非侵入式运动想象脑机接口主动运动康复技术发展趋势

摘要:脑卒中导致的高致残率已成为我国公共卫生的严峻挑战,给患者家庭和社会造成了巨大的精神和经济负担。基于头皮脑电的运动想象脑机接口(MI-BCI)通过意图驱动的主动康复模式,在促进神经通路重塑方面展现出巨大潜力。当前,全球脑科学计划的布局正加速该领域的技术集成与产业转化。文章综述了面向主动运动康复的运动想象脑机接口技术的研究进展与发展现状,分析了当前面临的问题与挑战,并对未来发展方向提出了对策建议,为我国突破脑机接口核心技术壁垒、构建自主可控的主动康复技术体系提供参考与借鉴。

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。

电离辐射诱导药物的释放或激活

摘要:利用医用放疗射线诱导的化学键可控解离,从而释放或激活生物活性化合物,可以用于放疗诱导的靶向化疗. 这种方法利用了辐射射线的精确性和化疗药物的强效细胞毒性,实现对药物的激活或释放在空间和时间上的可控,在临床应用上具有广阔的前景. 本文综述了近年来研究者们报道的电离辐射诱导药物释放或激活的最新策略,包括传统的高分子囊泡和胶束响应、新型二硒键、含碲响应性高分子以及羟基自由基和水合电子响应有机小分子化合物等,分别阐述了不同策略的优势和缺点如作用机制不清楚、辐照响应灵敏度依然较低等,并对电离辐射诱导药物释放策略的研究前景进行了展望,为肿瘤治疗提供了创新策略.

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。

氨基酸基材料在基因与药物传递领域的应用

摘要:氨基酸基材料如聚氨基酸、多肽、蛋白等具有独特的理化性质、生物活性和良好的生物相容性,在生物医学领域展现出广泛的应用前景,尤其在基因与药物传递领域. 本文介绍了不同类型的氨基酸基材料包括聚氨基酸、多肽、蛋白及其功能化衍生物在基因和药物传递中的应用及研究进展,简述了氨基酸基传递载体与其他材料比较的优势,总结了常见的提高氨基酸基载体性能的策略,重点分析了这些材料在促进基因与药物传递及提高疾病疗效方面的作用和机制,包括通过优化载体材料的结构与性能提高基因及药物传递效率;利用载体材料实现组织、细胞及细胞器的靶向递送、刺激响应性递送;提高载体克服细胞外及细胞内传递屏障的能力等. 指出了本领域所面临的问题和挑战,提出了对材料研发及实际应用的建议和思路.

面向精准医疗的生/机界面仿生设计技术现状与发展趋势

摘要:精准医疗的发展亟需高效、稳定且多功能的生机界面。大自然中丰富的微纳结构与功能机制为生机界面设计提供了重要的灵感源泉,但面向精准医疗的生机界面仿生设计仍然缺少深入、系统的综述研究。系统梳理生机界面设计中的典型仿生策略,重点介绍防粘、粘附增强、液体定向传输与微针穿刺等生物功能结构的原理及其在界面构建中的应用价值,探讨激光加工、3D 打印等前沿制造技术在实现多尺度仿生结构制造方面的优势与局限。结合精准医疗领域中的典型应用实例,包括防粘电刀、粘附贴片、可穿戴微流体诊疗传感器与药物递送系统,展示出仿生结构在提升界面适配性、功能集成度与临床适用性方面的显著优势。最后,展望人工智能、智能响应材料、多材料3D 打印等新兴技术对推动仿生生机界面发展的重要作用。主要提出结合智能材料的动态化仿生设计和结合人工智能的智能化界面设计的指导性观点,可填补行业和领域目前缺少这类综述文章来引领的空白,对未来精准医疗中生机界面的仿生设计制造的发展具有一定借鉴意义。

植入式生物可降解电化学储能器件的研究进展

摘要:新型生物可降解的植入式医疗电子器件在个性化健康监测和疾病的精准诊疗方面展现出巨大的应用潜力. 然而, 真正实现临床应用还面临着诸多挑战, 尤其是缺乏与之相匹配的生物可降解能源器件. 现有的植入式电池体积庞大、封装坚硬, 与柔软的生物组织机械失配. 此外, 电池所使用材料包含有毒有害物质, 植入体内后存在严重的安全隐患, 更重要的是服役结束后需要通过二次手术移除, 这给患者带来了极大的身体和经济负担. 具有瞬态特性和良好生物相容性的柔性供能器件为解决以上问题提供了新的途径. 其中, 生物可降解电化学储能器件具有独立的供电能力, 基本不受外部条件约束, 这与植入式医疗电子的特殊应用场景完美契合. 基于此, 本文重点综述了面向植入式医疗电子应用的生物可降解电池及超级电容器的最新研究进展, 根据器件构型对其进行了分类讨论, 内容包括工作原理、材料选择、电化学性能、降解行为等. 最后探讨了各自所面临的一些问题和挑战,并对未来的发展方向进行了展望.

生物医用锆基合金的研究进展

摘要:锆基生物医用合金材料因弹性模量低、强度高、在生理环境中耐腐蚀性能好、生物相容性好等优点逐渐引起人们的关注,被用作人体硬组织替代材料。本文综述了目前Zr-Nb系、Zr-Mo系及Zr-Ti系医用锆合金的研究进展;基于生物医用材料的性能要求,概括了合金成分对医用锆合金力学性能、耐腐蚀性能、生物相容性等的影响。此外,表面改性技术是提高合金表面性能的重要手段,本文从不同的技术和功能涂层方面入手,综述了锆合金表面改性在生物医学领域的研究进展。最后,对生物医用锆合金及其表面改性技术的发展方向进行了展望,以期为生物医用锆合金的研发提供有价值的参考。

医用高熵合金植入物研究进展

摘要:因创伤、感染、肿瘤等原因造成的骨折和骨缺损问题一直广受关注。尽管人体骨组织有一定的再生和修复能力,但单纯依靠骨再生难以完成骨缺损的修复。当下TC4钛合金、不锈钢和铬钼合金等传统医用材料与人体细胞相容性较低,因此迫切需要开发出力学性能优良、生物相容性适宜的新型生物材料来解决长期植入引起的应力屏蔽和细胞相容性差等不良反应的共同难题。由于存在鸡尾酒效应,高熵合金具有可适应性调节的力学性能和良好的生物相容性,已被广泛应用至新型医用植入物材料。从医用高熵合金元素选择、力学性能、生物性能及耐蚀性4个方面探讨了目前医用高熵合金植入物材料的研究热点及进展,并展望了未来医用高熵合金的发展趋势,为后续新型医用高熵合金植入物材料的研究提供方法、思路和理论支撑。

仿生医用诊疗针设计制造研究

摘要:医用诊疗针作为多种医疗操作中的关键器械,其性能优化始终是微创医学领域的研究重点。针对传统诊疗针存在的穿刺阻力大、组织损伤不可控及操作精度不足等核心问题,从仿生学视角提出多维度优化路径:通过复现生物穿刺器官的功能性结构实现穿刺力动态调控;借鉴黄蜂产卵器的多段耦合运动原理构建柔性组合针系统,显著提升穿刺路径的主动操控性;将表面微织构与振动辅助协同设计,有效分散组织应力分布和摩擦力。研究揭示出仿生结构在降低机械损伤、抑制软组织位移及增强靶向精准度方面的关键作用,并在此基础上展望仿生医用诊疗针的未来发展趋势,为新一代诊疗针的研发提供理论依据与技术参考。