共轭高分子在脑机接口中的应用与展望

摘要:脑机接口能够在生物神经系统与电子设备之间建立双向通信,在神经科学研究、医疗康复和虚拟现实等领域发挥着重要作用. 共轭高分子具有柔性、良好的生物相容性和优异的光电特性,在柔性脑机接口中展现出巨大潜力,有望实现更高效、稳定和长期的神经信号采集与传输. 本综述总结了近年来共轭高分子材料在脑机接口领域的应用进展,介绍了导电共轭高分子电极在脑电信号采集中的应用,重点阐述了基于半导体共轭高分子的有机电化学晶体管器件在信号放大和提高信噪比等方面的独特优势.此外,还探讨了基于共轭高分子的水凝胶材料的潜力与发展现状,并总结了该领域的发展趋势及主要挑战. 综合分析表明,共轭高分子在推动脑机接口多功能化和长期稳定监测方面具有广阔前景. 未来研究应聚焦于开发高性能共轭高分子基水凝胶材料、优化器件结构和开展系统集成,以推动柔性脑机接口技术的发展.

医用镁合金植入材料的发展策略及演进趋势

摘要:镁合金凭借其优异的生物安全性、生物诱导性、生物相容性及可贵的自降解性能,在骨植入及心血管支架领域具有广泛的临床应用前景。本文从合金化、制备方法、热处理及表面改性这四方面系统综述了近年来医用镁合金的研究进展,重点分析了各种工艺及表面改性方法的基本原理、技术优劣势,总结了它们对镁合金组织、性能的影响。针对镁合金临床应用的瓶颈,提出医用镁合金植入材料的最佳发展策略:一方面,通过合金化、制备方法及热处理三种工艺的协同耦合实现与自然骨组织力学行为的有效匹配;另一方面,通过表面改性处理实现对镁合金降解速率的精准调控。通过两种或多种表面改性技术的组合与交互来实现多功能性需求将成为未来镁合金表面改性技术的主要演进趋势。

激酶药物研发30年: 进展与挑战

摘要:激酶表达改变或基因突变会引发癌症及其他疾病, 是药物研发的一类重要靶标. 自1995年首个激酶抑制剂法舒地尔获批上市30年以来, 激酶药物研究快速发展, 取得了丰硕成果. 截至2025年5月31日, 美国食品药品监督管理局共批准了110个激酶药物用于疾病治疗, 包括96个小分子药物和14个大分子药物. 本文系统介绍了这些上市药物的作用靶标、作用模式以及适应证, 并分析探讨了这些药物表现出的激酶药物研发现状、存在的问题和未来机遇.

热处理对医用TiNi细丝显微组织及形状记忆效应的影响

摘要:采用DSC、弯曲实验和扫描电镜分析研究了热处理工艺对医用TiNi合金细丝显微组织、相变温度和形状记忆效应的影响。结果表明,400℃~500℃,30 min~120 min热处理时,随着温度的升高和时间的增长,TiNi 合金细丝中Ti3Ni4析出相增多,相变温度也升高。细丝经500℃,30 min处理后的最大可回复应变量值最大。随弯曲变形量的增加,疲劳寿命缩短。500℃处理的试样疲劳寿命最长。

静电纺纳米纤维表面形貌的制备及其生物医学应用

摘要:通过模仿天然细胞外基质的成分和结构特性对材料表面形貌进行设计与调控,可获得新型仿生材料,并广泛应用于生物医学领域。其中,静电纺纳米纤维通过调控孔隙率、比表面积及微纳米结构等,可以模拟天然细胞外基质的结构,实现其生物功能。本文将提供不同表面形貌电纺纤维的概述。首先介绍静电纺丝的原理、设备和参数,然后讨论电纺纤维的4 种表面形貌:纳米孔、串晶、沟槽和皱缩结构的制备原理、方法及在生物医学领域的应用,并对该领域相关研究和研究现状进行评价。

人工软骨支架材料、结构设计与制备技术研究进

摘要:骨软骨是一种半透明状组织,主要功能是传递、吸收应力和减少摩擦。由于结构和功能复杂性,软骨一旦受损很难修复和再生,软骨缺损治疗仍是一大临床难题。随着再生医学蓬勃发展,组织工程人工软骨技术有望在软骨修复和治疗领域发挥重要作用。首先介绍了天然关节软骨不同分层的解剖结构和功能特征,然后重点从人工软骨支架构建材料、结构设计和制备技术等方面系统地综述了人工软骨组织工程技术的最新进展,最后讨论了人工软骨支架当前面临主要问题和未来发展方向,以期为相关研究提供参考。

可吸收镁合金在生物医学中的应用现状与展望

摘要:可吸收镁合金具有良好的生物相容性、生物降解性和力学性能,使其成为理想的生物医学材料,目前在骨科及心血管领域已有一定的应用。然而,可吸收镁合金仍面临着生物降解性和耐腐蚀性之间的平衡、力学性能和组织相容性适配等方面的挑战。重点综述了可吸收镁合金在生物医学中的应用现状、存在的问题与挑战、可能的改进方案,并对未来应用做了展望。

生物质材料在摩擦电柔性传感器中的研究进展

摘要:生物质摩擦电柔性传感器是以易降解、生物相容性好的生物质材料为基材,由正负摩擦层组成,不需要外接电源的柔性传感器,其具有便捷灵活、灵敏、可再生等特点,在人体运动监测、医疗健康、软体机器人等领域得到了全面的发展。本文首先介绍了基于不同供电原理的自供电柔性传感器的分类,包括压电型自供电柔性传感器、热电型自供电柔性传感器、摩擦电型自供电柔性传感器以及光电型自供电柔性传感器,其中重点介绍摩擦电型;进一步综述了各类生物质材料在摩擦电柔性传感器中的研究,包括纤维素、壳聚糖、木质素、海藻酸钠、胶原纤维等;然后讨论了摩擦电柔性传感器的结构类型,如水凝胶型、气凝胶型、薄膜型。最后对生物质摩擦电柔性传感器的材料选择、设计类型、附加性能和应用前景等进行了展望。

3D打印多孔钛个性化根形种植体的体内骨愈合研究

[摘要]目的:观察不同设计方式的3D打印多孔钛个性化根形种植体在体内的骨愈合效果,为此新型种植体的研发提供参考依据。方法:利用CBCT影像技术、逆向工程、计算机辅助设计等技术设计了3组具有不同结构的多孔钛个性化根形种植体。通过3D打印技术制作的多孔钛个性化根形种植体通过手术的方式植入比格犬颌骨内。3个月后,获取比格犬颌骨标本,通过X线片、Micro-CT和硬组织切片染色等方法观察种植体骨结合情况。结果:动物术后大体观察、影像学和组织学检测均显示此个性化种植体在体内具有良好的生物安全性,骨组织长入多孔结构内部,种植体与周围骨组织均产生骨结合。3组个性化种植体中,A组单根式种植体成骨效果最好,其次为C组分根式,成骨效果最差的是B组多根联合式。结论:通过比格犬动物体内实验证明此3D打印多孔钛个性化根形种植体在动物体内均能够达到良好的骨结合,其中采用单根式或分根式植入成果效果最好。

合成生物制造2025

摘要:本文对2023-2024年《生物工程学报》发表的合成生物制造相关的综述和研究论文进行了评述,内容涉及底盘细胞,基因(组)编辑,设施、工具和方法,生物传感器,蛋白质设计与改造,肽与蛋白质,酶的筛选、表达、表征和改造,生物催化,生物活性物,植物天然产物,微生物天然产物,微生物资源开发与生物农药,甾体化合物,氨基酸及衍生物,维生素及衍生物,核苷,糖、糖醇、寡糖、多糖和糖脂,有机酸和生物基材料单体,高聚物材料生物降解与生物可降解材料,肠道微生物、活菌药物与合成微生物组,微生物抗逆工程,木质纤维素的生物降解和转化利用,一碳生物技术,生物电子转移与生物氧化还原,生物环保,合成生物制造的风险和监管等26个方面的数百种技术和产品,以期为读者了解合成生物制造相关研发和产业化的最新进展情况提供参考。