生物医学工程第一课

生物医学工程激动人心。

它融合了自然科学和数学，并用其成果提高人类健康水平。

我们身边的生物医学产品

对于生物医学工程师来说，他们做出重大贡献的一个领域是疫苗。拿紫色斑疹热作为例子，我们也把这种病称作麻疹，它是导致死亡的主要原因。以前它就好像瘟疫，而现在不会再这样了，因为我们有了抗生素和疫苗，人们活得更久了。你们还接触过哪些生物医学工程的产品？

贴膜给药技术。这种贴膜很像创可贴，不过是加入了药物的创可贴，当其贴附于皮肤表面时，药物就可以通过皮肤进入血液循环。

可吸收缝合线。在设计缝合线时需要注意什么问题？缝合线必须是惰性的，以便确保植入人体后的安全性。但能够拉紧切口的缝合线还必须具有一定的机械张力，不是随便哪个材料都能做到这一点的。

关节镜手术设备。关节镜中包含摄像头，医生可以用它探查关节内情况。此外，关节镜末端还有其他的机械，医生可以在患者体外操纵这些机械进行切割等操作。

助听器和人工耳蜗。人工耳蜗与助听器作用相同，都可以改善听力，只是两者原理不同。人工耳蜗不是一个简单的植入耳朵的扩音系统，而是一种能替代听力器官功能的移植物。

肉毒杆菌素。肉毒杆菌素是一种注射用分子，如何精确输送这种分子到你想要的部位，这的确是一个工程学问题。

将来又会有哪些产品因生物医学工程而生？

能控制假肢的植入性脑芯片，我们把它称为脑机接口，它是一种将大脑和外部世界连接起来的方法，我们非常有理由相信不远的将来我们就能应用这些技术。

控制血管再生。许多人认为大部分肿瘤需要血管输送血液才能成长，如果能够阻止血管的生成来阻止肿瘤的发展，就可以在肿瘤还处于良性阶段时扼制它。现在我们已经有了相关的治疗方法，但还有很多地方需要改进。此外，还有艾滋病疫苗、机器人辅助手术、脊髓再生、长期可用的人造心脏……

生物医学工程领域的现在和未来

我们已经能够从人和动物体内提取细胞，并在培养基中使它们存活一段时间，这项技术叫细胞培养技术。人们可以取一些皮肤细胞，以合适的方式培养它们，就能在几周后得到成千上万的皮肤细胞。现在，与此相关的新技术正在蓬勃发展，比如人造皮肤。在培养皿中，放入一张薄膜，它是一个聚合物支架，在这个支架上，科学家放了一些皮肤细胞并让它们生长。如果培养方法得当，这个聚合物支架与皮肤细胞会融合形成皮肤。人们能够用这种组织工程学意义上的皮肤来治疗严重烧伤的病人或那些溃疡久治不愈的糖尿病病人。这技术才刚出现，但在你的有生之年，它肯定会影响人们的生活。

还有一种叫做基因芯片的技术，这是一项具有里程碑意义的创新，它让我们以一种全新的方式得到了解病人身体内部发生了什么，还能知道哪些基因在人生哪个时期发挥作用。这项技术现在还只是一种研究工具，但我们有理由相信它将能让医生诊断或预测出病人将要得的病，这是现在做不到的。

有些疾病只能通过器官移植来治疗，例如肾移植、肝脏移植。移植手术需要供体器官，而供体和受体往往在不同地方，这就需要一架飞机将器官由供体所在地送到受体所在地。如果我们能够发明一种工程方法延长器官的保存时间，就没有必要赶得那么紧了，这项技术将给器官移植领域带来更多的可能性。你们一定曾经听过《伦敦桥要塌了》这首民谣。早先人们在造桥的过程中选择了木头和粘土，这座桥就难以与自然力相抗衡，它可能会被水冲走。之后人们选择了更好的材料以造出更为坚固的桥。生物医学工程目前在很大程度上仍旧停留在试图探索产品的工作原理、寻找产品存在缺陷的原因，以及选择正确材料的阶段。这个水平可能与土木工程和桥梁学一百年前的研究水平相同。这是一个非常激动人心的时代，因为一百年前桥梁建设中難以解决的问题在今天都得到了解决。

责任编辑：曹晓晨

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