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。
晶体管生物传感:界面调控策略及生物医学应用
摘要：晶体管基生物传感是一种结合生物受体识别功能, 利用场效应晶体管器件(field-effect transistor, FET)作为信号放大和转导单元, 实现生物分子或小分子特异性检测的分析方法. FET生物传感器具备响应快、无标签、高灵敏、易操作和易集成等多重优势, 在疾病筛查和健康监测等生物医学领域展现出巨大的应用潜力. 本文总结了近十年在高性能FET生物传感器开发方面已取得的显著成果, 重点关注于FET电学分析平台的界面调控策略和生物医学应用. 首先, 我们讨论了传感元件、传感界面的调制以及识别元件的设计等界面工程改造策略. 进一步, 对FET电学分析平台在体外检测和生理环境实时监测方面的应用进行了全面总结. 最后, 深入探讨了FET电学分析平台在实际应用方面所面临的关键机遇和挑战, 旨在为高性能FET生物传感平台和生物电子器件的设计、开发和应用提供参考.
智能蛋白质工程
摘要：蛋白质是生命活动的重要基础物质，在生物体内扮演着多种关键角色，包括构建细胞结构、参与代谢和能量转化、调节生理功能、提供免疫保护、传递信号等。蛋白质多样化的功能是通过其特定的氨基酸序列，以及相应的三维结构来实现的。蛋白质工程通过改变或设计蛋白质的序列与结构来实现特定的功能，从而扩展对蛋白质的理解，并为生物医学、生物材料、生物工程及其他领域的研究提供强大的工具和技术支持。近年来，随着算法的进步、大数据的积累，以及硬件计算能力的提升，人工智能技术得到了快速发展，并逐渐应用于蛋白质工程领域，形成了智能蛋白质工程。通过运用基因组、蛋白质组、蛋白质结构数据库等生物学大数据，以及在数据基础上建立各类先进的深度学习模型，智能蛋白质工程能够实现高效、精准、可预测的蛋白质设计和改造。本文主要侧重于智能蛋白质工程的四个方面，即结构设计、无骨架的序列设计、基于骨架的序列设计，以及其他辅助设计方法，总结了人工智能技术在这些领域取得的最新进展，并汇总了近年来采用智能蛋白质工程技术取得的实践成果。智能蛋白质工程作为一种新兴的技术和方法，展示了巨大的潜力和前景，为未来科学研究和技术创新带来深远的影响，并为解决全球性挑战提供新的解决方案和工具。
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。
医用含铜抗菌金属——从研究走上应用
摘要：我国在医用抗菌金属的研究方面走在国际前列，其应用有望有效地降低与医疗器械或植入物相关的细菌感染发生率，具有重要的临床价值。该文简要介绍了我国在医用含铜抗菌金属方面的创新研究及其在医学领域中的初步应用，并对未来面临的机遇与挑战进行了分析。
植入式脑机接口系统实现、临床进展与技术挑战
摘要：近年来，脑机接口的临床实验进展使得该技术受到了越来越多的关注。本文综述了植入式脑机接口（implantable brain-computer interfaces，iBCIs） 的系统实现及最新临床进展，随后对制约iBCIs规模化的关键技术及挑战展开了讨论。在系统实现部分，本文将前端电极分为刺入式和贴附式两种类型展开介绍，并将实验范式视作解码器的学习基准放置于信号处理与解码器部分进行讨论，同时将效应器视作iBCIs系统的关键部分进行了单独的讨论分析。在临床进展部分，本文从患者的角度出发，将iBCIs系统的最新临床进展分为功能康复和功能替代两种类型并对两者的功能界限作了深入探讨。最后，文章提出，目前iBCIs关键技术挑战来源于多个方面，包括高通量且高生物相容性神经界面、准确且鲁棒的解码算法和涉及患者与制造商之间可能存在的伦理隐私安全问题。因此，iBCIs 技术发展需要相关各方共同努力助力推进更为广泛且深入的临床应用。
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。
基于上转换纳米材料的免疫检测技术应用
摘要：免疫分析法具有简便、快速、准确等特点，广泛应用于医学、食品、环境等领域检测，将免疫分析方法与纳米材料相结合可以提高免疫分析的性能。与传统纳米材料相比，上转换纳米颗粒（upconversion nanoparticles，UCNPs）具有光稳定性好、发光寿命长和狭窄及可调整的发射带等优秀的光学性质，与免疫分析相结合可显著降低背景噪声，提高分析灵敏度。本文简要介绍了UCNPs的发光机制，对UCNPs的合成和表面修饰方法进行了总结，并详细论述荧光共振能量转移、内滤效应、磁分离技术、上转化连接免疫吸附技术和上转换免疫层析技术五种基于UCNPs的免疫检测技术，最后对该技术所面临的挑战和前景进行总结和展望，以期为UCNPs免疫检测技术的发展提供理论指导。
耳蜗感音机理研究及临床应用
摘要：听力损失与耳聋疾病已严重威胁人类健康和影响人们的生活质量。耳是人体中重要的感觉器官,耳蜗是人耳关键的感音结构,受限于其复杂精密且位置隐蔽,导致实验研究存在诸多难以克服的困难,迄今为止诠释耳蜗感音机理仍是医学的重要难题。因此,融合数学、力学、生物和医学的多学科交叉原理,建立真实有效的耳蜗结构生物力学模型,深入研究耳蜗的感音机理,为听力修复和临床治疗提供理论基础是许多科学家关注的焦点。本文总结了当前耳蜗感音机理及临床应用研究现状,指出当前尚存在的问题,并对今后的研究工作进行展望。
纳米药物研发与商业化趋势统计分析
摘要: 纳米药物是纳米技术在医药领域的应用。与常规药物相比，纳米药物在实现靶向给药、缓控释给药、提高药物溶解度及生物利用度、降低毒副作用等方面具有良好的发展前景。本研究通过统计数据分析纳米药物从理论研究探索到商业上市各阶段的发展状况，包括纳米药物数量、重要研发国家与公司、主要适应症与作用机制的分布、具有较高商业价值的热点药物等，分析纳米药物的总体发展趋势，揭示其竞争态势和主要发展方向。
