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[关键词] 骨关节;创伤治疗技术;组织工程学;康复新理念
[中图分类号] R68 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2013)02(c)-0016-03
骨骼对人体有着重要作用,如果人体骨骼健康得不到保证,人的健康就会受到巨大影响。随着社会的发展,骨关节创伤的病例也在不断增加,但是骨关节治疗技术伴随着科技的进步得到不断提升。对于骨关节的治疗有了更新的理念,对于骨关节创伤的治疗依然需要引起更多的重视,明确影响骨关节创伤修复的各种因素,不断进行创新、发展新技术,做好相关护理工作,促进骨关节治疗技术的不断提高。
1 骨关节创伤简述
骨骼作为人体的重要部分,同时也是一个十分重要的器官[1]。作为人体结构的一个支架,骨骼有着至关重要的作用,负责人体支持、承重以及造血、贮钙和代谢的相关功能。骨关节创伤较为常见并且较为严重,而且具有较高的伤残率,其主要涉及人体的脊柱、四肢等部位。骨与关节损伤所造成的关节活动受到限制和骨质疏松等一系列问题更是对人的日常生活、学习与工作都有严重的影响[2]。骨关节一旦受到损伤,人体自身的许多活动功能会受到限制,而且所需要的康复治疗周期通常很长,但是只要及时并且有效地治疗,通常可以有最大程度的恢复。随着近几年的医学水平的不断提高,科学技术不断发展,临床对于骨关节创伤的治疗水平也得到了大幅度提高,并且可最大程度地避免并发症和后遗症,特别是术前与术后关节的挛缩和部分功能的受限,减少了以后为改善功能而二次治疗的手术过程。骨关节损伤的恢复过程是循序渐进的,是一个自然的恢复过程,而适当的正确的康复治疗会有助于缩短骨关节的恢复时期。
2 影响骨关节损伤康复效果的因素
骨关节损伤造成的一系列损伤的恢复,需要一个较长的恢复时期,不能够急功近利。骨折愈合因素、关节和软组织的损伤以及不合理的固定与活动都对骨关节的恢复情况有一定的影响。因此,临床应本着减少后遗症及并发症、提高骨关节恢复效果的原则,结合医疗康复和其他的康复措施共同实施的方法,来保证骨关节损伤能够恢复到最佳效果[3]。
2.1 骨折愈合因素
骨折愈合需要经过一个漫长的阶段,首先是肉芽修复,其次是骨痂的形成与成熟,最后是骨折骨的重新塑形。因此,为了确保骨折处的顺利愈合,需要正确的固定为其塑形。目前,我国已经在骨科手术中采用了许多优质的器材,对骨折骨进行固定,但是骨折骨的上、下关节仍会存在活动从而造成二次损害[4],尤其是靠近关节的骨折,还有关节处的骨折,都是对于骨折肢体的恢复不利的因素。
2.2 关节损伤因素
关节内的损伤包括许多方面,主要是关节内骨折和关节内滑膜的损伤,还有关节面的粗糙所引起的疼痛加剧,关节软骨的损伤加快。特别是软骨盘的损伤,更容易影响关节功能的运转,并会伴随着难以忍受的疼痛;关节的稳定性主要是受韧带的影响,而对于关节的运动功能又由稳定性决定,故关节滑膜的损伤所导致的急或慢性炎症会对关节的运动功能有必然的影响[5]。
2.3 软组织损伤因素
受目前科学技术的限制,临床还不能对软组织损伤的轻重程度做出较为准确的判断,临床医师通常是根据以往的经验与知识来进行判断,因此,误诊及治疗方法不当的情况时常发生。受传统方法的不良诱导,对于软组织损伤的处理方法往往采用外固定,会造成软组织的恢复不完全,为以后再次损伤和运动过程中疼痛埋下了隐患。
2.4 疼痛
关节疼痛有多方面的原因,包括损伤本身、损伤后的关节因创发性而引起的关节炎,还有因组织损伤或修复不完全所导致的慢性炎症,这些都会拖延恢复的过程和影响恢复的效果。
2.5 固定
依靠现在发达的科学技术,在大多数骨科手术中,需要限制关节活动的骨折处明显减少,目的是不影响患者的正常生活,同时,也为创伤处的恢复留下足够的运动空间。但是,临床总是存在特殊病例因关节骨折处受限制而造成生活上的不便[6]。为确保损伤组织的正常恢复,需要在术后对其进行合理的固定,限制其活动,以避免二次损伤。
2.6 不合理活动
对于运动训练,不合理的运动量会造成撕裂的组织得不到恢复,这是造成损伤后功能受到限制的主要原因和引起慢性疼痛的主要因素。如果早期就进行强度大的训练活动,会对组织的损伤恢复起到相反的作用;而在损伤的后期如果为了改善功能,已经被修复的组织可能会因大强度的训练而重新被撕裂,如果产生了新的粘连,相关的关节功能可能就被影响,使得最终的关节恢复陷入了绝境[7]。
3 骨关节创伤治疗技术应用分析
四肢创伤是骨关节创伤中的最为常见的一种伤病,占所有骨关节创伤的60%~70%,其中以四肢骨折以及关节脱位最多见。近年来随着技术的进步和科技的发展,医疗水平有了长足的进步,且治疗观念以及方法都有了很大改善。对于骨关节创伤的治疗,很多都是按照复位、固定以及进行功能恢复相关锻炼进行的。这种治疗方案的核心环节是固定,随着相关技术的发展,这种治疗技术在理论以及相关方法上都得到很大的提升,同时在实践中得到很大的成功[8]。此种治疗方案在治疗过程中也存在一定的问题,这些问题值得研究。首先需要考虑的是应力遮挡效应,应力遮挡效应可以导致钢板下组织缺血,进而引起骨质疏松。交锁髓内钉固定以后,也会在相应的骨折部位出现应力遮挡效应,这就增加了对骨折进行修复的困难。因此,在进行治疗时,需要特别注意局部软组织供血以及加强对骨膜的保护。
非手术治疗技术在临床中得到了大量的应用,包括夹板、支具疗法以及锥点状钢板和支撑式固定等,同时还包括动力式交锁髓内钉以及骨外固定器等相关技术的应用,其不仅可以帮助患者很好地恢复,也解决了很多难题。我国早在20世纪五六十年代就已经开始使用小夹板以及支具疗法,并取得了一定的效果。但是在使用的时候缺乏合理的限制,导致由于滥用出现了很多并发症,同时进一步影响了这一技术的不断深入和发展。20世纪70年代,国内外的知名教授设计出了各具特色的骨外固定器,而且在现代四肢骨折的治疗中起着更加突出的作用。当前,随着骨科微创技术以及骨外固定的治疗技术得到了迅速的发展和提高[9],骨关节创伤的治疗将会是更加的合理,治疗技术也会不断提高,尽管当前的骨外固定技术依然具有很多不完善的地方,但是,其特点一定会得到很好的推广。
4 组织工程学及基因治疗发展展望
近20年以来,关于细胞生物学以及生物材料学的相关研究都获得了很大的进展,而且随之诞生了一门新兴的学科――组织工程学。组织工程学的发展对骨科疾病的治疗有了很大帮助,可以实现骨的再生以及完成骨损伤的修复,同时也为相关问题的解决提供了全新的思路和方法。
当前,基因治疗在创伤性骨折的研究中具有较高的热度,国际上很多学者都在进行相关研究。这种治疗方法的实质就是将目的基因完成向关节骨膜以及软骨细胞中,并以此达到抑制软骨损坏的目的,同时促进软骨合成。这种方法的实施,主要依托于目的基因的精确转入靶细胞,并且在稳定的环境下,准确的表达信息。在相关组织以及骨细胞的修复再生过程中,很多基因治疗成果以及临床研究都来自实验研究,但是已经展示出十分诱人的前景[10]。
虽然通过组织工程学的研究和发展为当前的骨关节以及骨损坏相关问题的解决提出了新方法以及新技术,但是很多问题依然需要继续研究以待解决,如细胞老化和生长因子的恰当发挥以及基因突变的相关问题等。总之,组织工程学以及基因治疗技术治疗方法目前仅仅局限于实验研究阶段,因而基因治疗技术在今后的发展中依然是值得重视的研究课题。可以预计,随着医疗水平的不断发展,骨关节创伤的治疗技术一定会得到很大提升。
5 骨关节功能康复新理念
骨关节功能的修复以及重建主要是为了恢复其原有的生理功能,同时又强调将手术、功能训练以及假肢矫形器进行有机的结合。传统观念缺乏对康复的正确认识,忽视了康复训练过程中的手术作用,而手术治疗是康复过程中的重要环节以及手段。而且康复训练作为一个长期的工作,需要具有过硬的心理素质以及耐心,而且治疗过程也更加复杂,因而在治疗过程中及时的进行准确评估[11],加强与患者家属的交流和沟通,尽量取得他们的配合以及理解,对治疗的成功有着积极重要的作用。
另一方面,针对现在的科学发展趋势,微创康复的理念已经逐渐开始成为人们关注的焦点,但是在临床上却很少有人提及“微创治疗”。实际上,如何将骨关节功能和重建医疗的损伤降低到最小[12],使得患者的身、心两方面都受到最小的损害,至今仍是该领域最为重要的研究课题。同样不可忽视的是康复过程中所伴随的疼痛感,利用电刺激来为外周神经定位使之持续置管神经阻滞麻醉是当前最为有效的控制疼痛的选择。简而言之,对于疼痛的控制是个极其复杂的问题,根据最新的临床研究证明,控制骨科疼痛的最有潜力的发展方向就是多学科、多种药物结合,利用生物-心理治疗的模式,这是以后值得重视和研究的方向。
骨关节康复的主要途径除医疗技术外,还必须正视团队合作和患者内心的心理活动以及整个社会对其的影响,并需要站在一个较高的高度,通过正规地系统地确定长期的治疗方案,严谨有序地实施整个的治疗计划。
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中华人民共和国医疗器械注册证是我国对医疗器械生产者、销售者和使用者实施全面管理的基础。根据国家对医疗器械一词的定义可知,医疗器械涵盖了现代医学在人类疾病诊断、治疗和康复过程中所使用的全部工具和辅助设施(包括各种医疗设备、手术器械、医用耗材、体外试剂、病房用具和医疗工程)。医院作为医疗器械的使用者,同时对医疗器械的管理也肩负了十分重要的任务。随着人类对健康保障要求的提高,现代医疗器械的发展进程明显加快,导致医院在用医疗器械的数量和种类随之急增;同时,由于医疗器械的生产、使用、维护、维修、管理和质量控制等越来越复杂,故这一管理任务必须由医院的某个职能部门来实施,也就是日常所说的“维修科”、“器械科”或“设备科”等;目前,我军正式改称“医学工程科”。由此不难看出该部门有了自己的学科建设方向,即“临床医学工程学”已被提上了议事日程。从以下几个方面可以看出医学工程科发展的现状和必要性。
1 医学工程科的现状
1.1 医疗器械的种类和数量增多
各医院年度设备采购经费逐年递增说明了这一点,例如国内某医院从1987年设备采购经费仅600万元左右,到2007年则高达6000多万元。
1.2 医疗器械的复杂性增加
表现为材料、生产工艺、维护和维修复杂;评估选型和采购决策困难;计量和质控要求严格,否则,医疗质量难以保障。
1.3 学术和管理界已高度重视该学科
2002年11月科学出版社出版了由姜远海主编的《21世纪高等医学院校教材-临床医学工程技术》一书;2007年1月人民卫生出版社出版了由杨虎主编的《临床医学工程教程》一书;同年,中国医学考试网公布了《2007年临床医学工程技术专业考试大纲》[内容包括:(1)基础知识(医学基础知识、自然科学基础知识);(2)相关专业知识(管理基础知识、专业英语和计算机基础);(3)专业实践能力;(4)专业知识(医疗设备知识和医疗设备管理)]。
2 临床医学工程学主要内容
2.1 临床医学工程学基础内容
2.1.1 临床需求与论证
临床需求主要包括购新、维修及医疗器械的改造升级等,不论那一种需求,都有必要对其学术效益、社会效益及经济效益进行全面的论证,其中学术效益是根本。就学科建设而言,可以把学术效益看作春天播种的种子,实际上也就是能否解决特定学科建设及其医疗、教学和科研的问题,同时兼顾医院整体发展的问题;经过夏天的辛勤劳动,到了秋天你才能收获经济和社会效益这两个果实。
2.1.2 选型与评估
主要是一定要保证所采购医疗器械的技术先进性、可靠性和可维修性,为此对计划购置的厂商的医疗器械产品要进行纵横两个方向的评价;同时,对医疗器械的安全防护、节能性和配套性等问题也应当高度重视。2007年10月国家卫生部办公厅就城市医疗机构卫生装备评估选型推荐了第二批32品目362种规格型号的医疗器械产品,在选型与评价时可供参考。
2.1.3 采购计划
医疗器械购置计划应当有长远规划、中期计划和年度计划。制定医疗器械购置计划应当坚持经济性原则、有效性原则和先进性原则;其程序应当包括: (1)使用部门提出申请;(2)收集产品信息初步汇总;(3)分析研究产品信息确定方案;(4)拟定方案提出预算;(5)综合平衡确定计划。
2.1.4 产品标准
医疗器械产品标准是一个完整的体系,包括有国家标准(GB)、行业标准(YY)和产品注册标准(有国产、进口两种);国际上一些非营利专业组织的相关标准具有重要的指导意义,而欧盟和美国标准也往往具有较大的参考意义。
2.1.5 集中招标采购
可参考《招投标法》等相关法律法规以及各级管理部门的相关规定。
2.1.6 安装、调试与验收
(1)安装与调试:主要内容一是使用环境的技术要求;二是安装调试的程序(验收合格后进行;参加安装调试的人员要做好安装调试的各项准备工作;对大型设备安装调试、使用和维修人员进行技术培训;调试时要按照说明书进行;调试过程中操作人员要多操作,多熟悉,尽快安排 “考机”;安装调试完成,仪器能够正常运转,应予签收;医疗设备的保修)。(2)验收:一是验收前的准备工作:包括:验收资料的准备;验收人员和部门的准备;制定验收方案;建立验收记录和验收报表;做好辅助设备的准备;验收工具的准备;对于进口医疗设备需申请商品检验;对于进口计量设备需申请计量检定。二是验收的程序:包括:开箱;清点;查验外形;检查机内组件;重点检查精密易碎部件;在验收过程中,所有与合同要求不符的情况都应当做好有关记录并拍照、录像以备索赔。
2.1.7 维护与维修
(1)维护:一般指周期性地对特定的医疗设备进行的预防性维护(Preventive Maintenance,PM ),这一系列周期性的科学维护工作主要包括: ①操作性能测试及调整;②电气安全测试;③外观、控制部件及内部清洁、、更换易耗元件。(2)维修一般可分成下面三种情况:①保修:新机带的,或新机过保后买的,过保后买的则可能采购成本非常高,且服务情况也无标准可言;②自修:一般大型设备较难,主要由图纸、密码和备件供应所引起;③第三方维修:目前,医疗器械维修的社会化问题已被提上了议事日程,虽成本较低但风险较大。
2.1.8 报废
要确定标准的技术鉴定程序和分级审批程序。
2.1.9 信息和档案管理
(1)按国家《医疗器械分类目录》进行信息的收集和归档;(2)将医疗器械分为:医疗设备、手术器械、医用耗材、体外试剂、病房用具和医疗工程,在此基础上进行分类建档、管理,管理原则是按I、II和III类进行,以确保医疗质量。
2.1.10 计量
加强医学计量监督管理是卫生法规建设的主要内容,也是提高医疗水平、促进医学技术发展的必要手段。医院应将计量工作纳入年度工作计划,加强法律、法规等文件的宣传教育,增强法制观念,对于计量检定不合格的设备应严禁使用,强制检定器具损坏修复后必须进行计量检定。对于设备陈旧老化、超过使用年限,经计量检定不合格的设备应进行报废处理;对超过使用年限,但计量技术指标仍然合格的设备应缩短计量检定周期,确保使用设备的良好运行。
2.1.11 不良事件监测与报告
医疗设备不良事件是指获准上市的、合格的医疗设备在正常使用情况下发生的导致或可能导致人体伤害的任何与医疗设备预期效果无关的有害事件。伤害事件分一般伤害与严重伤害。严重伤害的含义是指下列情况之一:(1)危及生命;(2)导致机体功能的永久性伤害或机体结构永久性损伤;(3)必须采取医疗措施才能避免的永久性伤害或损伤。
2.2 临床医学工程学要求
前面简述了临床医学工程学的基本内容,随着医院的发展,对该学科提出了更高的要求,主要包括以下几方面:(1)医疗器械质量安全控制的基本原则是:标准是基础,计量技术是手段,医疗器械的质量安全是目的。内容包括:①例行强检;②验收检测(新设备);③状态检测(日常工作之一);④稳定性检测(日常工作之二);⑤维修后检测(日常工作之三)。(2)充分发挥医疗器械的现有功能的基本原则是:用技术和管理手段保障设备正常和有效运行。(3)积极改进医疗器械的现有功能的基本原则是:应用新技术新方法优化现有性能。(4)积极开发医疗器械的新功能的基本原则是:应用新技术新方法拓展其新的应用领域。(5)医疗器械的临床试验。
上述要求,往往受人员水平、硬件条件和管理水平的影响,有一定难度,但通过努力在一定程度上是能够达到的。
2.3 临床医学工程学高级阶段内容
为满足医院医疗、教学和科研的需要,对临床医学工程学科提出了更高的要求,也即设计或开发新设备、新器械和新耗材。是该学科的努力方向。
[关键词]手术机器人,微创外科,机械结构设计
中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)40-0356-01
引言
现代手术医疗机器人的应用与发展是二十世纪医学科学发展的伟大成就之一。它因出血量少、失误率低、准确性高以及康复时间短等优点而深受广大医患人员所推崇,迅速在医学中各专业领域得以推广应用,尤其是在外科手术中,更是实现了前所未有的突破。随着国内外现代手术医疗器械及技术的迅猛发展,使得对外科手术的更安全、更可靠的要求得以实现[1]。目前,依靠于机械、智能控制、远程协控和计算机等多学科而兴起的机器人技术,正在不断的应用在外科手术中,并凭借着其智能程度高、信息测量准、安全可靠性高等特点,逐渐占据主体地位,并掀起外科手术领域一场新的革命浪潮。同时,作为医疗机器人的热点研究领域,现代手术机器人技术的实现,依赖于医学、生物力学、材料学等各个学科的技术支撑,尤其是机械工程学的硬件实现和计算机科学的软件完成。因此,先进机器人技术若想在高难临床手术、远程手术、微创手术实现等大量新型手术方法中实现,其机械结构的设计亦是至关重要的[2]。
1 现代手术医疗机器人的发展现状
1980年9月,世界第一例应用腹腔镜技术顺利切除阑尾的手术由德国妇产科专家Turner和Semm成功完成;1988年,通过对腹腔镜技术的深入研究,医师Chouard和Dulucq不断完善了这一技术,使得更多的患者能够通过这一技术克服这一疾病,并引起了世界的巨大轰动。
随着科学技术的不断发展,1990年,国外科学家Kwoh等人使用世界上最早的手术机器人来进行神经外科手术,此机器人名为“美洲狮560”,这也是最早被应用于神经外科手术的机器人。仅在3年后,随着科研工作者的不断研究,“美洲狮560”不断被改善,并被应用尿道前列腺切除等手术上,并逐渐的演化为一种专门行经尿道前列腺切除术的设备PROBOT。同期,为了满足更多手术的使用需要髓关节置换手术的机器人“ROBODOC”诞生,并成为第一个被美国FDA认证的手术医疗设备。
主从式机器人系统是在现代手术医疗机器人不断研究的过程中逐渐显现出来的,并最早应用于美国军方的远程手术系统中。随后,1994年,世界的第一台协助微创手术设备诞生,其可实现内窥镜自动定位功能,这也是美国Computer Motion公司研发的第一代产品,虽然在手术的过程中,其只是“扶镜”的电子机械手,但其代表着机器人技术已能够介入外科手术,具有深远的意义。1999年,随着“达芬奇”和“宙斯”机器人手术系统的诞生并投入使用,标志着真正“手术机器人”已能够完成现代的手术要求,在美国FDA的认证后,“达芬奇”现己成为世界上首套可以正式在医院手术室腹腔手术中使用的机器人手术系统。目前,此类主从式机器人系统已经成为了国内外普遍使用的设备。
2 现代手术医疗机器人的结构组成及特点
现代手术机器人系统主要由PLC智能控制台、传输网络系统和机械执行系统三部分组成。PLC智能控制台是现代手术机器人系统的核心部分,其是由智能控制系统、多视角手术操作监控装置、操作机器人控制设备、输入设备以及输出设备等组成。机械执行系统是由多组操作臂组成,分别控制着腹腔镜探测设备、以及操作臂的执行端,从而来完成手术。在通常情况下,进行手术的医生需要对手术机器人的控制设备来进行设定,以保证输出设备即机械执行系统动作的幅度、张开的角度以及活动范围等。在智能控制系统及操作机器人控制设备设定完成后,医生可在PLC智能控制台处通过多视角手术操作监控装置观察病人体腔内三维图像,从而操作输入装置来控制机械执行系统的操纵以保证手术的进行。为了保证手术过程中的精确性和稳定性,控制系统将会对手术医生的输入指令进行精确分析,并按一定的比例缩小后实时传递给机械执行机构。同时,为了能够保证手术的顺利进行,现代手术机器人还具有视觉引导、语音控制以及触觉反馈等尖端技术。
3 现代手术医疗机器人的结构分析与设计
根据前面介绍,目前国内外普遍使用的机器人为主从式手术机器人系统,其是现代手术机器人的主要代表,对于此类手术机器人的机械结构部分,国内外专家学者均在不断的研究分析,以保证其正常使用。此类机器人系统中,若要保证手术安全,机械人的执行机构就必须具有一定的操作灵活性和定位的精准性,与此同时,为了能够实现在各种复杂手术情况下,医生能够感受到手术过程中的各类情况以保证及时判断操作,手术机器人的机械执行机构还必须具有实时提供精确的反馈力的功能。因此,手术机器人的执行机构就应当有结构轻巧,重量较轻,体积在合理的范围内,操作灵活性高,工作空间大等优点。并要满足以下机械结构设计原则:
(1)手术机器人的执行机构具有足够大的运动空间已完成各类动作,为此要保证其自由度大于6;
(2)具有力反馈发生系统;
(3)机械执行机构简易轻便、易于操作。
因此,在以上的基础上,本文提出并设计了具有九个自由度的手术机器人的机械执行机构,其运动简图如图1所示:
在本文设计的结构中,9个自由度分别代表着人体上肢、末端位置、手术剪切及夹紧等动作,完全能够满足现代手术机器人的手术要求。
4 结论与展望
随着科学技术水平的发展,现代手术医疗机器人将越来越多的使用到手术过程中。本文简述了现代手术医疗机器人的发展历程,较为系统的说明了其结构组成及特点,并以应用于微创外科手术中的机器人为例,对此类机器人的机械结构进行分析,提出并设计了一种能够实现9自由度的机械执行机构,此种机械机构可以实现手术过程中的各类动作,为手术机械人的结构设计提供了一定的理论参考。
参考文献:
【摘要】脂质体因其安全、高效以及良好的靶向性在治疗人类各种重大疾病中凸显了良好的特性和稳定的疗效,同时,它也成为了生物医学基础研究的得力助手。本文简述了几种目前实验室常用的脂质体及其特征,并概述现今作为生物医学材料的脂质体的发展和优化。
【关键词】脂质体;生物材料;肿瘤治疗
经过长期的实践与研究,基因治疗已在治疗多种人类重大疾病,如遗传病、肿瘤等方面显示出广阔的应用潜力[1],但也面临着巨大的挑战,其中之一就是这种治疗方法需要安全、高效、靶向的载体系统。纳米生物材料,如脂质体、阳离子聚合物(PEI),聚乳酸(PLA)等,以其本身具有的良好生物安全性、可有效实现基因靶向性及高效表达和缓释,成为制备理想的基因治疗载体系统的良好介质,日益在基因治疗载体系统中受到广泛重视,在生物治疗载体发展史上有着里程碑式的意义。
本文综述了目前在基因治疗领域中常用的各种脂质体载体的生物学特性,以及它们的最新研究进展和优化。
1 传统的脂质体系统
脂质体系统是一种将药物封装于类脂质双分子层形成的薄膜腔中间所形成的超微型球状药物载体。其结构类似生物膜,可包封水溶性和脂溶性多种药物。具减少剂量、降低毒性;减轻变态反应和免疫刺激;延缓释放,降低体内消除速度并且在定向加工后能够靶向释放药物等优点,广泛应用于医学基础研究和临床治疗[2]。在这里,主要介绍两种应用范围广、研究较为成熟的脂质体给药系统。
热敏脂质体(thermo sensitiveliposome)
热敏脂质体又称温度敏感脂质体,是指在高于一定生理温度的条件下有效释放药物到作用靶点部位的脂质体。其结构特性是用于构建脂质体的磷脂有特定的变相温度(transition temperature, Tc),在低于Tc时,脂质体保持稳定,药物在脂质体内部不被或被少量释放;达到Tc时,磷脂分子由原来紧密排列的反式构象变为结构疏松的歪扭构象,膜的流动性和通透性增加,使封装的药物以更快的速度释放。
目前,热敏脂质体被广泛作为抗生素及抗肿瘤药物的载体使用;临床应用上,与热敏脂质体配套的热疗已经成为继手术、放疗、化疗、免疫治疗后的第五大肿瘤治疗方法[3]。而其能够与放疗、化疗起到很好的协同治疗作用,并且能够定向靶向释放肿瘤免疫相关药物,加上热休克蛋白在各类肿瘤组织中的普遍存在[4],其在临床肿瘤治疗中应用广泛,疗效显著。
阳离子脂质体(cationic liposome)
1987年,阳离子脂质体在基因治疗方面可作为新型转染载体的理论被首次提出[5],它也是继病毒基因转染载体之后,近几年倍受国内外研究者关注的新一类基因转染载体,是最常用、运用最便捷的脂质体。阳离子脂质体有操作方便、转染效率高[6]生物相容性好等特点,目前广泛用于真核细胞的转染。
阳离子脂质体的作用原理主要由带正电荷的和中性辅助的脂类等摩尔混合,形成的阳性电荷的脂质体与带阴性电荷的DNA之间可以有效地形成复合物,复合物可通过内吞作用进入细胞。由于复合物仍带正电荷,可与细胞表面带负电荷的受体结合,有利于被摄入到细胞中。
由于注射外缘脂质体本身就能引起自身的免疫应答,所以其在肿瘤免疫治疗中多次给药所引起的免疫治疗效果被诸多临床医师所采用和认可。有研究表明,阳离子脂质体与非编码DNA形成的复合物(cationic lipid DNA complexes CLDC)可产生抗肿瘤作用:CLDC通过全身或局部注射引起细胞因子的释放、炎性细胞的聚集以及淋巴细胞的活化,从而产生非特异和特异的抗肿瘤免疫反应[7]。
长循环脂质体
脂质体虽然具有生物相容性好等诸多优点,但是当脂质体进入体内后,由于脂质体会受到血浆中的调理素的特异性调理作用,以及网状内皮系统(RES)细胞的非特异性疏水作用,因而易被RES细胞摄取、清除,在血液循环中的半衰期一般仅为30 分钟,主动靶向性和稳定性较差,其应用受到限制。在脂质体表修饰聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)后,得到长循环脂质体(Long circulation liposome,LCL),可以延长脂质体的半衰期并提高其在血液循环中的稳定性、改变其生物学分布,并具有一定靶向性[8]。
除了上面所介绍的几种常见的脂质体外,在生物医学基础研究领域中常用的脂质体还有免疫脂质体、PH敏脂质体等。
2 脂质体载体的优化
虽然作为目前应用较为广泛的非病毒载体,脂质体有操作简便、生物安全性高、重复性好、转染效率较高、细胞毒性较小等优点[9],但是其给药所引起的动物体及人体脏器毒性的报道却屡见不鲜。这是由于脂质体双分子层中的磷脂多数含有一定量的不饱和脂肪酸,磷脂的氧化程度随磷脂含有不饱和双键的数目和脂肪酸碳链长度增加而增加。磷脂不饱和双键氧化断裂生成的过氧化物、丙二醛、水解产生的脂肪酸等,在体内会产生一定的毒性[10]。
再谈到阳离子脂质体,因其表面带有的强烈的正电荷,与细胞结合时,往往使细胞由于电位差而发生破裂。再加上静脉给药的脂质体90%都首先聚集在肺部,长时间脂质体给药所引起的肺毒性和肺溶血也时有报道。近期,作者将能够增加转染效率的低分子量肝素[11](负电荷)和阳离子脂质体相耦连,再进行注射,发现其能够成功降低肺溶血的发生而增长小鼠生存期[12]。
脂质体以显著的优势在生物医学基础研究和临床肿瘤药物治疗等方面得到了广泛的应用,研究者们对其作为载体的研究和优化也从未间断,推陈出新。作为已发展了23年的生物材料,脂质体及其给药系统在生物学和医学的领域中贡献非凡,成为人类攻克疾病,特别是恶性肿瘤等人类重大疾病的有力助手和良好媒介。
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关键词:艺术设计;高等教育;通识教育;哲学;评估
中图分类号:G642.0
文献标识码:A
文章编号:1003-9104(2009)07-0196-03
清华大学中文系教授徐葆耕曾在《漫话中文系的失宠》一文中提到相对于二三十年前,中文系在青年一代中的受宠程度已大不如前,并日呈颓势。他引用了哈姆雷特的一句台词“整个世界是个大监狱,丹麦是最坏的一间”,并将之改为“整个大学是一个大监狱,中文系是最坏的一间。”这句话多少折射出对当代大学教育的质疑和对中文系发展状况的不满。相对于中文系的失宠,艺术系可以说正在得宠,尤其是与社会发展、人民生活联系密切的艺术设计专业正在吸引越来越多的年轻人。但是,在我看来艺术设计专业看似是很好的一间,却是最需自我修缮的一间。
一、艺术设计教育在国内的发展状况
“艺术设计是指在现代工业批量生产的条件下,把产品的功能、使用时的舒适和外观的美有机地、和谐地结合起来的设计。”艺术设计作为一门现代设计学科,经历了长期的理论研究与实践上探索的发展过程;从19世纪中期的产业革命到19世纪后期的工艺美术运动,再到19世纪末20世纪初的新艺术运动,都为现代设计教育奠定了基础,20世纪初叶,包豪斯学校的成立,正式宣告了现代设计教育的起步,欧洲完成了以传统手工业为基础的工艺美术和以大工业生产为基础的现代设计的学科剥离。
由于经济、文化、历史条件等的不同,每个国家的设计教育都经过了各自不同的历程,呈现出不同的特点。“欧洲的设计教育是社会变革的结果,美国则是商业发展和经济增长的结果,起源于商业的需求……”而二战后的日本受现代西方思潮的影响,从上世纪50年代前后开始大力推行设计教育,并将设计视为民族生存和发展的手段。
我国现代设计启蒙思想出现并不算晚,失败后,中国知识分子将寻求真理的目光投向西方,时值工艺美术运动在西方开始盛行,给中国知识界以很大的启发。1894年清末维新派先驱思想家和著名实业家郑观应撰写的《盛世危言》指出“工艺一道,为国家致富之机。”并提出一系列设计教育的主张如:“设工艺专科”、“开工艺学堂”、“设博览会以励百工”等。随后,康有为、李叔同、鲁迅等有识之士都曾提出过美术与民族工业相结合的思路,认为“美术可以救援经济。”美术作为一种竞争手段被重视。
中国传统工艺美术带有深刻的农业文明烙印,是一种封闭的,以家庭为单位的小作坊式的生产活动,随着大工业时代的来临必然面临一种难堪的境地。20世纪50年代以前,我国的艺术设计只局限于染织、陶瓷、包装、广告等领域,还没有和工业设计相结合,而且我们的传统工艺美术往往偏重于器物表面的装饰,对产品功能性的设计重视不够。如当时较有影响的工艺美术先驱陈之佛在《重视工艺时代的图案》一文中写到“但是所谓提倡国货,亦不可不先注意于工艺图案”。直到20世纪80年代以后的很长一段时间还延用“装饰或装潢”一词来指室内环境设计,这类设计只偏重于对室内界面的装饰,而缺乏对空间功能、人在空间中的感受与行为特点的研究。我国正式开设现代设计课程还是20世纪80年代以后的事。至80年代末,我国美术院校有艺术设计专业的高校不超过几十所,而最近几年我国约有千余所高校开设了艺术设计专业,每年招生数达十万人,成了全球规模最大,发展最快的高等艺术设计教育大国。
二、我国高等院校艺术设计课程体系设置呈现的特点
我国高等艺术设计基本课程体系脱胎于德国的包豪斯、乌尔姆设计学院的教学模式,主要表现为:(1)将从绘画与雕塑中抽象而出的形态构成学作为设计教育的基础课程;并注重对创造力的培养;(2)强调设计中的功能原则,重视设计和人的相互关系,如人的心理、感觉特点、尺寸、行为方式等相关因素在设计教育的范畴中被反复探讨;(3)强调设计师为大众服务并以市场需求为导向,重视社会实践对于设计教学的指导意义,加强了专业课程与实践环节的联系。
随着我国改革开放的深入,与世界各国在高等教育交流的日益增强,日本、美国、欧洲先进的设计教育理念对我国的艺术设计教育产生了重大的影响,我国的艺术设计教育不仅进行了设计教育方法的改革,而且更加关注世界经济的发展,对设计的民族性和全球化进行了反思,将可持续发展、绿色环保等作为现代设计教育的重要指导思想。
三、我国高等院校艺术设计教育中存在的问题
我们对高等艺术设计教育的理解应建立在两个基础之上:即对艺术设计的理解和对高等教育的认识;两者都被时代赋予了各自的特征。我国的设计教育水平与发达国家相比还存在一定差距,这是由历史等因素构成的大环境背景决定的。目前较突出的问题有:
1、我国高等艺术设计专业培养目标受社会功利化影响,与职业教育渐行渐近
高等教育以服务社会为基本目标,主要为社会培养有广博的文化修养,具备一定专业知识,具有创新能力的人才。海德格尔认为大学教育就是教人用正确的方法求真知。正如德国教育家Klaus Lehmann所指出的那样:“教学的目的不是培养一个专家,而是要培养一位解决问题的专家。”艺术设计教育的目标就是通过培养解决问题的人才来促进社会文明的发展,使人类的生活更加美好。
近年来,大学生面临越来越大的就业压力,绝大部分家庭在选择学校和专业时都将就业作为主要考虑因素,大部分高校也将就业率看做社会对其评价的风向标。而中国的设计企业并未走上良性发展的轨道,设计人员的流动性较大,一般私营企业在招聘人员时,都将眼前利益放在首位,重视其实际掌握的技能,而不愿花费时间去发现和培养人才,突出的表现为在招聘中都将从业经历作为标准,而较少去关注学生的发展潜能和创新的能力。高校的艺术设计专业也越来越倾向于一种职业技能的培训而非技艺或设计的感知力、创造力的培养,除了公选课的设置以外,专业课程设置体系和职业学校并无明显差别。这一切仿佛无可厚非,一度也被当做是一种进步而备受学生和家长青睐。全社会弥漫的一种躁动的情绪使人不去思考什么是教育的真谛,仿佛存在是一切的根本,只要存在就合理,一切理想都要屈服于现实,况且我们也能从包豪斯的教育体系中找到依据,工厂制,学徒制……能学以致用是中国人对待教育的一贯主张,面对当今高等院校艺术设计专业出现的问题,今天我国艺术设计教育要想有所突破,必需重新找到自己的发展方向,即我国高等艺术设计教育应当强调个体的自我发展能力,并突出创造力的培养。
2、将技能等同于技艺,创造力的培养被带入误区
海德格尔在其巨著《存在与时间》中曾提出“人与世界的 关系首先是一种操作的关系,其次才是认识和观照的关系。”这种操作关系导致技术的产生。人们直接使用工具“操作”对象时所达到的某种熟练性、能力或灵巧度就是技能,如果说技术是一种外在于人的客观力量,那么技能则是一种内在于人的主观能力。技艺则是人们得到某种领悟后技能的进一步升华。“在古希腊,人们普遍认同艺术是技艺而不是技术,艺术家是艺人,不是技术员也不是工匠。技艺基于一种知道……对迄今尚未被视见的东西的预先洞见。”技艺与技能相比具有预见性和创造性。艺术与科学相结合的口号让人模糊了技术和技艺的区别。设计学院与企业的直接沟通与合作被看做是培养人才的有效手段,但这只是一种技能培养,距离技艺还差本质的一步。创造力的培养需要鼓励动手操作,切身体会材料的性能,了解操作工具……技术只是一种表现手段,关键是我们如何驾驭它,怎样运用它做出新的东西。
德国19世纪末的“艺术教育运动”的起因就是不满当时艺术教育仅停留于理论知识、技术层面而忽视对艺术感受力的培养。提出“通过艺术进行教育和通过教育进人艺术,不只是传授知识,而是唤醒并发展学生的创造能力和审美能力。”
创造力来源于对知识主动整理。信息社会人们获取知识的方式和以往大不相同。古人强调学习知识要通过自身体悟,读万卷书,行万里路。学习类似于修行,要能安静沉思,“定而后能静,静而后能安,安而后能虑,虑而后能得。”西方也一样,强调利用闲暇休息来感悟世界。例如,《圣经》说“你们要休息,然后认知。”Musse即英文的leisure,在历史上传达的讯息为“学习和教育的场所”;在古代,称这种场所为“闲暇”。德国哲学家约瑟夫・皮珀在《闲暇――文化的基础》中认为“闲暇”是西方文化发生的基础。通过闲暇使人类精神得到解放,人们沉思静默以培养对世界的关照能力,心灵因而获得滋养和力量。当今社会生活节奏明显加快,信息量庞大,全球化使人们每天都能通过媒体,网络获得大量讯息,但信息不等于知识,人们主动学习的能力反而退化了,创造力也会随之消退。
3、我国大学通识教育体系不完善,对艺术设计等边缘学科的发展不利
我国中学教育实行文理分科制,中学文科教授的社会学、哲学、历史学都较为简单、片面。理科教育基本上还停留在18世纪牛顿的数理逻辑训练。艺术类学生在入学前也只是受过一点机械的技能训练。对艺术类学生要加强自然科学方面的教育,同时也要加强文学、历史、哲学、社会学等方面的学习,这就有赖于通识教育的发展。很早就提出高等教育要“融通文理两科之界限”,通识教育在欧美已经有百余年的发展历史,不同的国家根据自己的国情发展了各具特色的通识教育体制。通过设定一些“核心课程”让不同专业的学生同样接受科学与文明的洗礼,使其具备理性思考的能力。我国高校提倡的文化素质教育即是通识教育,一般来说,欧美的通识教育以人文社会科学为重心,如美国将通识教育分为“外国文化、历史研究、文学与艺术、道德思考,社会分析,定量推理,自然科学七个领域,并对学生的学习有具体严格的要求。我国的素质教育基于对人和社会的本质认识,在体制上学习美国的模式,以东南大学为例,该校构建了“以人文选修课程与经典阅读活动为两翼”的文化素质教育课程布局,要求理工科学生必须在文学艺术、社会科学、经典导读三大类中各选修一门课程;文科生则要求必修“文科数学”、“文科物理”课程,全体学生都必修“经济管理基础”课程。
与欧美相比,我们的素质课一般占学分比重较小但名目繁多,都超过百余种,如东南大学就开过500种课程,但精品课程较少;一般采取上大课的形式,课时较短,效果难以保证;因人设课,知识的系统性也难以保证;教师为了让学生选自己的课往往不愿严格要求……,这些都是我国高校素质教育效果不够理想的原因。
当今社会的实用化导向使大学分科化和系科单面化模式越来越明显,艺术设计专业覆盖面越来越广泛,专业划分越来越细致,与其他专业的接触面也越来越多。以近年来较为热门的环境艺术设计专业(景观设计方向)为例,就需要如社会学、自然科学等领域的知识背景。目前我国艺术类学生大部分由文科考入,对现代科学知识涉猎不足,如在现代环境艺术设计中强调关注生态性、关注历史人文,这就要求具有自然科学方面的基础知识,同时又了解社会历史的发展动态,设计的过程和方法是在理性的指导下,严格遵循自然、科学的规律,才能最终转化为设计上的创造力。
4、哲学教育的缺失使现代艺术设计教育失去了重心
人类社会经历了从巫术、宗教逐步发展到哲学与美学的过程,哲学成为人类理性的最高形式,艺术则是人类感性的最高形式,人们通过艺术和哲学体现自己存在的本质。长期以来艺术院校用美学来取代哲学的学习,认为美学是哲学和艺术的中间桥梁,黑格尔称美学为“艺术哲学”,艺术的构建以通感为基础,哲学则提供了构建的价值取向。“判断力或者眼力是一种鉴赏家的眼光,而在价值体系的大变动的时期,判断的本身和过程即是参与价值体系的重建过程。”
哲学和宗教一直在引导着艺术,美第奇家族翻译普及了古希腊柏拉图的哲学著作,为文艺复兴开启了思路,随着欧洲科学思想的产生,工业文明促进了西方现代哲学、美学和科学的发展,注重研究人的科学思想观,当人类进人二十世纪后,尤其是经历了两次世界大战,西方哲学有了很大的发展。近现代西方对真理的追求不是要寻找哪种生活方式是最好的,是最符合上帝的旨意,而是直接追问:“生命是什么?”、“社会是什么?”、“人与自然的关系如何?”、“人性是怎样的?”这种追求真理的怀疑态度促进了现代科学与设计理论的发展,比如色彩学、人体工程学、现代心理学、生态学、结构美学等,也由此而催生了许多艺术思潮,如波普艺术是对消费社会商业文明的思考;环境艺术设计中的低限度主义(极简主义)是对建筑与环境、人与社会关系的重新认识;装置艺术更颠覆了传统艺术作品的形式……,艺术创作的范围越来越广,并逐渐脱离了美学的局限,开始注重对社会与人性、生命本质等问题的深刻反思,与传统古典艺术不同,艺术作品打动人心的力量越来越来自于作品本身的内涵而非外在形式。当今国外大学的一些艺术设计系正更名为文化造型系,正说明了这点,我们如果不理解西方哲学很难去解读现代艺术。
我国政府与西方世界自20世纪50年代起一直处于某种政治对立之中,对西方的哲学研究成果一直抱着批判的态度,中学以至大学教育都以唯物辩证法为主,大部分艺术设计人员对东方传统哲学尚且一知半解,队西方哲学更是知之甚少。近年来,我国大量的艺术家和设计师从西方哲学中套用概念、挪用思想,热衷于搞文化“拼盘”,将中国艺术符号化,以取得西方认同为目标。反观日本的设计师,大多能在设计中保持和强调东方哲学精神,使艺术作品独树一帜,在国际上也有较高的声誉。哲学思想的缺失使中国的设计师在国际上很难找到自己的位置,艺术设计教育也失去了重心。
5、缺乏合理有效的艺术设计教育和评估体系
近年来我国艺术设计专业的连续扩招,发展过快暴露出许多问题,比较突出的是教学资源供给不足导致教育质量下滑,国家规定艺术专业的师生比是1:11,但是绝大部分院校都做不到,教师都在超高负荷的教学,学生也难有固定的专业教室。这些给师生的交流带来很大障碍,现在的艺术设计学院已经很难寻觅到八九十年代的宽松教育环境和师生间亲厚的感情。
我国的艺术设计学院有的是独立设置的,有的设置在综合性大学中,独立设置的艺术学院在课程安排上较为合理,一般有自己的办学特色。而设在综合性大学中的,有学科交叉的优势,但总的来说,艺术设计教育特点不突出,专业不受尊重。我国现代高校的企业化管理,衙门化体制使我国绝大多数艺术设计专业很难形成自己的教育特色。艺术设计的教育体系完善离不开高校专业评估体系,现在推行的本科教学水平的评估,被批评为把教育变成简单、刻板的机械运动,热衷于制定各种琐屑的指标条例,无视教育的主动性、创造性。这对崇尚自由、宣扬独特个性的艺术教育伤害尤其大。优良的大学传统与教育理念往往需要几十年乃至上百年历代人的不懈努力才能形成,而不同的社会文化背景、国情的差异,决定了我们无法完全套用别国的教育模式。
近年来,有一些关于艺术院校教育改革方面的讨论,例如陈丹青教授多次提出要废除英语考级要求的强制性规定,给一部分有艺术天赋的学生以“特权”;艺术教育参照西方,面向全社会各年龄层次开放,废除学位制,只有一部分优秀学生能拿到学位;大力发展美术馆教育等艺术教育改革观念。我们认为第一条就有争议,过去大家学不好英语情有可原,语言环境差,而时至今日,再学不好恐怕就有自身的原因了。接受别国的文化却排除语言,语言难道不是文明的载体与精髓吗?后两条根据中国国情恐怕更难办到,但是我国高等院校艺术设计专业的教学改革事在必行,否则我们就无法培养出创新型人才,更不能因噎废食,任何改革的探索都是要不断经历时间检验而逐步完善的。