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中国生物制造关键技术进展与未来趋势

中国生物制造关键技术进展与未来趋势

摘要：生物制造作为实现绿色低碳和可持续发展的重要技术路径，正沿着“原料—技术—过程—产品”全产业链加速演进。首先，从原料端分析了传统粮食原料的局限性，重点介绍生物制造原料向非粮生物质拓展，高性能菌种及酶的开发向精准化、智能化演进，过程工程技术及核心装备向模块化、智能化迭代的最新进展，为构建安全、稳定的生物制造原料基础提供支撑。技术端系统梳理了基因编辑、代谢工程、计算设计、人工智能（AI）等底层工具在核心菌种、底盘细胞和工业酶精准设计中的应用，推动生物制造向高效化、模块化、智能化发展。在过程端，重点讨论智能细胞工厂、精准生物发酵、在线监测、数字孪生及智能装备国产化等关键技术的融合创新，加速实现由经验驱动向模型驱动与智能决策转型。在产品端，总结生物制造在医药、食品、化工、材料等领域的产业化进展及应用前景。最后，针对中国生物制造在菌种自主可控、高端装备依赖等方面的短板，提出关键技术攻关方向，为未来生物制造的技术路线与产业发展提供参考。
医疗 2026年04月27日
镜像蛋白质药物的开发：化学合成、镜像噬菌体展示和计算设计

镜像蛋白质药物的开发：化学合成、镜像噬菌体展示和计算设计

摘要；完全由D-氨基酸组成的镜像肽和蛋白质因其抗蛋白酶水解和低免疫原性，已成为有潜力的治疗候选物。镜像噬菌体展示是目前识别靶向疾病相关蛋白的镜像肽配体的主要实验方法。然而，镜像噬菌体展示的成功依赖于合成的镜像靶蛋白，而传统的重组表达方法受限于生物体系的内在手性，无法生产镜像蛋白。近年来，化学蛋白质合成方法取得显著进展，如酶可切割增溶标签、骨架安装的分裂内含肽辅助连接以及可移除糖基化修饰辅助折叠策略，这些方法有效解决了镜像蛋白质制备中的关键问题。此外，以人工智能驱动的蛋白质设计为代表的计算方法也逐渐成为有力的互补手段，加速了镜像蛋白药物候选物的发现与优化。尽管镜像蛋白药物尚未进入临床应用阶段，但化学合成和配体筛选方法的持续创新，正稳步推动其治疗潜力的临床转化。
医疗 2026年06月02日
基于荧光方法的循环肿瘤细胞检测研究进展

基于荧光方法的循环肿瘤细胞检测研究进展

摘要：循环肿瘤细胞（Circulating tumor cells，CTCs）是指从恶性肿瘤的原发或转移部位脱落的细胞，通过血液循环到达全身。体内CTCs的存在可以反映肿瘤的发生与发展，对肿瘤的诊断和预后至关重要。然而，实现高纯度捕获和捕获后CTCs灭活阻断仍然面临许多挑战。目前开发的用于实现选择性分离CTCs的方案中，荧光方法由于具有高灵敏度、高分辨率、操作简便等特点，在无创检测和快速检测方面具有重要的应用前景。与以往的CTCs研究综述相比，本文详细介绍了CTCs从体外捕获到体内捕获再到下游分析的全过程，并对CTCs的完整诊疗过程进行了系统和详细的总结，为当前的研究提供了新思路，这对于实现早期循环肿瘤细胞的诊断与治疗具有较重要意义。
医疗 2025年02月10日
基于壳聚糖的新型敷料及其应用

基于壳聚糖的新型敷料及其应用

摘要：壳聚糖由于具有凝血、抗菌、生物相容性好、可生物降解等优点,在材料学和生物医药等领域表现出巨大的应用潜力。本文介绍了壳聚糖的凝血、抑菌机理,列举了基于壳聚糖的新型敷料的研究进展。按照形态的不同将其分为基于壳聚糖的织物类敷料、基于壳聚糖的水凝胶敷料、基于壳聚糖的海绵状敷料、基于壳聚糖的水胶体敷料、基于壳聚糖的不对称湿润性敷料和基于壳聚糖的冷冻凝胶敷料;总结了基于壳聚糖的新型敷料在抑菌性质、体外凝血性质、防水性质、透气性质和力学性质等方面的实验结果;详细归纳了基于壳聚糖的新型敷料在治疗糖尿病足溃疡、烧伤创面、下腔静脉损伤和内窥镜鼻窦手术等疾病方面的应用。最后,对基于壳聚糖的新型敷料存在的一些问题(如制备过程受外界环境的条件的影响较大、对壳聚糖的部分工作机理还处于初步阶段)和发展做出了展望。
医疗 2024年01月22日
铜基纳米材料在肿瘤领域的研究进展

铜基纳米材料在肿瘤领域的研究进展

摘要：恶性肿瘤已成为威胁人类健康的一类重要疾病，但传统治疗手段存在严重副作用且用传统手段治疗后该疾病复发率高。铜基纳米材料因其固有的理化性质、独特的生物学特性以及在生物体内具有关键作用，近年来被广泛研究。纳米技术的兴起极大地推动了铜基纳米材料的发展，尤其是在肿瘤领域的发展，促进了肿瘤成像和治疗的快速进步。讨论了铜基纳米材料的特性和在肿瘤治疗领域的潜在应用，涵盖铜在细胞内的代谢、铜稳态的重要性、肿瘤成像、肿瘤治疗，以及铜死亡与其他诱导细胞死亡方式的不同点。同时探讨了铜基纳米材料的生物相容性、当前研究重点以及未来在肿瘤治疗领域的应用前景。
医疗 2026年04月22日
镁基非晶合金作为生物材料的应用现状

镁基非晶合金作为生物材料的应用现状

摘要：镁合金由于其密度小，比强度高等特点愈发受到社会关注，其非晶合金又由于弥补了传统晶态镁合金的部分缺点而成为当今研究热点之一。结合国内外文献及镁合金在国内外生物领域中的应用的具体情况，综述了传统镁合金在生物领域的应用现状，比较了镁基非晶合金与传统晶态镁合金的腐蚀情况，探究了镁基非晶合金因其非晶性能而得到的更优的力学性能，展望了镁基非晶合金作为生物材料的发展前景，为镁基非晶合金在生物材料领域中的应用技术研究及发展提供参考。
医疗 2024年05月10日
“精准化学”在药物发现中的应用

“精准化学”在药物发现中的应用

摘要：为了提高药物研发的效率, 对药物分子进行分子层面的精准设计与控制以实现药物发现的高效性、高选择性、可预测性的“精准化学”势在必行. “精准化学”方法与手段与已有的“绿色化学”的原子经济性、废物最小化等目标高度契合, 但其核心在精准性与效率. 在此, 通过展示“精准化学”在抗癌药物、靶向蛋白降解药物、抗感染药物、心血管/代谢药物、抗炎药物等药物发现的相关示例, 进一步对“精准化学”的理念进行深度剖析, 从而使“精准化学”更好地服务于药物研发过程.
医疗 2026年05月25日
光生物调节治疗阿尔茨海默病研究进展

光生物调节治疗阿尔茨海默病研究进展

摘要：阿尔茨海默病（AD）是一种以进行性记忆丧失和认知功能障碍为特征的神经退行性疾病。光生物调节（PBM）是一种针对AD治疗的有前景的创新技术路线。介绍了PBM对AD的作用机制以及相关的动物实验和临床研究，分析了PBM对AD治疗的可行性、有效性、研究重点和难点，总结了PBM应用于AD治疗的研究趋势。
医疗 2025年02月03日
3D 打印纯钛骨支架表面掺银介孔生物活性玻璃涂层的性能研究

3D 打印纯钛骨支架表面掺银介孔生物活性玻璃涂层的性能研究

摘要：术后感染是临床上常见且最具挑战性的问题之一,开发新型抗菌涂层是解决该问题的有效策略,具有重要的科学及社会意义。在3D打印多孔钛骨支架表面制备了具有抗菌功能的生物活性涂层,研究发现,银(Ag)以单质的形式存在于介孔生物玻璃(MBG)涂层之中,随着Ag含量的增加(0%,0.5%,1%,1.5%,摩尔分数),介孔涂层的比表面积从377.6m2/g下降到363.35m2/g。体外矿化结果表明,随着Ag含量的增加,磷灰石诱导能力略微下降。抗菌实验表明,银的添加显著提高了支架的抗菌性能。添加少量的银(0.5%)即可达到100%的抗菌率。支架与MC3T3-E1细胞共培养的实验结果表明,Ag掺杂的MBG涂层具有良好细胞相容性,且添加少量银能促进MC3T3-E1细胞增殖。使用一种简单的浸渍提拉法将掺Ag的MBG涂层应用于具有复杂的多孔结构3D打印钛支架上,使得支架的矿化性能、杀菌性能以及细胞相容性显著提高。本研究为进一步开发多功能骨植入支架提供了新思路。
医疗 2024年01月10日
面向骨科植入应用的可降解锌基材料研究进展

面向骨科植入应用的可降解锌基材料研究进展

摘要:近几年来,锌合金凭借其良好的生物相容性、促成骨活性以及在体内无害降解等优势,展现出作为骨科内植物材料的巨大潜力。本文介绍了纯锌的生理作用、降解速率以及力学性能等方面的特性,以上述指标与骨科临床需求存在的差距为引,以合金化元素为分类依据,阐述了目前研究人员通过改变材料的微观组织结构并触发相应的强化机制,以及利用添加元素的生理协同功能等方式改善锌基材料性能的现有成果。对医用锌基材料领域在标准制定和合金设计改进以及引入增材制造等新技术等方面进行了讨论,以期匹配多样化的临床诊疗需求。
医疗 2024年05月10日