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.

医疗 2025年01月21日 1 点赞 0 评论 176 浏览

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。

医疗 2025年03月10日 1 点赞 0 评论 108 浏览

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。

医疗 2025年01月15日 1 点赞 0 评论 344 浏览

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。

医疗 2025年02月26日 1 点赞 0 评论 131 浏览

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。

医疗 2025年02月20日 1 点赞 0 评论 106 浏览

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。

医疗 2025年02月13日 1 点赞 0 评论 152 浏览

纳米长余辉发光材料在生物医学检测、生物成像与肿瘤治疗中的研究进展

摘要：长余辉发光材料是一种能储存外界激发光能量、在激发光停止激发后仍能持续发光的材料。由于其长余辉寿命、无需原位激发、无组织背景信号干扰和高信噪比等优点，纳米长余辉发光材料广泛应用于生物医学检测、生物成像和肿瘤治疗领域。本文综述了近年来纳米长余辉发光材料在生物医学检测、生物成像和肿瘤治疗（化疗、光热治疗、光动力治疗和免疫治疗）方面的应用进展，并进一步探讨了其在生物医学应用中所面临的挑战，对其未来的发展趋势也进行了展望。

医疗 2025年02月08日 1 点赞 0 评论 184 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 105 浏览

基于有限元分析的钛合金椎弓根螺钉插入不同骨质性能研究

摘要：钛合金因其优异的力学性能和生物相容性，广泛用于椎弓根螺钉的制备。椎弓根螺钉插入椎骨时，松质骨密度和皮质骨厚度都会对椎弓根螺钉插入稳定性产生影响，因此，有必要研究它们对椎弓根螺钉插入性能的影响。先通过有限元仿真方法研究不同骨质对椎弓根螺钉插入阶段的插入扭矩与骨应力的影响；再选用不同密度的聚氨酯泡沫作为骨材料，对标准钛合金椎弓根螺钉的插入过程进行力学性能测试。结果表明：相较于松质骨密度，皮质骨的厚度对螺钉插入稳定性的影响更大；皮质骨厚度的减小和松质骨密度的降低都会削弱椎弓根螺钉在插入时的插入扭矩；仿真结果与力学实验结果具有较高的一致性，表明有限元仿真方法可以用于椎弓根螺钉的插入扭矩预测。

医疗 2024年11月22日 1 点赞 0 评论 222 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 610 浏览