TẠO RA SỰ PHÁT TRIỂN KINH TẾ THÔNG QUA CON ĐƯỜNG KINH THƯƠNG

Ở Mỹ, các nhóm nhỏ của nhiều cá nhân thường sáng lập ra những công ty để tạo ra những sản phẩm y tế và kỹ thuật mới, do các cơ hội kinh doanh liên quan đến lĩnh vực Y sinh về bản chất thường là không giới hạn. Những nỗ lực kinh thương trong lĩnh vực y sinh sinh lợi gấp đôi bởi vì sự phát triển của chúng có ý nghĩa tích cực cho cả tương lai của nền kinh tế, lẫn tương lai của nhân loại.

Để tạo ra doanh nghiệp y sinh mới thành công, chúng ta cần xác định những kỹ năng cần thiết để xây dựng một nhóm nòng cốt tốt nhất. Các kỹ sư kinh doanh công nghệ y sinh cần phải có một mức độ hiểu biết sâu hoặc rộng hơn mức độ hiện có. Chúng ta sẽ thảo luận một vài yêu cầu về giáo dục để tạo ra những kỹ sư y sinh sẵn sàng tạo ra một thế hệ những nhà kinh doanh y sinh học mới.
Một lĩnh vực then chốt liên quan đến kinh thương là làm cho những công nghệ hiện tại trở nên phù hợp với nhu cầu của thị trường. Trong khi nhiều doanh nghiệp thành công có thể được xây dựng mà không cần tài sản trí tuệ một cách rõ rệt, những cơ hội kinh doanh đáng giá trong thế giới y sinh sẽ đòi hỏi sự vận dụng những kết quả công nghệ và khoa học mới. Điều này làm cho việc xây dựng doanh nghiệp mang tính thử thách nhiều hơn. Chúng ta sẽ nghiên cứu nhiều mô hình kinh doanh và xem xét ưu điểm cũng như khuyết điểm của chúng. Chuyển giao công nghệ, hay nói khác hơn là chuyển các công nghệ mới từ môi trường học thuật sang lĩnh vực thương mại để tạo ra lợi ích cho thế giới, là một cơ chế hiệu quả để bắt đầu một doanh nghiệp mới. Chúng ta sẽ xem xét đến các cơ chế để bắt đầu một doanh nghiệp y sinh mới, cũng như các cấu trúc nâng đỡ cần thiết nhằm tăng cường khả năng có được bước khởi đầu thành công.
08

ESTABLISHING MEDTECH BUSINESS IN US AND CHINA

Sun Jianguo

(Vitalog Inc.US/China)

Abstract

Medical innovation has great potential to synthesize advances in the sciences, bioengineering, biomaterials, genomics, computing, and telecommunications to develop technologies that will extend our ability to prevent, diagnose, and treat disease. The medical technology industry plays a vital role in delivering safe, effective, and high-quality health care. It continues to be one of the most vital and dynamic sectors of the U.S. economy with over $90 billion market. The total global market is approaching $200 billion.

Trained in Biomedical Engineering and Business, the presenter founded a Sleep Disordered Breathing patient management company (Vitalog Inc) in the US and an Interventional Cardiology device company (Vismed Ltd.) in China. In order to increase companies’ competitive advantages in their domestic marketplaces, both companies employ offshore resources, but in very different models. Vitalog is outsourcing medical data processing services and products from China, while Vismed contracts its product design and key components manufacturing in the US and Europe. Effectively leveraging of global resources allows a medical technology company to bring competitive products and services to its customers.
ThiẾt lẬp kinh doanh công nghỆ y sinh (MedTech)
Ở MỸ và Trung QuỐc

Tóm tắt

Những phát minh y học rất có tiềm năng trong việc tổng hợp những tiến bộ trong khoa học, kỹ thuật sinh học, vật liệu sinh học, khoa học nghiên cứu về gen, tin học y học, và viễn thông để phát triển những kỹ thuật giúp mở rộng khả năng của chúng ta nhằm ngăn ngừa, chẩn đoán và điều trị bệnh. Ngành công nghệ y sinh đóng vai trò quan trọng trong việc mang đến sự chăm sóc sức khoẻ an toàn, hiệu quả và chất lượng cao. Nó tiếp tục là một trong những khu vực năng động và quan trọng nhất trong nền kinh tế Mỹ với thị trường trị giá hơn 90 tỷ đô la. Thị trường toàn cầu đạt đến mức 200 tỷ.

Được đào tạo cả về công nghệ y sinh và thương mại, tác giả đã thành lập một công ty chuyên về quản lý bệnh nhân bị chứng rối loạn hô hấp trong giấc ngủ (Vitalog Inc) ở Mỹ và công ty thiết bị tim mạch (Vitsmed Ltd. ) ở Trung Quốc. Để tăng lợi thế cạnh tranh trong thị trường nội địa, cả hai công ty đều sử dụng nguồn lực bên ngoài, nhưng với khuôn mẫu rất khác nhau. Vitalog thì sử dụng những dịch vụ xử lý dữ kiện y học và sản phẩm từ Trung Quốc, trong khi Vismed ký hợp đồng để thiết kế sản phẩm và sản xuất những thành phần chủ yếu ở Mỹ và châu Âu. Đòn bẩy hiệu quả của nguồn lực toàn cầu cho phép một công ty kỹ thuật y tế mang sản phẩm và dịch vụ cạnh tranh của nó đến cho khách hàng.

09

THE ENTERPRISE OF BIOMEDICAL ENGINEERING

Renata J. Matsson

Abstract

Scientific breakthroughs in biomedical engineering have opened a universe of new applications for diagnosis and treatment of diseases. Most of these inventions are made at universities and other research institutions with help of federal research grants. Scientists are encouraged to develop their technological inventions into marketable products. In the United States, this transfer of technology from academia to the private sector is helped by a network of partnerships. Universities, national research laboratories, professional societies, industry, trade associations and government agencies join forces in taking risks and providing financial support. Programs, such as the Small Business Innovation Research (SBIR) and the Small Business Technology Transfer (STTR), are important business development tools for small, technology-based companies. This presentation elaborates on (1) the mechanisms and legal instruments that are available for the transfer of research findings from universities to the commercial sector; (2) new initiatives to improve the overall organizational, legal, financial and educational basis for successful technology transfer. Among them, a complete overhaul of the current mechanism of inter-governmental co-operation, harmonization of regulations, and programs for establishing better relationships with the private sector; and (3) conflicts of interest and limitations of partnerships between academia and business.

Các phát minh khoa học vĩ đại trong công nghệ y sinh đã mở ra một không gian mới về các ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị bệnh. Phần lớn các phát minh này xuất phát từ các trường đại học và các viện nghiên cứu bằng nguồn vốn từ các dự án nghiên cứu do nhà nước tài trợ. Các nhà khoa học được khuyến khích phát triển các sản phẩm công nghệ của mình thành các sản phẩm thị trường. Tại Mỹ, việc chuyển giao công nghệ từ các môi trường hàn lâm sang các công ty tư nhân được thực hiện thông qua mạng lưới quan hệ đối tác. Trường đại học, các phòng thí nghiệm Quốc gia, các hiệp hội các nhà khoa học chuyên ngành, công nghiệp, các hiệp hội thương mại cũng như các cơ quan Chính phủ cùng nỗ lực hỗ trợ kinh phí cho dù có thể cùng phải chịu rủi ro. Các chương trình, ví dụ như chương trình Nghiên cứu Sáng chế các doanh nghiệp nhỏ hay chương trình Chuyển giao công nghệ doanh nghiệp nhỏ là những công cụ quan trọng cho việc phát triển các công ty công nghệ quy mô nhỏ. Bài trình bày này chú trọng phần tích: (1) cơ chế và các công cụ pháp lý hỗ trợ chuyển giao công nghệ từ các trường Đại học sang các doanh nghiệp (2) những sáng kiến cải thiện tổng thể các cơ sở về mặt tổ chức, pháp lý, tài chính, giáo dục .. để đảm bảo chuyển giao công nghệ thành công. Trong số đó, việc đánh giá tổng thể về các cơ chế hiện hành về hợp tác liên chính phủ, điều tiết hài hoà, các dự án thiết lập các mối quan hệ tốt hơn với các doanh nghiệp tư nhân, và (3) các mâu thuẫn về quyền lợi và các điểm hạn chế trong mối liên doanh trường học- doanh nghiệp.

A free-electron laser consists of an electron beam propagating through a periodic magnetic field. Today such lasers are used for research in materials science, chemical technology, biophysical science, medical applications, surface studies, and solid-state physics. FELs are continuously tunable and have successfully operated in the microwave, far infrared, midinfrared,visible, ultraviolet and x-ray ranges.

In this report we are presenting a cooperative programme on constructing the FELs based on a specific combination of two different physical mechanisms:

- Stimulated electron radiation in an undulatory electromagnetic field;

- The Doppler–increase transformation of frequency of electromagnetic wave radiated by this electron.

LASER ELECTRON TỰ DO - MỘT HƯỚNG TIẾP CẬN MỚI

Tóm tắt

Tia laser điện tử tự do gồm một chùm electron truyền qua một từ trường biến thiên tuần hoàn. Ngày nay, loại laser này được sử dụng trong nghiên cứu vật liệu, công nghệ hóa học, lý sinh, các ứng dụng y học, nghiên cứu bề mặt, vật lý chất rắn. FELs có thể điều chỉnh liên tục và hoạt động tốt trong vùng vi sóng, hồng ngọai xa, hồng ngọai gần, khả kiến, tử ngoại và tia X.

Trong báo cáo này, chúng tôi xin giới thiệu chương trình hợp tác trong việc xây dựng FELs dựa trên sự kết hợp của hai cơ chế vật lý khác nhau :

- Mô phỏng bức xạ điện tử trong trường điện từ dạng sóng.

- Hiệu ứng Doppler – sự biến đổi gia tăng tần số của sóng điện từ phát ra bởi electron.
12

ENABLING THE BIOMEDICAL ENGINEERING COMMUNITY: THE ROLE OF A PROFESSIONAL ASSOCIATION

Arthur W. Winston

IEEE and Tufts University, Matt Loeb IEEE

Abstract

Since its founding in 1884, IEEE has always been about the advancement of technology, and a look at the organization's history demonstrates its early involvement in the research and development of new technologies long before such technologies become a mainstream focus.  With the recent interest in biomedical engineering and its applications, it should be no surprise to learn that IEEE has been serving this technical field of interest since the 1950's.  In his dinner address, Dr. Arthur Winston will provide a

Kể từ khi được thành lập vào năm 1884, IEEE luôn hướng đến những tiến bộ của công nghệ. Lịch sử của tổ chức này đã cho thấy sự liên quan của nó đến quá trình nghiên cứu và phát triển của các công nghệ mới, rất lâu trước khi các công nghệ này trở thành các công nghệ trọng điểm chính. Đối với lĩnh vực quan tâm gần đây là Công nghệ Y Sinh và những ứng dụng của nón, không có gì đáng ngạc nhiên khi IEEE đã tham gia vào lĩnh vực kỹ thuật này từ thập niên 50. Trong bài nói chuyện vào buổi tiệc chiêu đãi hội nghị, tiến sĩ Arthur Winston sẽ trình bày về quá trình làm việc của IEEE với cộng đồng Y Sinh theo niên đại, tập trung vào những hoạt động đang diễn ra ngày nay của IEEE cũng như một vài suy nghĩ về các hoạt động nên được xem xét cho tương lai.

Cells, scaffolds and bioreactors are required for the formation of functional tissues in the laboratory. With advances in cell biology, cell signaling, biomaterials design and engineering, imaging and bioreactor engineering, the functional features of tissues grown in vitro continue to evolve toward more relevant models of in vivo activity. In addition, the ability to use human cells toward this goal enables these tissues to be useful for implantation to repair defects, as models for disease development and in drug screening. Biomaterials designs to match new tissue formation needs in vivo has also become more scientifically predictable. Complex bioreactor designs and imaging modes are evolving rapidly to impact the quality and characterization of tissues in vitro as well as in vivo. The complexity of signals imparted to cells and tissues in bioreactors continues to progress. Thus the field of functional tissue engineering in the context of regenerative medicine is poised for major impact on clinical needs, fundamental insight and discovery. The role of cell sources and their characterization for suitable tissue formation will be reviewed, along with issues of cell differentiation. The role of designer scaffolds to support cell growth, expansion and differentiation will be described. The use of bioreactors of various forms to impact cell and tissue outcomes, such as through control of transport, mechanical forces or electrical signaling all become important in the context of regenerative medicine and functional tissues. Finally, manufacturing infrastructure to support specialty biomaterials, bioreactors, imaging tools and related needs will be a critical part of the continuing evolution of the field of regenerative medicine and tissue engineering.

Tế bào, vật đỡ và lò phản ứng sinh học đều cần thiết cho sự tạo thành mô hoạt động tạo ra trong phòng thí nghiệm. Với những tiến bộ trong sinh học tế bào, vận chuyển tín hiệu tế bào, thiết kế và tạo ra vật liệu sinh học, công nghệ hình ảnh và kỹ thuật lò phản ứng, những yếu tố cơ bản về chức năng của mô được tạo ra trong phòng thí nghiệm tiếp tục phát triển thành những mô hình thích hợp hơn để hoạt động trong cơ thể. Thêm vào đó, khả năng sử dụng tế bào từ con người cho mục đích này giúp mô tạo ra có thể được dùng trong việc cấy ghép sửa chữa hư hại cho cơ thể, dung như các mô hình nghiên cứu sự phát triển của bệnh và sàng lọc tìm thuốc. Vật liệu sinh học thiết kế để đáp ứng nhu cầu tạo mô trong cơ thể ngày càng trở nên khả thi hơn về mặt khoa học. Các thiết kế lò phản ứng sinh học và phương thức ghi lại hình ảnh phức tạp ngày càng phát triển nhanh chóng, tạo ra ảnh hướng lớn đến phẩm chất và đặc điểm của mô tạo ra trong phòng thí nghiệm và cả trong cơ thể. Độ phức tạp của các tín hiệu truyền đến tế bào và mô trong lò phản ứng tiếp tục tiến triển. Do đó, lĩnh vực công nghệ mô chức năng trong phạm vi y học tái tạo đi theo hướng tạo ra ảnh hưởng chính lên các nhu cầu lâm sàng cũng như hiểu biết thấu đáo và khám phá căn bản. Vai trò của nguồn tế bào và đặc tính của chúng nhằm tạo ra mô thích hợp, cũng như những vấn đề trong phân ly tế bào sẽ được xem xét. Vai trò của việc sử dụng lò phản ứng sinh học dưới nhiều dạng ảnh hưởng lên tế bào và mô tạo thành, ví dụ thông qua kiểm soát sự truyền vận, lực cơ học hay truyền tính hiệu điện đều trở nên quan trong trong lĩnh vực y học tái tạo và mô chức năng. Cuối cùng, cơ sở hạ tầng nhằm nâng đỡ việc tạo ra vật liệu sinh học, lò phản ứng sinh học và các công cụ hình ảnh và các nhu cầu liên quan sẽ là phần thiết yếu trong sự phát triển không ngừng của lĩnh vực y học tái tạo và công nghệ mô.

Near-infrared light (in the wavelength range: 700-900nm) is safe, non-ionizing radiation that is weakly absorbed by most biological tissues and therefore achieves a sufficient depth of penetration to be applied in vivo and non-invasively. The major absorbers of near-infrared light in tissues are hemoglobin (in ts oxygenated and deoxygenated forms) and water (with other contributions from myoglobin, lipids, cytochrome oxidase, melanin, etc., which need to be taken into account in specific applications). Because the near-infrared absorption of hemoglobin is strong (its extinction coefficient is ~2,000/cm/M at 800nm), and is highly dependent on its level of oxygenation, near-infrared spectroscopy is highly sensitive to the concentration and oxygenation of hemoglobin. These two parameters are directly related to the blod flow, blood volume, and metabolic rate of oxygen, which are physiologically important indicators. As a result, near-infrared spectroscopy and imaging are promising techniques for the non-invasive study of tissues in areas such as diagnostics, real-time monitoring, and functional assessment. In this talk, I will review the basic principles of near-infrared spectroscopy and imaging, and will present a number of applications in muscle oximetry, optical mammography (aimed at detecting breast cancer), and brain imaging (aimed at detecting brain activation either by near-infrared techniques alone, or in conjunction with functional magnetic resonance imaging (fMRI) or electrical event-related potentials(ERP))

Bức xạ cận hồng ngoại với bước sóng 700-900nm được coi là an toàn và không phát xạ ion. Nó ít bị hấp thụ bởi hầu hết các mô và vì thế có khả năng đi sâu vào trong cơ thể, giúp cho các ứng dụng có thể thực hiện trên cơ thể sống và không can thiệp. Các vật chất hấp thụ chủ yếu của bức xạ cận hồng ngoại là hồng cầu (dưới các dạng ôxy hoá và ôxy hoá khử) và nước (qua các chất như myoglobin, lipids, cytochrome oxidase, melanin…). Vì hemoglobin hấp thụ hồng ngoại rất mạnh (hệ số suy giảm là 2000/cm/M tại tần số 800nm) cũng như phụ thuộc rất nhiều vào mức ôxy hoá, máy quang phổ cận hồng ngoại rất nhạy với nồng độ và sự ôxy hoá của hemoglobin. Hai tham số này liên quan trực tiếp đến lưu lượng máu, dung tích máu, và tốc độ ôxy hoá … Đây là những dấu hiệu rất quan trọng trong các nghiên cứu lý sinh. Trong tương lai máy tạo ảnh và quang phổ cận hồng ngoại là những công nghệ đầy hứa hẹn trong các nghiên cứu không can thiệp của mô trong các lĩnh vực như chẩn đoán, theo dõi trong thời gian thực, và đánh giá hoạt động. Trong bài nói này, tôi sẽ nói qua các nguyên lý cơ bản của máy tạo ảnh và quang phổ hồng ngoại, và sẽ trình bày một số ứng dụng trong phương pháp đo oxy trong cơ, của máy chụp quang học tuyến vú (để phát hiện ung thư vú) , và máy chụp ảnh não (cho việc phát hiện các hoạt động của não dùng công nghệ quang hồng ngoại hoặc kết hợp giữa công nghệ tạo ảnh cộng hưởng từ chức năng và phương pháp điện thế phát sinh kích thích.

In the last three decades several studies have been conducted towards the understanding of the biomechanics of articular cartilage in health and disease. These studies have covered both mathematical and experimental approaches and have generated much controversy with different groups advancing at times quite disparate views on the same behaviours of the tissue. For example, some prefer to see the tissue as a mixture while others see it as a continuum. In our own work we have continued to develop novel ideas which have contributed significant insight into the behaviour of the fluid in the loaded normal and artificially altered cartilage samples. We have studied the fracture propagation characteristics of cracks initiating within the articular surface and the effects of the rate of loading on its stiffness. More recently, we have focused attention on the experimental modelling of the biomechanical consequences of osteoarthritic (OA) changes in the tissue, characterisation of cartilage in OA joints and studied specifically the role(s) of its lipid content in load-bearing. This paper therefore provides a review of our important results and discusses the link between the past, present and future of articular cartilage’s experimental and theoretical investigation.

Trong 3 thập kỷ vừa qua, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành nhằm tìm hiểu đặc điểm cơ y học của sụn khớp. Các nghiên cứu này đã sử dụng cả tiếp cận toán học và tiếp cận thực nghiệm, và đã gây ra nhiều tranh cãi với các quan điểm hoàn toàn trái ngược về cùng một hoạt động của mô của các nhóm nghiên cứu tiên tiến đương thời. Ví dụ một vài người cho rằng mô là một hợp chất, trong khi những người khác lại cho rằng đó là một thể thống nhất. Trong các nghiên cứu của mình, chúng tôi tiếp tục phát triển các ý tưởng mới đã từng đóng góp quan trọng cho việc hiểu thấu đáo bản chất của các hoạt động của chất dịch trong các mẫu sụn bình thường cũng như trong các sụn nhân tạo thay thế. Chúng tôi nghiên cứu khả năng liền lại các chỗ gãy bên trong mặt khớp cũng như tác động của mức tải trên các phần vật chất đặc. Mới đây, chúng tôi tập trung chú ý vào mô hình hoá từ thực nghiệm về các hậu quả cơ sinh học do các thay đổi mô học của viêm xương khớp mãn tính, định rõ đặc điểm của các khớp trong bệnh viêm xương khớp mãn tính, và đặc biệt chú trọng đến vai trò của thành phần lipid trong việc chịu tải trọng. Bài viết này là một rà soát các kết quả quan trọng từ các nghiên cứu quan trọng chúng tôi đã thực hiện cũng như bàn luận về mối liên hê giữa các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về sụn xương trong quá khứ, hiện tại, và tương lai

Cellular Mechanics is defined as the application of principles and methods of engineering and life sciences toward fundamental understanding of structure-function relationships in normal and pathological cells. Rheology is the science dealing with the flow and deformation of matters. Therefore, it encompasses work in mechanical, chemical, and biomedical engineering. It plays not only a critical role in the design, manufacture, and testing of materials, but also plays a vital role in the health of the human body. Biorheology is therefore concerned with the description of the flow and deformation of biological substances.

In addition to performing computational simulation, the laboratory of Cellular Mechanics and Biorheology at the University of Florida designs and builds medical devices and artificial organs. Our research interests focus on the application of fluid mechanics and transport processes to biology and medicine. However, the presentation will focus only on some of the most common experimental methods used to describe the rheological properties of cells and biological fluids.

The rheology of blood cells, and more specifically leukocytes, has been extensively studied in the past two decades. Knowledge of the rheological properties of blood cells is essential not only for the comprehension of microcirculatory flow dynamics, but also for the understanding of their functions and behaviors in health and disease. It is clear that the ability of a blood cell to flow and deform into capillaries and to migrate through tissues depends on its rheological properties, and this ability is vital in the cell’s response to disease/infection.