中国工程院圈点医学工程探索前沿(2)
表2 医药卫生领域Top10 工程研究前沿序号 工程研究前沿 核心论文数 被引频次篇均被引频次平均出版年1 2 3 4 5 6 7 8 9 10人工智能在生物医药的应用研究肠道微生态和稳态免疫脑科学的神经计算和类脑智能研究类器官芯片及其生物医学应用研究肿瘤免疫治疗个体化肿瘤治疗疫苗干细胞在再生医学中的应用研究肿瘤微环境代谢异质性与相互作用单细胞测序与疾病诊断3D 打印技术在再生医学的应用研究670 63 300 20 610 139 957 123 32 208 7550 2111 6782 50.67 119.84 70.58 105.55 261.45 86.78 65.37 85.37 211.94 68.55 2015.4 2015.1 2015.3 2016.2 2015.4 2016.1 2014.9 2015.4 2015.6 2015.4
8 人源化动物模型技术
在实验动物体内实现特定人类细胞或组织器官的长期稳定生长与分化,可用于高度模拟人类组织器官的生理功能和相关疾病的发生发展过程,为疾病的相关基础和防治等研究提供重要支持。人源化动物模型可在尽可能接近于人体自然的状态下实现对人类重要疾病过程的多维度多模态模拟,并开展相关新型药物或者防治方法的筛选与评价研究,特别是在具有严格人类种属特异性的疾病或病原体研究中具有不可替代的优越性。
9 单细胞分析技术
自2009年以来,单细胞分析实现了从一个细胞转录组分析拓展到同时对几万个甚至上百万个细胞进行转录组、基因组、代谢中间产物、细胞表面抗原分子等多层面组学分析。这些技术突破使得绘制人类与各种模式生物体内所有细胞图谱成为可能。在未来的10年里,单细胞分析技术有望推动构建人类所有重大疾病细胞图谱,深化对个体内病变细胞类型、数量以及对药物敏感异质性的认识,从而成为临床精确诊断、个性化治疗和靶向治疗的重要基础。
1 0 组织再生修复材料
目前,组织再生修复材料已成功应用于皮肤、血管、角膜、骨、软骨以及口腔软、硬组织等缺损的再生修复中。此外,结合数字医学技术和3D打印技术,组织再生修复材料还可用于缺损的个性化精准治疗。据预测,全球再生医学的市场规模将从2018年的100.7亿美元,增长到2025年的489.7亿美元,复合年增长率为25.4%。
医学工程研究前沿TOP10
科技的飞速发展正在改变人类的生活方式,医疗领域也一直在孕育颠覆性的革命。为此,医药卫生领域组研判的TOP10工程研究前沿聚焦未来医疗,谋求突破发展。
1 人工智能在生物医药的应用研究
此研究是运用人工智能技术,开展医学数据(包括影像、图谱、病历,及其他医学传感信息)驱动下的健康筛查与预警、疾病诊断与治疗、康复训练与评估、医疗服务与管理、药物筛查与评估、基因测序与表型等典型生物医药领域的精准、智能、安全应用研究。总体来看,人工智能在生物医药的应用研究正在通过弥补人类能力短板的智能辅助形式,推动医疗技术进入一个新的时代,促进医疗健康进入量化分析、个体化规划以及实时监控的新阶段。
2 肠道微生态和稳定免疫
近年来,大量研究表明,肠道微生态在感染、肝病、代谢性疾病、自身免疫病、肿瘤、大脑和神经精神系统等疾病中具有关键作用,已经成为攻克重大疾病发病机制难题的突破口。调控肠道微生态不但可以直接治疗或辅助治疗感染、肝病、代谢性疾病、自身免疫病和肿瘤等疾病,而且能够改善大多数疾病发生发展和治疗中造成的微生态破坏及其相应的健康损害,促进康复。
3 脑科学的神经计算和类脑智能研究
通过定量分析、计算模型和构建受脑启发的随机计算方法,深入研究神经系统的原理和动力学,破译大脑信息处理与神经编码的原理,解码大脑工作原理,同时,在上述研究基础上,通过信息技术予以参照、模拟和逆向工程,模拟大脑高级认知功能机理,发展类脑智能算法,形成以“类脑智能引领人工智能发展”为标志的新一代人工智能通用模型与算法、类脑芯片器件和类脑智能各类工程技术应用等新型研究领域。包含以下两个方向:一方面涵盖了对大脑运算本质的神经生物学研究;另一方面,通过计算方法解码大脑智能原理,创建新的智能技术,将广泛覆盖人工智能相关的各个领域。
4 类器官芯片及其生物医学应用研究
主要目标是在微流控芯片上将具有干细胞潜能的细胞培养形成细胞团,模拟、研究并控制细胞在体外培养过程中的自我更新、自我组装等生物学行为,进而表现出与来源组织相似的空间结构,并在芯片上再现器官的部分关键功能,从而实现药物筛选评价、遗传疾病建模、细胞治疗等多领域的应用。
文章来源:《生物医学工程学杂志》 网址: http://www.swyxgcxzzzz.cn/qikandaodu/2021/0119/430.html