可降解载药栓塞微球研究进展

摘要:载药微球是介入栓塞治疗中常用的栓塞剂, 能够阻断肿瘤供血并局部释放高浓度药物治疗实体恶性肿瘤。然而, 当前应用于临床的药物洗脱载药微球多采用不可降解的聚乙烯醇材料, 存在长期残留、炎症反应以及重复治疗受限等问题。因此, 基于可降解材料的载药微球近年来成为该领域的研究热点之一。系统综述了可降解载药微球的研究进展, 重点关注其材料设计、药物负载方式、多功能集成策略、制备工艺和体内外性能表现。对于可降解材料, 从水解与酶促降解等主要机制出发, 总结了一系列典型高分子材料的结构调控方法与降解行为。在药物递送方面, 阐述了不同理化性质的药物与载体材料之间的相互作用机制。微球的多功能集成方向主要包括显影、形状记忆与热效应等, 而乳化法、微流控以及电喷雾法等制备工艺则为其粒径控制与结构设计提供了重要支撑。体内外研究表明, 此类微球具备良好的栓塞稳定性、可控降解行为和显著的抗肿瘤效果。最后, 对可降解载药微球的未来发展方向作出了展望。

转录组生物信息学:从数据生成到分析框架

摘要:随着人类基因组计划的顺利完成和高通量测序技术的快速发展, 研究人员能够以前所未有的精度和深度对转录组进行全面探索, 揭示基因表达在转录组层面的复杂性及其在细胞和生理过程中的动态变化. 这些技术的突破大大提高了转录组数据的获取速度和准确性, 使研究人员能够对不同生理状态、发育阶段及疾病模型的基因表达模式进行精细的比较分析. 本综述归纳了转录组研究中的多种高通量测序数据获取及相关计算分析的核心思路,在基于技术手段和分析目标差异对转录组测序技术进行系统分类的基础上, 介绍了不同转录组数据分析策略在多个研究方向的应用. 同时, 本文介绍了人工智能方法在转录组分析研究中的应用, 包括利用前沿深度学习技术建立的多种预测模型等, 期望为深入开展转录组信息挖掘及其应用提供新思路.

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。

细菌纤维素功能化改性及其在医学领域的研究进展

摘要: 细菌纤维素(bacterialcellulose,BC)具有独特的三维网络结构,其孔隙率高、机械强度大、生物相容性好,可作为人造血管、组织工程以及伤口敷料的理想候选者,是生物医学材料研究的热点之一。然而,由于BC本身并不具备抗菌、生肌止血等特点,限制了其在医学领域的进一步应用。因此,通过非原位和原位改性方法将功能性聚合物、碳基纳米材料以及金属纳米颗粒引入BC,获得具有增强功能特性的复合材料,这些改性的BC材料在该领域中展现出巨大的应用潜力。本综述介绍了BC的制备,及其功能化改性,并总结近年来其在医疗领域的主要成果,为开发低成本、绿色安全和多功能的医用材料提供参考。

超声引导便携式脉管穿刺机器人

摘要:脉管穿刺介入手术是对目标脉管进行穿刺后插入导丝,精确到达患处进行治疗的一种现代微创治疗方式,具有创伤小、恢复快、安全性高等特点。但由于脉管的深度不同,如何对目标脉管进行定位并精准穿刺是穿刺介入手术的一个难点。目前的穿刺设备由于体积和重量原因并不适用于非临床条件下紧急建立脉管通路使用。为此,设计一种超声引导的便携式脉管穿刺机器人,该机器人通过超声设备观测脉管,利用机械结构将超声图像、穿刺针和目标脉管对准,再通过调节上下移动距离,实现对不同深度脉管的精准穿刺。该机器人体积小、重量轻,可以在非临床条件下便携使用。实验表明,相较于常规的穿刺方法,该机器人可减少患者的创伤,减轻操作者的操作难度,提高脉管穿刺的成功率。

可遗传功能微生物活体智能生物医用材料:设计策略、集成技术及医学应用

摘要:随着微生物科学、合成生物学和材料化学的快速发展,微生物活体智能医用材料作为一种新型可持续智能材料,已成为生物医学领域的研究热点。本文基于第391期双清论坛“面向未来的智能材料物质科学”会议内容,对我国在微生物活体智能生物医用材料的设计、集成及应用研究方面的国家重大需求进行了总结。本文回顾了基于合成生物学与材料化学的微生物活体智能材料的设计策略,探讨了单细胞与多细胞协同设计方法,并总结了当前面临的主要挑战。最后,提出了该领域未来5~10年内亟需解决的科学问题和核心技术,并展望了微生物活体智能材料在精准医疗和智能药物递送等领域的发展方向。

二维过渡金属碳/氮化物在肿瘤治疗中的应用

摘要:二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)具有优异的光热转换性能,丰富的表面基团,良好的生物相容性、亲水性和粒径可调性,这使得应用MXenes作为肿瘤诊疗过程中的治疗剂和造影剂具有巨大潜力。本文综述了基于MXenes的肿瘤单一治疗和联合治疗的相关研究,同时介绍了MXenes在肿瘤主动靶向治疗领域的研究,最后阐述了目前MXenes在制备和肿瘤治疗研究中存在的挑战和对未来的展望。

病毒富集相关材料及装置的研究进展

摘要: 环境中存在的各种致病病毒对人类的健康造成了极大的危害。高效、快速的病毒富集技术对于早期病毒的诊断和疾病预警、防控具有重要意义。然而,目前有关病毒富集的综述大多侧重于病毒的富集方法,对材料及装置的研究较少。从病毒的电荷特性、生化特性及尺寸等方面阐述了富集病毒的相关材料及装置,涉及冠状病毒、流感病毒、诺如病毒等。此外,结合实例对纳米材料在病毒富集中的应用潜力,尤其在空气传播病毒检测中的有效性进行了说明。同时,探讨了基于其他性质的病毒富集材料和装置,如通过蒸发去除溶剂达到富集目的的方法。最后,探讨了微流控芯片在病毒富集领域的技术优化和应用前景,旨在为后续研究提供理论参考。

功能涂层在生物医用纤维材料中的研究进展

摘要:作为一种先进的表面改性技术,功能涂层为纤维材料在抗菌防护、监测诊断及治疗康复等生物医疗领域的应用提供了有力支撑。系统综述了功能涂层在生物医用纤维材料的最新研究动态,着重从技术原理、功能结构和多场景应用等方面展开剖析。在生物医用领域,功能涂层的研究聚焦于改善纤维材料与生物组织接触的生物相容性,以及提升纤维材料修复生物组织等特定生物医用属性。随着精准医疗和个性化医疗需求的增长,功能涂层技术正朝着智能化、动态响应的方向发展,pH 敏感、温度响应、酶触发等智能涂层体系不断涌现,为生物医用纤维材料赋予了环境自适应能力。从抗菌防护、监测诊断、治疗康复及多功能复合集成4 个应用维度展开论述。为进一步提升纤维材料在生物医用领域的应用水平,未来的研究方向需聚焦在智能化材料开发和多功能化集成等方面,并不断提升纤维材料的生物与环境适应性,以推动功能涂层与纤维材料的协同发展。

机器学习在生物医用合成材料中的设计与应用

摘要: 生物医用材料包括天然材料和合成材料,其在组织再生和精准给药等医疗领域中具有不可替代的作用。然而,生物医用材料的性能优化长期受限于传统试错法的高成本与低效率。随着材料基因组计划和高通量实验技术的发展,数据驱动的设计方法为生物医用材料的开发提供了新范式。机器学习(Machine learning, ML)作为人工智能的核心分支,能够从海量的多源数据中提取有效特征,建立成分、结构与纳米尺度功能特性之间的构效模型,显著加速了新材料的筛选与性能预测。本文系统综述了机器学习在金属有机框架(MOFs)、水凝胶及生物质炭等生物医用合成材料设计中的创新应用,重点探讨了监督学习、生成模型及可解释人工智能等方法在材料建模中的实施路径与典型范例。结果表明,ML 在多项任务中成效显著,如预测MOFs 的药物负载与释放行为、优化水凝胶的力学性能与生物相容性,以及调控生物质炭的孔隙结构及表面活性等,这不仅提升了材料研发效率,也揭示了材料功能的内在影响机制。目前,ML 虽面临数据标准化不足、模型可解释性有限和实验验证体系不完善等挑战,但通过融合多模态数据库与自动化实验平台,将推动生物医用材料逐步实现智能化设计与个性化应用。本综述旨在为生物医用材料领域研究人员提供基础知识、方法选型参考,并展望了未来的发展方向。