——作者：王之澄 來自：華中科技大學 上傳時間：８月８日
央視國際 www.cctv.com 2007年08月08日 18:32 來源：
四十多年中，有機會在武漢大學、華中理工大學、及同濟醫科大學學習和工作。深刻的體會到，學校所獲取的直接和間接的知識，具有基礎性很強的定律、規範、方法和經驗。
現代科學技術特點是：分工細、交叉多、相互滲透、相互促進、聯繫密切、協同發展。生物醫學同樣是科學領域裡的一個分支，它始終領先著其它科學成就、協同配合才得到不斷地改進和發展。
目前生物醫學正進入一個新的時期，不同時期某幾種學科可能對醫學促進起主導作用，現階段工程技術正在促進生物醫學的迅速發展，在醫療中已從正常望、聞、問、切時代進入信息處理自動化時代。
隨著科學技術的進展和需要，一些理工學科（如數學、物理、機械學電子計算機,基因工程晶片和納米技術等）相繼滲透到生物醫學領域並吸取和結合生物醫學理論綜合成一門邊緣應用科學技術─生物醫學工程學。BME早在上個世紀四十年代就有了萌芽，但未能形成體系，當時生物醫學與工程技術缺少必要的協調知識,兩者未能交叉和滲透，發展緩慢，比其他科學技術遲緩了若干年。近年來，電子成像技術、光譜技術、計算機技術、高度集成薄膜技術等發展很快，它幾乎無孔不入，滲透到國民經濟的每個部門。上個世紀六十年代人們稱謂生物醫學電子技術成為生物醫學工程的先驅技術。它和系統工程將在壽命科學、生物學、醫學之間起一種聯接邊緣學科的作用。生物醫學比較全面地應用工程技術是上世紀六十年代以後。在工程方面，電子技術（電子器件微型化、電子計算機、雷射、圖像多樣化等），高分子合成化學等發展迅速，為生物醫學提供了應用條件。醫學方面，癌症、冠心病、愛滋病,人體器官移植,.呼吸道和傳染病的急驟增加，要求迅速早期實時確診，獲得有效治療，與此同時，生物學、生理學、遺傳學、仿生學、航天技術、海洋開發和環境保護也給BME提出了不少新課題，這些因素都促進了這門新技術有突破性的持續發展。
納米技術是繼網際網路，基因之後人們關注的又一大熱點，它是一個長度計量單位，一納米相當於十億分之一米。納米技術的最高宗旨是操縱單個原子，分子。構建納米級的有一定功能器件、材料；它向當今的科技和醫學發出了強烈的信號。它是在0.10至100納米(即十億分之一米)尺度的空間內，研究電子、原子和分子運動規律和特性的嶄新技術。納米氧化鋅粉末在陽光下，在水和空氣中能自行分解出自由移動的帶負電的電子（ e-）,同時留下帶正電的空穴（h+）。這種空穴可以激活空氣中的氧變為活性氧，有極強的化學活性，能與多種有機物發生氧化反應（包括細菌內的有機物），從而把大多數病菌和病毒殺死。有關的定量試驗表明：在5 min 內納米氧化鋅的濃度為1%時，金黃色葡萄球菌的殺菌率為98.86%，大腸桿菌的殺菌率為99.93%。。納米磁性顆粒為載體的藥物注入人體後，藥物在外磁場的作用下會聚集於體內的局部，從而可在對人體的整體副作用很小的情況下對病理位置進行高濃度的藥物治療。這對於癌症、結核等有固定病灶的疾病十分適合。納米高性能無機抗菌劑具有殺死和阻止細菌發育，防止各種微生物生長的功能，更兼抗菌作用的持久性和安全性。對細菌和黴茵繁殖體 24小時殺抑率為 100%，納米漆可有效抑制細菌、黴菌生長，分解空氣中的有機物及臭味，可 有效淨化NOx、SO2、VOC、NH3及吸咽等造成的有害氣體； 能夠增加空氣中負離子濃度。。它和生命科技科題含量密切相關。金屬負載多孔薄膜型納米光催化劑，其對甲醛等有害氣體的一次通過降解率達到98%，開發出了具有空氣淨化功能的光催化模塊（核心組件），並進一步開發出首創系列空氣淨化機產品，其性能經中國疾病預防與控制中心等權威機構檢測：90分鐘對甲醛淨化率達到95%；60分鐘病菌降解率達到89.9%。除臭率近８３％。硫化氫、氨、臭氧以及油煙和吸菸臭味都可消除。納米TiO2／環氧樹脂複合粉末塗料」和「高分子／銳鈦礦納米 ，TiO2複合多功能抗菌母料」---- 鈦光抗菌、解毒、分解內毒素」新型抗菌材料。具有抗菌、自清潔、保鮮功能。開發的納米抗菌乳膠漆具有抗菌功能，對大腸埃希氏菌的殺菌率24小時達到99.99％，對金黃色葡萄球菌的殺菌率24小時達到99.99％，納米骨可用於外傷造成的骨折、創傷感染造成的骨缺損、良性骨腫瘤引起的病變等，骨質疏鬆患者也可以植入納米骨，以提高骨的硬度。生物傳感器等領域有重要應用前景。納米機械人約有0.5~3微米的長度。納米機械人可以爬行、轉圈甚至在人體內擷取影像並診斷出使用傳統掃描技術未能診斷的疾病。更可以傳輸藥品治療腫瘤而不必開刀。其功能包括一、治療皮膚病；二、清潔口腔；三、增加免疫系統；四、強化心血管系統；五、植入人體。目前納米科技已成為各類科學與技術領域中的熱門研究主題，在醫療領域中，已引起廣泛漣漪，納米科技可以傳送醫藥給腫瘤細胞、清除血管間油脂以疏通管壁、甚至尋找導致腦中風或心臟病血塊。美國已發展出一種體積小、可攜式、並可像徽章一般隨身佩戴的化學傳感器。這類化學傳感器的主要構造非常精密，包含超細且具納米級皺紋的金質底片，金質底片的表面布滿覆有超薄液態晶體狀的化學接收器。這種微小化傳感器除了可檢測特定癌症產生的蛋白質，亦可偵測藥品臨床實驗的功效，是一種能辨視蛋白質且具實時感測功能的的偵測器。儘早偵測出食品的早期腐壞現象，躲避空氣中高濃度殺蟲劑的傷害，以保障人類安全。運用無線通訊及數位化技術的心臟監視器，可連結到個人計算機，將心臟活動訊息及重要生理信息傳輸到家中或平常就診的醫療單位。用微處理器、毫微米與奈米等技術來研發心律調節器、高感度助聽器、藥品傳輸器材。這些新技術的運用將增加人類醫療保健水平，帶領人類進入前所未有的境界。對醫生而言，創新納米科技提供醫療體系更有效、更快速的儀器，隨身佩戴的化學傳感器確保身體健康與安全，使居家護理病人對自己的健康管理負有更大責任。這對醫療服務單位、醫師、護理人員以及病患而言，更是雙贏互惠的！
BME 之所以能迅速改變生物醫學面貌，主要是由技術本身的特點所決定。人們掌握了如何正常和精細地控制電子在真空、氣體、固體中的運作，電子和慣性可用電量表示信息，轉換方便，傳遞迅速，記錄容易，圖像逼真，計量顯示，對信息又可進行邏輯處理，這就可能連續觀察生命過程和各種微妙變化。
生物體內的各種理化過程實質上是電子質點和運動，是電磁作用範疇。從理工角度關於電子運動能的傳遞與變化來認識和測量生物的質量，能量和信息及其相互關係，與環境變化的關係，能夠從表象到微觀，從靜態到動態，從主觀到客觀，從片面到全面，更大限度地伸延了眼、手、腦的功能，使得生命現象能夠客觀又定量地動態顯示，計量，記錄以及分析。
光電磁譜各段的輻射，一向被作為一種分析和治療的手段。活物質的質量和能量的定量問題比其他物質的測量更複雜和困難，它是物質運動的一種高級形式。現在BME已把定性的生物醫學發展到定量的生物醫學，使之進入分子水平，達到精密科學行列。經典的診斷學是建立在生理病理學基礎上，它是通過大量醫學數據（包括病理數據）的多變量中進行快速歸納和推理，得出診斷結果。精確診斷疾病可利用電子模擬方法，從一些參數的改變來說明病情發展趨勢，推導疾病發生的可能機制，這些方法的主要工具是電子計算機。我校早在上世紀六十年代已設計出醫學模擬式電子計算機，結合復孳傳感器.符合率經衛生部中科院等單位鑑定超過90％。 就生物醫學來說，BME為研究生命起源，物種進化，控制遺傳，合成生物提供有效方法和工具。應用BME的結果，達到準確、迅速、方便，安全地防治疾病和預測疾病的發生。
生物的物理化學功能,工程技術系統無法與生物系統相比擬，很多生物體工作效能極高，所以研究和模擬生物，可以為技術系統提供嶄新結構和功能，為工業生物開闢新的途徑，但生物是被動適應自然，只有人類才能主動改造自然，創立為人所用的工具，而人類模擬出的技術裝置不能再現生命的全部特徵。
研究生物體過程機制，不僅促進生物醫學本身的發展，又有利於促進工農業生產,軍事技術的改革，提供更多更新的線索和方向，BME是其中重要的方法和工具，在深遠意文上說，BME是構成工程技術一生物醫學相互影響，相互促進的一座橋梁。
責編：王麗華