复额骨；1775年就有用金属固定体内骨折的记载；1851年发明了天然橡胶的硫化方法，有人采用硬胶木制作了人工牙托的腭骨。总体来讲，生物材料的发展可以分为3个阶段： ①无害阶段。这一阶段主要采用对人体组织化学惰性的无害材料。目前惰性生物材料主要品种有金属材料，如不锈钢、钛基合金等；非金属材料，如氧化铝、氧化硅、铝酸钙等陶瓷；有机高分子材料，如聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、碳纤维等；复合材料，如纤维增强聚合物材料、金属-陶瓷复合材料。 ②有益阶段。这一阶段表现在生物材料的生物化，重点为对惰性生物材料所制成的人工器官和医疗器械在使用过程中与组织或血液产生的界面反应和惰性生物材料的生物化-即在不破坏原有材料性能的基础上，通过表面改性设计使材料在长期使用过程中与细胞亲和性好，不产生炎症、凝血、畸变、甚至癌变等反应的研究。 ③真正的生物材料阶段。这一阶段主要是组织工程支架材料，特点是：无毒，具有良好的生物相容性和组织相容性；可降解吸收，在组织形成过程中材料降解并被吸收；可加工性，尤其是能形成三维结构并有较大的孔隙率，以便进行营养物质传输、气体交换、废物排泄；使细胞按一定形状生长，良好材料-细胞界面，利于细胞黏附、增殖、激活细胞特异基因表达等。 到目前为止，被详细研究过的生物材料已有一千多种 ,医学临床上广泛使用的也有几十种 ,涉及到材料学的各个领域。目前生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下寻找组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料，具体体现在以下几个方面： ①提高生物医用材料的组织相容性。途径主要有两种，一是使用天然高分子材料；二是在材料表面固定有生理功能的物质。 ②生物医用材料的可降解化。通常应用生物相容性的可降解聚合物去诱导周围组织的生长或
生物材料在组织工程学中发挥的作用 MD+DI 访问了DSM 生物医学公司（荷兰马斯特里赫特）研发及技术总监Marc Hendriks，请他谈谈对于生物材料的看法。这篇专题访谈共分四部分，在第一部分中，DSM 生物医学公司（荷兰马斯特里赫特）的Hendriks 探讨了生物材料在应对医疗领域未来需求方面的巨大潜力，并且思考了生物材料在今后几年中对组织工程学的重要性。Hendriks 还解释了何为“三代生物材料。” 作者: Brian Buntz 2011年12月27日 行业新闻, 生物材料 [View] MD+DI：您能否简要描述一下生物材料当前以及未来可能对组织工程学发挥的作用？ Hendriks：组织工程和再生医学领域(TERM) 是最前沿的现代医学领域。外科手术将人体组织移换位置，但由于对新位置的排斥反应，已经产生了生物变化。采用可植入异物材料的技术与不良事件有关，如移位、植入物/组织界面感染、骨折以及随时间推移产生的迁移。个体之间的移植有严格限制，必须能获得足够的捐献组织和器官，但也会产生免疫问题，随着时间的推移可能产生慢性排斥反应和严重破坏。 TERM 包括新的功能性活体组织的制造——无论体外或体内（包括原位）——使用通常与母体或支架相关的生物活性提示（例如，细胞、生长因子、多核苷酸），引导组织发展。直至80年代中期，TERM 才被定义为一个领域。TERM 从几个相互关联、完善的学科，包括细胞和干细
胞生物学、生物化学、分子生物学中吸收了大量新知识，这些学科分别并共同增进了对于复杂活体系统的理解。同样，在材料科学、化学工程和生物工程取得的突破，使活体系统中可合理应用工程原理。TERM可以说属于生命科学材料科学领域。 自从定义了TERM原理，其广泛的医疗和社会经济价值被认可，TERM也已取得了巨大进展。然而，迄今为止，只有相对较少的TERM产品已获得监管部门批准，甚至更少有产品已取得任何意义上的市场渗透。在数以百万计的患者获得可能从中受益的TERM疗法之前，必须克服技术和经济上的发展障碍。 如上所述，实质上，没有专为组织工程和再生医学设计的材料。当致力于设计和开发适合再生医学的生物材料时，再生医学才有发展前景。 TERM可使用多种生物材料形式，可根据使用指示选用，重点关注手术过程或组织发展中的难题。我通常将TERM产品类别根据四个主要材料进行划分： 1、细胞传递生物材料。细胞治疗，即通过对选定、增殖和药理治疗或体外改变的细胞进行管理，预防或治疗人类疾病。细胞管理中的破裂不佳和移植细胞整合，是最大难题。通常认为通过使用聚合物水凝胶，以微创的方式或手术轻便的方法允许注射或微创插入细胞和聚合物组合，可改善疗效。为使有效，水凝胶必须符合一系列设计标准，以发挥正常功能，并促进新组织的形成。这些标准包括物理参数（例如，退化和机械性能）以及生物性能参数（例如，生物相容性和细胞粘附）。不完全符合这些设计标准，可能会导致不良组织的形成。因此，这种生物材料发展的关键是充分了解手术前及手术中的程序和操作。 2、受控交付生长因子生物材料。与细胞治疗相反，使用生长因子（蛋白质或激素）侧重于利用内源性组织的再生潜力。这些物质旨在，在管理层面，调节多种细胞过程：补充、生长、增殖和分化。 第一次需采用弹丸注射——经动物测试有一定疗效——但普遍未经人体临床研究证实。直接交付生长因子可加速组织愈合和增长，但往往是与生长因子的最初爆发和在体内的半衰期短有关。生长因子的失控扩散也可能引起不良的副作用。这就需要利用基于创新材料的技术来更好地控制空间和时间上的交付。 3、组织工程支架材料。TERM 最“简单”的产品类别包括通常加工成能够支持三维组织形成的多孔结构的支架材料。TERM 支架通常有下述用途：
混合式教学在再生医学研究生教学中的应用研究 作者：宋方茗 来源：《教育教学论坛》2020年第40期 [摘要] 混合式教学理念作为一种全新的教学模式，随着信息化时代的来临，获得了极大的关注。线上线下教学有机融合的混合式教学既拓展了教学时空，又保证了教师引导下教学中足够量的语言交际活动，有助于提高学生的学习效果，非常适合于高校教学。 [关键词] 混合式教学;研究生教学;再生医学;双主体 [作者简介] 宋方茗（1985—），男，江西兴国人，医学博士，广西医科大学副教授，主要从事骨代谢疾病的药物防治研究。 [中图分类号] G642; ; [文献标识码] A; ; [文章编号] 1674-9324（2020）40-0260-02; ; [收稿日期] 2020-04-29 一、引言 随着信息技术的发展以及教育信息化的不断推进，其对教学模式产生的深刻影响日益凸显。近年来兴起的微课、慕课、翻转课堂、混合式教学等信息化教学范式都是为适应信息化时代发展而进行的有益探索。例如慕课教育就是一项大规模的教育课程，不同于传统的教学方式，慕课形式的教学可以让学生自由选取教育内容进行自主学习，以此来提升学习成绩[1，2]。虽然以上方式很好地改变了传统的高校课堂教学模式，使老师无须再通过讲座式的讲授就能很好地指导学生学习。但是，有学者认为以上方式与传统的授课方式无本质区别，依然以教师为中心，无法顾及学生的个体差异，且由于大多数教师不是技术人员，视频制作的质量难以保障，而低质量的视频不利于知识的传授[3]，所以单纯的互联网式教学可能并不完全适用于高校教学。 混合式教学，是为了达到教学目标，将传统教学的优势和数字化、网络化的学习优势结合起来的一种教学模式，最早由美国加州大学洛杉矶分校的两位学者提出。混合式教学能最大限度地优化和提高学生的学习效率。它可以根据教学内容，学习者的需要以及老师自身的条件进行教学设计，既能发挥教师引导的主导作用，又能充分体现学生作为学习主体的主动性，从而实现优势互补，最终达到提高教学效果的目的。 二、混合式教学的方案设计
一、动物研究所简介 动物研究所历史悠久，人才辈出，贡献卓著。1962年由昆虫研究所和动物研究所合并成为现在的动物研究所。动物研究所目前拥有三个国家重点实验室，即干细胞与生殖生物学国家重点实验室、膜生物学国家重点实验室、农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室；建立了动物生态与保护生物学院重点实验室和动物进化与系统学院重点实验室；有馆藏量近800万号的动物标本馆；还建立了国家动物博物馆，以及众多的野外观察研究台站和基地。研究所主要定位在围绕农业、生态、环境和人类健康及其人与自然协调并存等方面的重大需求和科学问题，在珍稀濒危动物保护、有害动物控制、资源动物可持续利用、动物疾病预警与防控、生殖与发育生物学、动物系统学和进化生物学等领域开展基础性、前瞻性、战略性研究。动物研究所在2003年全国一级学科生物学学科评估中整体水平排名第二，2009年全国一级学科生物学学科评估中整体水平排名第五，在2005年及2010年获得全国优秀博士后流动站荣誉称号。1981年，国务院学位委员会批准动物研究所为我国首批具有博士、硕士学位授予权单位；1987年获准开展具有研究生毕业同等学力的在职人员理学硕士学位、博士学位资格授予工作；1988年经全国博士后管委会批准建立博士后科研流动站；1994年获准为博士生导师自行评定单位；1997年、2000年先后两次被评为中国科学院博士生重点培养基地；1998年被国务院学位委员会批准为一级学科（生物学）博士、硕士学位授予权单位；2008年，动物研究所“生态学”获得北京市重点学科建设资助；2011年，生态学、动物学、发育生物学、细胞生物学四个学科被中科院评为重点学科。2010年，增设生物工程硕士培养点；2011年，成功增列生物医学工程、免疫学、病理学与病理生理学三个学术型硕士培养点。2014年，成功增列基因组学博士及硕士培养点。2016年，成功增列免疫学、病理学与病理生理学两个学术型博士培养点。2017年，成功增列再生医学博士及硕士培养点。现有在学研究生600多人。 二、中国科学院大学再生医学专业招生情况、考试科目
生物材料 生物医用材料(BiomedicalMaterials)，又称生物材料(Biomaterials)，是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官或增进其功能的一类高技术新材料，可以是天然的，也可以是合成的，或是它们的复合。生物医用材料不是药物，其作用不必通过药理学、免疫学或代谢手段实现，为药物所不能替代，是保障人类健康的必需品，但可与之结合，促进其功能的实现。按国际惯例，其管理划属医疗器械范畴，所占医疗器械市场份额>40%。 自90年代后期以来，世界生物材料科学和技术迅速发展，即使在当今全球经济低迷的大环境下，生物材料依然保持着每年13%高速增长，充分体现了其强大的生命力和广阔的发展前景。现代医学正向再生和重建被损坏的人体组织和器官、恢复和增进人体生理功能、个性化和微创治疗等方向发展。传统的无生命的医用金属、高分子、生物陶瓷等常规材料已不能满足医学发展的要求，生物医学材料科学与工程面临着新的机遇与挑战。未来，生物医用材料的市场占有率大有可能将赶上药物。因此，加强生物医用材料的临床应用研究和推广应用，重点发展我国生物医用材料的研究、开发、生产、营销紧密结合的一体化体系是当务之急。实际上，国家当前在生物材料科学基础研究方面已经取得了重大突破进展，走在了世界先进行列，但产业化水平尚待提高，产业规模小、发展相对滞后，还不能满足全民医疗保健的实际需要。在国家政策、经济的大力支持下，我国生物材料的产业化发展将提速。企业应增强自主创新的能力，进一步解决依靠进口的局面，同时加大出口力度，实现跨越发展，扩大中国生物材料产品在国际上的影响力。 生物材料是应用生物学和工程学的原理，对生物材料、生物所特有的功能，定向地组建成具有特定性状的生物新品种的综合性的科学技术。生物工程学是70年代初，在分子生物学、细胞生物学等的基础上发展起来的，包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等，他们互相联系，其中以基因工程为基础。只有通过基因工程对生物进行改造，才有可能按人类的愿望生产出更多更好的生物产品。而基因工程的成果也只有通过发酵等工程才有可能转化为产品。 生物材料应用广泛，品种很多，其分类方法也很多。生物材料包括金属材料（如碱金属及其合金等）、无机材料（生物活性陶瓷，羟基磷灰石等）和有机材料三大类。有机材料中主要是高分子集合物材料，高分子材料通常按材料属性分为合成高分子材料（聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等）、天然高分子材料（如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等）；根据材料的用途，这些材料又可以分为生物惰性（bioinert）、生物活性（bioactive）或生物降解（biodegradable）材料，高分子聚合物中，根据降解产物能否被机体代谢和吸收，降解型高分子又可分为生物可吸收性和生物不可吸收性。根据材料与血液接触后对血液成分、性能的影响状态则分为血液相容性聚合物和血液不相容性。根据材料对机体细胞的亲和性和反映情况，可分为生物相容性和生物不相容性聚合物等。 生物材料植入人体内后，可能会对局部组织和全身产生作用和影响。主要包括局部的组织反应和全身的免疫反应。具体如下： ①排异反应：生物材料植人体内后，可在植人物周围发生不同程度的炎症反应。这是机体对异物进行酶解和消化的结果。但大多数医学生物材料比较稳定，不会被很快代谢掉。这时胶原纤维会包围在植入物周围形成被膜，或称为包囊，
国际上再生医学最新发展 欧阳宏伟 浙江大学医学院 浙江大学干细胞和组织工程中心 2009年01月
1.再生医学 简介 再生医学是21世纪人类新型健康保健的先导。它综合运用了组织工程学，生物学，生化学，材料化学，物理力学，应用工程学和其他学科的知识和技术，是科学史上第一个真正能融合和利用几乎所有学科领域知识的交叉学科（”Regenerative medicineis the first truly interdisplinary field that utilizes and brings together nearly every fieldin science”---引自美国卫生部国防部商业部有关再生医学联合报告）。其目的是通过发展组织再生技术和制造人体组织器官来帮助人体再生受伤或患病的组织器官。 社会和经济意义 再生医学是现代医学的革新（revolution）.它给病人带来的将是治愈（Cure）而不是 目前的有限处理（treatment）.并且再生医学带来的技术和手段将可能治疗目前不能 治疗的疾病，比如说糖尿病，脊髓损伤，心急梗死，肝衰，肾衰，骨关节炎，骨质 疏松等。理论上所有疾病导致的组织和器官的损坏都可能通过再生医学技术获得治 愈。 从经济上讲，再生医学对降低日益升高的健康医疗消耗有重大的意义。按照美国的战略报告数据，2005年美国GDP的13%被用于健康医疗，随着老年人口增加，到 2040年，美国会有5600万老年人，届时将有25%的GDP会被用于健康医疗，而增加 的部分主要是来自老年化疾病所引起的组织器官病变所需的长期治疗（比如说，老 年病人的糖尿病，目前需要长期用昂贵的药物或胰岛素替代，而且还有各种心肾并 发症存在需要处理）。 再生医学的发展将会有效的对抗这一趋势（成功再生胰岛恢复其功能，将从根本上消除长期服药，从而有效的消除长期治疗带来的健康医疗消耗）。目前全世界组织 器官修复置换相关的再生医学市场超过3500亿美元。到2010年将达到5000亿美元。 再生医学发展时间表 目前成功的产品有：组织工程皮肤，软骨产品 未来5年内将有精细复杂的皮肤，软骨，骨产品出现 未来10年内将有大器官的组织补片产品出现，例如心肌补片未来 20年内复合的器官结构将可能成为现实。