基于宏基因组分析移动床生物膜反应器(MBBR)生物膜的微生物结构和功能基因

摘要：为探究双氧水生产废水厌氧-缺氧-好氧（AAO)处理工艺的缺氧池中移动床生物膜反应器（MBBR)生物膜的菌群结构及脱氮潜力，基于宏基因组测序对MBBR生物膜的菌群和功能多样性进行分析，挖掘功能基因，并进行实时荧光定量PCR（qPCR）验证。菌群结构分析显示：缺氧生物膜和缺氧水样活性污泥中99%以上为细菌；在门水平下，变形菌门(Proteobacteria)在2种样本中占比最大，分别为92.3%和67.5%，放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门(Bacteroidetes）在缺氧生物膜中的占比明显比缺氧水样活性污泥中的大；在属水平下，陶厄氏菌属（Thauera)在缺氧生物膜中的相对丰度比缺氧水样中的明显上调。基因挖掘和qPCR实验结果表明,缺氧载体生物膜中含有硝酸盐转化为亚硝酸盐的潜在途径及其他反硝化途径,并且显著高于缺氧水样中的活性污泥。研究为后续集成MBBR技术用于双氧水生产废水处理提供一定的理论基础。

医疗 2025年04月11日 1 点赞 0 评论 268 浏览

生物医药用单原子催化剂的限域载体及其调控机制

摘要：自2011年由我国科学家提出“单原子催化”概念以来, 单原子催化剂在能源、环境以及生物医药领域显示出巨大的应用潜力. 相比于纳米粒子或纳米团簇, 单原子催化剂具有最大化的原子利用率、独特的电子结构以及增强的催化活性/选择性等优势. 尤其在生物医药领域, 金属基单原子催化剂具有一个显著优势, 即在复杂的生理环境下不会产生由大量金属离子聚集引发的生物毒性. 本文将评述近年来国内外研究者在生物医药用单原子催化剂的限域载体类型、性能调控机制及其在生物医药领域应用方面的最新研究进展. 首先, 着重介绍单原子催化剂的限域载体类型和催化性能调控机制. 然后, 通过具体实例阐明单原子催化剂在各种重大疾病诊疗以及生物传感等方面的研究进展. 最后, 展望生物医药用单原子催化剂的发展和面临的挑战. 本文旨在加深人们对单原子催化剂的调控机制以及生物学效应的理解, 并推动单原子纳米医学的发展.

医疗 2026年02月04日 1 点赞 0 评论 154 浏览

氧化石墨烯的表面处理及其在生物医学领域的应用

摘要：氧化石墨烯（graphene oxide, GO）表面具有丰富的含氧基团。通过共价键结合、疏水作用、氢键作用等吸附药物和其他大分子对GO表面微观结构的修饰可提升其实用性。尤其是对生物相容性的增强使得功能化的GO可以在临床医学领域得到广泛应用。介绍了GO表面处理的原理，总结了近几年国内外研究人员在GO 表面修饰方面的研究进展，归纳了修饰后具有优异性能的功能化氧化石墨烯（functionalized graphene oxide, FGO）在生物医学领域中的广泛应用，包括疫苗载体、癌症治疗、药物输送和基因治疗等方面。最后指出，通过加强对GO的进一步研究，可使其在未来的生物医学领域发挥关键作用。

医疗 2024年07月19日 1 点赞 0 评论 197 浏览

冷冻电镜前沿技术与发展应用

摘要：随着冷冻电镜(Cryo-EM)分辨率革命的到来，冷冻电镜技术已成为生物大分子结构解析的核心手段。这场技术革命的背后，是多维度技术的协同发展。新兴的冷冻制样技术，尤其是亲和载网及时间分辨率的冷冻制样技术，不仅具有整合生物复合体提纯与冷冻制样、降低气- 液界面影响的潜能，还有望捕捉生物过程的瞬时构象。冷冻聚焦离子束减薄结合荧光定位与高压冷冻技术，可实现对细胞或组织样品的精准减薄，助力揭示细胞原位中的“分子社会”及生物过程的时空调控。冷冻透射电镜硬件、控制软件及探测器的不断发展，极大推进了高通量、高分辨率、自动化的电镜数据采集。近年来，人工智能(AI) 与冷冻电镜技术的深度融合，正在推进冷冻电镜技术向着捕获生物大分子动态生物过程，揭示其原位时空调控和“分子社会关系”方向飞速发展，为揭示生命本质提供了强大的技术支撑。冷冻电镜技术不仅在基础研究中具有重要意义，在药物开发等应用领域也展现出巨大潜力。本文将围绕冷冻样品制备、冷冻透射电镜及探测器硬件数据收集及AI 应用等方向展开阐述。

医疗 2026年03月26日 1 点赞 0 评论 87 浏览

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 1 点赞 0 评论 44 浏览

生物质材料在摩擦电柔性传感器中的研究进展

摘要：生物质摩擦电柔性传感器是以易降解、生物相容性好的生物质材料为基材，由正负摩擦层组成，不需要外接电源的柔性传感器，其具有便捷灵活、灵敏、可再生等特点，在人体运动监测、医疗健康、软体机器人等领域得到了全面的发展。本文首先介绍了基于不同供电原理的自供电柔性传感器的分类，包括压电型自供电柔性传感器、热电型自供电柔性传感器、摩擦电型自供电柔性传感器以及光电型自供电柔性传感器，其中重点介绍摩擦电型；进一步综述了各类生物质材料在摩擦电柔性传感器中的研究，包括纤维素、壳聚糖、木质素、海藻酸钠、胶原纤维等；然后讨论了摩擦电柔性传感器的结构类型，如水凝胶型、气凝胶型、薄膜型。最后对生物质摩擦电柔性传感器的材料选择、设计类型、附加性能和应用前景等进行了展望。

医疗 2025年12月22日 1 点赞 0 评论 132 浏览

基于有限元分析的钛合金椎弓根螺钉螺纹结构优化

摘要：钛及其合金因其优异的力学性能和生物相容性而被用于制作椎弓根螺钉。然而椎弓根螺钉松动会威胁内固定系统的稳定性，严重时需要进行二次手术，增加医疗成本及患者负担。最大拔出力是评价螺钉固定能力的常用指标，合理设计椎弓根螺钉结构参数可以有效地增大其拔出力。采用有限元分析的方法模拟钛合金椎弓根螺钉的拔出过程，对螺钉头部施加1.8 mm 的轴向位移，记录其拔出载荷与位移，探讨螺钉结构参数对其最大拔出力的影响。结果表明：螺钉结构参数中螺钉外径对拔出力的影响最大，螺纹深度的影响最小；在椎弓根螺钉选型时尽量选择较大的螺钉外径、较小的螺距以及适中的螺纹深度。

医疗 2024年07月19日 1 点赞 0 评论 159 浏览

无缺血器官技术移植研究进展

摘要：近年来，加入移植等待名单的患者数量逐年升高，但由于供体缺乏，因此扩展标准供体（ECD）器官的利用率逐年增高。从改善病人预后、改变肝内代谢，同时避免缺血-再灌注损伤（IRI），实现肝脏活性评估并提高移植物利用率3个方面，总结了无缺血器官移植（IFOT）技术进展，展望了无缺血器官移植的发展前景。无缺血器官移植技术在未来可能会改变器官移植的方式，技术创新和可移动机器灌注设备开发使用将助推该技术的进一步发展。

医疗 2025年01月26日 1 点赞 0 评论 178 浏览

负泊松比型镍钛合金血管支架结构设计及其在血管中的支撑性能研究

摘要：通过用户自定义NiTi合金子程序对负泊松比结构的凹凸型自扩张支架进行有限元模拟分析，通过控制变量法研究了不同几何参数条件下，支架在自膨胀过程中状态和应力演化情况。结果表明：随着周向支撑单元数量Nc和支撑圈倾斜杆与水平方向的夹角θ改变，凹凸型支架与之对应的支撑性能出现完全相反的变化。支架轴向距离在向四周扩张过程中变化的大小主要与参数h/l和0呈负相关。凹凸型支架处于病变股动脉时的扩张率可以达到90.3%，高于现有自膨胀医疗支架。本凹凸型支架在股动脉中工作时可以实现均匀的扩张，直接避免了中间狭小而两端宽的情况出现。进行了Goodman疲劳曲线和疲劳因子评估，符合国家对医用支架的服役寿命要求。

医疗 2025年04月16日 1 点赞 0 评论 258 浏览

碳酸钙基微纳材料与肿瘤创新诊疗

摘要：癌症是当前全球范围内人口死亡的主要原因之一, 已成为包括中国在内的世界各国面临的持续性公共卫生挑战. 在过去的几十年中, 肿瘤防治领域涌现出了一系列富有成效的诊断方法与治疗手段. 但是, 受肿瘤异质性等因素影响, 当前临床中常用的肿瘤诊治手段仍难以满足患者对于精准防治的迫切需求. 因此, 我们亟需发展更为先进的防治方法以进一步提升癌症患者的治疗效果与生活质量. 近年来, 随着生物材料和纳米生物医学等交叉学科的不断发展, 一系列具有丰富理化性质与生物学功能的微纳材料被成功用于构建各类肿瘤靶向纳米影像探针与药物递释载体, 极大提升了肿瘤诊断的精准性以及肿瘤治疗的疗效和安全性. 碳酸钙作为自然界中大量存在的一类矿化材料, 具有易于合成、分子离子吸附效率高、微酸响应性分解与质子中和等特点, 在肿瘤微酸响应性纳米影像探针和药物递释载体构建等方面得到了广泛的关注与研究, 并表现出了较好的应用前景. 本综述将首先介绍碳酸钙基微纳材料可控合成方法, 进而介绍其在响应性纳米影像探针、药物靶向递释、微环境调控等肿瘤创新诊治领域的研究现状. 最后, 本文就该领域所存在的不足与缺点进行讨论, 并对未来的发展方向进行展望.

医疗 2026年02月05日 1 点赞 0 评论 88 浏览