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中国生物制造关键技术进展与未来趋势

中国生物制造关键技术进展与未来趋势

摘要：生物制造作为实现绿色低碳和可持续发展的重要技术路径，正沿着“原料—技术—过程—产品”全产业链加速演进。首先，从原料端分析了传统粮食原料的局限性，重点介绍生物制造原料向非粮生物质拓展，高性能菌种及酶的开发向精准化、智能化演进，过程工程技术及核心装备向模块化、智能化迭代的最新进展，为构建安全、稳定的生物制造原料基础提供支撑。技术端系统梳理了基因编辑、代谢工程、计算设计、人工智能（AI）等底层工具在核心菌种、底盘细胞和工业酶精准设计中的应用，推动生物制造向高效化、模块化、智能化发展。在过程端，重点讨论智能细胞工厂、精准生物发酵、在线监测、数字孪生及智能装备国产化等关键技术的融合创新，加速实现由经验驱动向模型驱动与智能决策转型。在产品端，总结生物制造在医药、食品、化工、材料等领域的产业化进展及应用前景。最后，针对中国生物制造在菌种自主可控、高端装备依赖等方面的短板，提出关键技术攻关方向，为未来生物制造的技术路线与产业发展提供参考。
医疗 2026年04月27日
碳基纳米酶在疾病治疗及预防中的应用

碳基纳米酶在疾病治疗及预防中的应用

摘要：碳基纳米模拟酶（CNEs）作为新一代仿生类酶催化材料，凭借其过氧化物酶/氧化酶等多酶活性特征，在检测分析、环境修复及生物医学领域展现出重要应用价值。相较于天然酶，CNEs具备制备便捷、成本低廉、稳定性优异等优势，且催化活性还可通过结构调控实现精准适配，因而被视为极具潜力的酶替代材料。基于近五年的研究进展，本文梳理了CNEs的构效关系，阐明其活性位点分布与电子结构对催化性能的调控机制。探讨了杂原子掺杂、二次化学改性及环境影响因素等策略对CNEs酶活性的影响，归纳了酶活性增强/改性的有效路径。进一步结合酶活性特异性，综述了其在疾病靶向治疗与预防干预中的应用案例。文末对CNEs提出了新型结构设计与智能响应体系构建的未来研究展望，旨在拓展其在精准医疗和公共卫生领域的应用边界，为解决全球性健康问题提供创新思路与策略。
医疗 2026年06月01日
基于智能手机的可视化生物传感器在即时检测中的研究进展

基于智能手机的可视化生物传感器在即时检测中的研究进展

摘要：人体生理指标是衡量健康与否的重要标准。传统的检测方法通常要求单独的实验室、复杂的操作流程且耗费较长的检测时间，难以满足快速诊断和居家健康监测的需求，因此亟需开发便携、快速和精准的现场检测技术。即时检测（Point-of-care testing， POCT）区别于传统实验室检测的主要特征是不需要实验室繁杂的分析过程即可实现生物分子的快速原位检测。智能手机作为日常生活广泛使用的通讯工具，具有独立的操作系统，内置存储功能，还配备高清摄像头，在POCT 可视化检测方面有巨大的应用潜力。将各种生物传感技术与智能手机相结合已经发展成为POCT 领域的一个新方向。本文对近年来基于智能手机的可视化生物传感器在POCT 中的研究进展进行了评述，包括比色传感器、荧光传感器、化学发光传感器和电化学发光传感器等，总结了目前基于智能手机可视化生物传感器在POCT 应用中面临的问题，并对其未来发展前景进行了展望。
医疗 2025年12月17日
肿瘤微环境调控导向的介入栓塞材料研究进展

肿瘤微环境调控导向的介入栓塞材料研究进展

摘要：经导管动脉栓塞及其衍生技术, 如经导管动脉化疗栓塞和经导管动脉放射栓塞, 已成为富血供实体肿瘤的重要局部治疗手段, 尤其在中晚期肝细胞癌中应用广泛。然而, 现有治疗仍以姑息性控制为主, 其疗效受限于单纯血流阻断所诱导的肿瘤适应性反应, 包括缺氧驱动的新生血管形成、代谢重编程及免疫抑制性肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME)的建立, 最终导致肿瘤复发与进展。研究表明, 栓塞过程不仅是机械性血流阻断事件, 更是伴随TME 动态重塑的复杂生物学过程。传统栓塞材料与药物洗脱微球主要依赖被动血管阻断, 仍缺乏对栓塞后TME 演化过程的主动调控能力。因此, 介入栓塞材料正由单一栓塞功能向TME 调控导向的多维度设计转变, 通过结构与功能协同, 实现对缺氧、代谢及免疫微环境的系统干预。围绕这一设计思路转变, 从空间调控、时序编程释放、信号响应及外场能量驱动等方面总结栓塞材料的结构设计与作用机制, 并探讨其在免疫重塑及不同临床场景中的应用前景, 以期为介入栓塞治疗的优化与转化提供理论支持。
医疗 2026年08月27日
钛基牙种植体表面改性促进软组织封闭的研究进展

钛基牙种植体表面改性促进软组织封闭的研究进展

摘要：钛及钛合金因其优异的力学性能、耐腐蚀性和生物相容性, 被广泛用作牙种植体材料。然而, 钛基牙种植体在临床使用中软组织封闭不佳, 易使细菌侵入诱发种植体周炎, 导致种植体植入手术失败。因此, 为提升钛基牙种植体的软组织封闭性能, 降低种植体植入手术的失败率, 国内外学者开展了持续、深入的研究。本文综述了近年来钛基牙种植体软组织封闭表面改性研究系列进展, 着重介绍了钛表面化学组分调控和微纳结构构建方法, 指出了当前研究面临的挑战以及未来发展趋势, 以期为该领域的进一步研究提供参考。
医疗 2026年09月23日
基因编码神经调质荧光探针的研究进展与展望

基因编码神经调质荧光探针的研究进展与展望

摘要：随着神经科学研究的深入, 基因编码神经调质荧光探针因其高灵敏度和选择性、高时空分辨率、高细胞特异性及低侵入性, 成为实时监测神经调质动态变化的重要工具. 本文总结了近年来基因编码神经调质荧光探针的设计原理、优化策略及取得的显著进展, 并展望了未来探针的发展方向, 为神经调质荧光探针技术的发展提供新的思路.
医疗 2026年03月06日
合成生物元件与线路的智能设计

合成生物元件与线路的智能设计

摘要：合成生物学是生物学、工程学和计算机科学等多学科交叉融合的新兴前沿领域，旨在通过“自下而上”的工程化设计理念，逐级构建元件、器件和线路，以创造自然界中不存在的人工生物系统，或对已有的生物系统进行目标性改造。随着合成生物产业的飞速发展，对基因线路规模和复杂度的需求也在不断提升。然而，传统依赖经验和试错的方法在元件与线路构建中具有较低的效率和成功率，已无法满足合成生物科技创新转化的需求。这促使元件与线路的开发范式逐渐从人力型、经验型的试错模式向标准化、智能化的工程模式转变。机器学习能够揭示生物数据中隐含的结构和关联，为合成生物元件和线路的智能设计提供强大支持。本文综述了生物元件与线路设计中常用的机器学习算法，以及它们在合成启动子、RNA调控元件、转录因子等生物元件和简单基因线路智能设计中的典型应用，探讨了当前面临的主要挑战及潜在的解决方案。最后，本文展望了机器学习与合成生物系统设计未来的融合趋势，并强调了跨学科合作的重要性。
医疗 2026年03月25日
医用镍钛管永久变形量影响因素的研究

医用镍钛管永久变形量影响因素的研究

摘要：使用医用镍钛管制备拉伸试样，研究了时效温度、时效时间、循环加载次数、应变和加载速率对医用镍钛材料永久变形量的影响。结果表明：随着时效温度的升高，试样的永久变形量先增大后减小；随着时效时间的延长，试样的永久变形量增大；460℃时效30min时，试样的永久变形量增加到3.350%；随着加载次数的增加，累积永久变形量逐渐增大，直至一定次数后趋于稳定；当应变不超过8%时，永久变形量较小（
医疗 2024年07月18日
细胞治疗药物：进展与展望

细胞治疗药物：进展与展望

摘要：近年来，细胞作为一种新型药物，在疾病治疗中取得了巨大进展，尤其在多种难治性疾病治疗中获得了前所未有的成功，迅速成为全球的研究热点。文章介绍了细胞治疗的概念及其发展现状；根据细胞治疗药物的分类，系统总结了不同类型细胞作为药物在相应疾病治疗中的研究亮点；最后，对我国细胞治疗领域的整体发展趋势进行展望，特别关注了在基础研究、细胞药物化、工艺研发，以及政策层面如何进一步推动细胞药物的临床转化应用和产业化。
医疗 2025年01月24日
纳米生物材料前沿进展与未来挑战

纳米生物材料前沿进展与未来挑战

摘要：纳米生物材料领域作为21 世纪生物医药领域的战略性科技领域，正深刻重塑疾病诊疗范式并驱动全球科技竞争格局变革。梳理了中国纳米生物材料领域在产学研方面的发展现状与战略挑战，通过对比揭示中国在生物医用涂层材料、上转换成像探针材料及纳米酶等部分细分领域的领跑优势，同时指出当前存在基础研究与应用脱节、跨学科协作壁垒、监管与产业适配失衡等结构性矛盾。在新型举国体制框架下，通过借鉴成熟行业的技术跃迁经验，推演出中国纳米生物材料领域可能的三阶段演进轨迹，即从技术攻坚期的工艺突破，到产业扩张期的标准主导，最终实现全球引领期的范式革新。建议通过“临床需求反向驱动”研发模式、千亿级产业基金布局及国际标准突围策略，中国有望构建以纳米生物材料驱动的“技术-产业-治理”三位一体中国方案的生物经济模式，为高水平科技自立自强提供实践范本。
医疗 2026年04月28日