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1、生物论文生物医学工程课程论文 摘要：随着生物技术的快速发展，现代医学也是蓬勃的发展。现代的生物技术在医学工程方面做了卓越的贡献。我将从各个医学药物方面进行一个综合分析，尤其是在药物治疗癌症方面。现在的药物治疗在癌症上取得了显著的成效，包括高三尖杉酯碱、姜黄素、香豆素等。现代生物医学在现代的社会生活中发挥着重要的作用。生物医学在人体各类疾病的治疗上有着不能忽视的作用，同时它在生物技术上也是一个不能忽视的领域。 关键词：治疗癌症 生物碱 创新 优秀成果 前言：随着科学技术的进步，生物医学技术取得了长足的发展。它是借助于某种能量与生物体的相互作用，提取生物体内组织或器官的形态、结构以及某些生理功能的

2、信息，为生物组织研究和临床诊断提供合理的信息。生物医学工程的药物方面所涉及的范围越来越广，有生物碱对癌症的治疗和对疟疾的治疗，已经进入到迅速发展的地步。这些药物和研究的方向各有所长，互相补充，能为医学发展做出不可磨灭的贡献，提供愈来愈详细和精确的帮助。随着各种药物的诞生，这将为病人减少痛苦带来福音，为人类进步作出贡献，将生物医学带入另一个崭新的局面和跨世纪的时代。 正文： （一） 高三尖杉酯碱高三尖杉酯碱是从我国三尖杉属植物中分离出的抗肿瘤生物碱之一，属于细胞周期特异性药物，对G1和G2期细胞杀伤作用最为有效，而对S期细胞作用较小。HHPT在真核细胞之中主要抑制相关的酶的合成，这样能够是蛋白质

3、无法表达。同样能够影响多聚体形成的早期阶段，并使多聚核糖体无法形成螺旋结构，这样进一步阻止癌症细胞的增殖，使其癌细胞无法扩散，在化疗药物的作用下能够有效地控制和治疗癌症。酶的无法合成，那么核糖体的功能也就无法表现出来，因为蛋白质必须在核糖体上合成。另外，DNA聚合酶无法合成，这样对细胞内DNA的合成也有抑制作用。该药物促使细胞核变性坏死，治疗癌症。HHRT可以促进细胞的分化及凋亡。本药物为周期非特异性抗肿瘤药。药物能使核糖体解螺旋，无法合成蛋白质，使肿瘤细胞分裂指数减少，肿瘤组织核酸含量下降。药物在临床上主要用于急性早幼粒细胞白血病、急性单核细胞白血病、急性粒细胞白血病及恶性淋巴瘤等。 同时它

4、也是可以用于慢性粒细胞白血病、真性红细胞增多症等多方面的疾病。另外，HHT能够抑制急性髓系白血病细胞株细胞的生长，同时对细胞的周期也是有着一定的影响的。HHT能够诱导细胞的凋亡，对K562细胞miRNA表达的影响。 （二）阿朴菲类生物碱抗癌活性阿朴菲类生物碱是一类重要的天然产物，其抗癌活性是近几年药物学研究的热点。查阅此药物的相关文献，总结得到阿朴菲类生物碱抗癌活性的基本构效关系和抗癌活性及其作用机制。它的结构中的1，2-亚甲二氧基及-甲基取代对于该类化合物的细胞毒活性很是关键，同时它的C.7的氧化和脱氢作用有助于提高该类化合物对癌细胞的活性，抑制其癌细胞的无限分裂。另外，阿朴菲类药物的分子结

5、构中的C6a的手性结构及其他位置取代基对于抗癌活性的贡献还在进一步的研究之中。阿朴菲类生物碱主要通过诱导细胞凋亡、抑制癌症细胞增殖以及抑制DNA拓扑异构酶机制发挥其抗癌作用。药用植物被用于治疗人类疾病的历史已经延续了几千年，即使是在当今这个经济技术飞速发展的现代社会，仍然被许多国家作为传统药物进行基本的医疗保健。然而，从自然资源直接分离得到的相关药物很少能直接作为医疗用药用于临床之上，这些具有化学独特结构的化合物分子往往是作为一种模板，利用相关的化学方法(全合成、组合化学或生物合成等)制备更加有效的类似物。通过相关研究人员的努力，天然产物在抗癌领域的研究取得了显著的成就，目前临床使用的相关抗癌

6、药物中超过一半来源于天然的产物通过加工修饰而来，主要包括微生物、海洋生物、药用植物，超过3000种植物可用于治疗癌症的基本药物和辅助性药物。生物碱来源于植物体内丰富的次级代谢产物，大多数是具有复杂的化学结构，并具有显著的生物活性。阿朴菲类生物碱是异喹啉生物碱中的一类，该类生物碱广泛存在于20个科100多属的植物中，包括木兰科、大戟科、樟科、马兜铃科、小檗科、罂粟科、毛莨科、芸香科等。目前从植物中得到的阿朴菲类生物碱已经有500多种，加上其他类型的生物碱，这个家族就越来越庞大。天然阿朴菲类生物碱具有多种生物活性，包括抗氧化、抗惊厥、抗痉挛、抗疟疾、抗脊髓灰白质病毒、细胞毒性、抗帕金森病等。这类天

7、然产物及其合成衍生物是发展治疗多种疾病药物的主导 。其中，这最引人注目的是抗癌的活性。 1 阿朴菲类生物碱抗癌活性与其分子结构的相关关系阿朴菲类生物碱是有一个四环的结构，根据母核上取代基位置的不同可以将阿朴菲类生物碱分为简单阿朴菲类、氧化朴菲类、脱氢阿朴菲类、二聚体阿朴菲类。芳环取代基(多为H、OH、0CH3、CH2O一)，N取代基(H、OH、CH COCH3等)以及c一6a的绝对构型(及构型)变化形成了该类化合物丰富的结构库【1】。因此，这些变化的分子结构也为抗癌药物的筛选和结构修饰提供了丰富的原材料。2 阿朴菲类生物碱的抗癌活性因为阿朴菲类化合物结构的复杂性和分子数目的庞杂性，对其结构的划

8、分也是不尽相同。到现在为止，研究人员对阿朴菲类抗癌活性的相关研究已经取得了相关的成绩。其中，最为显著的是阿朴菲类对很多种类的癌细胞都有抑制得作用。分子结构中的N基被不同的取代基所取代对细胞毒性的影响也是不相同的，经研究发现roemrefidine（18）对人口腔表皮癌细胞株(KB)、子宫颈癌细胞株(HeLa)、肝癌细胞系(HepG2)3种癌细胞均没有细胞毒性，研究人员推测得到B环上的氮季胺化对阿朴菲类生物碱的细胞毒性是不利的。Tzeng等5J利用白血病细胞L1210、CCRF、CEM、3种癌细胞株检测阿朴菲类生物碱的细胞毒性，发现N原子呈叔胺型的结构不论在细胞毒性，还是在DNA、RNA 以及大

9、分子蛋白质的生物合成抑制方面的活性都要显著大于季胺结构【2】。到目前为止，研究人员对阿朴菲类生物碱抗癌机制还不是很明确，主要包括细胞凋亡机制、减少或抑制癌细胞扩散机制、抑制DNA拓扑异构酶机制。但是，相关的人员检测有丝分裂指数和细胞周期的细胞的扩散情况俩看，此类药物对复制期的癌细胞具有疗效。细胞周期的进行依赖于细胞内相关的信息素和酶的控制。此药物是阻止G1期中DNA的复制，并且使其停留在此时期，能够有效地抑制癌细胞的增值。阿朴菲类生物碱中具有抗癌活性的化合物非常丰富，且这些化合物具有特殊和较强的抗癌作用及比较有用的作用机制，作为当今的抗癌药物是必不可少的，并且研究的方向也是具有前沿性的。 （三

10、）姜黄素的衍生物在体外对癌细胞的抑制机制姜黄素(curcumin)是从天然植物姜黄中提取的一种酚类化合物，已证实其具有抗恶性肿瘤作用。近年来人工合成的姜黄素衍生物已经被证实对肿瘤细胞有抑制作用，并且比原来的姜黄素有着更加好的疗效。比较天然植物姜黄素及其4种人工合成的衍生物T316、T62、T63、T6F4对结直肠癌细胞株Lovo和SW480的细胞毒性作用、增殖迁移抑制作用和核转录因子(NF-B)活性表达的影响。结直肠癌是消化道常见恶性肿瘤之一，在我国大城市发病率已跃居恶性肿瘤第3位。尽管手术能够切除肿瘤，化疗的药物也能够在一定的程度上治疗肿瘤。但是，传统的化疗药物由于副作用大，并且对正常的细胞

11、也有着巨大的伤害，迫切需要开发新的药物能够有效地抑制癌细胞迁移增殖，同时也是能够防止肿瘤复发。姜黄素的作用机制是通过干扰细胞周期及诱导细胞凋亡抑制前列腺癌和结直肠癌细胞增殖。通过对实验动物模型及临床实验也发现，姜黄素对结直肠癌的发生有显著的作用。姜黄素的药用前景是不可估量的，它在将来的抗癌药物史上也是会占据重要的地位。 （三）青蒿素的抗疟疾与抗癌症的作用机制青蒿素，是一种新型的抗疟天然药物3 。或许很多人对此类的化合物是很熟悉的，它是从黄花蒿中提取而来的，最早记载于马王堆汉墓出土的五十二病方，是民间常用的普通药物，有截虐、消暑退热、治疗感冒、除虚寒、健胃、止血、杀虫等功效。它的药用作用是非常的

12、广泛。中国科学家屠呦呦发现了青蒿素具有抗疟疾的效果。因此，屠呦呦也因此获得了有诺贝尔奖风向标之美誉的拉斯克奖。青蒿素主要在对肿瘤细胞的杀灭作用效果非常的明显，更重要的是它对身体内的正常细胞几乎没有毒性，还可以通过阻滞细胞周期、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤新生血管形成、调节肿瘤相关基因的表达，以及损伤细胞线粒体等作用机制而实现抗肿瘤作用4。青蒿琥酯对肿瘤细胞具有很好的靶向性，这种靶向性能够把化疗药物直接带到肿瘤细胞处，并且与之结合，避免了对正常细胞的伤害。另外，青蒿琥酯也是能够与含铁蛋白质形成共价结合的复合体，增强了此类药物对肿瘤细胞的杀伤性和对肿瘤细胞的有效选择性。青蒿琥酯是抗肿瘤药物治疗的前景

13、中有着前瞻性的作用，在未来的药物谱上也是具有它的位置。况且，青蒿素传统化疗药相比，它的来源广泛、价格低廉、抗癌谱广且毒副作用小等优点5。青蒿素在未来的研究方向也是占据着自己的一席之地。 （四）国内生物医学工程的现状与未来我国的生物医学工程学科起步较晚，对以上的各种研究也是较晚的地步。以上的各种研究都是我国科研的工作者兢兢业业的成果，也是我国的创新成果和前沿技术。我国经过30多年的发展，有了一定的技术手段，同时在很多的高校设立了这个专业，培养专业的人才。我国的前沿技术都是需要这些后继有志之士去传承和发展。所以为了将我们的先进技术发展下去都得努力培养。但是，从总体上来说，我国的生物医学工程学科发展

14、仍然不平衡，30多年以来，我们在研究方面引进、消化、吸收，创新性的研究较少，理论等基础性的研究比较多，取得的自主性知识产权较少，成熟的技术还是较发达国家有着一定的差距，我们当代的大学生应该发奋努力，奋起直追。在市场经济的大潮下，现代的医学工程队伍必须发扬长征精神，努力在自己的岗位上兢兢业业，不要被外面的恶劣风气所感染，百折不挠地做着自己的研究工作，不要只想着成名赚钱，而是好好地开发新型的药物与材料来造福人类。现代生物医学工程这支队伍的建设需要专业院校的培养，这样他们有着更多的扎实的基础学科知识，接纳新知识和新技术上比较快速，能够良好地结合到实际中去。纵观生物医学工程的历史和目前人类对其的要求可

15、以看出，这门学科的发展趋势十分广泛，应用是多方面的。我国的生物纳米材料正在蓬勃兴起。并且取得了长足的发展，人工器官已经研制成功并将在临床上投入使用。比如，采取组织工程学的方法研制的人工胰腺。随着计算机的技术的发展，生物工程医学也是改变了研究的手段与方式，有了计算机的绘图和数据分析。半导体激光技术在生物医学工程上的应用前景将是很诱人的。中药工程和高新技术的联合运用，生产出的药品将是更加纯天然和纯度高，在治疗癌症上有着举足轻重的地位。还有各种合成药物的发展也是有着很大的前景。 小结：有人说，21世纪是生物学的时代，也有人说是信息时代。但是无论是什么时代，生物医学工程都会在这里占有一席之地，生物医学

16、工程学科的前景是不可估量的。我国的这门学科也会在世界的大潮中奔波前进，走在世界的前列。 参考文献：1Cragg G M，Newman D JNature：a vital source of leads for anticancer drug developmentJP tochem Rev，2009，8(2)：313331 2 Kinghom A D，Pan L，Fletcher J N，et a1The relevance of higher plants in lead compound discovery programs JJNat Pro 201 1，74(6)：15391555 3中医药大学学报 4中国癌症杂志2013年第23卷第1期 5家庭中药.快乐养生 赵奇志，赵毅民阿朴菲类生物碱生物活性研究进展J1天然产物研究与开发，2006，18(2)：316324 等