纳米非晶及其在生物医学中的应用

摘要：晶态合金在人类发展史上占据了数千年的历史，不过近年来，非晶合金由于具有更高的强度、韧性、耐腐蚀性、耐磨性和生物兼容性在生物医学工程领域展现出更广阔的应用前景。然而，由于非晶合金处于亚稳态，热稳定性较差，而纳米结构的引入可以通过原子弛豫降低界面自由能，增强非晶材料的热稳定性，同时可以提高表面与细胞的有效接触面积，增强其生物相容性。因此，纳米结构与非晶材料的结合是解决块体非晶合金（BMG）应用局限性的一种有效方法。综述了BMG和纳米非晶（NG）的特点及其在生物医学中的应用，介绍了NG的优越性能以及主要制备方法，并将合金、BMG和NG在生物医学中的应用做了简单比较，展示了NG在生物医学一些特别领域的独特应用和光明前景。此外，就NG目前遇到的困难挑战和未来发展方向进行了展望。

医疗 2024年06月06日 1 点赞 0 评论 234 浏览

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 1 点赞 0 评论 223 浏览

纳米材料在辐射损伤防治中的应用

摘要：放射性损伤是决定放疗患者预后的重要因素，因此，开发预防和治疗放射性损伤的药物具有重要的临床意义。新型纳米药物在放射性损伤防治中展现出相较于传统防护药物的独特优势，如延长体内循环时间和提高靶向递送效率，并可根据损伤部位的特定微环境进行设计，因此，纳米药物克服了传统辐射防护剂半衰期短、靶向性差等缺点。本文综述了近期纳米材料在辐射损伤防治中的研究进展。首先介绍了辐射损伤机制，包括DNA双链断裂和活性氧类的损伤。随后针对特定的辐射损伤机制总结了对应的防护策略，并系统介绍了针对放射性造血系统、胃肠道、皮肤、肺、脑、心脏、口腔黏膜等损伤的纳米材料设计策略。最后总结了纳米材料在辐射防护领域所面临的挑战和未来发展的重点方向。纳米材料在长期生物相容性和精准靶向等方面仍面临挑战，未来的研究应集中在优化设计、提高临床转化潜力以及确保其长期安全性等方面。本文将为辐射防护纳米材料的设计提供参考。

医疗 2026年03月16日 1 点赞 0 评论 93 浏览

核酸信息材料研究进展

摘要：与传统的硬盘或磁带存储相比，DNA存储具有极高的存储密度和长期稳定性。通过将数字数据编码为DNA序列，利用合成和测序技术，可以将海量数据进行低成本、低能耗地存储及恢复。随着技术的不断进步，基于核酸信息材料的数据存储有潜力成为一种高效的数据存储解决方案，尤其适用于海量数据存储和长期数据存储。尽管DNA存储潜力巨大，但其大规模应用仍受限于合成成本及测序效率等瓶颈。本文综述了基于核酸信息材料的数据存储技术，探讨了利用核酸分子作为数据存储介质的最新研究进展，并提出了核酸存储在未来的研究方向和发展趋势。

医疗 2026年04月03日 1 点赞 0 评论 120 浏览

纳米金刚石的制备方法及在生物医学领域的应用研究进展

摘要:纳米金刚石具有金刚石与纳米材料的双重特性,具有优异的物理化学性质。纳米金刚石作为材料及其衍生技术,已在生物医学的多个领域实现应用。本文综述了纳米金刚石的制备方法,详细讨论了纳米金刚石在生物成像与细胞追踪、超分辨率成像、药物递送、关节置换等领域的研究和应用实例。分析了纳米金刚石在生物医学领域应用的发展趋势和挑战。纳米金刚石在生物医学领域具有广阔的应用前景,关键是如何制备出结构精细、生物相容性好、粒度可控且分散性好的纳米金刚石。

医疗 2026年05月09日 1 点赞 0 评论 80 浏览

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 1 点赞 0 评论 136 浏览

环状多肽在药物研发方面的进展

摘要：环肽分子因其稳定性、膜通透性和高亲和力等独特优势, 已成为多肽药物市场的重要组成部分, 在新药研发领域展现出广泛的应用潜力. 近年来, 为满足新药研发中高通量筛选的需求, 并针对环肽药物中多样的成环方式、修饰策略和非天然氨基酸引入等特点, 一系列新型合成方法被开发出来. 同时, 适用于环肽体系的计算方法也日趋完善, 显著提升了环肽药物的开发效率并拓展了化学空间. 本文系统综述了: (1) 具有代表性的环肽合成方法研究进展; (2) 新兴的计算设计方法, 包括不同结构单元和成环方式的稳定构象预测与从头生成方法、构象系综预测方法以及环肽成药性质相关数据集和预测工具的发展情况; (3) 结合计算与实验工具研发环肽药物分子的典型案例, 如单稳定构象环肽和透膜环肽的设计等. 最后, 本文展望了机器学习技术在环肽药物发现中可能的应用前景.

医疗 2026年06月17日 1 点赞 0 评论 55 浏览

面向人工耳蜗的改进Wave-U-Net算法

摘要: 针对人工耳蜗在噪声环境下言语感知效果差，以及现有算法降噪能力不足的问题，本研究提出了一种改进的Wave－U－Net 模型。通过采取轻量化卷积，引入注意力机制，改进损失函数，优化数据集结构，以提高人工耳蜗的降噪效果。使用短时客观可懂度( short－time objective intelligibility，STOI) 、语音质量评估( perceptual evaluation of speech quality，PESQ) 、浮点运算次数( floating point operations per second，FLOPs) 和参数量( Params) 对模型的降噪效果和复杂度进行了评估，分别达到0．81、2．75，0．83 G，1．04 M。实验结果表明，本研究算法在符合人工耳蜗产品规范的基础上，实现了明显的降噪效果，提高了人工耳蜗使用者在复杂噪声环境中的语音感知效果。本研究方法为人工耳蜗算法的改进提供了新的可能，可为听力受损患者提供更好的听觉感受。

医疗 2024年10月31日 1 点赞 0 评论 375 浏览

探索细胞的力学世界: 生物力学感受器与细胞响应

摘要：生物体通过感知环境并做出适应性反应来维持其生命活动, 细胞在此过程中展现出感知与响应微环境信号的能力. 除生物化学信号外, 生物力学信号作为微环境的重要组成部分, 近年来受到广泛关注, 对细胞功能及生物体稳态至关重要. 本文总结了微环境中的力学信号及其体外模拟重构方法, 文章详细讨论了生物力学感受器的分类, 包括酶介导型、转录因子响应型、离子通道型以及其他类型, 并探讨了它们在感知力学刺激和信号转导中的作用. 特别强调了细胞核在力学信号感受和传递中的重要作用, 以及新型研究工具和技术在模拟体内力学环境中的应用前景. 最后, 文章展望了生物力学感受器研究的发展趋势, 指出了深入理解生物力学感知机制对于疾病治疗和组织工程的重要意义.

医疗 2026年01月13日 1 点赞 0 评论 110 浏览

工业丝状真菌生物制造的现状和展望

摘要：丝状真菌作为支撑生物制造产业发展的一类重要工业微生物，广泛应用于医药、食品、农业和材料化工等多个领域，与人类日常生活密切相关。近年来，合成生物技术的发展进一步推动了工业丝状真菌在生物制造领域的应用。文章综述了该领域的最新进展，涵盖了工业丝状真菌遗传改造技术的最新发展，通过理性改造策略推动现有产品生产工艺提质增效的成功案例，以及工业菌株作为底盘细胞在生产植物源天然产物、生物基化学品和功能性蛋白方面的新技术。文章对上述工作进行了总结和分析，并对工业丝状真菌在生物制造领域的发展前景和面临的挑战进行了展望和讨论。

医疗 2026年02月13日 1 点赞 0 评论 132 浏览