肿瘤微环境调控导向的介入栓塞材料研究进展

摘要:经导管动脉栓塞及其衍生技术, 如经导管动脉化疗栓塞和经导管动脉放射栓塞, 已成为富血供实体肿瘤的重要局部治疗手段, 尤其在中晚期肝细胞癌中应用广泛。然而, 现有治疗仍以姑息性控制为主, 其疗效受限于单纯血流阻断所诱导的肿瘤适应性反应, 包括缺氧驱动的新生血管形成、代谢重编程及免疫抑制性肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME)的建立, 最终导致肿瘤复发与进展。研究表明, 栓塞过程不仅是机械性血流阻断事件, 更是伴随TME 动态重塑的复杂生物学过程。传统栓塞材料与药物洗脱微球主要依赖被动血管阻断, 仍缺乏对栓塞后TME 演化过程的主动调控能力。因此, 介入栓塞材料正由单一栓塞功能向TME 调控导向的多维度设计转变, 通过结构与功能协同, 实现对缺氧、代谢及免疫微环境的系统干预。围绕这一设计思路转变, 从空间调控、时序编程释放、信号响应及外场能量驱动等方面总结栓塞材料的结构设计与作用机制, 并探讨其在免疫重塑及不同临床场景中的应用前景, 以期为介入栓塞治疗的优化与转化提供理论支持。

用于软骨下骨修复的镁基支架

摘要:骨关节炎(osteoarthritis,OA)作为一种可以导致残疾的退行性疾病,常累及软骨下骨。受损的关节软骨和软骨下骨很难自愈,用于功能修复的组织工程支架是一种有前途的治疗方法。近年来,镁合金因其良好的机械和生物学性能被视为可降解多孔支架有希望的候选者。然而,目前对于适用于软骨下骨缺损修复的镁基支架的结构设计和优化方案还没有定论。归纳了镁合金用于骨软骨支架的研究进展,包括多孔支架的制造方法;添加合金元素和表面改性的优化策略;参数化与非参数化的结构设计;镁基支架的机械、降解和生物学性能及其影响因素。讨论了未来研究的潜在方向。旨在为多孔镁基支架的开发和临床应用提供参考。

镁合金全降解血管支架研究进展

摘要:全降解血管支架具有克服传统不可降解金属支架长期植入引起的慢性炎症、晚期支架血栓以及需长期服用抗血小板药物等问题的潜在优势,因此目前在世界范围内是介入医学工程领域研究开发的热点。镁合金全降解血管支架因兼具较高的支撑强度和生物可降解吸收特性,更是走在了全降解血管支架发展的前列。本文主要介绍国际上广泛关注的德国Biotronik 公司镁合金全降解血管支架的研发历程,以及我国自主研发的AZ31、JDBM和MgZnYNd 3 种镁合金全降解血管支架研发现状。国内外大量的动物和临床实验表明,镁合金血管支架在体内是安全有效的,但其降解速率比预期稍快。通过建立新型合金体系并改善支架的结构和涂层,镁合金全降解血管支架性能将逐渐完善,并在不久的将来在治疗心血管疾病等方面发挥其重大作用。

镍钛合金心脑血管支架的加工与表面处理

摘要:镍钛合金支架凭借其超弹性、形状记忆效应及优异的生物相容性,在心脑血管疾病治疗中具有不可替代的作用,但其临床疗效高度依赖加工方法与表面改性技术的适配性。本文系统综述了镍钛合金支架的两种主要加工方式———激光雕刻与精细编织的技术特性及其在心脏瓣膜支架、冠脉支架、外周支架和脑血管支架中的应用差异:激光雕刻支架具有闭环结构,精度高,适用于需强径向支撑力的瓣膜与冠脉病变;精细编织通过可调节性的结构实现灵活形变,优先满足颅内动脉瘤与外周血管的柔顺性需求。表面改性技术则针对不同临床应用进行功能定制:心脏瓣膜支架侧重无机涂层的抗钙化能力,冠脉支架以药物缓释涂层为核心,外周支架融合抗菌与抗血栓功能,脑血管支架则通过超薄接枝层平衡即时抗凝与神经安全性。同时还分析了工艺选择与临床需求的深层关联,为镍钛支架的精准化设计与应用适配提供了理论依据,并基于复合工艺、智能材料与动态功能整合等方面对镍钛合金支架加工及表面处理的未来发展趋势进行了展望。

生物炭光催化材料降解抗生素的研究进展

摘要:大量的抗生素被释放到自然环境中,对生态系统和人类健康构成潜在威胁。生物炭光催化材料通常具有污染物去除效率高、环境友好和能耗低等优点,在高效去除水中抗生素方面具有广阔的应用前景。生物炭的结构和化学性质提高了光催化剂的吸光性能、降解活性和稳定性。本文综述了生物炭光催化材料相对于生物炭吸附以及纳米粒子光催化降解水中污染物的优势,总结了溶胶凝胶法、超声法、水热法3 种制备生物炭光催化材料的方法,以及复合材料应用于降解水体中抗生素方面的研究进展,重点介绍了生物炭光催化材料降解水体中污染物的机理,最后对生物炭光催化材料未来的研究方向和发展前景进行了总结和展望,指出设计可规模化和实际应用的生物炭光催化材料将成为该领域未来的研究重点。

生物质及生物质相关止血材料的研究进展

摘要:伤口的快速止血和愈合对于解决意外事故造成的出血具有重要意义,相关止血材料的开发和应用一直备受关注。以角蛋白、丝素蛋白、胶原蛋白为代表的蛋白类和以纤维素、壳聚糖、海藻酸为代表的多糖类等生物质材料,因其无毒性、低抗原性、良好的生物相容性、生物可降解性等优点在止血领域展现了前所未有的应用价值。基于此,本文对生物质止血材料的设计、制备及止血应用的最新研究进展进行了全面综述,并对其发展前景做了展望,以期为新型高效止血材料的开发和实际应用提供思路。

医用钛合金表面改性技术研究进展

摘要:钛合金因其合适的弹性模量、高强度、良好的耐蚀性等特点在生物医用领域有着广泛的应用。然而钛合金耐磨性、耐疲劳性、生物相容性和抗菌性较差,对器械使用寿命、植入物的成功率等方面有很大影响,主要介绍了通过表面改性技术来提高钛合金耐磨性、耐疲劳性能、生物相容性抗菌性,并展望其未来可能的发展方向。

生物可吸收Fe-N合金血管支架研究现状与展望

摘要:药物洗脱支架(Drug Eluting Stent,DES)的靶病变失败率(Target Lesion Failure,TLF)逐年上升,远期效果不佳。发展可吸收支架(Bioresorbable Scaffold,BRS)是解决上述问题的临床共识。在不添加任何有毒金属元素的前提下,Fe-N合金材料凭借其优异的综合力学性能脱颖而出,由Fe-N合金材料制成的铁基可吸收药物洗脱支架(Iron-Based Scaffold,IBS),不仅实现了超薄杆壁设计(壁厚薄至50 μm),且可在术后3~6个月内保持与钴铬合金DES相当的径向支撑强度,并在术后2~3年内逐渐降解而被人体吸收,有望降低DES支架植入带来的远期风险。本文以近20 年的基础和转化医学研究为基础,详细探讨了铁基BRS支架研发过程,包括纯铁氮化技术、超薄杆壁BRS支架设计、药物涂层设计、生物相容性、体内降解行为、临床试验进展以及未来挑战等,旨在为临床医学应用提供参考,并期望为本领域的后续研究带来启示和借鉴。

细菌纤维素功能化改性及其在医学领域的研究进展

摘要: 细菌纤维素(bacterialcellulose,BC)具有独特的三维网络结构,其孔隙率高、机械强度大、生物相容性好,可作为人造血管、组织工程以及伤口敷料的理想候选者,是生物医学材料研究的热点之一。然而,由于BC本身并不具备抗菌、生肌止血等特点,限制了其在医学领域的进一步应用。因此,通过非原位和原位改性方法将功能性聚合物、碳基纳米材料以及金属纳米颗粒引入BC,获得具有增强功能特性的复合材料,这些改性的BC材料在该领域中展现出巨大的应用潜力。本综述介绍了BC的制备,及其功能化改性,并总结近年来其在医疗领域的主要成果,为开发低成本、绿色安全和多功能的医用材料提供参考。

面向生物医疗应用的电刺激集成电路与系统综述

摘要: 电刺激技术被广泛应用于多种生物医学领域,包括心脏起搏器、人工耳蜗、肌肉重建、视力恢复和癫痫抑制等。与传统的药物治疗或手术方法相比,电刺激具有更小的侵害性、更高的灵活性和更好的可恢复性,并且消除了药物依赖性与成瘾性的风险。由于集成电路具有功耗低、可靠性高、可编程性强、易于多功能集成和易于大规模生产等优势,能够满足小型化、智能化和经济高效的生物医用需求,近年来已发展成为电刺激器设计的首要选择。然而,高密度电极与刺激产生电路的集成,给电极组织接口设计带来了很大挑战。本文从电极组织接口出发,全面概述了植入式电刺激器相关的集成电路设计,包括基础驱动电路拓扑和高性能复杂设计,重点分析了生物医用植入式芯片的可靠性与安全性,并介绍了刺激器与闭环系统中能量收集等模块结合的创新设计。同时结合课题组在电刺激和接口电路方面的工作,讨论了电刺激技术和接口系统的未来方向。