镍钛合金心脑血管支架的加工与表面处理

摘要:镍钛合金支架凭借其超弹性、形状记忆效应及优异的生物相容性,在心脑血管疾病治疗中具有不可替代的作用,但其临床疗效高度依赖加工方法与表面改性技术的适配性。本文系统综述了镍钛合金支架的两种主要加工方式———激光雕刻与精细编织的技术特性及其在心脏瓣膜支架、冠脉支架、外周支架和脑血管支架中的应用差异:激光雕刻支架具有闭环结构,精度高,适用于需强径向支撑力的瓣膜与冠脉病变;精细编织通过可调节性的结构实现灵活形变,优先满足颅内动脉瘤与外周血管的柔顺性需求。表面改性技术则针对不同临床应用进行功能定制:心脏瓣膜支架侧重无机涂层的抗钙化能力,冠脉支架以药物缓释涂层为核心,外周支架融合抗菌与抗血栓功能,脑血管支架则通过超薄接枝层平衡即时抗凝与神经安全性。同时还分析了工艺选择与临床需求的深层关联,为镍钛支架的精准化设计与应用适配提供了理论依据,并基于复合工艺、智能材料与动态功能整合等方面对镍钛合金支架加工及表面处理的未来发展趋势进行了展望。

双金属纳米酶的酶模拟催化活性和生物医学应用研究进展

摘要: 双金属纳米酶的研究标志着纳米酶从单一组分迈向多元协同的新阶段, 相较于单金属纳米酶, 双金属体系通过组分间电子协调与几何效应, 在催化效率与反应特异性方面展现了显著优势. 本综述系统性梳理了双金属纳米酶的最新研究进展, 重点探讨了其催化活性的协同调控机制. 在催化机制层面, 组分设计优化借助d 带中心优化反应路径; 尺寸效应诱导表面原子配位重构; 形貌调控凭借暴露特定的晶面与界面工程增强底物选择性. 这些调控策略赋予了双金属纳米酶模拟过氧化物酶、氧化酶等天然酶催化活性的能力, 促成多酶级联的高效协同. 在生物医学应用方面, 抗感染治疗中通过产生活性氧破坏细菌生物膜结构, 针对肿瘤环境特点进行靶向治疗, 借助氧化还原系统调节实现创面快速修复. 本综述旨在通过明晰上述策略中组分协同、尺寸效应与形貌工程之间的构效关系, 揭示双金属纳米酶的电子结构调控规律与界面效应协同机制, 为面向抗感染治疗、肿瘤催化治疗及组织修复等生物医学应用的高性能双金属纳米酶的高效、稳定及生物相容性设计提供理论依据.

医用贵金属材料的研究进展

摘要:贵金属材料由于其良好的生物相容性,长期使用的安全性以及可靠性,优异的耐腐蚀性,以及易于加工的特点,在医用材料应用领域也越来越广泛。本文从医用贵金属(金、银、铂及其合金)的历史发展出发,在概述医用贵金属材料在牙科、植介入材料、生物医用传感器等的研究现状的基础上,进而探讨近年来医用贵金属材料所取得的新进展与突破。

多聚脱氧核糖核苷酸(PDRN)材料制备及其生物医药研究进展

摘要:生物材料是生物医学工程研究的关键要素之一,多聚脱氧核糖核苷酸(PDRN)是一类DNA衍生物,由于其具有组织修复、抗炎、促进伤口愈合、刺激血管生成、抗缺血损伤等多种药理活性,被广泛用于新的疗法和技术,以及开发人工生物替代系统等,用于支持、修复或替换受损的细胞、组织和器官等方面。本文综述了PDRN及其类似物的制备、生物医学应用、分子作用机制、载药体系等内容,且对PDRN在生物医学工程领域中存在的问题及未来发展潜能进行了探讨,为研究者们开发基于PDRN的新型技术与产品提供参考。

生物可吸收Fe-N合金血管支架研究现状与展望

摘要:药物洗脱支架(Drug Eluting Stent,DES)的靶病变失败率(Target Lesion Failure,TLF)逐年上升,远期效果不佳。发展可吸收支架(Bioresorbable Scaffold,BRS)是解决上述问题的临床共识。在不添加任何有毒金属元素的前提下,Fe-N合金材料凭借其优异的综合力学性能脱颖而出,由Fe-N合金材料制成的铁基可吸收药物洗脱支架(Iron-Based Scaffold,IBS),不仅实现了超薄杆壁设计(壁厚薄至50 μm),且可在术后3~6个月内保持与钴铬合金DES相当的径向支撑强度,并在术后2~3年内逐渐降解而被人体吸收,有望降低DES支架植入带来的远期风险。本文以近20 年的基础和转化医学研究为基础,详细探讨了铁基BRS支架研发过程,包括纯铁氮化技术、超薄杆壁BRS支架设计、药物涂层设计、生物相容性、体内降解行为、临床试验进展以及未来挑战等,旨在为临床医学应用提供参考,并期望为本领域的后续研究带来启示和借鉴。

口腔常用金属材料钛合金微生物腐蚀最新研究进展

摘要:口腔医用金属材料服役过程中长期处于种类繁多的微生物电解质生理环境,这一复杂的酸性电解质环境会诱发医用金属材料产生微生物腐蚀,钛及其合金作为牙科领域广泛使用的口腔金属材料,研究其作为植入体材料在口腔服役环境中的微生物腐蚀失效机制并探索防腐蚀的措施具有重要意义。为此,以口腔植入体金属材料应用为研究背景,重点围绕钛合金微生物腐蚀及其相互作用失效机制等关键问题,综述了4 种口腔微生物(变形链球菌、白色念珠菌、血链球菌、牙龈卟啉菌)对钛及其钛合金腐蚀的研究现状;探讨了钛材在口腔环境中的腐蚀机理,并对口腔植入体材料进行展望,旨在为口腔植入体金属材料腐蚀与防护设计提供参考。

医用可降解Zn合金液态成形技术进展

摘要:Zn合金凭借其良好的力学性能、生物相容性以及可体内安全降解等优势成为新一代可降解医用金属材料,已被用于制备血管支架、界面螺钉、悬吊带袢板、肠胃吻合钉等植入器械。液态成形通常作为可降解Zn 合金从原料到植入器械的第一个制备环节,在调控可降解Zn合金材料和器械的性能中发挥关键作用。总结了Zn合金的重力铸造、压铸、渗流铸造、薄带连铸、定向凝固、高压凝固、粉床熔融3D打印等液态成形技术的研究进展,分析了影响Zn合金液态成形质量的因素,展望了医用可降解Zn合金液态成形领域的研究方向。

生物医用钛表面构建二氧化钛纳米管阵列传递抗菌药物的研究进展

摘要:二氧化钛纳米管(TiO2 NTs)作为一种新型表面改性材料,因其独特的纳米结构、高比表面积及优异的抗菌和药物缓释能力,已成为生物医用材料研究的热点。系统综述TiO2 NTs 的构建方法及其在抗菌领域的应用进展,重点分析纳米管在细菌感染控制中的作用及其对药物释放的调控机制。同时,探讨多种抗菌剂的分类及负载方法,包括物理吸附、层层自组装和溶液浸渍等技术,并分析封接技术在提升药物释放效率中的关键作用及影响因素。尽管TiO2 NTs 在抗菌性能和生物相容性方面展现出巨大潜力,其实际应用仍面临结构稳定性、药物释放精准度及长期安全性等挑战。未来研究应聚焦于优化纳米管设计、开发多功能复合材料并通过临床试验验证其长期效果,以进一步推动其在医学领域的广泛应用。

面向精准医疗的生/机界面仿生设计技术现状与发展趋势

摘要:精准医疗的发展亟需高效、稳定且多功能的生机界面。大自然中丰富的微纳结构与功能机制为生机界面设计提供了重要的灵感源泉,但面向精准医疗的生机界面仿生设计仍然缺少深入、系统的综述研究。系统梳理生机界面设计中的典型仿生策略,重点介绍防粘、粘附增强、液体定向传输与微针穿刺等生物功能结构的原理及其在界面构建中的应用价值,探讨激光加工、3D 打印等前沿制造技术在实现多尺度仿生结构制造方面的优势与局限。结合精准医疗领域中的典型应用实例,包括防粘电刀、粘附贴片、可穿戴微流体诊疗传感器与药物递送系统,展示出仿生结构在提升界面适配性、功能集成度与临床适用性方面的显著优势。最后,展望人工智能、智能响应材料、多材料3D 打印等新兴技术对推动仿生生机界面发展的重要作用。主要提出结合智能材料的动态化仿生设计和结合人工智能的智能化界面设计的指导性观点,可填补行业和领域目前缺少这类综述文章来引领的空白,对未来精准医疗中生机界面的仿生设计制造的发展具有一定借鉴意义。

医用镁及其合金表面改性自组装涂层的研究进展

摘要:医用镁及镁合金因其可控降解性、与人体骨骼匹配的力学性能及良好的生物相容性,成为生物医学领域的研究热点。然而,其快速降解和氢气析出问题限制了临床应用。传统表面改性技术虽能改善其耐蚀性和生物相容性,但存在抗菌药物负载能力有限、涂层功能单一等问题。自组装技术作为一种高效、灵活的表面改性方法,通过静电力、氢键等作用力实现涂层的精确构建,能显著提升镁合金的耐蚀性、抗菌性和骨整合能力。本文主要从层层自组装涂层的构建策略与作用机理出发,综述了医用镁合金表面自组装涂层的研究动态;介绍了自组装改性的工艺原理,阐述了该技术的优缺点;系统分析了自组装涂层对医用镁合金降解的影响,并对其发展方向进行了展望,以推动医用镁合金在医学领域的广泛应用。