基因工程与生物材料_基因工程与生物工程
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转基因与生物材料相似的忧虑
学号:11311060 专业:生物医学工程 姓名:周炜红
摘要:转基因技术与生物材料学都是当前新兴的产业,其发展都面临着一定的阻力,特别是在安全性上引起公众的热议。但是转基因技术与生物材料学都有着优越性,因此我们应该扬长避短,把这两个产业发展起来,而不是因噎废食。
关键词:转基因,生物材料,应用以及安全性,忧虑,发展
在当今日新月异的社会中,科技技术的更新换代越来越快。短短几年间,各种各样的科技成果展现在人们面前。或喜或忧,但是这些科学技术给人类社会的影响却是实实在在的。无论是学习方式或是生活方式,都发生了重大的改变。而转基因技术就是时代的产物了,与这非常相似或某种程度上出现概念交叉的生物材料也正被推到了时代的浪尖上,引起了当代人们的热议。尽管转基因产品和生物材料有着种种不确定性,但是社会总是向前发展的。我们应该充分挖掘两者的有益性,尽量避免其祸害。而不是盲目的阻止其发展,因噎废食未免不理智
转基因技术也许还不是很成熟,但是它几乎渗入到人们生活的方方面面,不管人们是否愿意接受。转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体性状的可遗传的修饰。而人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传特化”均为转基因的同义词。利用转基因技术可以改变动植物性状,培育新品种。也可以利用其他生物体培育出期望的生物制品,用于医药、食品等方面。
在我们国家,植物的转基因做得相对成功。研究转基因植物的主要目的是培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种,改善食品质量,提高农作物对虫害及病原体的抵抗力。例如转基因玉米、转基因番茄、转基因棉花等等。特别是抗虫棉花的研制,长期以来,棉铃虫是我国棉花重大害虫之一,每年都给国家带来重大的经济损失。而棉农频繁地使用杀虫剂,不仅增加棉花的生产成本和棉农的劳动强度,也破坏了生态环境。经过科学家长时间的辛勤攻坚,到了2002年左右,转基因棉花的生产实现了流水线操作,年产转基因植株8000株以上,真正做到了棉花转基因规模化和工厂化。可见转基因植物确实在性状和适应环境的能力方面比常规植物更有优越性。
转基因除了在植物抗虫基因方面有所成就,在抗除草剂工程、抗逆工程、植物品质改良工程、植物疫苗等方面都有很大的进步。对于改进人类的生活,转基因植物确实起到了很大的作用,在一些粮食问题突出的地方,能大量生产的转基因植物无疑是福音。转基因食品也因此有着合理的存在性,它能减少饥饿与贫困,减少农业生产对环境的影响,提高生产率从而降低成本,提高耕地生产率从而可以少砍伐土地,并可以获得持续的经济效益。因此说,它的应用前景目前还是比较乐观的。
然而转基因植物是一把双刃剑,利害共存在所难免。以转基因植物为原料的转基因食物在当前世界上还是备受争议的,因为在科学上还是有着很多不确定性,有相当一部分的地方例如西欧就抵制绝大部分的转基因食品。转基因作物往往是过量地制造某种蛋白质,如果该蛋白质是对人体有害的,它很容易成为过敏原,让部分人群出现过敏。而且目前的技术基础还不能预测外来基因的插入会给身体机能带来怎样的危害。因为到至今为止,科学家们虽然能测定DNA序列,了解一些基因表达的性状功能等,但不能完全掌握及相互作用和在宿主生命各阶段中表达或沉默的准确遗传信息。
同时,转基因作物存在着各种各样潜在的生态风险。例如影响作物的生态多样性,野生种被转基因材料污染,影响自然生态系统,对非目标生物的伤害。其中比较经典的是咖啡绣的故事了。1864年,爱尔兰土豆枯死病,造成了100多万人死亡,几百万人流离失所,原因就是当地的人们只种植两个土豆品种,而这两个品种又特别脆弱,发生意外后无法挽救。与此相反,1970年在斯里兰卡、巴西和中美洲地区,咖啡作物爆发了咖啡绣,而在咖啡故乡埃塞俄比亚却发现了一种具有抵抗性的品种,从而挽救了全球咖啡农业全军覆没的的命运。而由于转基因植物的入侵性和污染性,大面积推广转基因植物将导致生物多样性尤其是食物种植品种多样性降低,从而加大食物安全隐患。
综上所述,转基因植物及其相关产品都有着对立性和统一性。人们对转基因技术应该可以说是存在着敬畏的心态,想去接触但又害怕去接触,这就是人们的忧虑吧。
与此同时,与基因产品相得益彰的是生物材料。在生物医学工程学中,生物材料是制作各种人工器官的物质基础,它必须满足各种器官对材料的各项要求,包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。由于这些人工器官大多数是植入体内的,所以要求具有耐腐蚀性、化学稳定性、无毒性,还要求与机体组织或血液有相容性。这些材料包括金属、非金属及复合材料、高分子材料等;目前轻合金材料的应用较为广泛.生物材料的应用主要体现在人体内的各种替代产品或与其相关的产品。例如人工皮肤、人工食道、人工心肺气管、烧伤保护膜、手术缝合线、填充物、注射针筒、血袋、引流插管及植入体、人工脏器止血剂(如止血绵)、微胶囊、皮下注射剂、避孕海绵等,其在国外发达国家中已进入运用普及阶段。随着经济的快速发展,中国生物医学材料领域这片“热土”引起国际上一些主要研究机构和越来越多的世界500强企业的关注,日本和韩国的生物医学材料领域近年来也呈现出强劲增长态势。有人预言,未来10年,生物材料将步入“亚洲世纪”。在第四届中国生物产业大会召开前夕,华中科技大学先进生物材料与组织工程研究中心主任张胜民教授在接受记者采访时表示,我国在生物医学材料研究的若干新领域有待实现突破。随着政府的重视和投入的不断增加,取得一批较高水平的研究和科研成果,如生物活性骨、关节系统替换材料、人上一心脏瓣膜等心血管替换材料以及眼科手术用高分子复合材料等。
随着基于新原理的产品的不断涌现、大众对产品质量的深度关切,人们对材料生物相容性、安全性、有效性及时效性等的评价方法和产品标准提出了更高要求,并期待突破。例如有学者指出纳米级的生物医学材料可能会对生殖系统有害:医用金属材料如镍元素由于腐蚀溶出,除了对人体产生过敏反应外,还存在致畸、致癌的危害性。各种生物材料由于在国内的发展不太成熟,总会遇到种种质疑。无论是经济成本还是其安全性,生物医学材料都需要更大的发展空间。这就需要有社会公众的支持和开明的科研氛围。
此外,美国著名的《Science》杂志对生物医学材料有关“代”的划分有不同描述:将生物惰性材料归为第一代生物材料,将生物活性和可降解吸收材料归为第二代生物材料,将细胞和基因材料归为第三代生物材料。
可见基因技术和生物医学材料有其概念的交叉,在应用前景上,也有着类似的情况。这也是与其技术基础分不开的,两者都走在科技前沿上,而且在国内的发展也较西方国家晚,在技术投资上,也稍逊于西方的发达国家,但是我国已经在加大力度发展这两个新兴产业。中国的科技发展也日新月异,我们完全可以乐观地预测这两个产业将会向前发展。任何一种新兴技术的发展都面临着喜与忧,只要它有益于人类,并能与环境友好相处,我们就应该理智谨慎地、开明地研究下去,以期推动人类的社会发展。
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