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挤出成形3D打印仿生骨植入钛合金支架制备工艺及性能研究

挤出成形3D打印仿生骨植入钛合金支架制备工艺及性能研究

摘要：采用万能试验机和扫描电子显微镜研究了挤出成形3D打印Ti6Al4V钛合金支架的制备工艺、力学性能及微观结构，介绍了采用聚乙烯醇（PVA）水凝胶制备钛合金支架的方法，研究了浆料PVA含量、脱脂温度和烧结温度对制备工艺的影响规律，分析了钛合金支架孔隙率与力学性能的关系。结果表明：采用PVA 水凝胶制备钛合金支架可以获得分布均匀且高度互联的多孔结构，当浆料PVA 质量分数为15%，脱脂温度和烧结温度分别设定为360℃和1300℃时，制备工艺最佳。孔隙率为59.8% 的钛合金支架表现出与人体骨骼相匹配的力学性能，可避免应力遮蔽效应。
医疗 2025年01月07日
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

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
柔性有机聚合物光子器件及其生物医学应用

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
基于无机纳米材料的抗菌抗病毒功能涂层和薄膜

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
自修复介电弹性体致动器的研究进展

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
3D打印复合墨水体系在软骨组织工程领域研究进展

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
上肢康复机器人研究综述

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
合成生物元件与线路的智能设计

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
新型抗菌材料的抗菌作用及机制研究进展

新型抗菌材料的抗菌作用及机制研究进展

摘要：抗生素的使用致使许多细菌产生耐药性，这对人类和动物的健康造成了严重威胁。新型抗菌材料不仅可以有效灭活抗生素耐药细菌，还不会使细菌产生耐药性，使其成为解决这个问题的有效方法。目前，已经研发出了各种新型抗菌材料，如天然抗菌化合物、光催化抗菌材料等，其均具有抗菌效果好、价格低廉、污染小以及生物相容性高等优点，并且科研人员们也结合最新技术对其抗菌机制展开了深入研究。因此，本综述系统介绍了新型抗菌材料的最新研究进展及抗菌机制，对该领域存在的问题进行了论述，并对发展前景进行了展望。
医疗 2026年02月24日
医用镁合金体内降解行为与表面改性研究进展

医用镁合金体内降解行为与表面改性研究进展

摘要：医用镁合金具有良好的生物相容性、优异的综合力学性能以及独特的可降解性，是人体非重要承力部位的理想植入材料，但是过快的降解限制了其临床应用。探索更加适合镁合金的植入部位并通过表面改性技术使其降解速率与组织修复过程达到同步是突破临床应用瓶颈的关键。近年来，国内外研究人员研究了体内不同植入环境中镁合金的腐蚀降解机理，利用适当的表面改性技术从涂层成分设计与组织优化角度对医用镁合金的降解行为进行了调控。本文分析了腐蚀介质种类、成分、浓度、流动状态等生理环境对医用镁合金降解行为的影响机制，总结了医用镁合金在骨科、心血管科、消化内科、泌尿外科等植入环境中降解行为的差异，综述了金属涂层、无机非金属涂层、有机高分子涂层、生物功能涂层、复合涂层调控医用镁合金降解行为的研究进展，展望了基于人体特定植入部位开发生物功能性涂层的研究思路，为促进镁合金植入器械的临床应用提供参考。
医疗 2024年05月28日