中国生物医学工程学会组织工程与再生医学分会会暨实.ppt
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再生医学概论-上传
干细胞与再生
2007年11、12月Yamanaka研究团队再次
成功地利用3-4个基因导入人类皮肤细胞病将
其成功地转变成 iPS细胞。
同时，美国威斯康新的James Thomson研
究团队利用4个基因将人类体细胞重新设定变
回干细胞。
干 细 胞 与 再 生
干细胞与再生
干细胞与再生
细胞器官再生的理念突破
能否制造一种有生命、无排斥反应、能大量生产 的组织来修复组织缺损？
组织工程的源起
Robert Langer 美国麻省理工学院化学工程师
Joseph P Vacanti 哈佛大学医院医生
组织工程的源起
80年代中期 Robert Langer and Joseph P Vacanti的新 概念: 在一种可生物降解的支架材料上种植人体活细胞，在 生长因子作用下，在体外复制有生命的组织植入体内，完成 组织缺损的修复与功能替代，最终永久成为人体组织的一部 分。 1987年春 美国科学基金会(NSF)在加利福尼亚的专家讨论会 上提出“组织工程, tissue engineering”一词
组织工程的概念
组织工程的基本概念 组织工程是应用生命科学和工程学的原理与技术，在正确
认识哺乳动物的正常及病理两种状态下结构与功能关系的基
础上，研究、开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器 官损伤后的功能和形态生物替代物的科学。 组织工程的核心 建立细胞与生物材料的三维空间复合体，即具有生命力 的活体组织，用以对病损组织进行形态、结构和功能的重建 并达到永久性替代。
再生医学的主要研究内容
干细胞：再生医学的灵魂 组织工程：再生医学的基本手段 生长因子：再生的“催化剂” 基因治疗：改变细胞再生和功能的策略
生物医学工程概论-组织工程学
生物材料
• 概念：1987年10月，巴黎，国际标准化 组织规定。
• 以医用为目的，用于和活体组织接触且 具有功能的无生命材料。
生物材料
• 分类： 体内植入材料（包括组织工程材料） 半体内应用材料（接触镜，人工肾） 体外应用材料（生物传感器/医疗器械）
• 要求：优良的生物相容性、符合机体环境 的生物特性以及物理、化学性质。
是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体。 其最大的优点在于：
• 形成具有生命力的活体组织，对病损组织进行形 态、结构和功能的重建并达到永久性替代；
• 可以最少量的组织细胞，经体外培养扩增后，来 修复大块的组织缺损，达到无损伤修复创伤和真 正意义上的功能重建；
• 可按组织、器官缺损情况任意塑型，达到完美的 形态修复。
1000亿用于心脏，公开招标 • 亚洲（日本、韩国、新加坡、中国）初具影响力
组织工程研究机构
• “组织工程”一词是美国国家科学基金会 于1987年正式提出和确定的。
• 美国已有相当数量的研究机构（NASA、 DOE、NIH等），大学包括（MIT、HMS、GIT、 UCSD、UMAS）。
• 公司（Sandoz、0rganogenesis、Advanced Tissue）参与了组织工程，发展迅猛，在 许多方面取得了重大进展。
组织工程科学意义
• 不但可以从细胞水平和分子水平认识生命的本 质，而且能够从整体上优化生命的质量，并把 握生命的进程。
• 组织工程研究理论体系和研究方法不仅是针对 哺乳类动物，而且可拓展到植物上去，这对于 促进农业、工业和军事科学的发展都将有着不 可估量的深远意义。
组织工程科学意义
• 是多学科交叉的边缘学科，除了具有生物力学、生物 材料学和细胞与分子生物学三大学科支撑外，尚融汇 了生物信息，生物化学工程、遗传学及工程、生物电 子学及计算机的原理和方法。
生物医学工程概论(ppt)
主讲教师 季忠 季忠 季忠 罗小刚 廖彦剑 侯长军 罗洪艳 吴小鹰 刘洪英 陈骥
神经工程技术及与康复治疗
侯文生
物理治疗技术及其在临床医学中的应用 田学隆
医疗信息技术与产业
钟代笛
心力-心音关系方法及其在心脏储备无创 郭兴明 检测中的应用研究
微流控芯片技术
杨军
考试要求
1. 闭卷 2. 以前三周学习内容为主
生物医学工程概论 (ppt)
（优选）生物医学工程概论
周次 上课时间
1
2月21日星期二5、6节
2
2月28日星期二5、6节
3
3月6日星期二5、6节
4
3月13日星期二5、6节
5
3月20日星期二5、6节
6
3月27日星期二5、6节
7
4月3日星期二5、6节
8
4月10日星期二5、6节
9
4月17日星期二5、6节
1963年，美国物理学家cormack—图像重 建数学理论应用于放射医学研究
• 1972年，英国豪斯菲尔德工程师在美国科学家 马克研究的基础上发明了X射线计算机断层扫描 仪（ Computed Tomography，CT ）。1979年 ，豪斯菲尔德和马克获得诺贝尔生理学和医学 奖。
• 1973年，美国科学家劳特布尔和英国科学家曼 斯菲尔德研制出临床实用的磁共振成像仪（ Magnetic Resonance Imaging ,MRI）。同期上市 的医疗器械（仪器）还有：心脏起搏器，高频 电刀，激光刀，X线刀，超声刀，电子直线加速 器等。
• 新近研制开发—电阻抗断层（Electronical Impedance Tomography,EIT)
生物医学工程作为一门新兴的边缘学科， 数十年来得到了巨大的发展，当代几乎所 有的高新技术都被他所吸收和利用，并形
干细胞与组织工程 ppt课件
25
Neural Stem Cell Therapy for Clinical Application
神经干细胞治疗临床应用
帕金森病（Parkinson disease，PD）； 阿尔兹海默病（Alzheimer disease，AD）； 亨廷顿病（Huntington disease，HD）；
针对患者组织或器官缺损的情况，利用 干细胞工程技术，诱导细胞定向分化，为其 提供空间支持材料，在体内外培育出所需的 人体组织。
今后可能进一步培育出人造器官。
ppt课件
5
Three Steps on the Research of Tissue Engineering
制备干细胞，诱导定向分化； 建立由细胞和可降解材料构成的三维空
ppt课件
38
造血干细胞转腺苷脱氨酶基因（ada），6年后在外 周血淋巴细胞尚可检测到表达；
标记造血干细胞移植治疗急性白血病儿童，8年后 尚可在外周血中检测到标记的血细胞；
造血干细胞基因治疗的临床效果大多不理想；
ppt课件
22
Neural Stem Cell (NSC)
神经干细胞（1）
1992年，Reynolds等首先从胎鼠和成鼠的 纹状体分离得到神经干细胞，形成球形细胞 团；可分化为神经系统的三种主要细胞：神 经元细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞；
ppt课件
35
成人干细胞体外增殖太久可能癌变 之原因
其原因是这些开始生成端粒酶。端粒酶有阻 止端粒随细胞分裂而逐渐缩短的作用，从而 稳定染色体的末端，在保持细胞“永生”性 中起重要作用。永久打开充质干细胞的端粒 酶基因，最终将使其变成癌细胞。
ppt课件
36
展望
随着干细胞工程研究的不断深入， 生命的奇迹必然在21世纪出现!
生理学与生物医学工程课件
生理学与生物医学工程课件
目录
CONTENTS
• 生理学基础 • 生物医学工程概述 • 生理学与生物医学工程的交叉领域 • 生物医学工程在医疗保健中的应用 • 未来展望与挑战
01 生理学基础
CHAPTER
生理学定义与重要性
生理学定义
生理学是研究生物体及其器官、组织 正常功能和异常变化规律的学科。
数据隐私与安全 生物医学工程涉及大量的个人健 康数据，如何保障数据隐私和安 全是重要的挑战。
技术普及与推广 如何将创新的生物医学工程技术 普及到基层医疗机构，提高医疗 服务的可及性是一个挑战。
跨学科合作与创新的重要性
推动科研进展
跨学科合作能够整合不同领域的优势 资源，促进技术创新和科研突破。
解决复杂问题
生物信息学
应用计算机科学和信息管理技 术来分析和处理生物学和医学 数据，提高疾病诊断和治疗的 准确性。
康复工程
设计和开发辅助设备和工具， 帮助身体残疾或神经系统损伤 的患者进行康复训练和生活自
理。
03 生理学与生物医学工程的交叉领域
CHAPTER
生物材料与人工器官
生物材料
生物相容性
用于替代、修复或增强人体组织和器 官的生物材料，如人工关节、牙齿和 骨头等。
人工器官和生物材料必须与人体相容， 不引起免疫排斥反应和炎症反应。
人工器官
利用生物材料和工程技术构建的人工 器官，如人工心脏、肺和肾脏等，用 于治疗器官衰竭或替换病变器官。
医学影像与诊断技术
医学影像技术
利用X射线、超声、磁共振成像（MRI）等技术获取 人体内部结构和功能的信息。
诊断技术
基于医学影像和其他生理信号进行疾病诊断的方法和 技术。
目录
CONTENTS
• 生理学基础 • 生物医学工程概述 • 生理学与生物医学工程的交叉领域 • 生物医学工程在医疗保健中的应用 • 未来展望与挑战
01 生理学基础
CHAPTER
生理学定义与重要性
生理学定义
生理学是研究生物体及其器官、组织 正常功能和异常变化规律的学科。
数据隐私与安全 生物医学工程涉及大量的个人健 康数据，如何保障数据隐私和安 全是重要的挑战。
技术普及与推广 如何将创新的生物医学工程技术 普及到基层医疗机构，提高医疗 服务的可及性是一个挑战。
跨学科合作与创新的重要性
推动科研进展
跨学科合作能够整合不同领域的优势 资源，促进技术创新和科研突破。
解决复杂问题
生物信息学
应用计算机科学和信息管理技 术来分析和处理生物学和医学 数据，提高疾病诊断和治疗的 准确性。
康复工程
设计和开发辅助设备和工具， 帮助身体残疾或神经系统损伤 的患者进行康复训练和生活自
理。
03 生理学与生物医学工程的交叉领域
CHAPTER
生物材料与人工器官
生物材料
生物相容性
用于替代、修复或增强人体组织和器 官的生物材料，如人工关节、牙齿和 骨头等。
人工器官和生物材料必须与人体相容， 不引起免疫排斥反应和炎症反应。
人工器官
利用生物材料和工程技术构建的人工 器官，如人工心脏、肺和肾脏等，用 于治疗器官衰竭或替换病变器官。
医学影像与诊断技术
医学影像技术
利用X射线、超声、磁共振成像（MRI）等技术获取 人体内部结构和功能的信息。
诊断技术
基于医学影像和其他生理信号进行疾病诊断的方法和 技术。
生物材料与组织工程ppt课件
由于裂纹扩展导致力学性能失稳(断裂) 几种断裂类型
延性断裂：有明显塑性变形，永久变形 脆性断裂：无或少量永久变形 疲劳断裂：交变载荷，低应力脆性断裂 蠕变断裂：恒应力下，变形不断发展
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
弹性变形、塑性变形及蠕变、强度和断裂、硬度
惰性生物陶瓷和生物活性陶瓷
包括羟基磷灰石、生物活性玻璃和生物活性玻璃 陶瓷
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
陶瓷材料的结构
多晶结构：由晶体相、玻璃相和气相组成
陶瓷材料的硬度
陶瓷材料的硬度一般很高，耐磨性远高于金属
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
第5章 医用高分子材料
高分子材料的基本概念
单体、链节、聚合度、均聚物、共聚物
高聚物的分类 聚合反应的分类 高聚物的结构特点
面缺陷
二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷 主要出现在晶界和亚晶界处 面缺陷能提高金属的强度和塑性
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
第4章 医用陶瓷材料
陶瓷材料的结构
晶相、玻璃相、气相
陶瓷材料的机械性能
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
第1章 绪论
干细胞, 组织工程与再生医学
・述 评・干细胞、组织工程与再生医学杨志明 中图分类号:R318 文献标识码:C 在上世纪80年代提出的组织工程概念、90年代发现成体干细胞的可塑性之后,在研究中逐渐认识到细胞、支架材料、生物活性因子、干细胞在促进组织、器官愈合与再生治疗中的重要作用。
因此,Suh等[1]认为组织修复、组织工程与再生医学有不可分割的相关性。
Go ldfarb[2]认为组织工程、干细胞和克隆技术是再生医学发展的良机;H i pp等[3]提出组织工程、干细胞、克隆技术和单性生殖是一种新的治疗模式。
本期集中刊出了22篇干细胞和组织工程相关研究的论文,以一个侧面反映了我国干细胞、组织工程研究在发展再生医学中所作出的贡献。
1 细胞治疗从胚胎或成人组织(器官)分离培养功能细胞在技术上已经十分成熟,制约临床应用的主要因素是大规模扩增技术,现已基本得到解决。
如从患者活检得到的皮肤或从包皮切除术中得到的皮肤分离培养成纤维细胞和表皮细胞,均可达到相当大的扩增量,已经可在体外培养成为单层表皮层用于皮肤的修复。
Grande (1989)首先用兔的自体关节软骨细胞移植修复关节软骨缺损,组织学观察证明有82%的软骨修复。
1997年美国FDA批准用于临床。
通过关节镜技术操作,创伤小,并发症少。
随访观察发现74%为透明软骨,组织学显示了接近正常的关节软骨结构,可用于15c m2全层软骨缺损的修复。
成体干细胞的研究近几年发展很快,已有不少临床应用的报道。
从脐带血中分离造血干细胞治疗血液病已取得成功。
从脑组织、脊髓组织中分离出的神经干细胞在动物实验中已证实具有促进神经再生能力。
从嗅鞘中分离出的嗅鞘细胞能生长出触突,穿过瘢痕组织生长,具有良好的促进中枢神经再生并重新建立传导功能的能力。
肌肉干细胞局部注射治疗肌营养不良作者单位:四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室・干细胞与组织工程研究室通讯作者:杨志明,教授,博士导师,研究方向:组织工程,E2m ail: o rthop@ 症;心肌缺血已有临床应用报道;自体骨髓间充质干细胞(m arrow m esenchym al stem cells,M SC s)通过局部心肌内注射、冠状动脉注射促进心肌再生与血管化已有大量研究及部分临床应用。
生理学与生物医学工程(共59张PPT)
• WHO《国际疾病分类》(第九版)：人类疾病 1万多种
1、按治疗手段建立的学科 • 内科学：药物 • 外科学：手术
• 理疗学、放射治疗学、核医学、
营养治疗学、心理治疗学
2、按治疗对象建立的学科
• 妇产科学 • 儿科学
• 老年病学：60岁以上
• 围生医学：
产妇(妊娠26周/28周～产后1个月/1周) 胎儿、新生儿
不能满足临床麻醉诱导和维持。随输注时间延长，清除速率减慢，血药
浓度逐渐升高产生蓄积作用，难以根据病人反应和手术刺激强度随时调
节血药浓度。
靶控输注（TCI）：可以维持恒定的血浆浓度、快速随意调节、保持血 浆浓度和效应室浓度的平衡。
5、靶控输注（ Target Controlled Infusion ,TCI ）
健康＝体强无病＋健全的身心状态和社会适应能力
“生物－心理－社会医学模式”对卫生服务的要求
• 病人：患有疾病、有心理活动、
处于现实社会中 • 卫生服务的目标应强调其整体观
• 从局部到全身
• 从医“病”到医“人”
• 从个体到群体 • 从生物医学范畴→心理医学、社会医学的广阔领域
临床医学的主要特征
1、研究、服务对象的复杂性
3、人文社会科学与医学的交叉和渗透
• 哲学、经济学、法学、伦理学……＋医学→ 社会医学、心理学、行为学、 医学伦理学、卫生经济学……
• 哲学对医学的指导作用越来越受到重视 • 循证医学 Evidence-Based Medicine
应用最多的有关信息（最佳证据），通过谨慎、明确、明智的 确认和评估，作出医学方面决策的实践活动。
监
对大脑不规则意识活动程度的测量
测
BIS是一个无量纲的简单变量，
1、按治疗手段建立的学科 • 内科学：药物 • 外科学：手术
• 理疗学、放射治疗学、核医学、
营养治疗学、心理治疗学
2、按治疗对象建立的学科
• 妇产科学 • 儿科学
• 老年病学：60岁以上
• 围生医学：
产妇(妊娠26周/28周～产后1个月/1周) 胎儿、新生儿
不能满足临床麻醉诱导和维持。随输注时间延长，清除速率减慢，血药
浓度逐渐升高产生蓄积作用，难以根据病人反应和手术刺激强度随时调
节血药浓度。
靶控输注（TCI）：可以维持恒定的血浆浓度、快速随意调节、保持血 浆浓度和效应室浓度的平衡。
5、靶控输注（ Target Controlled Infusion ,TCI ）
健康＝体强无病＋健全的身心状态和社会适应能力
“生物－心理－社会医学模式”对卫生服务的要求
• 病人：患有疾病、有心理活动、
处于现实社会中 • 卫生服务的目标应强调其整体观
• 从局部到全身
• 从医“病”到医“人”
• 从个体到群体 • 从生物医学范畴→心理医学、社会医学的广阔领域
临床医学的主要特征
1、研究、服务对象的复杂性
3、人文社会科学与医学的交叉和渗透
• 哲学、经济学、法学、伦理学……＋医学→ 社会医学、心理学、行为学、 医学伦理学、卫生经济学……
• 哲学对医学的指导作用越来越受到重视 • 循证医学 Evidence-Based Medicine
应用最多的有关信息（最佳证据），通过谨慎、明确、明智的 确认和评估，作出医学方面决策的实践活动。
监
对大脑不规则意识活动程度的测量
测
BIS是一个无量纲的简单变量，
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会议地点
杭州紫金港国际饭店（杭州市申花路796号，浙江大学紫金港校区大门）
注册信息
注册费含正式欢迎晚宴，和价值260元的“世界三大名秀”之一—宋城千古情表演秀
注册方式详见会议网站。
类型
注册费金额
A套餐
(全程会议：实用再生医学研讨班+组织工程学术会议)
RMB 1700 /学生RMB 1000，参会凭学生证报到
B套餐
住宿信息 (部分会议：组织工程学术会议)
RMB 1300 /学生RMB 900，参会凭学生证报到
杭州紫金港国际饭店 (费用自理)
房价(会议协议价)：标准间1：428元/间，214元/床；标准间2：328-348元/间，164-174元/床
其他口头报告、YIA报告和墙报交流稿件目录
编号 题目
001 负载NGF的重组人胶原基活性复合角膜替代物 002 调控细胞迁移行为的材料研究 003 基因活性皮肤再生材料：血管化与瘢痕抑制 004 梯度聚电解质多层膜的制备及其对细胞粘附和迁移的影响 005 PLGA/羟基磷灰石表面涂层复合支架（PLGA/HA-S）的制备及其对干细胞分化和体内成骨的影响 006 PLGA编织网/胶原-壳聚糖真皮支架促血管化研究 007 含纳米银的PLGAm/CCS支架对组织长入及血管化的影响 008 体外构建人工神经网络样导管及其移植在脊髓全横断处的实验研究 009 抗感染组织工程骨的体外构建和体内移植的研究 010 选择性细胞滞留技术即刻构建个体化组织工程骨的实验研究 011 小鼠股骨临界骨缺损模型的建立及评估 012 选择性细胞滞留技术应用现状与前景 013 可注射型抗感染组织工程骨治疗兔胫骨慢性骨髓炎骨缺损 014 Cbfa1基因RNAi慢病毒的制备及对MSCs成软骨诱导后肥大化的抑制 015 MicroRNA-145 Regulates Chondrogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells by Targeting Sox9 016 工程化心肌组织中Telocytes与心肌细胞体外重构相关性的实验研究 017 纳米生物材料与组织工程 018 同轴静电纺制备载肝素钠纤维及对纤维的表征 020 A novel approach to prepare fiber-reinforced porous scaffold 021 静电纺纳米纤维仿生细胞外基质用于皮肤和神经的再生 022
The influence of electrospun chitosan-based nanofibrous scaffolds on attachment and proliferation of mouse bone marrow stem cells
其他口头报告、YIA报告和墙报交流稿件目录-续
编号 题目 043 强型生物活性玻璃-胶原复合支架材料的生物相容性与成骨能力研究 044 植入感觉神经束和血管束的组织工程骨修复兔股骨缺损对降钙素基因相关肽1型受体和神经肽Y受体Y1中长期表达的影响 045 不同来源血清对成人骨髓基质干细胞增殖及分化的研究 046 Comparison of different bioreactors for bone tissue engineering application--An in vitro and vivo study 047 基于胎儿间充质干细胞的“通用化”骨组织工程技术的研究 048 Osteogenesis and angiogenesis of β-Tricalcium phosphate scaffolds in the large segmental bone defects model 049 灌注法构建组织工程骨修复兔桡骨节段性缺损研究 050 以β-TCP为支架构建的组织工程骨在脊柱后外侧融合中的作用 051 不同孔径多孔CPC/rhBMP-2材料修复兔松质骨缺损的比较研究 052 孔径对复合rhBMP-2的多孔CPC材料的成骨活性的影响研究 053 含不同种类磷酸钙的PLGA复合支架对牙组织形成的影响 054 生长因子在聚内酯支架上荷载及其释放 055 蛋白质组学新技术及其在组织工程中的应用 056 In vitro biocompatibility of electrospun silk fibroin mats with neural cells 057 脐带血多潜能干细胞的分离培养及应用 058 3D scaffolds based on PHBV/hydroxyapatite nanofibers applied in bone tissue engineering 059 氧糖剥夺损伤对于Wnt/β-catenin信号通路的作用 060 骨髓间充质干细胞复合纳米相羟基磷灰石／胶原复合材料的体外相容性研究 061 人脂肪干细胞体外诱导分化为软骨细胞 062 阿维酸处理PHBV膜与BMSCs的体外相容性研究 063 缺氧缺血脑损伤大鼠脑组织中cofilin 1蛋白表达及其磷酸化分析
其他口头报告、YIA报告和墙报交流稿件目录-续
编号 题目 084 骨细胞外基质与煅烧骨复合材料研究 085 一种高性能组织工程骨修复材料 086 The use of embryonic bovine acellular dermal matrix to repair burn skin wounds in a porcine model:one-step procedure 087 Acellular swine cornea matrix innoculated with amniotic epithelial cells (AECs) for cornea tissue engineering 088
第四轮通知
中国生物医学工程学会组织工程与再生医 学分会年会暨实用再生医学西湖论坛
中国··紫金港国际饭店 2011年5月27日-30日
议程更新 敬请关注
Байду номын сангаас
会议日程
2011年05月27日 09:00-17:00
注册报到 大会报到
本次盛会将描绘出当今中国组织工程和再生医学领 域从基础研究、技术研发、转化研究、产业化实施到临 床应用的全景图画，让您尽享领域美景！五月的杭州将 以曼妙的西湖和清香的龙井，接待远方的有识之士！