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生物工程人工生命科學(xué)技術(shù)探析
人工生命必須要基于工程科學(xué)技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)以及生物工程科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，以下是小編搜集整理的一篇探究人工生命科學(xué)技術(shù)的論文范文，歡迎閱讀參考。
摘要：本文以生物工程人工生命的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)為題展開了相關(guān)的分析與探討，重點(diǎn)就材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程以及生物工程人工生命這三者間的相關(guān)性展開了深入的研究，結(jié)合本次研究最終對材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程、人工工程以及具備改善人體組織器官功能的人工組織進(jìn)行了詳細(xì)的論述。
關(guān)鍵詞：生物工程;人工生命;組織工程;人工組織;人工器官
引言
從廣義層面上來說人工生命即為具備有人的生命指征、功能、結(jié)構(gòu)以及外在形象的人工制造系統(tǒng)，是人對于自然生命的一種模擬與拓展。廣義上的人工生命是多門學(xué)科合并之后的產(chǎn)物。一般認(rèn)為人工生命學(xué)科是由生物科學(xué)技術(shù)與工程科學(xué)技術(shù)所結(jié)合而產(chǎn)生出的一門學(xué)科。下文將主要就針對材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程與組織工程、人工生命間的相關(guān)性，以及材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。
1材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程
此種工程學(xué)科的主要研究目標(biāo)即為各類生物材料及人工器官組織，其中就涵括了組織工程學(xué)科。在此方面研究工作中涵括有材料科學(xué)、生物科技、化學(xué)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)以及生命科學(xué)等多門學(xué)科的基礎(chǔ)知識。生物材料也就是對于生物體進(jìn)行臨床診治以及將其受損組織器官替換下來，亦或是增強(qiáng)人體某一部分功能的材料，因此就必須要求其能夠植入到人體當(dāng)中并不出現(xiàn)排異反應(yīng)，確�；铙w細(xì)胞可以在此材料之上自然生長。生物材料亦可被視作構(gòu)成人工組織與器官的核心材料。生物醫(yī)學(xué)材料在未來一段時期的主流發(fā)展趨勢，即為給予組織工程的發(fā)展提供優(yōu)勢特性顯著的活性生物材料，應(yīng)確保其具備良好的生物相容特點(diǎn);親水特性;潤滑性;預(yù)防組織粘附特性;抗炎特性;抗凝特性等。以保障活體細(xì)胞能夠在所制成的人工材料上生長并對病變組織起到良好的改善、恢復(fù)效果，使之免疫識別與生物催化性能得以有效提高。依據(jù)生物醫(yī)學(xué)材料的屬性可將之主要劃分為以下幾種：
(1)無機(jī)非金屬生物材料。①同人體組織力學(xué)間具備良好的相容性，同時還可改善組織生長的材料。②具備人體有機(jī)以及無機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)合型材料。
(2)金屬生物材料。①毒性較低，彈性模量更加符合入骨特點(diǎn)的合金材料。②各種植入人體當(dāng)中的器械材料，如較為常見的人工關(guān)節(jié)、種植牙、心臟支架等。③接入性診治所采用的醫(yī)療器械設(shè)備如官腔支撐架、引導(dǎo)絲等。
(3)生物醫(yī)用高分子材料。①可將血液之中的毒副物質(zhì)吸出的材料。②能夠在臨床上應(yīng)用于免疫性病癥治療的材料。
2組織工程與人工組織
目前臨床上所面臨的主要醫(yī)學(xué)問題當(dāng)中主要就包括了組織與器官的衰竭、損傷，而臨床上在應(yīng)對此類問題時所較常采用的措施方法主要包括以下三方面：
(1)自體移植。由人體自身的部分組織來對損傷位置進(jìn)行修復(fù)，例如，對面部皮膚大面積燒傷患者進(jìn)行面部手術(shù)修復(fù)時通常會取其自身大腿位置的皮膚來進(jìn)行修復(fù)損傷組織。
(2)異體移植。例如，某患者在遭遇意外事故時，家屬自愿將其身體部分組織如眼角膜、腎臟等組織捐獻(xiàn)給有需要的人。然而此種情況時常會出現(xiàn)異體組織的兼容性問題，同時需要被捐助的人員與每年的捐獻(xiàn)人數(shù)相比差距過大，供體不足情況十分顯著。
(3)人工器官。這種方式能夠徹底解決供體不足的情況，但是其目前所存在的問題也是十分顯著的即異體反應(yīng)與感染情況十分明顯，絕大多數(shù)的患者在接受器官移植后都是應(yīng)各類感染致死。對此人們也就設(shè)想若是能夠采用母體細(xì)胞以及生物降解材料在人體當(dāng)中構(gòu)建起新的組織器官，也就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)組織，代謝組織以及細(xì)胞系統(tǒng)的重新建構(gòu)。目前這一設(shè)想已經(jīng)不再是僅存在于人們腦海之中的假想，而已經(jīng)走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，可以預(yù)見組織工程的發(fā)展必將會促成這一設(shè)想的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前，組織工程研究的主要內(nèi)容即為：適宜的母體細(xì)胞來源;能夠?yàn)榧?xì)胞粘附生長提供空間的細(xì)胞外基質(zhì);可應(yīng)用在促進(jìn)細(xì)胞組織再生長的因子;以及組織間的相容性。開展組織工程通常會應(yīng)用以下三種策略：
(1)細(xì)胞以及生物材料的雜化體系，例如由小塊活體組織將特異細(xì)胞分離出來，通過體外擴(kuò)散增大之后種植于生物相容性較好同時能夠生物降解的聚合物所建立起的多孔支架當(dāng)中，在體外培養(yǎng)一段時間后可將細(xì)胞和支架結(jié)構(gòu)置入于患者體內(nèi);伴隨著組織缺損部位的重新構(gòu)建，聚合物將會逐漸降解并消失。
(2)僅具備生物降解材料體系，借助于生物生長方式促使細(xì)胞成長為多孔支架結(jié)構(gòu)，在通過增殖、分化來產(chǎn)生為相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)，并且與周邊組織相整合。例如采用珊瑚骨加支撐的羥基磷灰石陶瓷，其孔隙架構(gòu)與人體骨架構(gòu)極為接近，可被應(yīng)用在骨組織工程支架中。
(3)細(xì)胞體系，經(jīng)過移植的細(xì)胞經(jīng)由生物過程演變?yōu)槲⒔Y(jié)構(gòu)。
3結(jié)束語
總之，從廣義性的角度上來說人工生命必須要基于工程科學(xué)技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)以及生物工程科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是廣義上的人工生命科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)是工程的研究對象主要是生物材料與人體的各個身體器官。組織工程則是借助于生命科學(xué)以及工程科學(xué)的基礎(chǔ)理論與方法，來探究并開發(fā)出具備修復(fù)以及改善人體組織器官功能的新型臨床應(yīng)用取代物，也就是人工組織，因而材料技術(shù)性生物醫(yī)學(xué)工程以及組織工程也便是生物工程人工生命的基礎(chǔ)。
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