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面向类脑计算的低电压忆阻器研究进展

面向类脑计算的低电压忆阻器研究进展

摘要：忆阻器是非易失性存储器和神经形态计算的优秀候选者. 电压调制作为其关键性能策略, 是获得纳瓦超低功耗、飞焦超低能耗工作的基础, 有助于打破功耗墙、突破后摩尔时代算力瓶颈. 然而基于高密度集成忆阻器阵列的类脑计算架构还需重点考虑开/关比、高速响应、保留时间和耐久性等器件稳定性参数. 因此如何在低电场下实现离子/电子的高效、稳定驱动, 构筑电压低于1 V 的低电压、高性能忆阻器成为了当前实现类脑计算能效系统的关键问题. 本文综述了近年来面向类脑计算的低电压忆阻器的研究进展. 首先, 探讨了低电压忆阻器的机制, 包括电化学金属化机制和价态变化机制. 在此基础上, 系统总结了各材料体系在低电压忆阻器中的优势, 涵盖了过渡金属氧化物、二维材料和有机材料等. 进一步围绕材料工程、掺杂工程、界面工程提出了相应的低电压忆阻器实现策略, 最后, 展望了基于低电压忆阻器的类脑功能模拟及神经形态计算应用, 并对现存问题和未来研究方向进行了讨论.
医疗 2025年02月14日
快速起效抗抑郁药物研究进展

快速起效抗抑郁药物研究进展

摘要：抑郁症作为一种全球性健康危机, 其高患病率以及致残性等特征使得现有临床治疗体系承受着巨大压力. 传统抗抑郁药物大多基于单胺类神经递质假说, 因其起效慢、缓解率低和治疗周期长等问题, 临床需求远未满足. 因此, 亟需开发传统神经递质调节机制以外、兼具速效性与安全性的新型治疗手段. 以N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂氯胺酮为先驱的谷氨酸能药物, 因其可在数小时内显著缓解抑郁症状, 成为抗抑郁治疗新方向的代表. 本文聚焦当前快速起效抗抑郁药物的研发前沿, 系统介绍艾司氯胺酮鼻喷剂、单胺-谷氨酸多靶点调节药物AXS-05和以裸盖菇素为代表的致幻剂类药物, 并梳理分析其突触可塑性调节作用、多靶点协同效应和各自的局限性, 以期对新型速效抗抑郁药物研究的思路及研发策略有所裨益.
医疗 2026年06月12日
微纳电子器件在疾病微创诊断与治疗中的研究进展

微纳电子器件在疾病微创诊断与治疗中的研究进展

摘要：随着微纳加工技术和新材料工艺的不断创新, 应用于疾病诊断和治疗的电子器件呈现出小型化、柔性化和多功能化的发展趋势. 在医学诊断和治疗领域, 微创电子器件发挥着越来越重要的作用. 微创诊断电子器件提供了靶向引导、手术监控和连续性诊断等功能, 为组织病变的原位诊断提供了有效手段. 微创治疗电子器件通过个性化调控的方式, 为疾病治疗提供了多种选择, 显著降低了患者的生理损伤和术后风险, 提高了患者的康复速度. 本文综述了应用于组织病变微创诊断与治疗的微纳电子器件的类型、特征及其设计思路, 并从生化诊疗和物理诊疗技术的角度对其进行技术分析. 最后, 讨论了目前微纳电子器件在疾病微创诊断和治疗应用中面临的挑战与机遇.
医疗 2026年01月09日
可降解高分子材料在心血管治疗植介入器械中的应用

可降解高分子材料在心血管治疗植介入器械中的应用

摘要：可降解心血管治疗植介入器械已经成为医疗器械开发中的热点。生物医学材料是可降解心血管治疗植介入器械的核心。总结了相关可降解高分子材料的化学物理性质以及降解特性，讨论了可降解心血管植介入器械预期功能与材料性质的关系，并指出了未来可降解医用高分子材料面临的挑战与发展方向。
医疗 2024年05月10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
面向骨科植入应用的可降解锌基材料研究进展

面向骨科植入应用的可降解锌基材料研究进展

摘要:近几年来,锌合金凭借其良好的生物相容性、促成骨活性以及在体内无害降解等优势,展现出作为骨科内植物材料的巨大潜力。本文介绍了纯锌的生理作用、降解速率以及力学性能等方面的特性,以上述指标与骨科临床需求存在的差距为引,以合金化元素为分类依据,阐述了目前研究人员通过改变材料的微观组织结构并触发相应的强化机制,以及利用添加元素的生理协同功能等方式改善锌基材料性能的现有成果。对医用锌基材料领域在标准制定和合金设计改进以及引入增材制造等新技术等方面进行了讨论,以期匹配多样化的临床诊疗需求。
医疗 2024年05月10日
3D 打印生物陶瓷人工骨支架的研究进展

3D 打印生物陶瓷人工骨支架的研究进展

摘要：生物陶瓷骨支架是继金属骨支架之后，较为理想的人工骨缺损修复材料。由于骨缺损形状各异，增材制造技术与生物陶瓷的结合，为骨支架的制备提供了个性化、定制化、成型复杂型体的可能。目前，陶瓷人工骨的增材制造技术展现出了巨大应用前景，但仍面临着力学强度不高、生物性功能单一的问题。为此，本文从提高骨支架的力学性能、拓展其生物性功能的角度出发，归纳分析了浆料/粉体体系、脱脂烧结工艺、材料复合、结构设计对支架力学性能的影响，从药物释放、治疗肿瘤两个方面总结了多生物功能支架的研究进展，并介绍了增材制造陶瓷骨支架在生物体内的研究现状。最后，对增材制造生物陶瓷人工骨的发展进行了展望。
医疗 2024年05月10日
采用非侵入性光生物调节治疗癫痫

采用非侵入性光生物调节治疗癫痫

摘要：癫痫是一种由脑部异常同步放电引起反复发作性神经功能异常的慢性脑部疾病，临床常见以意识不清、四肢抽搐为主要表现特征，各年龄段均可发病，涉及的人口众多。安全、有效以及合理地控制癫痫病情，是脑科学与神经内科学领域挑战之一。目前癫痫的治疗主要为药物治疗，部分难治性患者还需通过手术切除大脑异常放电的区域，但药物治疗后部分患者可出现耐药性或严重的副作用，包括肥胖、肝肾功能损伤和认知功能障碍等，手术治疗费用昂贵且影响神经元之间的相互连接及其功能。在过去侵入性神经调控治疗技术的基础上，发展诸如光生物调节（PBM） 这类非侵入性神经调控治疗策略是癫痫治疗先进技术的重要发展动向。PBM通过调节线粒体功能、增强脑膜淋巴管引流和清除毒素功能，抑制神经炎症，刺激突触与神经元生长，改善神经元代谢和网络活动，可以有效减少癫痫发作频率。相比于传统治疗，PBM具有非侵入性、无副作用且能够精准调控神经活动的显著优势，在治疗难治性癫痫方面具有广阔应用前景。本文综述了PBM治疗癫痫的研究进展。
医疗 2026年03月14日
3D 打印钛金属骨科植入物应用现状

3D 打印钛金属骨科植入物应用现状

摘要: 3D 打印技术近年来在骨科植入医疗器械领域发展迅速，由于其能够根据患者需求个性化地定制植入物形状，并且精确控制植入物的复杂微观结构，从而实现植入物外形和力学性能与人体自身骨的双重适配。生物医用钛及钛合金作为目前骨科植入物的主要原材料，具有优越的生物相容性，与3D 打印技术结合，成为各国科学家以及医疗器械厂家研发的热点，促进3D 打印钛金属骨科植入物的商业化。针对3D 打印钛金属骨科植入物的特点、钛金属粉末要求、已上市产品情况、临床研究、存在的问题以及标准和审评规范等的现状与发展进行论述和展望。
医疗 2024年05月10日
医疗机器人关键技术研究进展及展望

医疗机器人关键技术研究进展及展望

摘要：医疗机器人是全球高端医疗装备的发展“高地”，与人工智能、脑机接口、新一代移动通信等前沿技术跨领域融合后成为医疗行业新质生产力的重要组成部分；把握医疗机器人关键技术研究态势，将支撑我国医疗机器人领域精准布局、提升医疗机器人产业技术竞争力。本文基于多维度的调研与评估，立足医疗机器人的发展需求，明晰了手术机器人、康复机器人、诊断机器人、其他医疗机器人的应用现状，梳理了结构设计、运动控制、感知反馈、信息处理与导航、远程通信与人机交互、人工智能辅助诊疗等医疗机器人关键技术方向的研究进展；进一步提炼出智能化与自主化、小型化与柔性化、交互多模态化与远程化、系统集成化与生态协同等医疗机器人关键技术突破方向。相关研究成果厘清了医疗机器人技术发展脉络与整体态势，为构建自主可控的医疗装备产业体系、提升医疗科技核心竞争力提供了理论支撑与决策参考。
医疗 2026年04月02日