静电纺丝技术应用于局部治疗领域的研究进展
摘要: 静电纺丝纳米纤维由于比表面积大、孔隙率高、易添加多种成分等特性，是目前恶性肿瘤局部治疗领域的研究热点之一。因为电纺丝技术的多功能性，通过调整电纺纤维的结构和载药方式，可以满足不同的辅助治疗需求。本文从不同的电纺丝功能设计阐述了电纺丝纳米纤维膜在局部治疗领域的研究进展，并展望其发展前景。
面向人工耳蜗的改进Wave-U-Net算法
摘要: 针对人工耳蜗在噪声环境下言语感知效果差，以及现有算法降噪能力不足的问题，本研究提出了一种改进的Wave－U－Net 模型。通过采取轻量化卷积，引入注意力机制，改进损失函数，优化数据集结构，以提高人工耳蜗的降噪效果。使用短时客观可懂度( short－time objective intelligibility，STOI) 、语音质量评估( perceptual evaluation of speech quality，PESQ) 、浮点运算次数( floating point operations per second，FLOPs) 和参数量( Params) 对模型的降噪效果和复杂度进行了评估，分别达到0．81、2．75，0．83 G，1．04 M。实验结果表明，本研究算法在符合人工耳蜗产品规范的基础上，实现了明显的降噪效果，提高了人工耳蜗使用者在复杂噪声环境中的语音感知效果。本研究方法为人工耳蜗算法的改进提供了新的可能，可为听力受损患者提供更好的听觉感受。
DNA 数据存储——机遇与挑战
摘要： 自人类进入信息时代以来，全球信息总量飞速膨胀，为数据存储行业带来极大挑战。当前的信息存储工具存在许多缺陷，如信息密度低、使用寿命短、环境污染等，而脱氧核糖核酸(DNA)作为天然的遗传信息载体，具有信息密度高、稳定性高、保存时间长、维护成本低等优点，可能成为信息存储领域的卓越选择。尽管 DNA 存储目前面临读写成本高、速度慢、错误率高等挑战，但在某些领域也有着独特的优势，如“冷”数据存储和军事加密存储等。目前，DNA 存储的潜在发展方向主要包括在军事、航空航天等特殊场景下的应用，高容错的编解码方案，生物活体存储体系，脱离测序的信息读取方法，以及集成化的存储系统和统一行业标准等。希望在不久的将来，DNA 存储能够实现规模化应用，迎来数据存储的新纪元。
智能时代的脑科学与类脑智能研究
摘要：以智能科技为核心技术、智能算力为生产力的智能时代再次把脑科学推向世界科学与技术前沿。脑科学是研究人、动物和机器的认知与智能的本质和规律的科学。对神经系统结构和功能联结规律进行全面解析将最终绘制成脑功能联结图谱，近10 多年来神经科学研究致力于系统性地解析神经系统的神经元类型和神经结构连接，在单细胞转录组分析、神经网络结构示踪等技术推动下取得了阶段性进展。解析人类大脑这一最为复杂的信息和智能系统，会启迪类脑智能理论和类脑智能技术，即脑科学/神经科学启发的智能理论和技术。在智能时代，脑科学研究的多学科交叉研究范式促使脑机接口、类脑智能计算等类脑智能研究领域加入脑科学。脑机接口的神经解码和编码技术为绘制人脑功能神经网络图谱提供了重要的功能研究技术和方法，并且可探索在脑疾病临床诊治上的应用。类脑计算正成为脑科学研究的一种新范式，借鉴脑处理信息和学习的基本原理发展高能效、高速和智能的新型类脑计算系统，利用发展的类脑计算系统可以加速发展脑模拟和数字大脑，促进理解大脑运行机制和治疗脑疾病，发展数字脑科学和脑医学。新近出现的脉冲神经网络智能处理器为构建大规模类脑智能计算系统奠定了基础，未来类脑超级算力极可能超过人类大脑算力，影响智能科技变革和人类社会发展。
齿科修复用氧化锆陶瓷的增材制造现状及进展
摘要：氧化锆陶瓷因其高强度、耐腐蚀、菌斑黏附率低以及良好的生物相容性和美观性，成为牙科修复用全瓷材料的理想选择。但传统的减材制造工艺材料浪费严重，微小结构加工受限，难以高效生产优质产品。而增材制造技术的灵活性和自由度，不仅能实现牙科修复用氧化锆陶瓷高效快速制备，还能满足牙科领域精准、复杂的个性化需求。本文从氧化锆陶瓷材料性能、增材制造技术及应用三个方面，归纳了牙科修复用氧化锆陶瓷的研究进展，并对相关增材制造技术进行深入探讨，特别关注了光聚合成型、材料挤出和材料喷射等关键技术在牙科修复中的应用和前景。最后总结了本文的主要观点，并对未来增材制造牙科修复用氧化锆陶瓷的研究方向和可能的挑战进行了展望。
用于乳腺肿瘤细胞三维培养的纤维-水凝胶复合支架的制备及表征
摘要:从力学性能和组成成分两方面还原乳腺肿瘤细胞的生长环境,开发了一种负载富血小板血浆的纤维-水凝胶复合结构支架。通过检测支架的元素组成和化学结构,确认支架中各组分的成功负载,并利用扫描电镜、溶胀测试和水接触角测试表征了支架的表面形貌和理化性能。研究表明:复合支架具有适用于物质传输的孔隙和利于细胞黏附的表面性能;加入纤维显著提高了水凝胶的力学性能,且复合支架具有与乳腺肿瘤组织接近的弹性模量((4.79±0.45)kPa);与二维(2D)培养和无纤维的水凝胶支架相比,复合支架上培养的乳腺肿瘤细胞增殖能力提高了33.1%,显示出细胞聚集成球的特性,并对化疗药物显示出更低的敏感性。复合支架有助于肿瘤学体外研究和预测抗肿瘤药物疗效。
润滑水凝胶涂层研究进展
摘要: 随着医学技术进步, 对医用材料在生物相容性和功能性方面的要求也日益提高。 作为一种新型表面修饰技术, 润滑水凝胶涂层近年来受到广泛关注。 该文旨在从水凝胶润滑原理、 水凝胶润滑改性方式和水凝胶涂层的修饰方法3方面综述润滑水凝胶涂层的相关研究。 首先, 从关节软骨的润滑机理出发, 引出水凝胶润滑原理相关研究; 其次, 基于已有润滑理论,介绍了几类典型的水凝胶润滑改性方式, 并详细阐述了现有几种水凝胶涂层的修饰方法, 为设计水凝胶涂层提供参考; 最后, 对润滑水凝胶涂层的研究进行总结与展望。
医用TC4钛合金激光-化学复合抛光及表面形貌演化
摘要：表面粗糙度是医疗器械构件最重要的质量特征之一，然而现有的激光抛光、化学抛光等单一表面抛光技术存在一定局限性。针对医用TC4 钛合金表面的精密抛光需求，设计并搭建一套激光-化学复合抛光系统，通过激光-化学复合加工材料去除机理分析和开展TC4 钛合金的激光-化学复合抛光试验，深入探究复合抛光过程中不同抛光阶段材料表面形貌的演变过程及粗糙度变化并进行分析，进而明确激光-化学复合抛光机理。研究结果表明，激光-化学复合抛光材料去除是基于激光热-力效应与激光诱导化学腐蚀溶解共同作用的结果，而且两者具有一定协同效应，在适当的工艺窗口内，化学腐蚀溶解可以完全去除激光烧蚀产生的残渣和重熔物。激光辐照会在工件表面“峰-谷”区域产生温度差，进而导致化学溶解速率差异，即“山峰”区域溶解速率快，“山谷”区域溶解速率慢，从而实现表面粗糙度的降低。最后采用合适的工艺参数，优化了抛光效果，实现了医用TC4 钛合金的选择性精密抛光，激光辐照区域表面粗糙度Ra 由初始的5.230 μm 下降至0.225 μm, Sa 由初始的8.630 μm 下降至0.571 μm，分别下降95.7%和93.4%。研究结果可为钛合金或其他自钝化金属的精密抛光提供参考。
生物基可降解包装薄膜的研究进展
摘要：本文综述了以陆地动植物、海洋动植物为原料制备的各种生物质膜的来源、用途、优缺点以及缺点的改良方法，为包装（尤其是食品软包装）行业提供理论基础。植物来源以聚乳酸（PLA）薄膜材料和卡拉胶为主，动物来源以明胶为主，总结其原料来源、膜的用途以及影响薄膜性质的自身原因，从共混改性、复合改性、交联改性、表面涂覆处理和双螺旋挤出法等方面进行阐述。上述提到的生物基薄膜均可生物降解，其制备和降解都不会污染环境，但理化性能较差，必须对其进行改性，各种改性方法均有优劣。生物质薄膜材料的改性技术仍存在不足，有待开发和完善一种不牺牲材料的生物相容性、设备简单、低成本的改性技术。
人工关节组合界面的磨损行为研究进展
摘要: 人工关节置换术是骨关节疾病治疗的重要手段, 但关节假体的长期磨损损耗及磨屑诱导的假体周围骨溶解会造成人工关节无菌松动甚至早期失效。 研究人工关节滑动与固定组合界面的磨损行为是探索磨屑形成机制的基础, 也是探明人工关节松动失效机理、 提升关节耐磨性的重要依据。 该文利用Web of Science和中国国家知识网络数据库的资源, 对人工关节磨损行为研究的相关文献进行综述。 探讨人工关节在滑动界面和固定界面产生的磨损行为及主导磨损机理; 分析假体结构、 材料成分、 润滑介质和磨屑等对人工关节磨损行为的影响机制, 总结人工关节优化改进方案; 详细阐述人工关节体外磨损试验研究的方法与技术; 概述人工关节组合界面磨损表征参量的提取方法以及磨损智能检测的发展现状; 总结人工关节磨损行为的研究热点, 指出多信息融合和智能化监测的发展方向, 以期为人工关节磨损行为的基础与试验研究提供参考。
