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.

摘要：生物医用有色金属材料发展迅速，形成了适应不同体内环境、不同组织的医用有色金属材料及器件体系；着眼未来开展领域研究规划，提升新型医用有色金属材料及器件的临床应用水平，兼具理论研究与实践应用价值。本文论述了生物医用有色金属材料在耐蚀性、耐磨性、疲劳强度及韧性、生物适配性等方面的关键性能要求，系统梳理了永久性植入有色金属材料、生物可降解有色金属材料、多孔医用有色金属材料、医用有色金属表面改性等细分领域的研究进展、发展趋势与科学问题。在凝练各类生物医用有色金属材料未来研究方向的基础上，提出了加强基础与关键核心技术研究、组建“产学研医监”协同创新体、建立相关标准及规范、培育高精尖人才体系等发展建议，以期为新型材料发展布局与前沿技术研发提供先导性参考。

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。

摘要：近年来,先进人工智能(Artificial intelligence,AI)技术驱动的新药研发备受关注。先进的人工智能算法(机器学习和深度学习)已逐渐应用于新药研发的各个场景,如表征学习任务(分子描述符)、预测任务(药靶结合亲和力预测、晶型结构预测和分子基本性质预测)以及生成任务(分子构象生成和药物分子生成)等。该技术可大大减少新药研发的成本和时间,提高药物研发效率,降低临床前和临床试验的相关成本和风险。本文归纳总结了近年来新药研发中先进人工智能技术的应用,帮助了解该领域的研究进展和未来发展趋势,助力创新药物的研发。

摘要：随着生物医疗技术的不断进步以及微创手术的快速发展，植介入医疗器件对精细金属材料的需求量不断增加。医用导丝、心脏起搏器导线、功能性电刺激装置、牙矫正器、耳蜗植入装置等医疗器件，根据其植入尺寸及功能作用，都要求采用直径50～500μm不等的精细丝材进行加工。传统医用金属丝材如316 不锈钢、NiTi 形状记忆合金、TC4 等均含有Cr、Ni等毒性元素。这些医用金属丝材植入人体后，总会产生腐蚀与磨损，造成毒性元素的析出，极易引起炎症反应，对人体健康造成较大的危害。因此，近年来研究人员从选择合适的替代元素和优化制备工艺方面不断尝试改善医用金属丝材的性能，并取得了丰硕的成果，在保持高强低模的同时消除了毒性元素带来的危害。此后，出现了一批新型医用金属丝材，包括:Fe-17Cr-14Mn-2Mo-(0.45～0.7)N医用奥氏体不锈钢、Ti-22Nb-Fe合金、新型β钛合金等。尺寸的细小化对医疗装置中常用的异种材料的焊接技术提出了更高的要求。异种材料焊接的难点在于异种丝材化学成分的差异使得焊接过程易形成脆性化合物，从而恶化接头性能、降低焊接可靠性。近几年，研究人员对比固相连接、钎焊连接、熔化焊连接等多种焊接方法，发现微激光焊接方法具有能量密度高、焊缝窄、热影响区小、焊接变形小、高温停留时间短、熔化金属量少、光束方向性好、能进行精密加工等特点，在焊接异种金属丝材时效果最好。同时通过工艺参数的优化、过渡层的填充、工装夹具的设计以及接头失效形式分析、焊接连接机理的讨论，研究人员主要对316LVM( Low-carbon vaccum melting) 不锈钢丝材及TiNi 形状记忆合金丝材异种金属材料微激光焊接进行了系统研究，并取得了一些研究成果，实现了异种丝材焊接接头可靠性的大幅提升。本文系统梳理了医用金属丝材的发展及应用状况，针对异种精细金属丝材焊接的难点，从焊接方法、工艺研究及连接机理三个方面分别介绍了植介入用异种金属丝材焊接技术的研究进展，同时对该领域未来研究方向进行了总结与展望，以期为制备高可靠性的生物医用异质金属焊接接头提供帮助。

摘要：高尿酸血症(hyperuricemia, HUA)是一种常见的代谢性疾病，尿酸过高时会积聚在关节内形成尿酸盐结晶，引发痛风，并可能触发其他健康问题。目前市售降尿酸药物种类繁杂，但普遍存在肾功能损害等副作用。相比之下，活体生物药治疗高尿酸血症的安全性更高、见效更快且具有调节肠道菌群生态等优点。本文主要阐述了基于合成生物学技术开发治疗高尿酸血症的活体生物药的研究进展，重点介绍了降解嘌呤前体物质、创建新嘌呤代谢途径、优化尿酸氧化酶表达、尿酸氧化反应的辅助强化等功能模块的构建方式及表达，为高尿酸血症的活体生物药开发提供了新的思路。

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。

摘要：肝脏、肾脏等器官因血管密集、质地脆弱，在受到创伤后出血常难以控制，且组织易二次受创，导致外科止血难度大。无需按压即可遇湿粘附固定，同时实现物理封堵和促进凝血，是应对不可压迫伤口出血的止血材料应具备的关键性能。本工作拟设计并制备一种新型止血材料，取向多孔海绵结合聚合物交联多孔网络，通过冷冻干燥制得遇湿粘附多孔止血海绵。该材料有效整合了取向壳聚糖海绵的快速吸血、凝血能力，疏松多孔粘性基质层的遇湿粘附能力。微观结构分析验证了材料的分层、多孔结构，双层海绵展示出优异的力学性能和生物粘附效果。材料生物相容性良好，高达８５％的孔隙率及近５００％的采血率赋予材料快速吸血并促进凝血的性能。体外模拟止血实验证实该海绵具有优异的止血效果，在处理肝脏、肾脏等脆弱器官出血的体内环境中具有广阔的应用前景，这项工作也为粘附性止血材料的开发开辟了新的途径和方法。

摘要：随着基因组学和生物技术的快速发展, 基因编辑技术, 特别是CRISPR-Cas9系统, 已成为生物医学研究和治疗中的重要工具. 然而, 传统的基因编辑器递送方法在递送效率和靶向性方面仍面临诸多挑战, 同时, 临床上最常用的病毒载体因其安全性问题也受到诸多限制. 在此背景下, 纳米递送系统凭借其优越的物理化学性能逐渐成为递送基因编辑器的重要工具. 纳米递送系统具备可调节的化学结构、良好的生物相容性以及针对特定器官组织的靶向能力. 探讨纳米递送系统在基因编辑中的应用, 能够推动基因编辑技术的发展, 为更多疾病的治疗提供新的思路. 本文将介绍当前研究较为广泛的基因编辑系统和纳米递送系统, 并重点分析不同纳米递送系统尤其是脂质纳米颗粒在基因编辑中的应用案例, 旨在探讨纳米递送系统在基因编辑领域的发展和未来, 期望其能够在临床治疗中得到更为广泛的实际应用, 为基因治疗的发展提供坚实支持.

摘要：银纳米团簇（AgNCs）是尺寸介于金属原子和纳米颗粒之间的一种新型荧光纳米材料，因其具有超小的尺寸、光稳定性好、表面易于修饰、荧光性质可调节和生物相容性良好等优势，在生物成像及生物传感等领域引起了越来越多的关注。结合近年来关于银纳米团簇的研究，总结了其在合成、性质、功能化和应用的现状，重点介绍了银纳米团簇在荧光性质以及生物应用方面的最新进展。最后，还对功能银纳米团簇的应用所面临的挑战和发展趋势进行了展望。