新型生物医用钛合金的设计及应用进展
摘要：传统医用钛合金的设计标准主要为强度与弹性模量。随着外科植入物在临床的不断应用，新型生物医用钛合金的设计要求也随之提高，不仅需要考虑合金元素的生物相容性、细胞毒性等生物安全性指标，而且针对不同的人群提出可拆卸或长期植入的理念。对比分析了国际上对医用钛合金的传统设计方法及准则，重点介绍了新一代外科植入用钛合金应该具备的最新设计要素和最新应用进展，提出了医用钛合金的未来发展方向。
位点特异性糖基化蛋白质组学研究回顾与展望
摘要：糖基化是蛋白质翻译后修饰中最为多样和复杂的类型之一, 具有广泛且重要的生物学功能. 作为研究蛋白质糖基化修饰的核心领域, 糖蛋白质组学, 尤其是位点特异性糖基化蛋白质组学研究, 能够揭示与疾病相关的糖链结构和糖基化位点. 这不仅有助于深入理解特定蛋白质糖基化修饰特征, 还为揭示糖基化在疾病发生和发展中的作用机制提供了重要的信息. 本综述回顾了过去20年基于质谱的糖蛋白质组学的主要进展, 重点聚焦于完整糖肽解析的研究成果. 首先, 概述了糖蛋白质组学的发展历程, 并回顾了从糖基化位点鉴定到完整糖肽解析中的关键研究进展. 随后, 深入探讨了糖肽富集技术、质谱分析方法、数据解析工具及数据库建设等方面的进展, 分析了相关技术的优势与挑战. 最后, 指出了当前糖蛋白质组学研究中亟需解决的问题, 并展望了未来在解析深度、全面性、准确性及生物医学应用等方面的发展方向.
压电生物传感器及其在医疗健康中的应用
摘要：随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，医疗健康已具有重要的战略地位。生物传感技术作为一种重要分析检测手段，在医疗健康领域发挥着关键作用。压电生物传感器是利用压电材料进行生物分析的一种新型生物传感器，具有稳定性好、检测速度快、精确度高、操作简单的优良特性，在生物医学、健康监护和疾病防控等领域具有重要的应用价值。本文综述了近年来国内外压电生物传感器的研究进展，介绍了基于石英晶体微天平压电效应的压电生物传感器的工作原理及常用的压电材料，包括无机压电材料、有机压电材料、压电复合材料以及生物压电材料。此外，还介绍了压电生物传感器在人体健康监护与疾病防控方面的应用，如心率、脉搏等生理性体征的监测，生物标志物及新冠肺炎等流行病毒的检测。最后总结了目前压电生物传感器面临的问题，并对其未来的发展进行了展望。
脑机接口领域发展态势
摘要：脑机接口为人脑功能研究提供了重要方法，为脑疾病临床诊治提供前沿探索工具。2024 年脑机接口领域进入技术爆发期，具体表现在以下几方面。(1) 国内外加强脑机接口资助：相比较而言，美国重视电极、芯片开发及其在医疗与防务的应用，欧盟重视相关材料开发与科研应用，我国将脑机接口作为未来产业进行全面部署；(2) 相关技术迭代升级：新型接口、电极等硬件被相继开发出来，大模型应用于脑电解码中，提升编解码能力；(3) 临床试验持续推进：多款侵入式脑机接口进入临床试验，目前全球已开展70 多例临床试验；(4) 应用领域“多点开花”：医疗应用从运动与语言修复、肌萎缩侧索硬化等罕见病的治疗，扩展到抑郁症等常见神经精神疾病，非侵入式脑机接口已经应用于疲劳驾驶检测、游戏娱乐等生产生活中；(5) 产业快速发展：产值增长迅速，企业研发活跃。未来，脑机接口成本将大幅下降，实现大脑与机器的双向交互，为医疗、教育与娱乐等众多领域带来变革。
器官芯片的制备及生物医学工程应用
摘要：器官芯片是在体外构建疾病(或正常)模型的一种新兴技术, 近几年受到科研工作者和医务人员的广泛关注. 相比构建模型的传统方法, 具有便携性、高通量、可模拟在体微环境等优势, 在研究疾病的发病机理、筛选药物等方面有着广阔的应用前景. 本文介绍了器官芯片的发展历程, 综述了器官芯片的主要结构及材料, 通过分析现有器官芯片的结构, 认为高度集成的器官芯片包括微流控芯片、细胞/微组织、构建微环境的执行部件以及微传感器4个要素, 针对每个要素介绍了其常用制备方法. 随后讨论了器官芯片目前已取得的进展以及走向、临床应用所面临的挑战, 最后展望了器官芯片未来的发展方向.
可穿戴摩擦纳米发电纺织品：材料、制造与应用
摘要：目前智能可穿戴设备大多为智能手表、手环等，具有刚性大、舒适性差和需要频繁充电的问题，难以满足人体工效学和服装舒适性的要求，无法长久穿戴实现全天候的监测。基于纺织品的摩擦纳米发电机（textile triboelectricnanogenerator， T-TENG）可集成到鞋服中作为柔性电源和自供电传感器使用，是一种理想的人体主动健康监测和执行的可穿戴器件。然而，目前报道的柔性可穿戴织物基器件大多需要经过封装处理后再集成到服装上，造成服装透气性下降。此外，目前的研究大多数处于实验室阶段，没有充分考虑T-TENG 在实际使用过程中耐久性、灵敏性和稳定性等性能。本文综述了T-TENG 的基本工作模式、材料选择、制造方法、集成鞋服的方式及应用场景，重点讨论了纳米纤维膜和纺织复合材料的T-TENG、纤维/纱线基T-TENG 和织物基T-TENG 的制备方法，提出了未来舒适型T-TENG 的研发与在服饰上的集成新策略，包括T-TENG 的规模化制备、T-TENG 与传统服饰的一体化集成、T-TENG 的监测精度与舒适性的兼容以及T-TENG 的耐用性和稳定性。
面向生物制造的数据库、知识库与大模型
摘要：生物制造技术是一种融合生物学、化学和工程学的前沿制造方法，利用可再生生物质和生物体作为生产介质，通过发酵过程规模化生产目标产品。与传统石化路线相比，生物制造在减少CO2 排放、降低能耗和成本方面具有显著优势。随着系统生物学、合成生物学的发展和生物大数据的积累，人工智能、大模型和高性能计算等信息技术与生物技术的融合，生物制造正逐步进入数据驱动时代。本文综述了面向生物制造的数据库、知识库与大语言模型的最新研究进展，探讨了该领域的发展方向、难点以及新兴技术方法，为相关领域的科研工作提供了参考和启示。
生物可降解聚酯/生物陶瓷3D打印骨组织工程支架研究进展
摘要 ：移植骨植入物是目前治疗骨缺损的公认有效手段之一。生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料结合了生物可降解聚酯的良好力学性能、可降解性能和生物陶瓷的成骨活性，为骨植入物材料提供了新的选择。骨组织工程通过模拟骨骼微环境，加速骨缺损修复。将生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料制备成骨组织工程支架，能进一步加快骨修复进程。3D 打印技术的引入能使生物可降解聚酯/生物陶瓷骨组织工程支架的制备过程精确、可重复且具备高自由度，展现出了良好的发展前景。本文阐述了骨组织工程支架应具备的各项性能，总结了近年来国内外学者对生物可降解聚酯/生物陶瓷骨组织工程支架上述性能的改善策略，并展望未来该研究领域的发展方向。
基于纳米酶的脊髓损伤治疗
摘要：创伤性脊髓损伤是由外部冲击引起的椎管内神经结构损害，其发病率及致残率较高。目前临床治疗主要采用手术、激素冲击等方法，由于缺乏针对性治疗药物，无法实现实质性的功能恢复。针对脊髓损伤病理进程中氧化应激及神经炎症等特点，开发可持续降解自由基、抑制氧化应激、调节神经炎症的疗法成为研究热点。纳米酶具有与天然酶类似的催化活性，且在生理条件下稳定，可以持续抑制氧化应激和神经炎症，对脊髓损伤治疗具有重要意义。本文聚焦基于纳米酶的脊髓损伤治疗，介绍了脊髓损伤的病理生理学特点，纳米酶的分类、性质及纳米酶治疗脊髓损伤的研究进展，阐述了纳米酶对脊髓损伤治疗的推动作用，尤其使脊髓损伤治疗从单纯缓解症状的姑息治疗向神经再生的转变，展现了纳米酶作为脊髓损伤治疗平台的多功能性和潜在应用前景。
即时检验技术:形成、发展与演变
摘要：即时检验是指在采样现场进行并能够快速得到检验结果的一类检测方法。因具有响应速度快、灵敏度高、特异性好、操作简便的优势,尤其适用于紧急救治环境或者医疗资源匮乏的地区。近年来在主动健康的背景下,即时检验朝着小型化、集成化、智能化方向发展,基于可穿戴的即时检验技术逐步成为未来个性化预警的潜在方案。本文综述了即时检验的发展历程,阐述了其从单时相检测到个性化可穿戴监测的特征变化,强调了即时检验的技术难点从提高检测灵敏度到实现智能监测、预警的演变。针对临床对个体化健康管理需求的增加,本文提出了“健康全息检验”的概念,并探讨了其未来发展的方向以及实施过程中的挑战与解决方案,旨在为全民健康提供新思路和理念,进而促进即时检验领域的发展。
