多种代谢物调控蛋白质翻译后修饰的新机制研究和药物筛选策略

摘要：代谢物是生物大分子修饰最主要的供体来源, 环境或细胞内应激导致的代谢物改变信号也被整合到生命信号网络中. 蛋白质磷酸化、乙酰化和甲基化等经典翻译后修饰(post-translational modification, PTM)以ATP、乙酰辅酶A和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)等能量或物质表征代谢物为底物, 传递共性代谢物信号; 我们的研究发现, 代谢物可以通过不同机制调控其作为供体外的其他PTM: 巴豆酰辅酶A能作为酰基供体促进细胞周期依赖的EB1蛋白的巴豆酰化修饰, 通过调控微管骨架的动态性维系基因组的稳定性; α-KIV和α-KG能够分别调控蛋白质磷酸化修饰和羟基化修饰, 介导与自身代谢无关的TCR信号通路和Hedgehog信号通路; 此外, 天然植物的次生代谢物也能够促进AD相关蛋白的泛素化降解. 这些发现为代谢物调控细胞生理病理的研究打开了新的角度和视野. 基于代谢物调控翻译后修饰的新机制, 我们以病理过程中的关键蛋白为例, 高通量筛选了瞬时受体电位香草酸通道3蛋白(TRPV3)和菌源二肽基肽酶4 (DPP4)的小分子抑制剂, 为创新药的研发和疾病的干预提供了新的思路.

医疗 2026年03月27日 1 点赞 0 评论 261 浏览

柔性有机聚合物光子器件及其生物医学应用

摘要：随着光子材料和光子器件在可穿戴技术、智慧医疗、仿生机器人等新兴应用领域的不断拓展，研制具有优异机械柔韧性、生物相容性甚至生物可降解性的光子器件日益重要。为同时实现优异的光学性能和生物力学性能，柔性光子器件从材料合成、结构设计、功能实现到工艺制备等诸多方面亟需探索。其中，有机聚合物因其质地轻柔、生物相容性好、合成可控、结构功能易于改性等优势，被认为是制备柔性光子器件最具竞争力的材料之一。一系列新型的功能性有机光子器件，如光波导、衍射光栅、光子晶体等被相继被报道。本文综述了近年来柔性有机聚合物光子器件的研究进展，总结和分析了现有技术、方法和应用，并对未来的挑战和前景进行了讨论和展望。

医疗 2024年09月29日 1 点赞 0 评论 434 浏览

基于无机纳米材料的抗菌抗病毒功能涂层和薄膜

摘要： COVID-19在全球的大流行对人类的健康生活和社会的正常运行都造成了严重的危害. 阻断致病微生物通过受污染表面与人类间接接触传播, 或者避免与其直接接触是保护我们免受伤害的主要方法. 目前的解决措施包括设计开发抗菌抗病毒表面涂层和研发由自清洁薄膜或织物制成的个人防护设备. 综述了近年来几种研究广泛的金属、金属氧化物、金属有机框架材料等用于抗菌抗病毒涂层或薄膜的工作, 对其作用机制和微生物灭活效果进行了总结讨论, 并且评估了其本身的毒性以及实际应用的局限性, 最后就抗菌抗病毒涂层和薄膜开发的挑战和新兴研究方向提出了未来展望.

医疗 2024年12月12日 1 点赞 0 评论 268 浏览

自修复介电弹性体致动器的研究进展

摘要：介电弹性体致动器(DEA)能在外界电刺激作用下产生类似肌肉的收缩-舒张变形，被誉为人工肌肉，在软体机器人领域具有广阔应用前景. 传统DEA不具备自修复性能，设计制备能抵御机械损伤和电学损伤的弹性体材料是解决DEA 长效稳定服役的关键. 本文首先概述了DEA 的组成、机理及其驱动模式. 然后详细介绍了自修复DEA的制备方法，主要包括自修复介电弹性体和自修复柔性电极的设计策略，并阐明了其优缺点. 最后对DEA的未来发展趋势进行了展望，以期推动DEA的快速发展和应用.

医疗 2026年03月26日 1 点赞 0 评论 193 浏览

3D打印复合墨水体系在软骨组织工程领域研究进展

摘要：软骨是人体非常重要的结缔组织. 由于自愈合能力有限, 软骨损伤一直是临床治疗难点. 软骨组织工程的发展, 为解决软骨修复难题带来新的契机. 增材制造(3D打印)技术能够精准、快速、个性化地构建功能修复体,在软骨组织工程领域具备极大的应用价值. 以生物材料为基础的打印墨水是3D打印软骨组织工程的核心. 当前复合墨水体系凭借综合性能优势成为3D打印软骨组织工程的关注重点. 本文首先从软骨修复需求出发, 介绍了3D打印软骨组织工程研究常用的生物材料的类型和特点, 论述了国内外利用复合墨水体系构建软骨支架和骨/软骨分层支架的研究现状. 之后着重论述了软骨生物打印采用的复合生物墨水体系的发展前沿, 包括各类不同成型机理和性能特点的复合生物墨水体系、多针头生物打印、同轴生物打印、多技术集成打印等. 最后阐述了软骨生物打印实现临床应用需要克服的挑战, 为今后生物墨水研发提供一定指引.

医疗 2024年08月28日 1 点赞 0 评论 267 浏览

基于微流控芯片的单细胞RNA测序技术

摘要：细胞异质性是理解胚胎发育、疾病演化等生命过程的关键，而传统群体细胞RNA测序无法解析单细胞层面的基因表达差异。单细胞RNA测序技术（scRNA-seq）虽能在单细胞分辨率下构建转录组图谱，但其面临单细胞分离捕获效率低、RNA微量操作偏差大等挑战。以微流控芯片为技术载体的scRNA⁃seq通过微米级流体操控系统，将单细胞分离、裂解、逆转录、扩增及测序文库构建等流程集成化，实现了高通量、低样本损耗及自动化操作，显著提升了scRNA⁃seq的效率与数据可靠性。本文概述了scRNA⁃seq的测序流程，包括单细胞的分离与捕获、RNA提取、逆转录与扩增、单细胞测序等步骤，分析了微流控芯片在适配单细胞、精准控制反应体积和实现流程自动化等方面的核心优势，并简述了代表性平台Fluidigm C1、10X GenomicsChromium及BD Rhapsody的技术原理与特点。微流控芯片技术为scRNA⁃seq提供了高效、精准的技术平台，未来随着芯片设计的不断优化与多组学整合分析能力的提升，我们期待其在解析复杂生物系统、揭示疾病机制乃至推动精准医疗方面发挥更为深远的作用。

医疗 2026年09月22日 1 点赞 0 评论 41 浏览

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 1 点赞 0 评论 924 浏览

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 1 点赞 0 评论 148 浏览

金属基纳米材料在口腔感染性疾病抗菌领域中的最新研究

摘要：定植于独特微环境中的口腔微生物群是人类微生态体系的重要组成部分。口腔微生态平衡的破坏会显著增强微生物毒力因子表达，改变代谢产物，进而诱发龋病、牙髓病、根尖周病、牙周病和植体周病等口腔感染性疾病。近年来，在生物医学材料领域的前沿研究中，纳米材料凭借其独特的性能脱颖而出，尤其是金属基纳米材料因其超小粒径、高表面积和良好的表面配体等独特优势，在治疗口腔感染性疾病中展现出卓越的抗菌性能。与此同时，为解决日益严峻的抗生素耐药性问题，金属基纳米材料作为新型抗菌制剂，在口腔微生态调控及口腔感染性疾病防治中展现出重要应用价值。本文综述了金属基纳米材料的分类、抗菌特性、抗菌机制以及在治疗口腔感染性疾病中的最新研究，旨在为口腔感染性疾病的防治提供理论依据，为金属基纳米材料的临床转化提供参考。

医疗 2026年09月11日 1 点赞 0 评论 70 浏览

医用介入导丝用疏水和亲水涂层的研究进展

摘要：医用介入导丝被广泛应用于各类介入手术，是目前经皮冠状动脉成形（PTCA）术及经皮血管成形术（PTA）中常用的医疗器械之一。在医用介入导丝表面添加亲水或疏水涂层，可以减小导丝在临床应用中的组织摩擦和组织损伤，有效提高导丝的通过性、抗菌性和生物相容性，减少炎症。综述了近年来国内外医用介入导丝亲水和疏水涂层材料，介绍了这些涂层的机理、附着力优化、抗菌修饰等方面内容，重点介绍了聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚对二甲苯等涂层材料体系的研究进展，介绍了不同材料体系在医用导丝亲水和疏水涂层的作用机理和实际应用，同时介绍了亲疏水涂层的制备工艺，重点阐述了层层自组装、紫外光接枝、等离子体接枝和化学气相沉积等制备方法的可操作性、优势和劣势。最后在总结前人研究成果的基础上，对医用介入导丝涂层的现状及面临的问题进行了探讨，并对医用介入导丝涂层的发展方向及提高涂层综合性能等方面进行了展望。

医疗 2024年11月18日 1 点赞 0 评论 980 浏览