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热喷涂技术在骨植入医疗器械领域的应用及展望

热喷涂技术在骨植入医疗器械领域的应用及展望

摘要： 热喷涂是一种用于材料表面改性和损伤修复的涂层制备技术， 具有工艺流程短、操作简单、设备灵活和大规模制备的特点。随着热喷涂技术和材料的不断发展创新，在骨植入（如髋关节、膝关节、踝关节和肩关节等）医疗器械应用领域中，借助热喷涂技术成功制备出了具有生物相容性和独特特性（如耐磨损、耐腐蚀和抑菌）的生物涂层。介绍了适用于生物涂层材料的热喷涂制备技术，总结了各类喷涂技术的原理、特点及优缺点； 然后重点介绍了目前４种常用的生物涂层材料，其中包括羟基磷灰石、金属Ti、氧化物（TiO2 、ZrO2和Al2O3）和生物活性玻璃，并详细阐述了每种材料的应用特点和局限。最后，总结了热喷涂涂层在骨植入医疗器械应用中的技术发展方向和研究重点。
医疗 2026年05月12日
植入式脑机接口技术向医疗器械转化的问题与挑战

植入式脑机接口技术向医疗器械转化的问题与挑战

摘要：该文回顾了过去几十年脑机接口技术取得的成果，以及脑机接口科研成果向临床医疗器械转化过程中，将会面临的挑战。对此，该文首先介绍了脑机接口技术常用的信号源，包括脑电图、皮层电图和皮层内电信号及其特点；其次叙述了对商用脑机接口产品的解码能力和信息双向闭环的考量，讨论了目前脑机接口商用机设计中存在的稳定性、生物相容性挑战；最后阐述了植入式脑机接口向医疗器械转化过程中，产业化发展的政策、资金和技术路线的协同发展问题。
医疗 2025年01月20日
纳米药物递送系统：胰腺癌靶向策略的新选择

纳米药物递送系统：胰腺癌靶向策略的新选择

摘要：胰腺导管腺癌 （PDAC）是一类进展迅速、早期诊断困难的恶性消化系统实体肿瘤，多数患者就诊时已失去根治性手术切除机会。PDAC组织中的多种细胞成分和非细胞成分组成复杂的调控网络，共同塑造了代谢异常的肿瘤微环境，导致临床化疗和免疫治疗等效果受限。纳米技术的发展为PDAC的高效药物递送和精准靶向治疗提供了新思路。本文从靶向肿瘤细胞与肿瘤微环境两个方面，综述了近年来基于纳米药物递送系统的PDAC治疗策略，并总结了本团队在相关领域的研究进展，为胰腺癌的治疗提供参考。
医疗 2025年03月03日
聚集诱导发光分子用于荧光成像治疗研究进展

聚集诱导发光分子用于荧光成像治疗研究进展

摘要：聚集诱导发光（Aggregation-induced emission，AIE）分子因其具有易修饰、抗光漂白能力强、荧光成像信噪比高和生物相容性好等特点，被广泛用于生物成像、生物治疗等研究领域。 基于上述特性，AIE分子被开发作为疾病诊断剂，可对病灶区域环境特异性信号识别，在疾病区域聚集并产生明亮荧光信号，定位病灶位置，这种方式可以实时原位可视化病灶，备受关注。 此外，在成像诊断基础之上，AIE分子治疗能力被进一步开发，可用作光热治疗剂、光动力治疗剂等，使成像诊断协同光治疗领域获得快速发展。 因此，本文综述了AIE分子靶向成像协同光治疗在2020-2024年间的研究现状，总结和归纳了其分子结构设计与荧光成像、光治疗效果之间的联系，展望发展方向，希望能给光诊断治疗学的发展带来新的思路。
医疗 2026年05月08日
用于高分辨率成像的肺器官芯片构建及肺炎模型应用研究

用于高分辨率成像的肺器官芯片构建及肺炎模型应用研究

摘要：肺是人体呼吸系统的重要组成部分，气道上皮是肺与外界接触的第一道屏障，参与抵御外来的颗粒物、病原体等，可将异物以痰的形式排出体外，对维护呼吸道正常功能起到至关重要的作用。常用的体外细胞培养模型和哺乳动物模型尚不能完全模拟人体肺-气道微环境，在人体细胞与病原体相互作用研究和药物研发应用方面具有一定的局限性。该研究设计制作了一种基于微流控技术的双通道肺器官芯片，通过改进制备工艺使其能够满足高倍镜极短工作距离的要求，用于高分辨率成像；实现了模拟人体肺-气道微环境的气液界面气道上皮培养，并且能够实时观察细胞与细菌的共培养过程，为体外研究气道上皮和病原微生物的相互作用提供一个有力平台。
医疗 2025年01月14日
微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

摘要：离子浓差极化（ion concentration polarization，ICP） 现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象，将ICP 现象与微流控分析技术相结合，可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对ICP 原理及微流控ICP 芯片进行了简要介绍，梳理总结了ICP 芯片的制备技术和方法，其中重点关注了微流道结构设计、纳米结构制备与设计等方面的研究现状与进展。首先对基础单通道ICP 芯片的结构进行分析，进而对并行通道ICP芯片结构以及集成多功能的微流控ICP 芯片进行了总结和讨论，列举了ICP 芯片中纳米结构的制备方法及其优缺点。进而，讨论了优化ICP 芯片的富集效能途径，可通过引入多场耦合、阀门控制等多种手段，实现对靶标物的富集效能优化。最后，针对ICP芯片在多种带电生化样本分析检测中的应用进行综述，指出ICP芯片在匹配检测目标生物特性方面面临挑战，需要提高富集效率和选择性，解决流体控制、混合及传输问题。可以看到，微流控ICP 芯片具有处理样本流量低、分离富集效果好、检测效率高以及易于集成化和小型化等优势，在生化检测领域展示出很好的研究意义和实用前景。
医疗 2025年02月25日
化学动力学疗法的反应机制及其抗肿瘤应用

化学动力学疗法的反应机制及其抗肿瘤应用

摘要：化学动力学疗法（CDT）是指利用金属离子介导的芬顿/类芬顿反应催化过氧化氢生成高细胞毒性的羟基自由基杀伤肿瘤细胞的方法，具有肿瘤特异性、副作用小，以及治疗过程仅由肿瘤内部物质如过氧化氢、谷胱甘肽引发，无需外部刺激等优点。然而肿瘤微环境中高浓度的谷胱甘肽、内源性过氧化氢不足及乏氧等阻碍了CDT的治疗效果。为了提高CDT的疗效，研究人员探索了多种金属离子介导的芬顿/类芬顿反应，进而实现CDT与其他疗法的联合治疗。本文综述了CDT的反应机制及其与多种疗法协同抗肿瘤应用的研究进展。首先讨论了不同金属离子介导的CDT的催化反应机制，深入分析了各种离子催化芬顿或类芬顿反应时的优势和不足。进而，分别详细描述了光热疗法、化疗、光动力疗法等多种疗法与CDT的联合治疗应用于抗肿瘤治疗中的最新研究进展。最后，提出了CDT未来发展的研究方向，以及进一步推动该疗法进行临床应用需要考虑的关键问题。
医疗 2026年04月30日
基于结合纳米技术的细菌用于肿瘤诊疗的研究进展

基于结合纳米技术的细菌用于肿瘤诊疗的研究进展

摘要：肿瘤诊疗始终是临床及基础科学的研究热点。近年，基于结合纳米技术的细菌已开发出多种肿瘤诊疗方法，与单纯的细菌诊疗方法比较，结合纳米技术的细菌诊疗方法可产生多重协同作用，从而提高肿瘤诊疗功效。将细菌的环境敏感性、趋向性、运动性和低氧生长等特性与纳米技术的可增加难溶药物溶解度、促进药物溶酶体逃逸、避免网状内皮系统吞噬清除等特性有机结合，构建新型细菌微／纳米诊疗平台，可实现肿瘤的精准诊断及药物控释。本文就近年结合纳米技术的细菌用于肿瘤诊疗的研究进展及其面临的挑战和可能的解决方案作一综述，以期为推动肿瘤诊疗研究的快速发展提供参考。
医疗 2025年02月18日
自驱动纳米发电机及其生物医学应用研究

自驱动纳米发电机及其生物医学应用研究

摘要：穿戴式/植入式医疗设备的可持续运行对于下一代个性化医疗至关重要。然而，有限的电池容量是大多数穿戴式/植入式医疗电子设备面临的关键挑战。人体富含机械和化学能（如呼吸、运动、血液循环、葡萄糖的氧化还原等），已有多种方法从机体获取机械能为穿戴式/植入式医疗设备供电的。综述基于压电效应、摩擦电效应的纳米发电机能量收集器的原理，分析用于穿戴式/植入式医疗设备纳米发电机材料的选择与设计、能量输出、耐久性及其在生物医学上的典型应用和评估标准。PENG 更适于用作高频振动收集能量，而TENG 设备能更有效地将频率低于4 Hz 的机械能转换为电能，这使其能够从人体的低频运动（如胃肠运动）中收集能量。两者均可将机体的机械能转化为有用的电能，为各种穿戴式和可植入式微型电子医疗设备提供动力。依据穿戴式/植入式医疗设备的实际需求，讨论了纳米发电机的前景和面临的挑战。自供电的纳米发电机可以收集生物信息并充当电子医疗器件的电源，从而能够应用于健康监测和生理功能调节，如监测生理信号（心率，血压，呼吸节律，运动），药物输送，神经刺激等。随着生物医学设备的开发应用不断增加，未来会继续带来新的诊断工具和更有效的医学治疗方式。
医疗 2026年04月28日
合成生物学的发展与展望

合成生物学的发展与展望

摘要： 合成生物学集合了传统生物学、工程学及数学的知识体系和方法，通过建立人工系统创造或改造生命体从而理解生命、应用生命。在可持续发展的背景下，合成生物学的绿色、可再生的优点使其成为21 世纪以来研究的热点。然而，合成生物学依然面临着许多亟待解决的问题，如设计过程中的不可预测性、规模化生产中成本较高、政策法规相对滞后等。本文在介绍合成生物学发展的基础上，重点介绍了合成生物学在高分子材料、化工、生物医药、食品以及能源领域的应用，分析了合成生物学目前产业化现状、所面临的问题以及未来发展的机遇。
医疗 2026年03月30日