脑机接口技术中植入式神经电极的发展与挑战

摘要：脑机接口为人脑功能研究和人机智能交互提供了重要方法, 开辟了具身智能时代生命科学与信息技术交融的新战场. 植入式神经电极作为神经元与电子设备之间的直接通讯工具, 能够在细胞尺度上记录和调制神经活动, 具有信号范围广、空间分辨率高、易于实现复杂控制等突出优势. 然而, 植入过程中的组织损伤以及组织和接口之间的机械错配等问题严重限制了神经电极的长期稳定交互功能, 迫使其从最初的刚性硅基逐渐变得柔性、可拉伸甚至规定时间内可降解. 本文综述了脑机接口技术中植入式神经电极的发展历程和研究进展, 从材料和器件角度重点介绍了具有低异物反应的神经电极的制备策略, 并讨论了植入式神经电极未来的发展趋势和可能面临的挑战.

医疗 2026年03月27日 1 点赞 0 评论 300 浏览

医用镁合金耐腐蚀性能研究进展

摘要；近年来，医用镁合金作为“第三代生物医用材料”，因其具有优异的生物相容性和可降解性吸引了众多学者的关注，在传统医用植入物难以降解的背景下，展现了独有的潜力。然而，由于其较差的耐蚀性，难以满足医用植入物的临床应用需求，因此，研究医用镁合金的耐腐蚀性能有着举足轻重的作用。本文从3 种典型医用镁合金的耐蚀性研究出发，综述了不同元素含量医用镁合金在临床应用中耐腐蚀性能以及表面涂层、合金化等腐蚀防护技术的最新研究进展，并介绍了计算机仿真模拟技术在医用镁合金腐蚀研究方面的应用成果，据此对医用镁合金材料未来的发展趋势进行了展望。

医疗 2024年09月05日 1 点赞 0 评论 278 浏览

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。

医疗 2024年12月06日 1 点赞 0 评论 291 浏览

冷冻电镜前沿技术与发展应用

摘要：随着冷冻电镜(Cryo-EM)分辨率革命的到来，冷冻电镜技术已成为生物大分子结构解析的核心手段。这场技术革命的背后，是多维度技术的协同发展。新兴的冷冻制样技术，尤其是亲和载网及时间分辨率的冷冻制样技术，不仅具有整合生物复合体提纯与冷冻制样、降低气- 液界面影响的潜能，还有望捕捉生物过程的瞬时构象。冷冻聚焦离子束减薄结合荧光定位与高压冷冻技术，可实现对细胞或组织样品的精准减薄，助力揭示细胞原位中的“分子社会”及生物过程的时空调控。冷冻透射电镜硬件、控制软件及探测器的不断发展，极大推进了高通量、高分辨率、自动化的电镜数据采集。近年来，人工智能(AI) 与冷冻电镜技术的深度融合，正在推进冷冻电镜技术向着捕获生物大分子动态生物过程，揭示其原位时空调控和“分子社会关系”方向飞速发展，为揭示生命本质提供了强大的技术支撑。冷冻电镜技术不仅在基础研究中具有重要意义，在药物开发等应用领域也展现出巨大潜力。本文将围绕冷冻样品制备、冷冻透射电镜及探测器硬件数据收集及AI 应用等方向展开阐述。

医疗 2026年03月26日 1 点赞 0 评论 245 浏览

医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展

摘要：镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料，具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能，在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。镁合金具有较高的化学活性，因此其降解速率较快，力学性能的维持受限，植入时可能发生的细菌感染会引发炎症和腐蚀加速等问题，因此需要通过表面改性来制备多功能一体化的涂层。综述了医用可降解镁合金作为接骨板、螺钉、血管支架、胃肠吻合器、胆管支架等植入材料的应用现状及最新研究成果。讨论了医用可降解镁合金在植入生物体时面临的析氢、pH 升高、腐蚀加速、力学性能衰减、稀土元素毒性及内膜增生等具体问题，在此基础上，考察了化学转化、等离子喷涂、微弧氧化、聚合物涂层等4 种镁合金表面改性技术的最新研究动态。结合体内试验和体外试验，概述了表面改性对镁合金安全性、耐蚀性、抗菌性、生物相容性等方面的影响，并简要对比了几种表面改性技术的优缺点。最后展望了医用可降解镁合金表面改性技术的发展方向。

医疗 2024年11月19日 1 点赞 0 评论 437 浏览

硅基微环谐振器在生物医学检测领域的研究进展及临床应用潜力

摘要：硅基微环谐振器(silicon-based microring resonator, SMRR)作为光学生物传感器中的无标签检测典型应用，具备小尺寸、高灵敏度、易集成等优势，适用于物理、化学及生物信号的检测。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种常见的神经退行性疾病，隐匿性高，而早期干预可以有效缓解AD进程。针对AD的早期诊断，基于SMRR 的光学检测平台能有效克服血液筛查中的低丰度标志物和干扰因素问题，展现出超灵敏、低假阳性的检测应用潜力。但目前SMRR在AD检测上的临床应用受限，主要因其存在优化设计差异大、缺乏商用成品芯片、统一检测平台及高成本等问题。同时，AD早期诊断生物标志物存在争议，限制了其辅助诊断作用。本文综述了SMRR的传感原理，总结了其在生物医学领域的研究进展，并以AD为研究对象，探讨了基于SMRR 的检测技术主要的应用局限及其在AD早期诊断领域的临床应用潜力。未来，硅基微环谐振器技术的标准化、集成性和普适性可能成为主要的发展方向，本文可为开发成熟的商用检测仪器提供参考，推动其在临床诊断领域的广泛应用。

医疗 2026年03月23日 2 点赞 0 评论 250 浏览

聚合物修饰黑磷及黑磷类似物纳米材料在生物医学中的应用进展

摘要：在二维纳米材料中，黑磷（BP）被认为是弥补石墨烯和TMD缺点的有希望的候选材料，而低维黑磷是一类由层状半导体BP衍生出的纳米材料。其中BP具有结构的高度各向异性、带隙宽度可调、空穴迁移率和电子迁移率高等特点，这些特点给予BP独特的性质，如导电性、光热、光动力学、力学行为等，BP的近红外光响应使其在光热/光动力抗菌中显示出显著效果。此外，由于其独特的层状结构，BPNS具有高的表面积与体积比，这使其成为负载和递送其他抗菌纳米材料或药物的优良药物载体。本文首先讨论了低维BP的物理特性并介绍了不同的制备方法，然后系统梳理聚合物修饰黑磷纳米材料在各个领域的治疗应用进展，如癌症治疗（光疗，药物输送和协同免疫治疗）、骨再生和神经发生，最后讨论了未来临床试验面临的一些挑战和进一步研究的可能方向。

医疗 2026年04月20日 1 点赞 0 评论 200 浏览

人工合成支架材料促进腱骨愈合的研究进展

摘要：韧带/肌腱重建术后腱骨愈合的难题当今尚未得到解决。近年来应用组织工程支架材料，尤其是人工合成支架材料促腱骨愈合的研究越来越多，均得到了较好的效果。本文就人工合成支架材料及其在促腱骨愈合的研究进展进行概述，为人工合成支架的设计及其临床应用提供参考思路。

医疗 2024年11月11日 1 点赞 0 评论 347 浏览

生物质碳点荧光材料在生物医药领域中的应用

摘要：荧光材料由于具有特殊的光学性质，在生物医学、生物成像和荧光传感等相关领域有广泛的应用。与传统的荧光剂相比，纳米荧光材料具有稳定性好、荧光强度高等优点。然而，传统的荧光纳米材料通常含有重金属，使其在生物医药领域中的应用受到限制。生物质荧光碳点作为一种新型的荧光碳纳米材料，因具有优异的生物相容性、化学惰性、荧光可调节性，在生物医药、生物传感、荧光成像等多个领域展现出应用潜力。但是，目前生物质碳点应用于生物医药领域的综述文献相对较少。因此，本文总结了不同天然产物制备碳点的绿色合成方法，对碳点的荧光机理进行了分析和归纳，重点阐述了碳点在生物传感、生物成像、药物载体、生物抗菌剂等生物医药领域的应用研究，讨论了存在的问题，并对碳点在该领域的发展方向进行了展望。

医疗 2024年05月28日 1 点赞 0 评论 338 浏览

细胞的力学智能

摘要：生物智能行为特征, 如感知、记忆、学习、问题求解及决策等, 在人类、动物及具有神经系统的高等生物中普遍存在. 近期研究揭示, 单个细胞在与其微环境相互作用的过程中, 也表现出部分类似于人类智能的行为, 如“多模态感知” “问题求解” “学习记忆”及“演化适应”等. 细胞智能作为新提出的颠覆性理论概念, 其基本问题包括细胞智能的形成原理、群体细胞涌现群体智能行为机制及单细胞进化为多细胞生命的演化动力等. 随着生物力学及力生物学的发展, 大量研究表明细胞力学微环境对细胞生理行为具有重要影响. 在力学刺激作用下, 单个细胞同样表现出智能行为. 基于此, 本文提出了“细胞的力学智能”的概念, 从细胞力学感知、力学决策、力学记忆及力学学习等方面对智能行为特征进行了总结, 旨在为细胞力学智能的形成机制及其潜在应用方向 (如细胞智能医学) 提供新的思路与见解.

医疗 2026年09月15日 1 点赞 0 评论 82 浏览