科学技术的发展,各种新型生物医学材料被研制出来,并在医学领域中得应用。到2000年为止,在全世界高达1600亿美元的医疗市场中,医用生物材料所占比率已经达到了一半,且以20%的增长速度递增。二十世纪80年代是新型生物医学材料辈出的时代,进入到二十世纪90年代,以珊瑚为原材料的骨移植材料、人工皮肤、猪心脏瓣膜在医学领域中得以应用。二十世纪,美国采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中国在生物医学材料的研制方面起步较晚,但是应医学领域需要而对各种生物医学材料有所应用。随着国家对生物医学材料研究的重视,国家开始启动医学生物材料项目,并将生物医学材料纳入到优先发展的产业当中[3]。在中国的“十二五”规划中,还特别指出要将重点发展新型口腔植、人工关节、新型人工血管、人工心瓣膜以及各种人工修复材料等等生物医学材料。
在医学领域中,医学金属材料是较早采用的,且应用材料非常广泛,包括不锈钢材料、钛合金材料等等。其中,不锈钢材料具有较强的耐腐蚀性,因此应用效果非常好。由于内为较为复杂的电解环境,随着316L不锈钢的应用,解决了这一问题,但是,却不具备生物相容性。钛合金具有良好的耐腐蚀性和生物相容性,具有一定的生物材料强度。钛合金的抗拉强度介于500兆帕至1100兆帕之间,使钛合金的弹性与的骨骼弹性更为接近,以使材料植入到后,与人的骨骼更为匹配。
医用高分子材料的出现,使得医用材料可以用于对损伤的器官以修复,以增强器官的恢复功能。目前所使用的医用高分子材料分为可生物降解和非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入后,可以降解被为对无毒无害的CO2、H2O等对不会产生刺激性的物质。可生物降解的高分子材料可以是胶原蛋白或者纤维蛋白等等天然材料,也可以是聚乳酸等人工合成高分子材料。非降解的高分子材料属于是惰性的高分子材料。聚乳酸在医学生用于外科缝合线和药物释放的载体。由于其具有可降解性能,当伤口愈合后,就会被组织吸收。聚乳酸可以在降解的过程中,将药物释放到中,使药物发挥作用。
复合生物材料用于医学领域中已经获得了长足发展,但是,由于材料植入后,会对的生理环境产生抵抗力,因此会存在一些问题有待进一步研究。目前医学领域中所采用的复合生物材料包括有三类,即生物陶瓷复合材料、金属基医用复合材料和高分子复合材料。生物陶瓷复合材料植入到生理环境中后,并不会产生毒性反应,且具有良好的生物活性和生理环境相容性。金属基医用复合材料在医学领域中应用,金属具有单一的生物活性,可以采用生物涂层技术,以提高金属表面的耐磨性和生物相融合。高分子复合材料是一种接近自然骨骼的高分子复合材料。骨骼本身就是一种层状的复合材料,采用这种复合材料替代,虽然可以起到治疗作用,但是其韧性明显要低于自然骨骼。
无机非金属生物材料具有良好的化学稳定性和生物相容性,主要包括生物活性陶瓷和惰性的无机材料。生物活性陶瓷材料主要用于关节、牙齿等等的硬组织修复。但是,该种材料不会与的组织结合,从而影响治疗效果。惰性的无机材料以医用碳素材料为主。该种材料具有较高的耐磨性,韧性和强度都非常高,特别是具有良好的抗疲劳性,可以与自然骨骼相匹配。骨骼损伤者选择这种材料可以获得良好的治疗效果[2]。此外,医用碳素材料在的生理环境中并不会产生毒副作用,良好的化学稳定性和亲和性,且具有抗血栓性和抗溶血性。如果对患者执行人工心脏瓣膜手术,医用碳素材料是优先选择的材料。
生物医用材料的发展进程中,从简单的结构模仿发展为组织诱导再生,使生物医用材料的单一性能逐渐向综合性能发展。简单的结构与外观的仿制,向智能化仿生发展,使材料的应用已经与现代的医疗技术融合,并共同发展。根据目前医学领域的发展程度,生物医用材料的研究空间还很大,并会涉及到多种学科,包括材料学、工程学、控制论以及生物技术等等,这些学科都会对生物医学的发展产生推动作用。特别是各种新技术、新方法的应用,将生物技术引入到智能化发展的思路,使生物材料不再局限于实验室研究,而会在临床上得以广泛应用,以为医疗做出贡献。
综上所述,生物医学材料属于是交叉学科,为材料学和医学等等多种学科相互结合而形成。作为一门应用于医学领域的新兴学科,所研制的是用于医学组织工程领域的各种新型的人工材料。根据技术含量的不同,生物医学材料可以被划分为金属生物、高分析生物、复合生物和无机非金属生物材料。随着生物医学材料研究的发展,使得生物医用材料智能化发展。
功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料,或具体地指在原有力学性能的基础上,还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年展起来的新兴领域,是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来,功能高分子材料的年增长率一般都在10%以上,其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50%。
所谓功能性高分子材料,一般是指具有某种特别的功能或者是能在某种特殊环境下使用的高分子材料,但这是相对于一般用途的通用高分子材料而言。这一定义只是一个概括,不一定很确切,较多的人认为所谓功能性高分子材料是指具有物质能量和信息的传递、转换和贮存作用的高分子材料及其复合材料。如有光电、热电、压电、声电、化学转换等功能的一些高分子化合物。可以看出,这是一类范围相当大、用途相当广、品种相当多,而又是在生活、生产活动中经常遇见的一类高分子材料。
功能高分子材料按照功能特性通常可分成:分离材料和化学功能材料;电磁功能高分子材料;光功能高分子材料;生物医用高分子材料。功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。
随着时代的发展,在医学领域中越来越迫切地需要开发出能应用于医疗的各种新型材料,经多年的研究已发现有多种高分子化合物可以符合医用要求,我们也把它归属于功能性高分子材料。
一般归纳起来医用高分子材料应符合下列要求:化学稳定性好,在接触部分不能发生影响而变化;组织相容性好,在内不发生炎症和排异反应;不会致癌变;耐生物老化,在内材料长期性能无变化;耐煮沸,灭菌、药液消毒等处理方法;材料来源广、易于加工成型。
经多年研究,能较好符合上述要求的高分子化合物主要有两大类,一类是有机硅化合物,第二类是有机氟化物,最主要的两种产品是硅橡胶和聚四氟乙烯,例如美国GE公司开发了一批主要是有机硅方面的用于医学领域的功能高分子化合物。
目前,除人脑外的大部分器官都可用高分子材料来制作。对生物医用高分子材料,除了要求具有医疗功能外,还要强调安全性,即要对健康无害。目前在血液相容性高分子、组织相容性高分子、生物降解吸收高分子、硬组织材料用高分子和生物复合高分子材料、医用高分子现场固化材料、医用粘合剂、固定化酶、高分子药物释放和送达体系等都有相应的研究。随着环保概念的提出,生态可降解高分子材料的开发和应用也随之日益受到重视。如聚乳酸塑料PLA,在废弃后自然条件下,通过微生物的分解作用,只需六个月至两年时间即可完全降解,降解反应的产物为水、二氧化碳、乳酸等是植物生长良好的促进剂,对环境无任何污染。
离子交换与吸附树脂是一类带有可离子化基团或其他功能性基团如亲油基团的二维网状交联聚合物。常用的离子交换与吸附树脂多为球状珠粒,其粒径为0.3-1.2mm。此外,还要具有高的机械性能、较好的化学稳定性、热稳定性、亲水或亲油性、渗透稳定性和高的交换/吸附容量。在水/油中具有足够大的凝胶孔或大孔结构,由于它具有高效快速分析和分离功能,目前已广泛用于硬水软化、废水净化、高纯水制备、海水淡化特别是在食品工业、制药行业、治理污染和催化剂中应用的更为广泛,而且发展迅速。除一般用的离子交换树脂外,近来还发展了具有特殊吸附功能的离子吸附树脂:如高吸油树脂等,这些高分子吸附剂可以从有机溶剂或有机无机混合相体系中吸附有机溶剂如各种油类。
随着医用科技的蓬勃发展和环境污染的日益严重,当今材料技术的发展趋势一是从均质材料向复合材料发展,二是由结构材料往功能材料、多功能材料并重的方向发展。这种发展趋势使得医用复合材料和环境处理材料得到了快速发展。
可生物降解医用高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重视,无论是作为缓释药物还是作为促进组织生长的骨架材料,都将得到巨大的发展。其中高分子纳米粒子以其特有的优点是近年来国内外一个极为重要的研究热点。
任何一种材料都是通过其表面与环境介质相接触的,因此材料的开发与应用必然涉及其表面问题的研究。一般高分子材料的表面对外界响应性较弱,但有些高分子表面的结构形态会因外界条件(如pH、温度、应力、光及电场等)的改变在极短时间内发生相应的变化,从而造成表面性质的改变,此乃智能高分子表面。因此设计这类智能表面将是生物医用高分子材料发展的一个重要方面。通常,在组织工程的应用中,高分子材料支架要负载上生长因子,以促进组织在生物体内的再生,另一方面,把特殊的粘附因子,如粘连蛋白结合到支架上,可使聚合物表面能够促进对某种细胞的粘附,而排斥种类的细胞,即支架对细胞进行有选择的粘附。为了使生长因子和粘附因子能够结合到可降解高分子材料上,就需要对材料进行表面改性,而有时表面改性很困难,因此,可利用与天然聚合物杂化的方法来达到上述目的,同时由于这些材料有良好的机械性能,又可以弥补天然聚合物强度不高、稳定性差的缺点。可见,生物杂化材料在这方面的表现是相当突出的,必将成为医用生物高分子材料发展的一个主要趋势。
国家新一轮卫生医疗体制改革在即,公立医院面临新的机遇与挑战。本文旨在通过对豫东某综合医院的业务收支,医疗工作负荷,医疗成本等进行统计分析,以期了解医院的经营状况及在卫生政策等外部环境改变后医院经营的发展方向,找出问题,提出对策,为医院的改革发展提供决策依据,同时进一步提高医院管理水平。
本文资料来源于豫东某综合医院1998-2007年10年间的财务收支报表、工作负荷等统计信息表,以及卫生部公布的《2007年中国卫生统计年鉴》和卫生部信息统计中心公布的《2007年中国卫生事业发展情况统计公报》,采用Excel进行对比分析处理。
由表1,近十年间该医院业务收入与支出均呈逐年递增趋势,且增长速度较快。2007年该院业务收入及业务支出与1998年相比分别增长了4.49倍和5.37倍,各年业务收入金额均高于业务支出金额;1998-2005年收支节余率均在10%以上,其中2000年的节余率为23.19%,为近十年最高水平;自2000年以后其节余率呈逐年递减趋势,而2006、2007年该院节余率更是降到了5%以下,还不到最好历史水平的1/4。
该医院药品支出占业务支出的百分比一直维持在48%左右,2004年以后有小幅度提高,历年变化不是特别大;相对而言,药品差价率的降幅则比较大,从1998年的37.52%降到2007年的13.19%,下降了24个百分点,降幅为184.5%。
该医院1998-2007年人员支出占业务支出的比例呈波浪型下降趋势,由1998年的27.73%下降到2007年的16.6%。
医院的业务工作量方面:表2显示,该院门、急诊人次逐年递增,由1998年的300916人次到2007年594923人次,基本翻一番。出院人次从1998年的12910人次到2007年的27325人次,增幅达111.7%。床位使用率持续走高,特别是2004年以后,平均床位使用率达102.83。
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