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组织工程和再生医学应用于临床前需要考虑哪些优缺点

2024-10-15 11:11:28 | 高校网

最近经常有小伙伴私信询问组织工程和再生医学应用于临床前需要考虑哪些优缺点相关的问题,今天,高校网小编整理了以下内容,希望可以对大家有所帮助。

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以组织工程(tissue engineering)为基础的再生医学(regenerative medicine)发展情况及应用前景如何?
谢谢

@袁霖
邀请!要充分地回答这个问题需要写个综述了,显然这不是你们想看到的。所以,答主就自己的了解做出一些概括性的解释和讨论。

———————————————————————————————————————————

首先,还是先讲一下两个重要的概念:组织工程(Tissue Engineering) 和 再生医学(Regenerative Medicine)

组织工程 (Tissue Engineering)是一个多学科交叉的研究领域,它充分应用工程科学,生物科学基础医学的原理,开发制造出具有生物活性的组织或器官替代物,用于保持,替代,修复,甚至于加强病变组织器官的功能。这个概念是由 Robert Langer (麻省理工学院)和 Joseph Vacanti (麻省总医院)于八十年代末,九十年代初提出,并在 Science上发表研究论文阐述这个概念和基本原理。

再生医学(Regenerative Medicine)是一个更广的定义,它包括组织工程(Tissue Engineering),但同时还包括 身体组织系统的自身修复 (Self-healing). 组织工程(Tissue Engineering)和 再生医学 (Regenerative Medicine)目前被大范围的混用,主要是因为目前来看组织工程的最终目标就是替代或加强组织的自身修复,用以治愈复杂的慢性疾病。

(Tissue engineered human ear, credit: Harvard University)

经过二十多年的发展,组织工程无论在基础研究,临床应用,和市场转化方面都取得了非常大的发展,其研究成果已经在很大程度上改变了临床治疗思路,使大量病人受益。虽然是一个相对来说比较新的学科,但是自诞生以来就一直吸引了大量的关注度。各国 (美国,日本,新加坡,中国,等等)都在投入高额的研究资金来推动这个学科的发展,与此同时,大量相关的研究人员 (临床医生,工程师,生物学家,化学家,材料学家,等等)都被吸引到这个充满潜力的领域,用他们在各自领域更专业的知识和技能来不断推动组织工程学科的发展。

值得指出的是,中国在近年来,在组织工程领域投入的前所未有的人力和财力,1999-2009 这十年间,中国政府投入了过5亿RMB 在组织工程的研究和临床应用上。Science杂志在2012年就曾发表评论 “China's Push in Tissue Engineering”对中国在这方面的发展做了报道,还报导了中国在此领域的先驱人物:南通大学顾晓松 (神经系统),上海交大曹谊林(骨骼系统),清华大学崔福斋(脑组织)。

对于再生医学来说,目前组织工程主要在以下几个方向不断取得发展和突破:

1. 细胞来源

再生目标组织或器官,通常需要使用相应的细胞,比如心肌细胞 (心脏),上皮细胞(皮肤),骨骼肌细胞(肌肉),等等。然而,很多细胞脱离了自体的原生环境,并不能在体外长期保持其功能和活性,比如肝脏细胞的体外培养一直是一个难题。所以新的细胞来源的取得就显得异常重要。多能干细胞 (Pluripotent Stem Cells)的使用可以很大程度解决这个问题。胚胎干细胞 (Embryonic Stem Cells), 诱导多能干细胞 (iPS cells)都是目前研究的热点,尤其是 iPS 细胞,因其独特的功能和不会造成伦理问题,已经成为全世界研究人员的宠儿,不断开发其新的应用,用于特定组织和器官的定向分化。与此同时,比多能干细胞更有特异性的组织干细胞,比如骨髓间充质细胞 (Bone marrow stromal cells),脂肪干细胞 (Adipose-derived stem cells), 脐带血干细胞 (Umbilical cord blood stem cells)等等,也被研究人员用于不同组织的再生。更特异性的细胞比如软骨祖细胞 (chondrogenic progenitor cells),心肌干细胞 (cardiac progenitor cells)也已被成功分离,并用于相应组织的再生。

(iPS cells forming a colony, credit: Flickr)

2. 新型生物材料

成功地组织工程,一定离不开生物材料学科的发展。再生具有不同特性的生物组织,材料的选择至关重要。组织工程发展初期,材料通常被用做支架用以支持细胞的贴附和生长。目前新材料的开发主要侧重于材料的生物学特性,新的材料不但要能作为支架,还要能与细胞相互作用,诱导细胞迁移,扩增,定向分化。同时新材料还被赋予了调节细胞生长的微环境的功能,比如释放生长因子,传递信号因子,抑制炎症,等等。更有能自组装 (self-assembly)的新型生物材料,能在外部刺激的情况下,实现在特定时间,特定微环境中自我组装成目标组织或器官的形态。虽然这些研究还在早期的探索阶段,但可以预见未来会出现激动人心的突破成果。

( Biomimetic liver tissue engineered from novel biomaterials, credit: NIH)

3. 信号因子

对于体外细胞培养来说,缺乏了体内的原生环境和相关的信号因子,很难成功地有效率的分化为目标组织器官。经过多年的研究,部分组织定向分化所需的生长因子已经逐渐被确定。传统的组织工程方法通常直接应用已确定的生长因子组合,用于培养细胞或者装载了细胞的支架材料。然而,生长因子分离纯化耗时耗力耗钱,所以并不是长期使用的最佳选择。目前这个领域的发展主要侧重于化学小分子,基因,物理刺激,等等。通过化学小分子的作用,可以激活与生长因子作用相当的生物信号通路,因而诱导细胞分化。基因的转导,使细胞本身能在不需要外界刺激的情况下实现分化,以及功能的获取。对于不同目标组织分化过程中的物理刺激,比如失重,加压,支架材料的表面结构,等等也可以促进细胞的分化。结合新型生物材料,将不同信号因子和材料合并,也是一个研究的热点,所谓的 “Smart Material”。比如,具有药物缓释功能的支架,加载的质粒DNA的水溶胶,等等。

(Recellularization of decellularized rat kidney, credit: Harvard Medical School)

4. 生物制造方法

生物制造 (Biofabrication)是一个相对较新的名词,顾名思义就是利用构成生物体的基本元素 (细胞,生长因子,生物材料,等等),制造出具有功能的生物组织或器官,或者用于研究的生物系统,这里主要谈一下前者。最传统的组织工程制造方法就是将细胞装载到3D支架,并在具有生长因子的环境中培养。经过多年的发展,大量针对于不同组织的制造方法被开发出来。举例来说,去细胞器官 (Decellularization)的重新细胞化 (Recellularization)已经在实验中用于肝脏,肾脏,心脏,等的组织工程;细胞膜片 (Cell sheet)的3D组装也已经被成功应用于软骨,血管,皮肤等组织,并已经有临床产品用于病人; 微组织 (micro-tissue) 作为基本结构单元,也被成功用于血管,肝脏组织,肌肉组织等的再生。目前很热门的3D生物打印技术的出现,给组织工程和再生医学带来了又一轮新的革命。由于其精确地控制能力和个性化特点,使得定制人体组织器官成为可能。虽然3D生物打印处于初期研究阶段,有很多困难要克服 (请参见:

3D生物打印的主要难点是什么
),但是随着技术的成熟和组织工程自生的发展,成功3D生物打印出人体器官并不是幻想。

(3D bioprinting for tissue engineering, credit: Wake Forest University)

组织工程 (Tissue Engineering)一直在不断发展和进步,虽然大量的研究成果还仅限于实验室阶段,但已经有很多技术进入了临床转化,甚至于市场化。不仅仅在其医学领域的应用,利用再生出的组织进行药物测试和毒物测试也被认为是未来5-10年的一项研究热点,这也将给生物医药产业带来革命性的突破。

(Human-on-a-chip drug testing model, Credit: Wyss Institute, Harvard University)

参考:

1.

China's Push in Tissue Engineering
2.

The Laboratory for Tissue Engineering and Organ Fabrication
3.

Langer Lab: Professor Robert Langer
4.

-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine
5.

-engineering
(推荐阅读)

6.

_engineering.htm
(推荐阅读)

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转载请标明出处

Dr. YY

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组织工程和再生医学应用于临床前需要考虑哪些优缺点

专接本考试内容是什么?专接本升入的院校有限制吗?考试如何录取考生?难度有多大?

“专接本”问答

作者:教务处
1、问“专接本”与“专升本”、“专转本”有什么不同?

答:“专接本”是指在籍专科生从三年级开始接读自考助学本科课程,不必经过入学考试,学生学完全部课程成绩合格,颁发江苏省高等教育自学考试委员会和主考学校共同颁发的本科毕业证书(国家教育部电子注册),符合条件的由主考学校授予相应学士学位。“专升本”是指已经获得专科毕业证书,经过全国成人高等教育入学统考录取后,升入成人高校或普通高校成教院学习(办学形式一般是业余形式如函授或夜大学)。“专转本”指专科二年级或三年级在籍学生经省招生部门统一招生考试录取后转到本省本科高校的二级学院脱产学习本科课程。

2、问:自考助学本科专业与面向社会开考的自考本科专业有什么区别?

答:“专接本”自考助学专业实行全日制授课形式,按原学校全日制在校生的要求管理。这些专业完全凭自学会有困难,需要进行学院的面授辅导。所学习的课程分成四类,即沟通课程、衔接课程、主干课程和实践与应用课程。前二类课程(约十门)可将校考成绩按不同比例计入最终成绩。而面向社会开考的自考专业考生平时学习形式不限,最终成绩只计自考成绩,不计校考成绩。

3、问:“专接本”自学考试的文凭是否得到国家承认?国外也承认自考文凭吗?

答:“专接本”学生参加的高等教育自学考试是国家考试,文凭是国家承认的。目前为止,已有美、英、加、澳等26个国家承认我国自考文凭。这些国家相关院校承认我国自考部门颁发的学历证书,允许持有学历证书或单科合格证书的自考生进入这些学校学习,或攻读学位或免修、减修部分课程。

4、问:参加“专接本”自考助学专业的学习最短多长时间能学完一个专业?

答:最短只需两年左右时间即可完成学业。如果将进入专科院校的时间计算在内,完成专科和本科阶段的学习总共只需四年时间,和高中毕业在全日制本科院校学习的时间相同,比“专升本”“专转本”的时间要少。

5、问:什么是主考学校?“专接本”的主考学校有哪些任务?

答:“专接本”主考学校是由省考委遴选的专业师资力量较强的全日制普通高等本科院校。主考学校接受省考委的领导,对专科学校举办“专接本”的办学申请进行审核,制定考试计划、进行课程分类、选定教材、编写考试大纲、培训师资、指导与考核实践环节及毕业论文、对专科学校工作指导监督和检查,参与命题和评卷,在毕业证书上副署校印。目前江苏省“专接本”主考学校有26所。

6、问:“专接本”的课程如何设置和界定?

答:“专接本”专业的课程和面向社会开考专业的课程基本一致,但增设实践和应用课程(三门),删除换考课程(三门)。其课程由四部分组成:

(1)沟通课程包括思想政治理论课和公共基础课,5-6门。

(2)衔接课程指专业基础课,不超过5门。

(3)主干课程指专业课,一般为5门。

(4)实践与应用课程包括综合实践、知识拓展、选修课程、社会实践等,一般为3门,其课程设置、教学内容、考核办法由主考学校确定,并由主考学校负责考核。

7、问:校考成绩如何计入最终成绩?

答:沟通课程和衔接课程如果在专科阶段均已学过,则其成绩作为校考成绩,其中两门思想政治理论课校考成绩按100%计入最终成绩;其他公共基础课按40%计入最终成绩。有的主考高校规定外语成绩如已通过省组织的高校外语应用能力考试则该课程作为通过,有的学校规定申请学士学位的需通过四级考试,或自考成绩达到70分以上。衔接课程的校考成绩按30%计入最终成绩,如果在专科阶段没有学过有关课程,可在自考前学校自行组织模拟考试,其成绩作为校考成绩。

8、问:报名参加“专接本”学习有什么条件?怎样报名?

答:要求思想品德优良,遵纪守法;学习认真、刻苦;参加“专接本”专业与专科所学专业相同或相近。符合以上条件的我院三年级学生可根据自愿原则向院相关系提出申请,经教务处审核,并报主考学校同意,签订专科学校、家长、学生三方协议书后即可履行注册手续(根据省厅要求,开班人数应不少于30人)。

9、问:今年“专接本”的主考学校及开设专业有哪些?

答:根据我院学生的实际,与“专接本”有关的主考学校和开设专业为:南京审计学院(审计学),南京航空航天大学(计算机网络),南京工程学院(数控加工与模具设计)等,其它专业正在积极筹备当中。

10、问:“专接本”的收费标准为多少?

答:严格按省物价局、省财政厅《关于规范培训收费管理的通知》(苏价费[2003]408号、苏财综[2003]157号文件)精神确定收费标准,并报相关物价部门备案实施。收费标准根据所学专业和主考单位的不同略有区别,每学年的学费约在5000-6专科学校学生拿本科文凭多了一条绿色通道。全省本科院校将与省内专科院校联合,以自学考试的形式实现相同或相近专业专科文凭与本科文凭的对接,其升入本科率有望达到70%。本月26日,在省教育考试院的组织下,省内本科、专科院校将在南京会商,细化有关内容。

记者昨天从市自学考试办公室获悉,这一文凭对接形式在业内已有一个新名词,叫“专接本”。4年前,苏州及省内的部分院校就已进行了试点,效果不错,很多专科生因此顺利拿到了本科文凭。这次已是大面积推广,全省大专院校都可参加。今年已确定推出“专接本”专业的本科院校主要集中在南京,其中有南京大学南京理工大学、南京师大、南京工业大学南京财经大学南京农业大学南京林业大学、南京航空航天大学、河海大学、南京工程学院、南京审计学院、南京信息工程大学南京艺术学院、南京邮电大学,另有苏州大学扬州大学江南大学江苏大学、江苏工业学院、江苏技术师范学院、江苏科技大学、南通大学、徐州师范大学、徐州工程学院淮阴师范学院盐城师范学院,共有26所高校开设。

据介绍,“专接本”的升本途径是自学考试,由学生自愿报考,报考者同样不需要参加入学考试,其开设的专业原则上在自学考试目前面向社会开考的本科段专业中选取,并在面向社会的自考计划课程的基础上,增设实践与应用课程。与以往的在校大专生报考自学考试相比,“专接本”要求报考的本科专业与专科专业要相同或相近,以确保升本率的明显提高。据悉,“专接本”的升本率有可能达到70%。

据市自考办的负责人介绍,“专接本”的招生对象有2类,一类是列入国家计划,经省招生部门正式录取的各类专科学校的三年级在籍学生,另一类是经市招生部门正式录取的五年一贯制高职的五年级在籍学生。“专接本”的课程,专科学校会放在大三开始,而五年制高职校会放在五年级进行,一般只要二年,学生就能完成本科自考。“专接本”文凭由省考委发给自学考试本科毕业证书,主考学校同时附署毕业证书,符合学士学位授予条件的,由主考学校授予学士学位。此学历列入国民教育系列,国家承认。“专接本”的考试时间设定为每年的4月和10月,刚出炉的相关规定已适用于今年10月的自学考试报考者,但全省高校的大规模招生将安排在明年春季。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________编辑词条 机械制造与自动化 机械制造与自动化
业务培养目标:
业务培养目标:本专业培养具备机械制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。
业务培养要求:本专业学生主要学习机械制造的基础理论,学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识,受到现代机械工程师的基本训练,具有进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。 常识
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
1. 具有较扎实的自然科学基础、较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;
2.较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、电工与电子技术、机械工程材料、机械设计工程学、机械制造基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识;
3.具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能;
4.具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识,了解其科学前沿及发展趋势;
5.具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力;
6.具有较强的自学能力和创新意识。
主干课程:
主干学科:力学、机械工程。
主要课程:工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、机械工程材料、制造技术基础。
1、 培养规格
1.培养目标:
培养德、智、体、美全面发展,适应社会需要,具备机械设计制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。
2.就业领域:
(1)机械制造工艺与设备;
(2)数控编程与加工;
(3)机械设计与制造
(4)机械电子工程
(5)机械设备与管理;
(6)金属材料与热处理;
二、机械制造与自动化行业发展趋势
加入WTO后,我国经济融入世界经济的步伐加快,调整产业结构的国策,使我国迅速成为世界加工制造大国。随着外资企业的大量涌入,我国已成为加工制造业的重要基地之一。需要大量的机械设计制造及其自动化专业的应用型高级工程技术人才,尤其是既能利用计算机进行机械产品的辅助设计,又能应用数控技术进行制造的人才非常紧缺,有着广阔的就业前景。
三、机械制造与自动化专业就业前景
主要到工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面的工作。由于机械行业的重要性和庞大规模,需要一支庞大的专业人才队伍。今后一段时间内,机械类人才仍会有较大需求。具有开发能力的数控人才将成为各企业争夺的目标,机械设计制造与加工专业人才近年供需比也很高。 从机械行业发展来看,印刷机械、数控机床、发电设备、工程机械等重头产品前景仍看好。除了这些传统工业领域,该行业将进一步向机光电一体化发展,向光加工、环保这样的新兴领域拓展。
机械院校大连铁道学院
南通工学院
北京理工大学机械工程与自动化学院
中国农业大学机械工程学院
太原理工大学机械工程学院
广西大学机械工程学院
上海交通大学机械工程学院
沈阳工业大学机械工程学院
清华大学机械工程学院
南京大学机械工程学院
上海交通大学机械工程学院
辽宁工程技术大学机械工程学院
北京石油化工学院机械工程学院
北京科技大学机械工程学院
华东理工大学机械工程学院
北京联合大学机械工程学院
哈尔滨工业大学机电工程学院
武汉大学机电工程学院
华中理工大学机械科学与工程学院
中国农业大学机械工程学院
上海铁道大学机电工程学院
天津大学机械工程学院
江苏理工大学
燕山大学
西安交通大学机械工程学院
山东大学机械工程学院
武汉理工大学
内蒙古工业大学机械工程系
西南(唐山)交通大学机械工程学院
福州大学机械工程系
上海工程技术大学机械学院
吉林工学院机电工程学院
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自动化专业

业务培养目标:本专业培养的学生要具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识,能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。

业务培养要求:本专业学生主要学习电工技术、电子技术、控制理论、信息处理、系统工程、自动检测与仪表、计算机技术与应用和网络技术等方面的基本理论和基本知识,受到较好的工程实践基本训练,具有系统分析、设计、开发与研究的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

1.具有较扎实的自然科学基础,较好的人文社会科学基础和外语综合能力;

2.掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识,主要包括电路理论、电子技术、控制理论、信息处理、计算机软硬件基础及应用等;

3.较好地掌握运动控制、工业过程控制及自动化仪表、电力电子技术及信息处理等方面的知识,具有本专业领域1-2个专业方向的专业知识和技能,了解本专业学科前沿和发展趋势;

4.获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练;

5.在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力,具有较强的工作适应能力。

主干课程:

主干学科:控制科学与工程、电气工程、计算机科学与技术

主要课程:电路原理、电子技术基础、计算机原理及应用、计算机软件技术基础、过程工程基础、电机与电力拖动基础、电力电子技术、自动控制理论、信号与系统分析等。

主要实践性教学环节:包括金工实习、计算机应用基础训练、电子工艺实习、电子技术课程设计、专业课程设计、生产实习等,一般安排在夏季学期。

修业年限:四年

授予学位:工学学士

相近专业:微电子学 自动化 电子信息工程 通信工程 计算机科学与技术 电子科学与技术 生物医学工程 电气工程与自动化 信息工程 信息安全 信息科学技术 软件工程 影视艺术技术 网络工程 信息显示与光电技术 集成电路设计与集成系统 光电信息工程 广播电视工程 电气信息工程 计算机软件 电力工程与管理 智能科学与技术 电子科学与技术 过程装备与控制工程 数字媒体艺术 计算机科学与技术 探测制导与控制技术 电气工程及其自动化 数字媒体技术 信息与通信工程 建筑电气与智能化 电磁场与无线技术

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组织工程和再生医学应用于临床前需要考虑哪些优缺点

全国专升本学校有哪些!

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2、四川专升本招生院校

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3、河北专接本招生院校

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4、江苏专转本招生院校

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5、湖北专升本招生院校

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8、甘肃专升本招生院校

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2024-09-07 15:30:05
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2024-09-01 09:46:34
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