多功能共轭聚合物在疾病诊疗方面的研究进展
摘要：共轭聚合物(CPs)是一类具有长程π电子共轭体系的高分子化合物, 由于其独特的光物理性质, 共轭聚合物已经被广泛应用于生物传感、成像、药物递送、治疗等多个领域. 本文从共轭聚合物的结构设计及其应用出发, 重点总结了本课题组近年来在多功能共轭聚合物的设计合成及其在疾病诊疗、病原菌杀伤及组织创伤修复领域的应用研究, 并探讨了当前研究的主要方向以及所面临的机遇与挑战.
微化工技术在纳米药物递送系统中的应用
摘要：纳米药物递送系统利用纳米尺度载体包裹药物, 通过结构设计、尺寸调控、表面功能化修饰等策略, 克服生物屏障, 增强稳定性与靶向性. 然而, 传统制备技术难以满足纳米药物递送系统粒径与结构可控制备的需求.微化工技术以其高效的热质传递、精准可控的反应条件以及过程可放大性等优势, 在纳米药物递送系统制备中展现出巨大潜力. 本文综述了微化工技术在纳米药物递送系统制备中的应用, 包括微混合技术原理、典型纳米载体形成机制及连续可控制备策略. 展望未来, 动力学调控的多步微反应逐级组装等新兴策略有望进一步推动纳米载体的精准构筑与临床转化.
可穿戴光学汗液传感器的研究进展
摘要：生物传感器的不断进步促进了可穿戴健康监测技术的快速发展. 汗液中富含与人体健康相关的多种生物标志物. 基于汗液检测的可穿戴传感技术对于人体健康监测具有重要的应用价值. 除了传统的电化学检测, 光学检测作为一种快速、简便的测量方法, 在可穿戴汗液传感领域也发挥着至关重要的作用. 基于此, 我们从柔性界面材料、汗液采集方式和光学检测原理及方法三个方面综述了近5年来国内外可穿戴光学汗液传感技术的研究进展. 最后, 总结了目前可穿戴光学汗液传感器面临的问题, 并对其发展及应用前景进行展望.
生物质基抗菌材料制备及其应用进展
摘要:应对病原微生物(如细菌)感染是人类生命健康所面临的挑战之一. 生物质基抗菌材料具有可再生、可降解、可改性及生物相容性好等优点, 是近年来的研究热点之一. 本文系统综述了近年来纤维素、木质素及壳聚糖等代表性生物质基抗菌材料的制备及其应用进展, 涵盖生物质抗菌原理分析、材料制备方法及其抗菌性能优化策略(如季铵化、氨基硅烷化、羧甲基化、硫醇化等结构改性, 以及纳米金属或金属氧化物颗粒组成复配等). 重点介绍了生物质基材料与抗菌分子的接枝原理、金属或非金属复合材料性质及实际应用情况(如医疗、食品保鲜、日用化妆品、纺织及污水处理等). 最后, 总结了生物质基抗菌材料的研发现状和挑战, 并对其未来的发展趋势进行了展望.
腰带型人体微环境可视化监测系统柔性集成与可穿戴应用研究
摘要：微电子系统的创新功能设计及其柔性集成封装是推进智能可穿戴设备在主动健康监测领域应用发展的核心动力. 本研究采用控制处理芯片、温湿度传感器、信号采集与无线传输模块以及光纤等光/电子元器件和功能模块设计与开发了一套温湿度数据可视化监测系统，并基于超低模量有机硅非水凝胶和3D间隔织物为主要材料复合制备了一种兼具本征和结构柔性的可拉伸电路板对其实现了一体柔性集成与封装，发展得到了一款可穿戴人体微环境(数据)可视化监测功能腰带. 所使用的新型有机硅非水凝胶复合织物材料杨氏模量和抗弯刚度分别仅为0.113 MPa和114.680 mN·mm，在充分保留原织物基底柔软顺应性的同时，还有效地引入了有机硅类材料固有的优异生物相容性、疏水性和电绝缘性，并实现了断裂拉伸强度和断裂拉伸率等力学性能的进一步增强，分别提高了48.775%和22.507%. 经其集成与封装得到的人体微环境可视化监测功能腰带采用假人进行穿戴模拟测试，通过可拉伸光纤显示板颜色变化成功地实现了人体微环境温湿度变化情况实时探测和监控. 该功能腰带还可通过与手机和电脑等设备进行连接，实现人体微环境数据的移动监测和云存储，在老年人卧床护理等特殊护理领域显示出优异的应用潜力.
电离辐射诱导药物的释放或激活
摘要:利用医用放疗射线诱导的化学键可控解离，从而释放或激活生物活性化合物，可以用于放疗诱导的靶向化疗. 这种方法利用了辐射射线的精确性和化疗药物的强效细胞毒性，实现对药物的激活或释放在空间和时间上的可控，在临床应用上具有广阔的前景. 本文综述了近年来研究者们报道的电离辐射诱导药物释放或激活的最新策略，包括传统的高分子囊泡和胶束响应、新型二硒键、含碲响应性高分子以及羟基自由基和水合电子响应有机小分子化合物等，分别阐述了不同策略的优势和缺点如作用机制不清楚、辐照响应灵敏度依然较低等，并对电离辐射诱导药物释放策略的研究前景进行了展望，为肿瘤治疗提供了创新策略.
抗冻型丝蛋白胶黏剂的设计与制备
摘要：为应对传统化学黏合剂因环境污染和潜在健康风险所带来的挑战，本研究在成功制备一款天然桑蚕丝蛋白和单宁酸复合胶黏剂的同时，很好地解决了传统黏合剂在低温环境下无法工作或性能不佳等问题. 通过在丝蛋白中引入与其有强相互作用的单宁酸，抑制了丝蛋白由无规卷曲构象向β-折叠构象的转变，进而保障了此复合胶黏剂的强黏附力. 在优化丝蛋白与单宁酸复合物配比的基础上，选用乙二醇和水二元溶剂体系，不仅有效提升了此生物基胶黏剂溶解性能和对各种基体黏结的普适性，并且显著降低了其冻结点，赋予了其相应的抗冻性能. 实验结果证实，此生物基胶黏剂在从−20 ℃到室温范围内均展现出超越传统商用化学黏合剂和其他生物基黏合剂的黏附能力. 因此，所研发的抗冻型丝蛋白生物基胶黏剂，以其环保性、生物降解性及在低温条件下出色的黏结性能，在包装、生物医疗及环境保护等领域中具有很好的应用前景.
共轭高分子在脑机接口中的应用与展望
摘要：脑机接口能够在生物神经系统与电子设备之间建立双向通信，在神经科学研究、医疗康复和虚拟现实等领域发挥着重要作用. 共轭高分子具有柔性、良好的生物相容性和优异的光电特性，在柔性脑机接口中展现出巨大潜力，有望实现更高效、稳定和长期的神经信号采集与传输. 本综述总结了近年来共轭高分子材料在脑机接口领域的应用进展，介绍了导电共轭高分子电极在脑电信号采集中的应用，重点阐述了基于半导体共轭高分子的有机电化学晶体管器件在信号放大和提高信噪比等方面的独特优势.此外，还探讨了基于共轭高分子的水凝胶材料的潜力与发展现状，并总结了该领域的发展趋势及主要挑战. 综合分析表明，共轭高分子在推动脑机接口多功能化和长期稳定监测方面具有广阔前景. 未来研究应聚焦于开发高性能共轭高分子基水凝胶材料、优化器件结构和开展系统集成，以推动柔性脑机接口技术的发展.
益生菌/黑磷纳米片复合材料在肠炎治疗中的应用
摘要：长期暴露在重金属离子环境中或误食过量重金属离子都会导致重金属离子在肠道富集，进而引发肠道部位发生持续性的炎症，严重的甚至会导致其他器官发生病变. 因此，在肠道受损部位高效且持续性的清除重金属离子是治疗这一类疾病的关键. 为此，本研究设计、制备了一种益生菌/黑磷纳米片复合材料, 实现了肠道部位重金属离子的高效且持续性的清除，并且能够有效修复受损肠道. 通过静电相互作用将氨基封端的聚乙二醇(NH2-PEG2000-NH2)修饰在黑磷纳米片(black phosphorus nanosheets，BPs)表面，随后聚乙二醇化的黑磷纳米片通过酰胺缩合反应与鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus GG，LGG)结合，构建BPs-LGG益生菌/黑磷纳米片复合材料. 在重金属离子诱导的肠炎小鼠模型中，口服递送BPs-LGG后，鼠李糖乳杆菌能够将黑磷纳米片靶向递送至肠道受损部位并长期定植，从而在肠道受损部位持续、高效地清除重金属离子并缓解炎症. 该治疗策略具有良好的生物安全性，为治疗重金属离子引起的肠道疾病提供了一种安全、有效的思路.
氨基酸基材料在基因与药物传递领域的应用
摘要：氨基酸基材料如聚氨基酸、多肽、蛋白等具有独特的理化性质、生物活性和良好的生物相容性，在生物医学领域展现出广泛的应用前景，尤其在基因与药物传递领域. 本文介绍了不同类型的氨基酸基材料包括聚氨基酸、多肽、蛋白及其功能化衍生物在基因和药物传递中的应用及研究进展，简述了氨基酸基传递载体与其他材料比较的优势，总结了常见的提高氨基酸基载体性能的策略，重点分析了这些材料在促进基因与药物传递及提高疾病疗效方面的作用和机制，包括通过优化载体材料的结构与性能提高基因及药物传递效率；利用载体材料实现组织、细胞及细胞器的靶向递送、刺激响应性递送；提高载体克服细胞外及细胞内传递屏障的能力等. 指出了本领域所面临的问题和挑战，提出了对材料研发及实际应用的建议和思路.
