人工细胞的构筑及生物医学应用

摘要：人工细胞是一类具有活细胞结构和功能特性的人造微囊体，因相关研究对于探寻生命起源、构筑生物活性材料的重要意义，成为近年来材料、化学、生物医学等多学科交叉领域的研究热点。根据构筑方法是从微观到宏观尺度，还是相反地从宏观到微观尺度，构筑人工细胞的方法可分为“自下而上”和“自上而下”两大类，两者各具特色、互为补充。其中，由自下而上方法构筑的人工细胞具备更为丰富的生物分子构筑单元和灵活的功能性，因而在生物医学领域展现出巨大的应用前景。基于如上背景，本文综述了由各类方法构筑的人工细胞模型，包括脂质体囊泡、多糖囊泡、蛋白类囊泡、聚合物囊泡和无机胶体囊泡等；并根据不同种类人工细胞的功能特性，讨论了它们作为生物分子运输载体、微型反应器、生物传感器和信号调节器等在生物医学领域尤其是医学诊断和治疗中的应用现状。

医疗 2025年12月23日 1 点赞 0 评论 107 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

生物质及生物质相关止血材料的研究进展

摘要：伤口的快速止血和愈合对于解决意外事故造成的出血具有重要意义，相关止血材料的开发和应用一直备受关注。以角蛋白、丝素蛋白、胶原蛋白为代表的蛋白类和以纤维素、壳聚糖、海藻酸为代表的多糖类等生物质材料，因其无毒性、低抗原性、良好的生物相容性、生物可降解性等优点在止血领域展现了前所未有的应用价值。基于此，本文对生物质止血材料的设计、制备及止血应用的最新研究进展进行了全面综述，并对其发展前景做了展望，以期为新型高效止血材料的开发和实际应用提供思路。

医疗 2025年12月19日 1 点赞 0 评论 147 浏览

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 1 点赞 0 评论 162 浏览

基于机器视觉辅助避障的导盲手杖设计

摘要: 视障人群的出行及日常活动普遍依赖导盲犬、导盲手杖或他人帮扶等方式,但随着经济发展,城市规划变得越来越密集,城市布局和道路规划的复杂度也逐渐增加,上述方法已经不能够保障视障人士的出行及日常生活安全,因此加强对视障群体的关注力度、提高其生活质量是我们亟待解决的问题。本设计着眼于机器视觉对彩色信息和深度图像的去噪、滤波、目标标定等处理,加以机器学习训练,实现图像的色彩识别、常见障碍物识别及距离测量功能,将分析结果转换为音频信号并通过语音输出给用户,给予一定行进建议,致力于为视障人士提供避障服务,降低在行走过程中因无法提前预测的障碍物对出行造成的负面影响。

医疗 2025年12月16日 1 点赞 0 评论 124 浏览

微流控生物电阻抗传感检测芯片技术综述

摘要: 随着单细胞异质性研究的深入,细胞电学特性成为疾病诊断和精准医学的重要研究方向。微流控生物电阻抗传感检测芯片通过高精度测量细胞在电场中的阻抗变化,无需标记即可获取细胞尺寸、膜电容、细胞质电导率等细胞电学特性,显著提升了对细胞异质性的检测能力。相比传统方法,微流控生物电阻抗检测芯片技术具有高灵敏度、操作简便、无损检测等优势,在疾病早期诊断、药物筛选以及个性化治疗中展现出广泛的应用前景。文章首先阐述了该技术的基本原理与系统设计;接着分析了微流控通道与电极配置的优化进展,并讨论了其在细胞分类检测、药物评估等领域的应用;最后,分析了当前面临的技术挑战与未来发展趋势,并展望了其在精准医学和疾病早期诊断中的广泛应用前景。

医疗 2025年12月15日 1 点赞 0 评论 133 浏览

面向生物医疗应用的电刺激集成电路与系统综述

摘要: 电刺激技术被广泛应用于多种生物医学领域,包括心脏起搏器、人工耳蜗、肌肉重建、视力恢复和癫痫抑制等。与传统的药物治疗或手术方法相比,电刺激具有更小的侵害性、更高的灵活性和更好的可恢复性,并且消除了药物依赖性与成瘾性的风险。由于集成电路具有功耗低、可靠性高、可编程性强、易于多功能集成和易于大规模生产等优势,能够满足小型化、智能化和经济高效的生物医用需求,近年来已发展成为电刺激器设计的首要选择。然而,高密度电极与刺激产生电路的集成,给电极组织接口设计带来了很大挑战。本文从电极组织接口出发,全面概述了植入式电刺激器相关的集成电路设计,包括基础驱动电路拓扑和高性能复杂设计,重点分析了生物医用植入式芯片的可靠性与安全性,并介绍了刺激器与闭环系统中能量收集等模块结合的创新设计。同时结合课题组在电刺激和接口电路方面的工作,讨论了电刺激技术和接口系统的未来方向。

医疗 2025年12月13日 1 点赞 0 评论 163 浏览

生物阻抗检测芯片设计综述

摘要: 综述了生物阻抗检测芯片的设计与优化,重点分析了双电极与四电极的适用场景及其在测量精度和便携性上的取舍。此外,针对不同检测需求,详细探讨了ADC法、DAC法、逐次逼近法、半正弦DAC法及基线消除技术的实现原理与特点。研究结果表明,双电极结合高效DAC方法在便携设备中具有显著优势,而四电极配置则适用于高精度阻抗测量场景。本文为生物阻抗检测芯片的设计提供了理论支持,并展望了其在可穿戴医疗设备和动态监测领域的应用前景。

医疗 2025年12月12日 1 点赞 0 评论 116 浏览

过渡金属配合物抗肿瘤级联靶向策略

摘要：以顺铂为代表的铂类药物在临床上的成功, 使金属配合物的抗肿瘤特性逐渐进入大众视野, 但靶向性缺失与多药耐药性制约了金属药物的发展. 因此, 如何获得高效低毒的新型抗肿瘤金属配合物是目前研究的关键.过渡金属结构易修饰, 可以通过合理引入不同功能的有机配体, 改变金属配合物的亚细胞器分布及生物分子靶标, 激活与经典铂药不同的抗肿瘤机制. 本文综述了近年来通过级联靶向策略实现从亚细胞器富集到生物大分子靶向及干预的金属配合物, 并对其抗肿瘤机制进行了归纳总结, 希望通过本文可以对未来靶向金属药物的设计提供新的研究基础与启发.

医疗 2025年12月11日 1 点赞 0 评论 86 浏览

基于纳米材料的可控组装策略和刺激响应型传感机制用于恶性肿瘤的靶向精准治疗研究

摘要：近几十年来, 纳米材料在各个领域得到了广泛的应用, 基于纳米材料的诊疗探针为癌症精准治疗带来了巨大的前景和机遇. 近年来, 本课题组通过研究纳米材料的可控生长和组装策略, 构建了多种灵活的药物载体, 并发展新型的刺激响应型生物传感体系, 用于肿瘤的化疗、光动力治疗、光热治疗和基因治疗. 在化疗方面, 通过在上转换纳米颗粒、碳纳米管和Janus纳米粒子表面修饰DNA或RNA纳米结构构建复合药物载体, 或利用核酸自组装形成的三维(3D)纳米结构构建药物递送系统, 实现肿瘤的靶向治疗和药物的可控释放. 在光动力治疗方面,建立了基于上转换纳米颗粒的新型光动力纳米治疗剂, 它具有更高的能量传递效率和更多的活性氧的产量. 在光热治疗方面, 构建了多种新型复合纳米材料来提高光热转换能力. 最后, 还考察了纳米材料在肿瘤基因治疗方面的应用潜力. 综上, 本课题组基于纳米材料的可控生长和组装策略构建了多种诊疗探针, 构建了刺激响应型生物传感体系, 并验证了诊疗探针在恶性肿瘤靶向精准治疗中的应用潜力.

医疗 2025年12月10日 1 点赞 0 评论 120 浏览