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：生物制造作为新兴产业，其核心挑战在于实现发酵过程的精准优化与高效放大。本文聚焦发酵过程的关键环节——实时感知与智能控制，系统综述了在线检测技术、人工智能驱动的优化策略及数字孪生技术的应用进展。首先，从常规参数(温度、pH、溶解氧)到高级传感技术(在线活细胞传感、光谱分析、尾气监测)的在线检测手段，为实时获取微生物代谢状态提供了数据基础。其次，传统基于专家经验的静态控制逐步向人工智能驱动的动态优化演进，机器学习(如人工神经网络、支持向量机)与遗传算法等技术的整合显著提升了补料策略与工艺参数的调控效率。最后，数字孪生技术通过融合实时传感数据与多尺度模型(细胞代谢动力学与反应器流场模拟)，为发酵过程的全生命周期优化与理性放大提供了新范式。未来，基于智能感知与数字孪生的闭环控制系统将加速合成生物学成果的产业化，推动生物制造向高效、智能、可持续方向迈进。

摘要 ：移植骨植入物是目前治疗骨缺损的公认有效手段之一。生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料结合了生物可降解聚酯的良好力学性能、可降解性能和生物陶瓷的成骨活性，为骨植入物材料提供了新的选择。骨组织工程通过模拟骨骼微环境，加速骨缺损修复。将生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料制备成骨组织工程支架，能进一步加快骨修复进程。3D 打印技术的引入能使生物可降解聚酯/生物陶瓷骨组织工程支架的制备过程精确、可重复且具备高自由度，展现出了良好的发展前景。本文阐述了骨组织工程支架应具备的各项性能，总结了近年来国内外学者对生物可降解聚酯/生物陶瓷骨组织工程支架上述性能的改善策略，并展望未来该研究领域的发展方向。

摘要：近年来，随着原位冷冻电镜技术和人工智能技术的不断发展，结构生物学的研究模式发生了重大转变。结构解析不再局限于分离提纯的单一生物大分子，而是在细胞甚至组织内原位直接解析生物大分子的高分辨率结构，并对亚细胞区域整体分子景观进行结构探索，从而更深刻地理解细胞与组织内生命活动的分子机制。通过展示细胞内不同蛋白质复合物的精细原位结构，可以进一步生成蛋白质组的可视化定量空间分子结构功能图谱，即可视蛋白质组学。以原位冷冻电镜技术为代表的新技术能够在空间水平阐明细胞内蛋白质组的三维相互作用网络，促进从整体上系统性地理解细胞内生物大分子结构功能与互作机制。为推动中国原位冷冻电镜技术和可视蛋白质组学的发展，本文总结了其研究模式和最新前沿进展，结合具体实例展示了新概念与新技术的先进性，并对发展前景进行了展望。

摘要：通过化学过程和微生物与酶等生物过程来生产生物可降解塑料发展迅速，在一些领域替代不可降解塑料，有利于“白色污染”的治理。纤维材料是一类通过普通材料经过特殊加工而得到的一维材料。可生物降解材料制备成纤维材料，在纤维增强复合材料、纺织品及生物医学领域的应用具有重要意义。本文针对材料可生物降解机理和生物降解合成纤维制备方法、研究现状，以及基于可生物降解合成纤维的复合材料进行评述，并对材料纺丝成型方式、说明部分生物可降解塑料与常规纤维成型方式的适用关系，并指出了生物可降解合成纤维材料发展所面临的挑战和发展前景。

摘要：目的：设计3D打印多孔钛金属支架并通过有限元分析找出满足大孔径和高抗压强度的结构设计方案。方法：利用计算机Autodesk Inventor软件，设计15种不同孔隙结构的单元钛合金支架模型（5种类型单元体结构，分别为仿钻石-60°、仿钻石-90°、仿钻石-120°、正四面体和正六面体，每种类型单元体结构各有3 种孔径，分别为400、600、800 μm）及其15 种圆柱体模型（直径20 mm、高度20 mm），通过Autodesk Inventor 软件进行有限元分析，简单模拟膝关节处受力类型及大小，转化成Mises等效应力、安全系数及形变位移的比较，分析数据，筛选出大孔径、高抗压强度的设计模型。结果：5种不同孔隙结构的单元结构模型在安全状态下，正向受力时，除正四面体外随孔径增大而最大受力减小；侧向受力时，各单元结构随孔径增大而最大受力减小；扭转受力时，仿钻石-60°和正四面体结构体随孔径增大而最大受力减小，仿钻石-90°结构体随孔径增大而最大受力增大，而仿钻石-120°和正六面体单元结构随孔径增大基本上无变化。在3种受力条件下，所有单元结构随孔径增大而形变位移增大。5种不同单元结构圆柱体模型分别在3种受力时，孔径越大，形变位移越大，Mises等效应力越大，安全系数变化同Mises等效应力相反。综合抗压能力由强到弱的顺序为：正六面体＞正四面体＞仿钻石-120°＞仿钻石-90°＞仿钻石-60°，并且每种类型圆柱体模型中孔径越小，抗压强度越大。结论：孔径大小和孔隙形态是影响支架抗压强度的重要因素。随着孔径（400、600、800 μm）的增大，各结构的强度均有所降低。正六面体、正四面体和仿钻石-120°结构模型能够满足大孔径和高抗压强度的条件。

摘要：放射性损伤是决定放疗患者预后的重要因素，因此，开发预防和治疗放射性损伤的药物具有重要的临床意义。新型纳米药物在放射性损伤防治中展现出相较于传统防护药物的独特优势，如延长体内循环时间和提高靶向递送效率，并可根据损伤部位的特定微环境进行设计，因此，纳米药物克服了传统辐射防护剂半衰期短、靶向性差等缺点。本文综述了近期纳米材料在辐射损伤防治中的研究进展。首先介绍了辐射损伤机制，包括DNA双链断裂和活性氧类的损伤。随后针对特定的辐射损伤机制总结了对应的防护策略，并系统介绍了针对放射性造血系统、胃肠道、皮肤、肺、脑、心脏、口腔黏膜等损伤的纳米材料设计策略。最后总结了纳米材料在辐射防护领域所面临的挑战和未来发展的重点方向。纳米材料在长期生物相容性和精准靶向等方面仍面临挑战，未来的研究应集中在优化设计、提高临床转化潜力以及确保其长期安全性等方面。本文将为辐射防护纳米材料的设计提供参考。

摘要：智能活体材料是材料科学与合成生物学深度交叉融合的创新领域，通过将工程化生命系统与非生命组分有机结合，赋予材料自我修复、环境响应及自适应等类生命特性。其核心目标是利用人工基因线路对微生物进行编程，从而实现自组织活体材料的智能调控，或结合半导体、水凝胶等人工材料构建杂合活体材料体系，突破天然生物系统的功能局限。目前智能活体材料在智能传感、精准医疗、环境修复、能源转化及智能建筑等领域展现出广阔应用前景，其发展将推动多学科交叉融合。该领域还需要在生物合成与生物集成、自我修复与自我再生、环境响应性与多细胞系统三个方面进行加强，提升智能化程度，为可持续发展与材料的产业变革提供新范式。

摘要：本文从按摩治疗机理角度出发，对国内外按摩机器人及其关键技术进行了详细介绍，将按摩机器人按结构特点分为仿生式、便携式和平台式三类，并对每一类按摩机器人的研究进展进行了归纳总结。针对研究进程中手法实现、信息感知、控制策略等关键问题进行了分析和梳理，最后基于目前研究现状，展望了按摩机器人的发展趋势。

摘要：经典的热疗技术存在一些局限性, 如适形性不佳、治疗范围有限以及复发率高等问题. 纳米材料介导的微纳尺度热疗是新一代热疗技术, 它利用纳米材料在病灶部位将外界物理场的能量转换为热能, 以实现治疗效果,具有高度适形、远程可控、可结合多模态诊疗等优势, 还可在肿瘤细胞内触发多种分子事件, 激活抗肿瘤免疫反应, 阻止肿瘤的复发和转移. 微纳尺度热疗不仅能毁伤目标细胞, 还可以调节细胞特定的生命活动, 特别是通过热敏离子通道调控神经系统是近年来应用的焦点. 本文回顾热疗技术的发展历程, 综述纳米材料介导的微纳尺度热疗作为新一代热疗技术的特点及其优势, 并具体阐述其在肿瘤治疗和神经调控两大领域的应用及前景.