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。
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。
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。
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。
国内外按摩机器人研究进展及关键技术分析
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。
纳米材料在癌症氢治疗中的应用现状
摘要： 氢气可以选择性地清除细胞毒性活性氧。在癌细胞内，氢气的存在会影响癌细胞内活性氧的平衡，从而使癌细胞凋亡。此外，与药物相比，氢气对人体清洁无害，对细胞膜的穿透性高，具有先天优势。然而，口服富氢水和注射富氢生理盐水等手段由于氢气在体内无目的性地扩散，难以实现良好的疗效。该文简要介绍了氢气治疗的机理，并通过列举目前的一些利用纳米材料进行氢气治疗的方法，介绍了氢治疗中，传递氢气的几种主要纳米系统，并对纳米材料在癌症氢治疗中的未来进行了展望。
高性能医疗器械用TC4EL钛合金丝材的制备技术
摘要:针对高性能医疗器械用钛合金材料国产化替代需求,开展TC4ELI钛合金丝材全流程制备技术研究。基于工业大生产流程,系统研究了热加工及热处理工艺对TC4ELI钛合金丝材显微组织和力学性能的影响。研究结果表明,退火温度为650~700℃,屈服强度Rp0.2大于900 MPa,退火温度高于700 ℃时,屈服强度Rp0.2小于900MPa。采用“固溶+时效”热处理工艺可以获得屈服强度Rp0.2大于1100 MPa、抗拉强度大于1200 MPa级、伸长率大于10%、断面收缩率Z 约50%的高性能丝材产品。开发的工业化制备“固溶+时效”的热处理工艺方案可操作性强,产品性能稳定,具备产业化供应能力。
生物医用增材制造多孔钽的研究进展
摘要：随着钽金属制备技术的发展，多孔钽植入物在骨科等生物医疗领域得到了更广泛的应用。多孔钽是一种内部孔隙连通的生物医用材料，可为细胞和组织的向内生长、血管化和新骨形成提供绝佳的基体。采用增材制造技术可精确定制多孔钽的宏观外形和内部孔隙特征，满足精准医疗的发展需求。本文综述了生物医用增材制造多孔钽在原材料、制备技术、力学行为与体内外评价和临床应用等方面的相关进展，并基于当前的技术趋势提出了增材制造多孔钽的未来发展方向。
压电生物传感器及其在医疗健康中的应用
摘要：随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，医疗健康已具有重要的战略地位。生物传感技术作为一种重要分析检测手段，在医疗健康领域发挥着关键作用。压电生物传感器是利用压电材料进行生物分析的一种新型生物传感器，具有稳定性好、检测速度快、精确度高、操作简单的优良特性，在生物医学、健康监护和疾病防控等领域具有重要的应用价值。本文综述了近年来国内外压电生物传感器的研究进展，介绍了基于石英晶体微天平压电效应的压电生物传感器的工作原理及常用的压电材料，包括无机压电材料、有机压电材料、压电复合材料以及生物压电材料。此外，还介绍了压电生物传感器在人体健康监护与疾病防控方面的应用，如心率、脉搏等生理性体征的监测，生物标志物及新冠肺炎等流行病毒的检测。最后总结了目前压电生物传感器面临的问题，并对其未来的发展进行了展望。
器官芯片的制备及生物医学工程应用
摘要：器官芯片是在体外构建疾病(或正常)模型的一种新兴技术, 近几年受到科研工作者和医务人员的广泛关注. 相比构建模型的传统方法, 具有便携性、高通量、可模拟在体微环境等优势, 在研究疾病的发病机理、筛选药物等方面有着广阔的应用前景. 本文介绍了器官芯片的发展历程, 综述了器官芯片的主要结构及材料, 通过分析现有器官芯片的结构, 认为高度集成的器官芯片包括微流控芯片、细胞/微组织、构建微环境的执行部件以及微传感器4个要素, 针对每个要素介绍了其常用制备方法. 随后讨论了器官芯片目前已取得的进展以及走向、临床应用所面临的挑战, 最后展望了器官芯片未来的发展方向.
