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

有色金属基材料在生物医学中的应用现状

摘要：人类使用生物医用材料的历史悠久，最早可追溯到公元前3 500 年古埃及人利用棉花纤维缝合伤口。生物医用材料的种类繁多，有色金属基材料是其中的一个重要选择。近些年来，有色金属基材料因其优异的生物相容性、力学特性和光热转换性等特点被广泛应用于生物医学领域，在推进患者护理上表现出巨大的潜力。归纳了有色金属基材料在介入类耗材、癌症治疗、精确诊断及生物传感方面的研究成果，包括钛、镁、钽、金、铋、铜、铂等一些元素及其合金的应用形式，总结了它们在临床实践中的特点与当前的研究重心。最后展望了有色金属材料在生物医学工程中未来发展的几个可能的方向。

医疗 2024年07月19日 1 点赞 0 评论 182 浏览

无机金属异质结半导体在肿瘤治疗中的应用研究

摘要：随着对半导体催化机制的不断研究，发现半导体材料在光/声刺激下会发生催化反应，从而产生活性氧。因此，近年来半导体材料被广泛研究用于肿瘤治疗。基于不同激发源，用半导体材料催化治疗主要分为光催化治疗和声催化治疗，其中异质结半导体材料与单纯的半导体材料相比，因其特殊的电子转移方式，在肿瘤催化治疗中表现出更好的疗效。通过分析异质结材料的催化机制，将近年来设计合成的多种无机金属异质结分为4 类，同时详细讨论了不同异质结材料在光/声催化治疗领域的研究和发展。希望从异质结催化增强的机制出发，为用于高效肿瘤治疗无机金属异质结材料的设计提供新的思路。

医疗 2024年07月19日 1 点赞 0 评论 284 浏览

脑机接口领域发展态势

摘要：脑机接口为人脑功能研究提供了重要方法，为脑疾病临床诊治提供前沿探索工具。2024 年脑机接口领域进入技术爆发期，具体表现在以下几方面。(1) 国内外加强脑机接口资助：相比较而言，美国重视电极、芯片开发及其在医疗与防务的应用，欧盟重视相关材料开发与科研应用，我国将脑机接口作为未来产业进行全面部署；(2) 相关技术迭代升级：新型接口、电极等硬件被相继开发出来，大模型应用于脑电解码中，提升编解码能力；(3) 临床试验持续推进：多款侵入式脑机接口进入临床试验，目前全球已开展70 多例临床试验；(4) 应用领域“多点开花”：医疗应用从运动与语言修复、肌萎缩侧索硬化等罕见病的治疗，扩展到抑郁症等常见神经精神疾病，非侵入式脑机接口已经应用于疲劳驾驶检测、游戏娱乐等生产生活中；(5) 产业快速发展：产值增长迅速，企业研发活跃。未来，脑机接口成本将大幅下降，实现大脑与机器的双向交互，为医疗、教育与娱乐等众多领域带来变革。

医疗 2026年03月26日 1 点赞 0 评论 63 浏览