王富平 陳忠敏

摘 要：理工科院校依托各自的各種辦學(xué)優(yōu)勢，創(chuàng)辦的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)具有特色鮮明的醫(yī)療器械方向，其課程學(xué)習(xí)以電子科學(xué)與技術(shù)類為主，生物、醫(yī)學(xué)課程少，加之大多本科生學(xué)習(xí)忽視生物、醫(yī)學(xué)知識的現(xiàn)實情況，提出在生物醫(yī)用材料學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容中，增加少量臨床病理知識和用生物醫(yī)用材料學(xué)的知識解剖醫(yī)療器械組件材質(zhì)，以此提高學(xué)生對該課程的興趣及該課程教學(xué)質(zhì)量，增強該專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：理工科院校 生物醫(yī)用材料學(xué) 課程教學(xué) 臨床病理性檢查 醫(yī)療器械組件材質(zhì)

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（b）-0143-02

Thinking and Exploration on the Course Teaching of Biomedical Materials Science in Science and Engineering Colleges

Wang Fuping Chen Zhongmin

（College of Pharmacy and Bioengineering，Chongqing University of Technology，Chongqing，400054，China）

Abstract：Biomedical engineering is set up in science and engineering college relying on their various advantages，medical instrument is the profession feature.The main part of courses is electronic science and technology， biology and medical courses are few and neglected by most of the undergraduates.Therefore，in order to promote students learning interest，and improve the quality of this course，enhance the studentscomprehensive quality， put forward a teaching method， which involve adding a few of clinical pathological examination and studying the materials of medical equipment with the knowledge of the biomedical materials.This teaching method left a deep influence on the students.

Key Words：Science and engineering college；Biomedical materials； Course teaching； Clinical patholog； Materials of medical equipment

目前，國內(nèi)大約有六、七十所大學(xué)設(shè)立生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，其中大多數(shù)是綜合或理工科大學(xué)，醫(yī)學(xué)院校僅十幾所，各個高校依托各自的各種辦學(xué)優(yōu)勢，以創(chuàng)辦出有自己鮮明特色的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)[1]。作為理工科高校，醫(yī)療器械成為了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的主要方向，主干課程包括電路及模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、醫(yī)用電力電子技術(shù)、單片機原理及應(yīng)用、醫(yī)學(xué)圖象處理、醫(yī)學(xué)信號處理、生物醫(yī)學(xué)傳感器，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)化學(xué)、生物醫(yī)用材料等，該專業(yè)學(xué)生較明顯投入大量的時間和精力于電路、信號、軟件等課程，但在《生物醫(yī)用材料學(xué)》課程學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出明顯不重視，更有甚者認(rèn)為該課程與醫(yī)療器械方向相差甚遠(yuǎn)，導(dǎo)致該課程教學(xué)中，學(xué)生興趣不高，學(xué)習(xí)效果差，為了改變此現(xiàn)狀，與同組老師進行了相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗探討，查閱其他老師教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)[2-3]，均是需要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略等方面著手，提出了緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、改善教學(xué)策略及方法、加強實驗教學(xué)、加強自主學(xué)習(xí)能力等等。這些前人總結(jié)對本課程教學(xué)過程教學(xué)起到了重要的指導(dǎo)意義，在此基礎(chǔ)上，通過對該課程教學(xué)實際情況思考，提出從教學(xué)內(nèi)容上，采取增加少量臨床病理知識和用生物醫(yī)用材料學(xué)的知識解剖醫(yī)療器械組件材質(zhì)兩種模式，這也符合了生物醫(yī)用材料交叉學(xué)科的特點，交叉學(xué)習(xí)[4]。并通過兩年時間，確有提高該課程教學(xué)質(zhì)量。

1 增加少量臨床病理知識

醫(yī)療器械是指直接或者間接用于人體的儀器、設(shè)備、器具、體外診斷試劑及校準(zhǔn)物、材料以及其他類似或者相關(guān)的物品，包括所需要的計算機軟件。效用主要通過物理等方式獲得，不是通過藥理學(xué)、免疫學(xué)或者代謝的方式獲得，或者雖然有這些方式參與但是只起輔助作用。目的是疾病的診斷、預(yù)防、監(jiān)護、治療或者緩解；損傷的診斷、監(jiān)護、治療、緩解或者功能補償；生理結(jié)構(gòu)或者生理過程的檢驗、替代、調(diào)節(jié)或者支持；生命的支持或者維持；妊娠控制；通過對來自人體的樣本進行檢查，為醫(yī)療或者診斷目的提供信息。而在此過程中，涉及大量的醫(yī)用耗材，均屬于生物醫(yī)用材料的范疇，同時涉及大量的臨床病例知識，而理工院校同時具備生物，醫(yī)學(xué)，材料，醫(yī)療器械類知識的人才匱乏，相應(yīng)課程設(shè)置較少，學(xué)生醫(yī)學(xué)方面知識薄弱，在講解相關(guān)知識時需要補充少量的臨床病例知識。

如：慢性腎衰竭是指各種腎臟病導(dǎo)致腎臟功能漸進性不可逆性減退，直至功能喪失所出現(xiàn)的一系列癥狀和代謝紊亂所組成的臨床綜合征，即尿毒癥。尿毒癥以代謝性酸中毒和水、電解質(zhì)平衡紊亂，蛋白質(zhì)、糖類、脂肪和維生素的代謝紊亂等，血液檢查以尿素氮，肌酐為主，尿素氮與二乙酰反應(yīng)，縮合生成紅色的二嗪衍生物，肌酐與苦味酸反應(yīng)生成紅色復(fù)合物，二者通過光電二極管在特定波長下檢查其吸光度值，即可得到相應(yīng)的含量。

血管疾病主要指動脈粥樣硬化、炎癥性血管疾病、功能性血管疾病、血管的真性腫瘤性疾病等。其中以動脈粥樣硬化最為常見。動脈粥樣硬化是一組動脈硬化的血管病中常見的最重要的一種，其特點是受累動脈病變從內(nèi)膜開始。一般先有脂質(zhì)和復(fù)合糖類積聚、出血及血栓形成，纖維組織增生及鈣質(zhì)沉著，并有動脈中層的逐漸蛻變和鈣化，病變常累及彈性及大中等肌性動脈，一旦發(fā)展到足以阻塞動脈腔，則該動脈所供應(yīng)的組織或器官將缺血或壞死。在正常情況下，血管跟周圍軟組織密度相近，導(dǎo)致CT等不能清晰檢查，因此，可以通過顯影劑在X光下所顯示的影像來診斷血管病變。隨著介入放射學(xué)的發(fā)展，血管造影已經(jīng)成為臨床的一種重要的診斷方法，尤其在介入治療中起著不可替代的作用。血管造影在頭頸部及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心臟大血管疾病、及腫瘤和外周血管疾病的診斷和治療中都發(fā)揮著重要作用。常用的造影劑有碘普羅胺注射液和含碘類造影劑，其中含碘類造影劑注入體內(nèi)都有可能產(chǎn)生過敏反應(yīng)，癥狀嚴(yán)重程度不一，重癥可致命。

原發(fā)性肝癌，是我國常見惡性腫瘤之一。死亡率高，在惡性腫瘤中排列第三位。原發(fā)性肝癌的病因和發(fā)病機制尚未確定。目前認(rèn)為與肝硬化、病毒性肝炎以及黃曲霉素等化學(xué)致癌物質(zhì)和環(huán)境因素有關(guān)。甲胎蛋白是診斷原發(fā)性肝癌的特異性腫瘤標(biāo)志物，具有確立診斷、早期診斷、鑒別診斷的作用。目前常用化學(xué)發(fā)光法、酶標(biāo)法、酶標(biāo)電泳法、放射免疫法檢測。

通過臨床病理知識的學(xué)習(xí)，可以明確相關(guān)檢測儀器的檢測目標(biāo)，檢測方法，檢測原理，其中涉及的相關(guān)試劑既屬于檢測試劑范疇，同時又是醫(yī)療器械必不可少的部分，可以使學(xué)生在在學(xué)習(xí)生物材料的同時，與自己學(xué)的醫(yī)療器械相關(guān)知識重組，從而提高本課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2 用生物醫(yī)用材料學(xué)的知識解剖醫(yī)療器械組件材質(zhì)

除了用來檢查，還有很多醫(yī)療器械屬于治療類的，如心臟起搏器，人工心臟，人工耳蝸，血液透析機等，其部分材質(zhì)必須達(dá)到生物醫(yī)用材料的要求，因此可以通過用生物醫(yī)用材料的知識分析（見圖1）。

如：心臟起搏器可以有效治療嚴(yán)重的心跳慢、心臟收縮無力、心跳驟停等心臟疾病，人工心臟起搏系統(tǒng)主要包括兩部分：脈沖發(fā)生器和電極導(dǎo)線。常將脈沖發(fā)生器單獨稱為起搏器。起搏系統(tǒng)除了上述起搏功能外，尚具有將心臟自身心電活動回傳至脈沖發(fā)生器的感知功能。起搏器主要由電源（亦即電池，現(xiàn)在主要使用鋰-碘電池）和電子線路過程，能產(chǎn)生和輸出電脈沖。電極導(dǎo)線是外有絕緣層包裹的導(dǎo)電金屬線，其功能是將起搏器的電脈沖傳遞到心臟，并將心臟的腔內(nèi)心電圖傳輸?shù)狡鸩鞯母兄€路。導(dǎo)管電極需要長期起搏，因此需用生物相容性好、韌性好、抗老化、耐腐蝕的材料制成，電極導(dǎo)線通常采用愛爾近合金（Elgiloy）或用鎳鉻鈷鉬合金絲繞成螺旋管，導(dǎo)線的外層絕緣材料都選用高純硅橡膠或醫(yī)用聚氨酯，電極頭的材料以表面活化各向同性低溫?zé)峤馓蓟蜚K為優(yōu)。

膠囊內(nèi)鏡全稱為“智能膠囊消化道內(nèi)鏡系統(tǒng)”，又稱“醫(yī)用無線內(nèi)鏡”。原理是受檢者通過口服內(nèi)置攝像與信號傳輸裝置的智能膠囊，借助消化道蠕動使之在消化道內(nèi)運動并拍攝圖像，醫(yī)生利用體外的圖像記錄儀和影像工作站，了解受檢者的整個消化道情況，從而對其病情做出診斷。典型的膠囊內(nèi)鏡由七部分組成，透明外殼、光源、成像元件、傳感器、電池、發(fā)射模塊和天線組成。其外殼材料會與人體消化道粘膜接觸，并進入胃腸，膠襄外殼采用耐腐蝕醫(yī)用高分子材料，對人體無毒、無刺激性，能夠安全排出外。

血液透析機是治療尿毒癥的一個重要儀器，血液透析是將血液抽出體外，經(jīng)過血液透析機的滲透膜，清除血液中的新陳代謝廢物和雜質(zhì)后，再將已凈化的血液輸送回體內(nèi)。首先輸血管道必須符合生物醫(yī)用材料的安全性要求，另外血液透析膜的材質(zhì)及特性直接決定了血液透析機的治療效果，要求膜材料具有擴散對流特性、血液相容性、黏附特性、穩(wěn)定的物理特性等，膜孔徑在1μm以下的有機高聚物的均質(zhì)膜，是一類不帶電荷的多孔膜，目前主要用于透析機的纖維素滲析膜常用的制備材料有銅氨法再生纖維素、醋酸纖維素、聚丙烯晴、乙烯-乙烯醇共聚物以及聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚丙烯酰胺等，以及現(xiàn)在膜設(shè)計的非對稱結(jié)構(gòu)的原理。

這種通過分析醫(yī)療器械原理，各部分材質(zhì)，生物醫(yī)用材料的要求，材料特性，以及相關(guān)生物醫(yī)用材料的學(xué)習(xí)，既有利于學(xué)生掌握相關(guān)生物醫(yī)用材料的特性，生物學(xué)功能，以及應(yīng)用領(lǐng)域，又可以將知識與醫(yī)療器械相結(jié)合，構(gòu)建學(xué)生相關(guān)知識，進而提高本課程教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語

針對理工院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)側(cè)重醫(yī)療器械方向，學(xué)生易忽視生物、醫(yī)學(xué)知識的現(xiàn)實情況，通過在生物醫(yī)用材料學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容中，增加少量臨床病理知識和用生物醫(yī)用材料學(xué)的知識解剖醫(yī)療器械組件材質(zhì)，以助于學(xué)生掌握生物醫(yī)用材料相關(guān)知識，并與其所學(xué)醫(yī)療器械相關(guān)知識進行知識重構(gòu)，將交叉型的生物醫(yī)用材料知識交叉性的學(xué)習(xí)，交叉性的應(yīng)用，以此提高學(xué)生對本課程的興趣，及該課程教學(xué)質(zhì)量，增強該專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

參考文獻

[1] 劉元東.生物材料學(xué)教學(xué)實踐與心得[J].科學(xué)·自然，2012（8）：173.

[2] 王建方，邢欣，吳文健，等.生物材料學(xué)課程的設(shè)置與改革思考[J].高等教育研究學(xué)報，2011，34（1）：95-97.

[3] 丁銳，薛紹禮，夏覓真，等.生物材料課程教學(xué)實踐的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013（27）：117-118.

[4] 周來生.現(xiàn)代生物材料的核心——交叉融會的生物醫(yī)學(xué)科學(xué)與材料科學(xué)—— 生物材料和組織工程學(xué)發(fā)展的新起點[J].科學(xué)中國人，2005（1）：26.