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中国生物微机电系统技术发展现状与展望

中国生物微机电系统技术发展现状与展望

摘要：生物微机电系统（Biomedical Microelectromechanical System, BioMEMS） 技术是将生物、机械、电子、物理、化学和信息等多学科交叉融合的前沿技术，其研究和应用极大地推动了生物医学领域技术的进步，并具有低成本产业化的潜力，已经成为世界各主要科技强国大力发展的领域。文章系统总结了BioMEMS在生物检测、医学治疗、微纳操纵等领域的前沿进展和国内外发展现状。总体而言，中国在该领域处于世界一流水平，特别是在材料开发、技术应用层面取得了显著成果。但同时也存在一些问题和发展瓶颈，例如，还需要进一步优化我国现有科研资助和人才培养体系来满足BioMEMS技术多学科交叉属性。文章针对性地提出了该领域未来发展趋势和政策建议，以期为中国后续生物微机电系统技术的发展提供参考。
医疗 2026年04月30日
3D打印个性化钛合金骨修复假体的前驱探索与临床应用

3D打印个性化钛合金骨修复假体的前驱探索与临床应用

摘要：3D打印在临床中的具体应用发挥了其个体化定制的显著优势，创造了很多国际及国内先例的手术记录，开拓了精准数字化和智能化医疗的新时代。骨肿瘤骨修复重建创新团队基于战争创伤、车祸及病变所致骨缺损的情况，采用个体化和精密化的3D打印技术制备了钛合金假体(遍及人体上肢、躯干和下肢) 以及植体周围的骨骼模型(聚乳酸材质)，用以规划和细化手术方案，模拟手术操作；钛合金假体完美替补了骨缺损部位，且与周围骨组织紧密贴合。得益于3D打印个体化定制以及高形体匹配度，降低了术后感染风险，提高了愈合率。
医疗 2024年07月24日
XPS在新型齿科医用材料研究中的应用

XPS在新型齿科医用材料研究中的应用

摘要：牙缺失是口腔临床中发病率极高的疾病之一。种植修复已成为当前修复缺失牙的常规治疗方案，常用种植材料是钛及钛合金材料，其具有无毒、弹性模量与人体硬组织相匹配和种植修复成功率高等优点，但钛基种植体生物活性差，甚至会出现失效的情况。因此，通过对齿科材料进行表面改性，可以提高植入物表面的抗菌性、耐腐蚀性并加快骨结合的过程，从而提高其成功率，有利于其长期存活。Ｘ 射线光电子能谱（XPS）在对改性材料表面机理进行分析方面具有“高灵敏”和“超微量”等独特优势，在新型齿科医用材料的研究中，XPS技术可用于分析材料的表面成分和化学状态，这对研究材料的抗菌性、耐腐蚀性和生物相容性等关键性能至关重要。通过XPS技术，可以准确地了解材料表面的元素组成、化学价态以及表面化学状态等信息，从而评估材料的生物安全性和功能性。
医疗 2025年12月29日
自驱动技术与植入式心脏电子医疗器件

自驱动技术与植入式心脏电子医疗器件

摘要：传统的植入式心脏电子医疗器件电池寿命有限，难以为患者提供长期、不间断的监测和治疗，自驱动技术的出现解决了这一难题。介绍了自驱动技术的类型和原理，从供能、传感和电刺激3个方面回顾了自驱动技术在植入式心脏电子医疗器件中的应用，从自驱动植入式心脏电子医疗器件能源的收集和存储管理、植入物的长期生物相容性、电刺激的生物学效应3个方面展望了自驱动技术与植入式心脏电子医疗器件未来的发展方向。
医疗 2025年02月07日
骨科用钛合金表面改性技术与生物相容性研究进展

骨科用钛合金表面改性技术与生物相容性研究进展

摘要: 钛合金因其优异的耐腐蚀性能和良好的生物相容性，在骨科修复领域得到广泛应用。对国内外骨科用钛合金表面涂层制造技术及其相容性的研究进展进行了总结，重点介绍了等离子喷涂、阳极氧化、热氧化、微弧氧化等处理方法的最新进展，并对钛合金表面涂层种类及组织相容性、血液相容性、力学相容性等进行了分析。
医疗 2024年07月24日
用于乳腺肿瘤细胞三维培养的纤维-水凝胶复合支架的制备及表征

用于乳腺肿瘤细胞三维培养的纤维-水凝胶复合支架的制备及表征

摘要:从力学性能和组成成分两方面还原乳腺肿瘤细胞的生长环境,开发了一种负载富血小板血浆的纤维-水凝胶复合结构支架。通过检测支架的元素组成和化学结构,确认支架中各组分的成功负载,并利用扫描电镜、溶胀测试和水接触角测试表征了支架的表面形貌和理化性能。研究表明:复合支架具有适用于物质传输的孔隙和利于细胞黏附的表面性能;加入纤维显著提高了水凝胶的力学性能,且复合支架具有与乳腺肿瘤组织接近的弹性模量((4.79±0.45)kPa);与二维(2D)培养和无纤维的水凝胶支架相比,复合支架上培养的乳腺肿瘤细胞增殖能力提高了33.1%,显示出细胞聚集成球的特性,并对化疗药物显示出更低的敏感性。复合支架有助于肿瘤学体外研究和预测抗肿瘤药物疗效。
医疗 2024年12月06日
蛋白质化学合成在蛋白质泛素化研究中的应用

蛋白质化学合成在蛋白质泛素化研究中的应用

摘要：泛素化修饰调控真核细胞中绝大多数的生理与病理过程. 在分子水平上深入解析蛋白质的泛素化过程能够提升人们对泛素化相关疾病的认知, 促进新型诊疗策略的开发. 蛋白质化学合成作为获取难以生物重组蛋白的策略, 可获取各种定点泛素化修饰的蛋白体系, 为泛素化机制的解析研究提供了重要方法基础. 本文总结了蛋白质化学合成中所涉及的关键技术, 包括多肽固相合成、蛋白片段连接以及蛋白折叠复性等. 借助蛋白质化学合成, 人们实现了泛素链、泛素化底物蛋白、泛素化学探针等研究工具的高效制备, 并在此基础上阐明了一系列泛素化酶、去泛素化酶及靶向泛素系统的小分子药物的工作机制. 蛋白质化学合成在泛素化研究中的广泛应用展示了化学生物学工具在推动人类健康与疾病研究、促进药物开发与精准治疗中的重要作用.
医疗 2026年03月27日
多种代谢物调控蛋白质翻译后修饰的新机制研究和药物筛选策略

多种代谢物调控蛋白质翻译后修饰的新机制研究和药物筛选策略

摘要：代谢物是生物大分子修饰最主要的供体来源, 环境或细胞内应激导致的代谢物改变信号也被整合到生命信号网络中. 蛋白质磷酸化、乙酰化和甲基化等经典翻译后修饰(post-translational modification, PTM)以ATP、乙酰辅酶A和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)等能量或物质表征代谢物为底物, 传递共性代谢物信号; 我们的研究发现, 代谢物可以通过不同机制调控其作为供体外的其他PTM: 巴豆酰辅酶A能作为酰基供体促进细胞周期依赖的EB1蛋白的巴豆酰化修饰, 通过调控微管骨架的动态性维系基因组的稳定性; α-KIV和α-KG能够分别调控蛋白质磷酸化修饰和羟基化修饰, 介导与自身代谢无关的TCR信号通路和Hedgehog信号通路; 此外, 天然植物的次生代谢物也能够促进AD相关蛋白的泛素化降解. 这些发现为代谢物调控细胞生理病理的研究打开了新的角度和视野. 基于代谢物调控翻译后修饰的新机制, 我们以病理过程中的关键蛋白为例, 高通量筛选了瞬时受体电位香草酸通道3蛋白(TRPV3)和菌源二肽基肽酶4 (DPP4)的小分子抑制剂, 为创新药的研发和疾病的干预提供了新的思路.
医疗 2026年03月27日
化学动力学疗法的反应机制及其抗肿瘤应用

化学动力学疗法的反应机制及其抗肿瘤应用

摘要：化学动力学疗法（CDT）是指利用金属离子介导的芬顿/类芬顿反应催化过氧化氢生成高细胞毒性的羟基自由基杀伤肿瘤细胞的方法，具有肿瘤特异性、副作用小，以及治疗过程仅由肿瘤内部物质如过氧化氢、谷胱甘肽引发，无需外部刺激等优点。然而肿瘤微环境中高浓度的谷胱甘肽、内源性过氧化氢不足及乏氧等阻碍了CDT的治疗效果。为了提高CDT的疗效，研究人员探索了多种金属离子介导的芬顿/类芬顿反应，进而实现CDT与其他疗法的联合治疗。本文综述了CDT的反应机制及其与多种疗法协同抗肿瘤应用的研究进展。首先讨论了不同金属离子介导的CDT的催化反应机制，深入分析了各种离子催化芬顿或类芬顿反应时的优势和不足。进而，分别详细描述了光热疗法、化疗、光动力疗法等多种疗法与CDT的联合治疗应用于抗肿瘤治疗中的最新研究进展。最后，提出了CDT未来发展的研究方向，以及进一步推动该疗法进行临床应用需要考虑的关键问题。
医疗 2026年04月30日
纳米长余辉发光材料在生物医学检测、生物成像与肿瘤治疗中的研究进展

纳米长余辉发光材料在生物医学检测、生物成像与肿瘤治疗中的研究进展

摘要：长余辉发光材料是一种能储存外界激发光能量、在激发光停止激发后仍能持续发光的材料。由于其长余辉寿命、无需原位激发、无组织背景信号干扰和高信噪比等优点，纳米长余辉发光材料广泛应用于生物医学检测、生物成像和肿瘤治疗领域。本文综述了近年来纳米长余辉发光材料在生物医学检测、生物成像和肿瘤治疗（化疗、光热治疗、光动力治疗和免疫治疗）方面的应用进展，并进一步探讨了其在生物医学应用中所面临的挑战，对其未来的发展趋势也进行了展望。
医疗 2025年02月08日