[摘 要]比對國內(nèi)外組織工程在研究領域的迅猛發(fā)展，其相關(guān)教學顯得格外滯后。通過分析國內(nèi)外組織工程教學現(xiàn)狀及其在臨床醫(yī)學中的地位與作用，提出面向臨床醫(yī)學專業(yè)本科學生開設組織工程課程的必要性，并就目前臨床醫(yī)學專業(yè)本科學生開設組織工程課程存在的問題進行分析，以期促進組織工程教學工作在臨床醫(yī)學專業(yè)本科教育中的開展。

[關(guān)鍵詞]組織工程；臨床醫(yī)學專業(yè)；教學改革

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）10-0068-03

組織工程是應用生命科學與工程學的原理與技術(shù)，在正確認識哺乳動物的正常及病理兩種狀態(tài)下的組織結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的基礎上，研究、開發(fā)用于修復、維護、促進人體各種組織或器官損傷后的功能和形態(tài)的生物替代物的一門新興學科。組織工程的應用目標是構(gòu)建人工器官，從形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上對組織、器官喪失或功能障礙進行永久性地置換和替代，從而促進人體健康、長壽，提高生命的質(zhì)量。可見，這一學科的應用領域直接與臨床醫(yī)學和人類健康密切相關(guān)，在今后的幾十年中，組織工程將成為臨床醫(yī)學的一個重要組成部分，并可能被列于目前的藥物治療方法。可見，面向臨床醫(yī)學專業(yè)本科學生開設組織工程課程是十分必要的。學生通過本門課程的學習可以了解組織工程學科的最新研究狀況，掌握組織工程的基本原理、主要應用范疇及基本研究技能，從而有助于學生在今后的臨床工作中更好地將組織工程成果運用于臨床當中，以推動醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展。

一、組織工程概況及教學發(fā)展現(xiàn)狀

1987年，在美國華盛頓召開的美國國家科學基金會議的生物工程小組討論會中正式提出了組織工程這個概念。作為一門新生的學科，組織工程自誕生以來就一直受到廣泛關(guān)注。美國、日本、新加坡、中國等都投入高額的研究資金及大量的專業(yè)人才來推動這個學科的發(fā)展。經(jīng)過近三十多年的發(fā)展，組織工程無論在基礎研究、臨床應用和市場轉(zhuǎn)化方面都取得了非常大的發(fā)展，其研究成果已經(jīng)在很大程度上改變了臨床治療思路，使大量病人受益。與研究領域的迅速發(fā)展相比，組織工程教學的開展顯得格外的滯后，主要作現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）開設的專業(yè)及對象極其有限

組織工程學課程的開設，國內(nèi)外的情況大體相同，即僅在少數(shù)的綜合性大學及醫(yī)學類院校開設，并多為選修課，其面對的教學對象主要有三類。第一類是生物類及醫(yī)學類的研究生。目前，組織工程課程開設對象主要是碩士研究生。例如，中國醫(yī)科大學、第四軍醫(yī)大學、第二軍醫(yī)大學、江蘇大學面對碩士研究生開設組織工程選修課[1][2][3][4]。在英國，Keele醫(yī)學院和醫(yī)學科學與技術(shù)研究所（ISTM）為醫(yī)學類碩士研究開設了細胞與組織工程課程。這一類學生中的大部分在今后的研究中將或多或少的接觸到組織工程的相關(guān)知識或技術(shù)，他們希望通過學習本門課程開拓自己的研究思路和技術(shù)方法，從而有助于自身科研工作的順利開展。第二類是生物類本科學生，主要是生物工程、生物科學及生物技術(shù)專業(yè)的本科學生。耶魯大學為生物醫(yī)學工程專業(yè)的本科生開設了生物醫(yī)學工程探索，本課程共25學時，其中組織工程僅占2學時。而國內(nèi)，生物工程類學生安排的學時會較其他專業(yè)多，教學內(nèi)容涉及的面也會更廣些。例如，暨南大學針對生物醫(yī)學工程專業(yè)的本科生開設組織工程選修課，其理論課與實驗課分別為36學時。而對于生物技術(shù)專業(yè)的學生，開設的學時數(shù)要少一些，例如，第二軍醫(yī)大學生物技術(shù)專業(yè)開設的組織工程理論課24學時，實習課3學時。中國醫(yī)科大學為生物醫(yī)學工程及生物科學與生物技術(shù)專業(yè)的學生開設組織工程的學時數(shù)為44學時，包括理論課24學時和實驗課20學時。上面這兩所學校開設組織工程都有十幾年的時間，在開設中他們發(fā)現(xiàn)，組織工程課程對相關(guān)專業(yè)本科學生的培養(yǎng)很有必要，因此，目前這兩門課程均以必修課開設。第三類是醫(yī)學類及藥學類的本科學生，面向這類學生開展組織工程課程教學的學校更是少之又少。南方醫(yī)科大學組織工程學教課對象僅為基礎醫(yī)學本科學生，江蘇大學為藥學專業(yè)本科生開設選修課程干細胞與組織工程學。

（二）沒有供教學使用的合適教材

目前，組織工程書籍多以專著為主，教科書呈現(xiàn)數(shù)量嚴重不足，適用性不佳的局面。比如，胡敏主編一的研究生教材《人體組織工程學》，由于各校的研究生專業(yè)與培養(yǎng)方向差異較大，因此該書的使用率并不高。而由熊黨生主編的《生物材料與組織工程》一書，第1章到第7章為生物材料內(nèi)容，組織工程內(nèi)容較少，僅涉及皮膚、骨、 肌腱和韌帶的組織工程，對于臨床專業(yè)的學生并不適用。另外，由柏樹令主編的《組織工程學教程》，該書供組織工程學、生物醫(yī)學工程、生物科學與生物技術(shù)專業(yè)使用，對于臨床專業(yè)的本科學生而言，可將該書與組織工程的臨床研究與應用相關(guān)的內(nèi)容做一定的補充。

（三）對任課教師的要求高

組織工程學是一門涉及細胞生物學、材料學、工程學、生物化學、免疫學、發(fā)育生物學、分子生物學、臨床醫(yī)學及倫理學等多學科交叉的新學科，其研究領域覆蓋面之廣、涉獵學科之多是其他學科所無法比擬的。這就為組織工程學的教師提出了較高的要求。組織工程學教師要在掌握豐富的專業(yè)知識的基礎上，具備完善的知識結(jié)構(gòu)和廣博的知識面。但目前擔任組織工程學授課的教師主要是從事生物醫(yī)學領域教學和研究的人員，他們具有一定的生物學和醫(yī)學方面的知識背景，但對于工程學與材料學方面的知識儲備明顯不足。另外，近年來由于材料學的迅速發(fā)展，一些材料學專業(yè)的人才也加入了組織工程的教師隊伍中，補充了本門課程在材料學方面的短板。但值得注意的是，這些材料學專業(yè)的教師往往來自于綜合性大學，他們又缺少醫(yī)學知識背景。因此，對于教師的進一步培養(yǎng)是急待解決的問題。

二、組織工程在臨床醫(yī)學中的地位與作用

（一）巨大的患者需求

據(jù)統(tǒng)計，美國每年有4000多億美元的資金花在了有器官及組織損害的病人身上，這幾乎占了美國醫(yī)療費用的一半。美國的醫(yī)院每年要為這些病人作800萬例次手術(shù)，但這并不能挽救每一個人的生命，每年約有4000人在等待器官移植時死亡，還有10萬人在未被列入等待器官移植時就已死亡[5]。在我國，每年燒傷患者有上百萬人，加上日益增多的交通傷亡人數(shù)，需要修補的器官組織損傷越來越多，器官供求之間的不平衡矛盾越發(fā)突出。患者的需要就是科學工作者的研究方向，也是臨床醫(yī)生需要掌握的為病人服務的新的醫(yī)療手段。

（二）組織工程臨床研究及應用現(xiàn)狀

組織工程的終極目標就是為患者提供功能性組織和器官。組織工程學科的發(fā)展極大地豐富了外科治療手段，促進了臨床醫(yī)學發(fā)展。目前，組織工程的研究和探索涉及的組織器官包括皮膚、骨、軟骨、神經(jīng)、肝臟、胰臟、肌肉、肌腱、角膜、脂肪、血管、耳、手、鼻、喉、氣管等。與之相關(guān)的臨床學科包括骨科、普外科、五官科、康復醫(yī)學科、泌尿科、口腔頜面外科、神經(jīng)外科、整形外科、胸外科等。

在眾多的組織工程研究中，組織工程皮膚發(fā)展最為成熟。人造生物皮膚是世界上第一種獲得FDA（美國食品和藥物管理局）批準的組織工程產(chǎn)品[6]。2007年，中國國家食品藥品監(jiān)督管理局（SFDA）批準了中國首個組織工程學產(chǎn)品：由西安第四軍醫(yī)大學研究人員開發(fā)的ActivSkin。這使得中國成為世界上繼美國之后第二個持有這一人工皮膚技術(shù)的國家[7]。另外，在歐美、日本已將人造皮膚應用于臨床，其在治療大面積皮膚缺損、頑固性潰瘍和嚴重燒傷患者方面取得了較好的療效，現(xiàn)已進入商品化生產(chǎn)。而真正意義上的組織工程軟骨的臨床應用早在1994年就已在美國開展，美國FDA 已批準自體關(guān)節(jié)軟骨細胞移植用于修復關(guān)節(jié)小區(qū)軟骨缺損[8]。1998年至今，大量的組織工程骨應用于臨床，隨著骨組織工程技術(shù)的日益成熟，組織工程骨有可能成為骨缺損修復的主要方法。與此同時，肌肉、肌腱、心臟瓣膜、管狀結(jié)構(gòu)、神經(jīng)、肝臟、角膜、膀胱等組織工程器官的臨床應用也在大量的開展。

隨著基礎研究和臨床應用的深入發(fā)展，組織工程化組織、器官將成為臨床治療組織、器官損傷必不可少的治療手段。組織工程在臨床上的應用需要臨床醫(yī)生對組織工程基本原理及相關(guān)問題具備一定的認識。因此，對臨床專業(yè)學生開展組織工程教學是十分必要的。

三、組織工程教學的具體實施

（一）明確課程定位，制定有針對性的培養(yǎng)目標，以保證教學質(zhì)量

組織工程學綜合了材料學、醫(yī)學、生物學和工程學的基本理論和方法，因此要求學生在學習本門課程之前，進行相關(guān)課程的學習，如解剖學、組織胚胎學、細胞生物學等，以便學生理解和掌握學科內(nèi)容。所以我們面對的開課對象是本科臨床專業(yè)大三學生。

本門課程的培養(yǎng)目標是，讓學生掌握組織工程的基礎理論；基本知識及基本技能；熟悉組織工程化組織器官在臨床應用中所存在的問題和挑戰(zhàn)；了解目前重要組織器官構(gòu)建的研究進展及其臨床應用情況。

應建立與完善以種子細胞、生物材料、微環(huán)境調(diào)控三大組織工程基本要素為主線的組織工程課程體系，保證教學內(nèi)容的基礎性與概括性，突出科學的思維方法與研究方法、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維與能力。

（二）正確把握教學內(nèi)容有助于提高教學效率

組織工程涉及學科眾多，針對臨床醫(yī)學本科學生，要將所有涉獵的學科內(nèi)容詳細學習不現(xiàn)實也是不可行的。根據(jù)組織工程的學科特點，應突出其在臨床上的研究與應用。我們將側(cè)重教授兩部分內(nèi)容：一是組織工程基礎理論，基本知識及基本技能；二是重要的組織器官構(gòu)建研究及其臨床應用。因此，我們將此門課程命名為醫(yī)學組織工程。

（三）合理的教學方式是保證教學質(zhì)量的關(guān)鍵

目前，國內(nèi)外組織工程的教學方式主要為理論講授。而本課程采用的教學方式是在理論課的基礎上，以實踐為主。本課程實踐課程安排27個學時，在這27個學時中，學生將進行從種子細胞分離、鑒定；脫細胞基質(zhì)材料制備；細胞在支架材料上的培養(yǎng)；培養(yǎng)微環(huán)境調(diào)節(jié)；到最終的培養(yǎng)物大鼠活體移植及移植后相關(guān)檢測的全過程。通過實踐課程的學習，學生將對組織工程的一般程序有一個感性的認知，這在培養(yǎng)學生動手能力的同時有助于學生對理論課內(nèi)容的掌握。另外，移植后的檢測結(jié)果有助于學生理解組織工程器官在臨床應用中存在的問題，激發(fā)學生去尋求解決辦法的興趣。在18個學時的理論課中，我們分兩個模塊進行講授。第一個模塊主要包括種子細胞、生物材料、生長因子三大組織工程基本要素。第二個模塊主要對不同組織器官的具體特點與結(jié)構(gòu)要求，各組織器官組織工程研究進展進行講授，并聯(lián)系重建組織器官在臨床上存在的問題及應用前景展開學習。

另外，我們將醫(yī)學倫理與科技道德貫穿于整個教學活動中。通過闡述組織工程研究與臨床實踐中典型的醫(yī)學倫理與科技道德問題，以及組織工程產(chǎn)品標準的制定及相關(guān)的醫(yī)療法規(guī)體系的完善等問題來培養(yǎng)學生的倫理辨別能力和科技道德意識，鍛煉他們的倫理決策能力和倫理評價能力。

四、展望

隨著組織工程學的迅猛發(fā)展，將會有越來越多的工程化組織與器官進入臨床研究與應用。臨床醫(yī)生具備一定的組織工程知識將有利于相關(guān)問題的解決，推動組織工程化組織器官的臨床應用。大學是培養(yǎng)人才的理想場所，故在大學本科期間面對臨床醫(yī)學專業(yè)本科生開設組織工程課程勢在必行。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 田曉紅， 柏樹令， 敖強， 等.中國醫(yī)科大學組織工程學教學的回顧與展望[J].解剖學雜志，2016（6）：768-769.

[2] 聶鑫， 劉魯川， 楊茂進， 等.研究生組織工程學科教育及其特點分析[J].西部醫(yī)學，2009（1）：161-162

[3] 熊紹虎， 楊向群， 張傳森.組織工程教學實踐與思考[J].解剖學雜志，2009（4）：576-577.

[4] 張志堅.交叉學科干細胞與組織工程學的課程創(chuàng)建和教學改革探討[J].基礎醫(yī)學教育，2015（9）：752-755.

[5] 楊志明主編.組織工程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002.

[6] 柏樹令，顧曉松，張傳森主編.組織工程學教程[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2009.

[7] M Hvistendahl.China"s push in tissue engineering[J].Science， 2012， 338 （6109） ：90.

[8] 王佃亮.組織工程的臨床研究——組織工程連載之五[J].中國生物工程雜志，2014（10）：114-120.

[責任編輯：陳 明]

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