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用于神经递质检测与生物成像的有机小分子荧光探针

用于神经递质检测与生物成像的有机小分子荧光探针

摘要：神经递质作为介导神经元间信息传递、调控神经环路及维持脑功能稳态的关键信使分子, 其动态监测对解析神经生理/病理机制具有重要意义. 有机小分子荧光探针以其优异的结构稳定性、生物相容性、识别机制的可设计性, 以及发光特性的灵活可调性, 为神经递质的检测和成像提供了理想的方式. 此文从有机小分子荧光探针的分子设计策略、共价/非共价识别原理、信号转导机制, 以及生物成像性能等方面出发, 对神经递质荧光探针的最新研究进展进行综述. 在此基础上, 对当前探针的局限性进行了深入分析, 并对未来新型探针的设计方向进行了展望, 旨在为新一代高性能神经化学探针的研发提供理论框架与路线图, 以促进神经科学和临床诊断技术的发展.
医疗 2026年06月08日
体外膜式人工肺材料研究进展

体外膜式人工肺材料研究进展

摘要：体外膜肺氧合作为体外生命支持的核心技术，其组件膜式人工肺在急性呼吸衰竭及心肺手术中发挥了重要作用。然而，当前膜式人工肺面临气体传递效率差、气体选择性低及血液相容性不足等难题。本文综述了近年来研究人员对膜式人工肺的改进工作，主要介绍了膜式人工肺材料的制备与结构调控以及表面改性，分析了热致相分离技术中绿色稀释剂及二元稀释剂体系的应用以及仿生涂层、多功能结构设计等在提升气体选择性及血液相容性上的优势。另外，指出了膜式人工肺在长时间使用中的血液相容性不足、气体传输与抗渗漏性能平衡等瓶颈问题，提出了通过材料改性与结构优化实现多功能一体化的解决方案。最后，展望了膜式人工肺在小型化、高效化及可持续化发展的方向。本文为膜式人工肺的高性能开发与临床应用提供了系统性参考。
医疗 2026年03月27日
生物可降解医用镁合金体内外降解行为研究进展

生物可降解医用镁合金体内外降解行为研究进展

摘要：作为新一代医用可降解生物材料，镁合金凭借其良好的生物相容性、独特的降解性、优异的力学传递性，被誉为“革命性的医用金属材料”。然而，镁合金耐蚀性能较差，存在降解过快以及降解不均匀等现象。本文从微合金化、热加工工艺、塑性变形工艺以及表面改性４种处理方式全面介绍了目前改善镁合金降解性能的研究进展，并对比了不同工艺处理方式下医用镁合金的体内外降解速率和降解模式，揭示了镁合金不同工艺处理条件下的组织演变、膜层特性对Cl-的膜层破坏机制及三维降解形貌的影响规律，建立起在模拟液中不同工艺条件与镁合金腐蚀降解速率的关联数据分析模型，最后指出从多角度解析微观结构对镁合金降解性能的作用机制，构建微观组织对镁合金降解寿命预测模型是未来该领域的研究重点。
医疗 2024年01月22日
DNA 数据存储——机遇与挑战

DNA 数据存储——机遇与挑战

摘要： 自人类进入信息时代以来，全球信息总量飞速膨胀，为数据存储行业带来极大挑战。当前的信息存储工具存在许多缺陷，如信息密度低、使用寿命短、环境污染等，而脱氧核糖核酸(DNA)作为天然的遗传信息载体，具有信息密度高、稳定性高、保存时间长、维护成本低等优点，可能成为信息存储领域的卓越选择。尽管 DNA 存储目前面临读写成本高、速度慢、错误率高等挑战，但在某些领域也有着独特的优势，如“冷”数据存储和军事加密存储等。目前，DNA 存储的潜在发展方向主要包括在军事、航空航天等特殊场景下的应用，高容错的编解码方案，生物活体存储体系，脱离测序的信息读取方法，以及集成化的存储系统和统一行业标准等。希望在不久的将来，DNA 存储能够实现规模化应用，迎来数据存储的新纪元。
医疗 2024年10月16日
构建软骨支架的天然生物材料

构建软骨支架的天然生物材料

摘要：关节软骨的自我修复能力有限，发生损伤后须进行修复或置换，然而传统的治疗方法难以达到理想的效果，组织工程技术为此难题带来了曙光。在组织工程三要素（种子细胞、支架材料、信号分子）中，支架材料起着至关重要的作用。对关节软骨支架材料进行了综述，重点介绍了软骨组织中天然存在的Ⅱ型胶原蛋白、透明质酸和硫酸软骨素３种生物材料，并就目前组织工程支架材料存在的问题和未来发展方向进行了讨论。
医疗 2024年05月10日
智能时代的脑科学与类脑智能研究

智能时代的脑科学与类脑智能研究

摘要：以智能科技为核心技术、智能算力为生产力的智能时代再次把脑科学推向世界科学与技术前沿。脑科学是研究人、动物和机器的认知与智能的本质和规律的科学。对神经系统结构和功能联结规律进行全面解析将最终绘制成脑功能联结图谱，近10 多年来神经科学研究致力于系统性地解析神经系统的神经元类型和神经结构连接，在单细胞转录组分析、神经网络结构示踪等技术推动下取得了阶段性进展。解析人类大脑这一最为复杂的信息和智能系统，会启迪类脑智能理论和类脑智能技术，即脑科学/神经科学启发的智能理论和技术。在智能时代，脑科学研究的多学科交叉研究范式促使脑机接口、类脑智能计算等类脑智能研究领域加入脑科学。脑机接口的神经解码和编码技术为绘制人脑功能神经网络图谱提供了重要的功能研究技术和方法，并且可探索在脑疾病临床诊治上的应用。类脑计算正成为脑科学研究的一种新范式，借鉴脑处理信息和学习的基本原理发展高能效、高速和智能的新型类脑计算系统，利用发展的类脑计算系统可以加速发展脑模拟和数字大脑，促进理解大脑运行机制和治疗脑疾病，发展数字脑科学和脑医学。新近出现的脉冲神经网络智能处理器为构建大规模类脑智能计算系统奠定了基础，未来类脑超级算力极可能超过人类大脑算力，影响智能科技变革和人类社会发展。
医疗 2024年12月17日
脑机接口技术中植入式神经电极的发展与挑战

脑机接口技术中植入式神经电极的发展与挑战

摘要：脑机接口为人脑功能研究和人机智能交互提供了重要方法, 开辟了具身智能时代生命科学与信息技术交融的新战场. 植入式神经电极作为神经元与电子设备之间的直接通讯工具, 能够在细胞尺度上记录和调制神经活动, 具有信号范围广、空间分辨率高、易于实现复杂控制等突出优势. 然而, 植入过程中的组织损伤以及组织和接口之间的机械错配等问题严重限制了神经电极的长期稳定交互功能, 迫使其从最初的刚性硅基逐渐变得柔性、可拉伸甚至规定时间内可降解. 本文综述了脑机接口技术中植入式神经电极的发展历程和研究进展, 从材料和器件角度重点介绍了具有低异物反应的神经电极的制备策略, 并讨论了植入式神经电极未来的发展趋势和可能面临的挑战.
医疗 2026年03月27日
3D打印钛板塑形模板在髋臼骨折的可行性研究

3D打印钛板塑形模板在髋臼骨折的可行性研究

摘 要 目的：设计3D打印髋臼骨折钛板塑形模板并初步应用，了解3D打印钛板塑形模板在髋臼骨折的可行性。方法：回顾2014年1月—2016年7月医院8例进行常规髋臼骨折手术患者的10块钛板，通过建立骨盆与钛板数字模型，测量钛板与髋臼骨面间平均间隙与最大间隙，以其平均值并作为技术标准。纳入2016年7月—2017年12月同意使用3D打印塑形模板辅助的髋臼骨折手术患者3例，共植入钛板6块。术前利用患者CT图像建立骨盆骨折数字模型，设计并3D打印得到钛板塑形模板，在术前比对模板完成钛板塑形，术中骨折复位后安装塑形好的钛板，术后复查CT重建骨盆钛板数字模型，测量“钛板与骨面的平均间隙”“钛板与骨面最大间隙”，与回顾标准比较。结果：3例患者使用的所有6块钛板术后测量“钛板与骨面平均间隙”“钛板与骨面间隙最大值”均小于测量得到的标准。且两组钛板比较“钛板与骨面平均间隙”“钛板与骨面最大间隙值”差异具有统计学意义(P ＜0.05) 。结论：在现有技术条件下，使用3D打印钛板塑形模板在术前对髋臼钛板塑形具备可行性。
医疗 2024年01月10日
齿科修复用氧化锆陶瓷的增材制造现状及进展

齿科修复用氧化锆陶瓷的增材制造现状及进展

摘要：氧化锆陶瓷因其高强度、耐腐蚀、菌斑黏附率低以及良好的生物相容性和美观性，成为牙科修复用全瓷材料的理想选择。但传统的减材制造工艺材料浪费严重，微小结构加工受限，难以高效生产优质产品。而增材制造技术的灵活性和自由度，不仅能实现牙科修复用氧化锆陶瓷高效快速制备，还能满足牙科领域精准、复杂的个性化需求。本文从氧化锆陶瓷材料性能、增材制造技术及应用三个方面，归纳了牙科修复用氧化锆陶瓷的研究进展，并对相关增材制造技术进行深入探讨，特别关注了光聚合成型、材料挤出和材料喷射等关键技术在牙科修复中的应用和前景。最后总结了本文的主要观点，并对未来增材制造牙科修复用氧化锆陶瓷的研究方向和可能的挑战进行了展望。
医疗 2024年09月13日
骨软骨组织工程仿生梯度支架研究进展

骨软骨组织工程仿生梯度支架研究进展

摘要：骨软骨缺损是导致关节发病和残疾的重要原因，骨软骨组织工程是修复骨软骨缺损的方法之一。骨软骨组织工程方法涉及仿生梯度支架的制造，该支架需模仿天然骨软骨组织的生理特性（例如从软骨表面到软骨下骨之间的梯度过渡）。在许多研究中骨软骨仿生梯度支架表现为离散梯度或连续梯度，用于模仿骨软骨组织的特性，例如生物化学组成、结构和力学性能。连续型骨软骨梯度支架的优点是其每层之间没有明显的界面，因此更相似地模拟天然骨软骨组织。到目前为止，骨软骨仿生梯度支架在骨软骨缺损修复研究中已经取得了良好的实验结果，但是骨软骨仿生梯度支架与天然骨软骨组织之间仍然存在差异，其临床应用还需要进一步研究。本文首先从骨软骨缺损的背景、微尺度结构与力学性能、骨软骨仿生梯度支架制造相关的材料与方法等方面概述了离散和连续梯度支架的研究进展。其次，由于３Ｄ打印骨软骨仿生梯度支架的方法能够精确控制支架孔的几何形状和力学性能，因此进一步介绍了计算仿真模型在骨软骨组织工程中的应用，例如采用仿真模型优化支架结构和力学性能以预测组织再生。最后，提出了骨软骨缺损修复相关的挑战以及骨软骨组织再生未来研究的展望。例如，连续型骨软骨仿生梯度支架需要更相似地模拟天然骨软骨组织单元的结构，即力学性能和生化性能的过渡更加自然地平滑。同时，虽然大多数骨软骨仿生梯度支架在体内外实验中均取得了良好的效果，但临床研究和应用仍然需要进行进一步深入研究。
医疗 2024年05月10日