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上肢康复机器人研究综述

上肢康复机器人研究综述

摘要：目前脑卒中患者的运动康复主要由康复医师辅助完成，但我国的康复医疗资源并不充裕，无法满足当下迫切的卒中及偏瘫康复需求。机器人辅助康复治疗是一项帮助脑卒中患者康复的新技术。上肢康复机器人能够辅助上肢偏瘫患者完成康复训练、恢复运动能力，并降低医师工作强度，目前已被应用于临床治疗。首先分析人体上肢生理结构，并引出脑卒中患者的康复需求；进而根据交互方式与驱动形式将上肢康复机器人分类，详述其结构特点与应用场景；同时归纳上肢康复机器人的典型控制策略、总结脑卒中量级与运动能力的评定标准；最后，指出目前上肢康复机器人目前面临的挑战，并展望了发展趋势。从医工结合的角度梳理上肢康复机器人的研究现状，总结技术的不足，为本领域的创新和实践提供了研究思路。
医疗 2024年11月27日
合成生物元件与线路的智能设计

合成生物元件与线路的智能设计

摘要：合成生物学是生物学、工程学和计算机科学等多学科交叉融合的新兴前沿领域，旨在通过“自下而上”的工程化设计理念，逐级构建元件、器件和线路，以创造自然界中不存在的人工生物系统，或对已有的生物系统进行目标性改造。随着合成生物产业的飞速发展，对基因线路规模和复杂度的需求也在不断提升。然而，传统依赖经验和试错的方法在元件与线路构建中具有较低的效率和成功率，已无法满足合成生物科技创新转化的需求。这促使元件与线路的开发范式逐渐从人力型、经验型的试错模式向标准化、智能化的工程模式转变。机器学习能够揭示生物数据中隐含的结构和关联，为合成生物元件和线路的智能设计提供强大支持。本文综述了生物元件与线路设计中常用的机器学习算法，以及它们在合成启动子、RNA调控元件、转录因子等生物元件和简单基因线路智能设计中的典型应用，探讨了当前面临的主要挑战及潜在的解决方案。最后，本文展望了机器学习与合成生物系统设计未来的融合趋势，并强调了跨学科合作的重要性。
医疗 2026年03月25日
医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展

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
人工合成微生物组：理性设计、精准构建与应用前景

人工合成微生物组：理性设计、精准构建与应用前景

摘要：微生物以微生物组或者微生物群落的方式栖居在自然环境或者宿主环境中，这些群落功能多样、蕴藏着改造自然和调控宿主的强大能力，是重要的生物资源，具有巨大的开发潜力，但是天然微生物组的高度复杂性和不可控性以及自然演化和宿主进化的选择性限制了其应用。人工合成微生物组作为组成确定且可调控的“工程微生物组”，具有突破传统菌群局限性的潜能。近年来，人工合成微生物组备受关注，已经成为科学研究和产业发展的热点方向，并且正在尝试应用于环境生物修复、宿主健康管理等各个领域。本文总结了设计人工合成微生物组的3 大核心理念，介绍了自上而下、自下而上等人工合成微生物组构建策略，列举了人工合成微生物组在环境、农业、化工和健康领域的潜在应用，最后剖析了目前该研究领域面临的挑战并提出了建议，为未来人工合成微生物组的设计、构建和应用提供了参考。
医疗 2026年03月20日
半导体电阻型氨气传感器及其在人体呼气健康监测中的应用

半导体电阻型氨气传感器及其在人体呼气健康监测中的应用

摘要：人类呼出气与疾病有着密切的关系，其中氨气是肾病和幽门螺旋杆菌阳性等疾病的呼吸标志物。传统的呼出气检测主要通过气相色谱等手段，但其仪器体积庞大，操作复杂。新兴的氨气传感器具有便携、易集成、小型化、成本低和操作简单等优点，从而受到广泛关注。本综述系统阐述了半导体型氨气传感器的工作机制、传感器类型和常见的氨敏材料，同时介绍了传感阵列-电子鼻技术相对于单一传感器的优势，并提出了氨气传感器及其电子鼻系统在健康监测和疾病诊断中的应用研究，最后针对目前氨气传感器存在的问题以及未来前景进行了分析展望。
医疗 2026年04月16日
人工合成支架材料促进腱骨愈合的研究进展

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
药物递送系统在胰腺癌治疗中的应用

药物递送系统在胰腺癌治疗中的应用

摘要：胰腺癌（pancreatic cancers，PCs）是消化系统常见且预后极差的恶性肿瘤。其主要治疗方式包括手术、放化疗和靶向治疗等。PCs发病隐匿、早期诊断率低下，大多数患者被诊断为PCs时，已经失去了手术机会。化疗仍是进展期PCs的主要治疗方法，但是PCs化疗容易发生耐药。PCs区别于其他肿瘤最显著的特征是基质十分丰富致密，不仅阻碍了药物渗透，同时也阻碍了免疫细胞的浸润。上述原因共同导致PCs 患者的生存率极低，现有药物不能满足临床PCs治疗的迫切需求。先进的药物递送系统为PCs 的治疗带来新的机遇，其具有改善药物递送、增强生物屏障穿透、减少副作用等优点，同时可以联合多种治疗方法，因此在PCs治疗中的前景十分广阔。目前在PCs 中广泛应用的药物递送系统主要包括纳米药物递送系统、针对肿瘤微环境的药物递送系统、免疫疗法药物递送系统、基因治疗药物递送系统以及融合各种疗法优点的组合药物递送系统等。本文就上述药物递送系统在PCs治疗中的领域发展现状、最新前沿进展和机遇挑战等进行系统总结和前瞻分析。
医疗 2026年03月17日
可遗传功能微生物活体智能生物医用材料：设计策略、集成技术及医学应用

可遗传功能微生物活体智能生物医用材料：设计策略、集成技术及医学应用

摘要：随着微生物科学、合成生物学和材料化学的快速发展，微生物活体智能医用材料作为一种新型可持续智能材料，已成为生物医学领域的研究热点。本文基于第391期双清论坛“面向未来的智能材料物质科学”会议内容，对我国在微生物活体智能生物医用材料的设计、集成及应用研究方面的国家重大需求进行了总结。本文回顾了基于合成生物学与材料化学的微生物活体智能材料的设计策略，探讨了单细胞与多细胞协同设计方法，并总结了当前面临的主要挑战。最后，提出了该领域未来5~10年内亟需解决的科学问题和核心技术，并展望了微生物活体智能材料在精准医疗和智能药物递送等领域的发展方向。
医疗 2026年04月09日
基于脑机接口与虚拟现实技术的手部软康复系统研究

基于脑机接口与虚拟现实技术的手部软康复系统研究

摘要: 基于脑机接口和虚拟现实技术在康复医学中的巨大应用潜力，以及目前手部康复系统中存在的若干问题，本研究提出一种基于脑机接口与虚拟现实技术的手部软康复系统。与传统康复外骨骼相比，该软康复系统适配不同脑卒中患者手部，允许手和手指在非驱动方向上运动，重量轻、便于携带、透气性强、安全性高。在脑机接口( brain computer interface，BCI) 和虚拟现实环境帮助下，系统可以协助患者主动完成康复训练任务，并通过特定游戏任务，为患者提供运动感觉和本体感觉反馈，在康复过程中提高患者大脑可塑性，改善运动神经功能重塑。相关实验结果说明，本研究系统结构稳定、性能可靠，脑电信号分析准确率满足系统要求，脑机接口与虚拟现实的结合可以有效激活相对应脑区，为脑功能重塑与脑神经重建奠定了理论基础。
医疗 2024年11月05日
核酸驱动蛋白质降解：溶酶体靶向降解技术前沿

核酸驱动蛋白质降解：溶酶体靶向降解技术前沿

摘要：靶向蛋白质降解技术不同于小分子抑制剂的互补抑制作用机制，利用细胞内源性蛋白质降解途径完成许多“不可成药”靶蛋白的降解，为疾病的治疗提供了新路径，其主要包括蛋白质水解靶向嵌合体、溶酶体靶向嵌合体等。与蛋白质水解靶向嵌合体依赖于泛素-蛋白酶体系统主要降解胞内蛋白质的机制不同，溶酶体靶向嵌合体利用细胞溶酶体途径实现胞外及膜蛋白的降解。核酸驱动的溶酶体靶向嵌合体作为新兴的生物医学技术，以核酸分子作为嵌合体的特定组分，在疾病治疗和药物研发等方面展现出广泛的应用前景和潜在的临床价值。本综述主要介绍核酸驱动的溶酶体靶向嵌合体技术，包括其组成、优势，并重点介绍其主要应用。此外，本综述简要回顾了溶酶体靶向嵌合体的发展历程，使该技术的发展可以呈现出一个明确的时间线，同时指出当前溶酶体靶向嵌合体发展中的不足和挑战，为后续深度研发指明方向。最后，针对当前溶酶体靶向嵌合体技术的开发进展及发展方向，对该技术目前面临的挑战进行探讨、对其未来可能的发展方向进行展望。综合而言，核酸驱动的溶酶体靶向嵌合体技术为生物医学研究、药物开发以及临床治疗提供了新思路和新方法，可以通过进一步研究和优化实现更广泛的应用。
医疗 2026年03月10日