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有色金属基材料在生物医学中的应用现状

有色金属基材料在生物医学中的应用现状

摘要：人类使用生物医用材料的历史悠久，最早可追溯到公元前3 500 年古埃及人利用棉花纤维缝合伤口。生物医用材料的种类繁多，有色金属基材料是其中的一个重要选择。近些年来，有色金属基材料因其优异的生物相容性、力学特性和光热转换性等特点被广泛应用于生物医学领域，在推进患者护理上表现出巨大的潜力。归纳了有色金属基材料在介入类耗材、癌症治疗、精确诊断及生物传感方面的研究成果，包括钛、镁、钽、金、铋、铜、铂等一些元素及其合金的应用形式，总结了它们在临床实践中的特点与当前的研究重心。最后展望了有色金属材料在生物医学工程中未来发展的几个可能的方向。
医疗 2024年07月19日
MXene基泛催化生物材料的医学应用

MXene基泛催化生物材料的医学应用

摘要:近年来, 活性氧物种(reactive oxygen species, ROS)在生物系统中的重要作用引起了广泛关注. ROS作为氧代谢产生的高活性分子, 在生理和病理过程中扮演着“双刃剑”角色. 从细胞代谢、信号传递到疾病发展, ROS的动态平衡影响着生命活动. 这种微妙的平衡关系凸显了开发精准ROS调控策略的迫切性. 随着材料医学的快速发展, 各类纳米材料被广泛用于调控氧化还原稳态, 推动基于ROS的新型治疗策略的研发. 其中, 二维碳化物、氮化物和碳氮化物(MXene)及其衍生物作为新型纳米材料, 凭借其独特的结构特性、可调控的元素组成以及多样化的催化功能, 在ROS调节方面展现出巨大潜力. 本文综述了多种MXenes在肿瘤泛催化治疗、抗感染和抗炎治疗中的最新应用, 重点阐述了其通过自催化、光活化和声活化等机制调控ROS的过程. 此外, 还讨论了MXene在生物医学应用中面临的挑战和未来发展方向, 展望了其在临床应用中的广阔前景.
医疗 2026年01月21日
生物陶瓷材料的3D打印技术现状

生物陶瓷材料的3D打印技术现状

摘要：3D打印技术在小批量、个性化定制方面具有较大优势，因而在生物医用领域备受关注。可供3D打印的耗材已涵盖高分子、金属、陶瓷和衍生材料等多种类型。生物医用陶瓷熔点高、韧性差，是最不容易应用于3D打印的材料。文章综述了以陶瓷粉体、陶瓷浆料、陶瓷丝材、陶瓷薄膜等不同原料形态为耗材的3D打印陶瓷制备工艺进展，并对SLS、3DP、DIW、IJP、SL、DLP、FDM、LOM等不同工艺制备陶瓷的表面粗糙度、尺寸大小、致密度等参数进行了对比。文章还总结了3D打印生物陶瓷在骨组织工程支架和口腔修复体等硬组织修复领域的临床应用现状。综合比较，SL陶瓷增材制造技术的制造精度和成形质量高，且能制备较大尺寸零件，还可以通过掺杂微量营养元素以及表面功能性修饰来赋予生物陶瓷更好的生物学性能、力学性能乃至抗菌、肿瘤治疗等功能，具有较明显的优势。3D打印制备的生物陶瓷相比传统减材制造工艺，制备的骨组织工程支架和口腔修复体不仅力学性能好，而且具有更优秀的生物相容性和骨传导性等。
医疗 2024年07月16日
转录组生物信息学:从数据生成到分析框架

转录组生物信息学:从数据生成到分析框架

摘要：随着人类基因组计划的顺利完成和高通量测序技术的快速发展, 研究人员能够以前所未有的精度和深度对转录组进行全面探索, 揭示基因表达在转录组层面的复杂性及其在细胞和生理过程中的动态变化. 这些技术的突破大大提高了转录组数据的获取速度和准确性, 使研究人员能够对不同生理状态、发育阶段及疾病模型的基因表达模式进行精细的比较分析. 本综述归纳了转录组研究中的多种高通量测序数据获取及相关计算分析的核心思路,在基于技术手段和分析目标差异对转录组测序技术进行系统分类的基础上, 介绍了不同转录组数据分析策略在多个研究方向的应用. 同时, 本文介绍了人工智能方法在转录组分析研究中的应用, 包括利用前沿深度学习技术建立的多种预测模型等, 期望为深入开展转录组信息挖掘及其应用提供新思路.
医疗 2026年01月14日
表观基因组编辑的研究进展与应用

表观基因组编辑的研究进展与应用

摘要：表观基因组编辑技术作为一种不改变DNA序列的基因表达与功能调控方法, 近年来在遗传疾病研究与治疗领域取得显著进展. 本文从表观基因组编辑工具的演变历程, 系统阐述表观编辑的多样策略, 包括DNA甲基化、组蛋白修饰以及多重表观修饰的协同机制. 深入探讨表观基因组编辑相较于传统基因治疗在安全性、可调节性与适应证范围方面的独特优势. 总结了其在疾病相关研究及临床转化前景, 并重点分析表观编辑工具体内递送的技术挑战和未来发展趋势. 随着高效核酸递送系统的开发, 表观编辑有望发展为一种安全、高效、可调控的精准调控与基因治疗平台, 特别适用于表观遗传异常相关疾病、高度遗传异质性疾病以及需多基因同时干预的复杂疾病, 为精准医学提供全新技术范式.
医疗 2026年02月27日
可降解锌基骨植入材料及其表面改性研究进展

可降解锌基骨植入材料及其表面改性研究进展

摘要：医用锌及锌合金有望成为新一代可降解骨植入物材料来促进骨缺损的修复。概述了可降解医用锌基材料的优势，包括较好的生物安全性和抗菌效果、能促进植入部位周围血管和新骨的生成以及骨相关基因的表达能力。在此基础上，从基底材料、细胞种类及实验结果等方面系统总结了近年来关于可降解医用锌基材料生物相容性和降解行为的研究。同时，归纳了可降解医用锌在临床修复骨缺损方面所面临的主要问题和挑战，包括较差的力学性能和较强的细胞毒性。可降解医用锌较差的力学性能可以通过合金化进行改善，概述了多种新型医用锌合金的力学性能及其生物相容性。表面改性是提高可降解医用锌基表面生物相容性和调控降解的有效手段。从基底样品、表面改性手段、使用的细胞或动物模型以及细胞相容性和降解行为等方面，综述了近年来可降解锌基骨植入材料表面改性的研究现状，提出了可降解锌基骨植入材料表面改性目前所面临的难点问题，包括传统表面改性手段加剧了锌离子的释放或在表面改性后可降解医用锌的生物相容性改善功效不足，以及未来的发展方向。
医疗 2024年06月20日
肿瘤治疗性mRNA疫苗的研发进展

肿瘤治疗性mRNA疫苗的研发进展

摘要：近年来, 肿瘤疫苗作为肿瘤免疫疗法的重要组成部分, 已经取得了显著的进展. 肿瘤治疗性mRNA疫苗通过递送肿瘤相关抗原或肿瘤特异性抗原, 激发机体产生特异性免疫反应, 以识别并杀伤肿瘤细胞. 相较于其他类型的肿瘤疫苗, mRNA疫苗因其独特的优势, 在临床试验中展现出良好的治疗效果和巨大的应用潜力. mRNA疫苗的优势在于其快速的开发周期、高度的特异性, 以及能够激发强烈的免疫反应. 它们不整合入宿主基因组, 降低了安全性风险, 同时可以快速应对病原体的变异. 此外, mRNA疫苗的稳定性可以通过特定的修饰来提高, 增强其在体内的持久性和翻译效率, 从而增强疫苗的效果. 目前, 多种个体化mRNA肿瘤疫苗在临床试验中表现出较好的安全性及免疫原性, 显示了其作为肿瘤治疗工具的潜力. 本文总结了肿瘤治疗性mRNA疫苗的构成、优势、稳定性提高方法、作用机制、给药途径、递送系统、局限性和挑战等, 旨在促进肿瘤治疗性mRNA疫苗的发展和应用.
医疗 2026年01月08日
腰带型人体微环境可视化监测系统柔性集成与可穿戴应用研究

腰带型人体微环境可视化监测系统柔性集成与可穿戴应用研究

摘要：微电子系统的创新功能设计及其柔性集成封装是推进智能可穿戴设备在主动健康监测领域应用发展的核心动力. 本研究采用控制处理芯片、温湿度传感器、信号采集与无线传输模块以及光纤等光/电子元器件和功能模块设计与开发了一套温湿度数据可视化监测系统，并基于超低模量有机硅非水凝胶和3D间隔织物为主要材料复合制备了一种兼具本征和结构柔性的可拉伸电路板对其实现了一体柔性集成与封装，发展得到了一款可穿戴人体微环境(数据)可视化监测功能腰带. 所使用的新型有机硅非水凝胶复合织物材料杨氏模量和抗弯刚度分别仅为0.113 MPa和114.680 mN·mm，在充分保留原织物基底柔软顺应性的同时，还有效地引入了有机硅类材料固有的优异生物相容性、疏水性和电绝缘性，并实现了断裂拉伸强度和断裂拉伸率等力学性能的进一步增强，分别提高了48.775%和22.507%. 经其集成与封装得到的人体微环境可视化监测功能腰带采用假人进行穿戴模拟测试，通过可拉伸光纤显示板颜色变化成功地实现了人体微环境温湿度变化情况实时探测和监控. 该功能腰带还可通过与手机和电脑等设备进行连接，实现人体微环境数据的移动监测和云存储，在老年人卧床护理等特殊护理领域显示出优异的应用潜力.
医疗 2025年12月03日
金属组学和金属蛋白质组学技术于生物医药研究的 应用

金属组学和金属蛋白质组学技术于生物医药研究的 应用

摘　要　金属是生命过程中必不可少的辅助因子,是许多关键细胞进程中的必需元素。金属组学作为一门新兴的研究领域,旨在了解并揭示基于金属的生命过程的分子机制及金属的生物活性,相关研究在近年来得以蓬勃发展并受到广泛关注。本文详述了金属组学的概念及相关研究技术,重点介绍金属组学的一个重要研究分支———金属蛋白质组学,并对该领域应用于生物医药研究取得的进展进行综述,内容涵盖金属/ 金属药物在单细胞层面的摄取研究,组织和器官中的金属/ 金属药物分布研究、及其在细胞内结合靶点蛋白的鉴定及表征,金属蛋白的生物信息学分析等方面。基于以上研究现状,进一步探讨了金属组学技术在生物医药研究中所面临的挑战及发展前景。
医疗 2024年01月10日
生物医用有色金属材料研究现状与未来发展

生物医用有色金属材料研究现状与未来发展

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。
医疗 2024年05月10日