生物3D打印技术及组织工程应用研究进展
摘要：生物3D打印技术基于增材制造思想，有望实现细胞、生物材料等生命物质的自由成形，构建具有仿生天然组织复杂性和异质性的三维组织结构。经过近20年发展，生物3D打印已成为组织工程的主流技术之一，应用于多种组织的构建。综述了生物3D打印的基本技术类型及其在不同组织上的应用现状。
氧化锆口腔种植体的动态植入过程分析与设计
摘要：在牙科种植领域常使用的种植体材料多为纯钛或钛合金, 然而钛金属种植体存在美学缺陷及潜在的致敏可能等问题. 氧化锆陶瓷由于其高强度、美观性与生物相容性被认为是钛金属种植体的理想替代品, 但目前国内对于氧化锆种植体的研究仍处于起步阶段. 本文通过对氧化锆种植体及骨组织进行有限元建模, 并对种植体的动态植入过程进行仿真, 分析了骨组织内部的应力-应变状况. 结果发现, 随着植入深度的增加, 种植体与骨组织的接触面积增大, 松质骨内应力增加. 考虑到骨组织的具体结构, 将松质骨内的最大应力-应变作为分析的主要对象, 结合损伤分析, 对种植体模型进行了优化. 此外, 还设计了3种具有自攻刃设计的种植体模型, 分别进行应力应变分析后确定了最优设计. 之后建立了具有自攻刃设计的种植体模型, 并模拟了临床的3种植入方案: 螺纹成形、螺纹切割、螺纹成形与切割进行分析, 通过分析得到螺纹成形与切割种植方案更为安全的结论.本文结果可以指导氧化锆种植体的结构设计以及植入时的条件设定等, 为我国自主研发的氧化锆种植体进行了理论指导, 为其早日进行临床应用指明了方向.
可降解锌基骨植入材料及其表面改性研究进展
摘要：医用锌及锌合金有望成为新一代可降解骨植入物材料来促进骨缺损的修复。概述了可降解医用锌基材料的优势，包括较好的生物安全性和抗菌效果、能促进植入部位周围血管和新骨的生成以及骨相关基因的表达能力。在此基础上，从基底材料、细胞种类及实验结果等方面系统总结了近年来关于可降解医用锌基材料生物相容性和降解行为的研究。同时，归纳了可降解医用锌在临床修复骨缺损方面所面临的主要问题和挑战，包括较差的力学性能和较强的细胞毒性。可降解医用锌较差的力学性能可以通过合金化进行改善，概述了多种新型医用锌合金的力学性能及其生物相容性。表面改性是提高可降解医用锌基表面生物相容性和调控降解的有效手段。从基底样品、表面改性手段、使用的细胞或动物模型以及细胞相容性和降解行为等方面，综述了近年来可降解锌基骨植入材料表面改性的研究现状，提出了可降解锌基骨植入材料表面改性目前所面临的难点问题，包括传统表面改性手段加剧了锌离子的释放或在表面改性后可降解医用锌的生物相容性改善功效不足，以及未来的发展方向。
纳米非晶及其在生物医学中的应用
摘要：晶态合金在人类发展史上占据了数千年的历史，不过近年来，非晶合金由于具有更高的强度、韧性、耐腐蚀性、耐磨性和生物兼容性在生物医学工程领域展现出更广阔的应用前景。然而，由于非晶合金处于亚稳态，热稳定性较差，而纳米结构的引入可以通过原子弛豫降低界面自由能，增强非晶材料的热稳定性，同时可以提高表面与细胞的有效接触面积，增强其生物相容性。因此，纳米结构与非晶材料的结合是解决块体非晶合金（BMG）应用局限性的一种有效方法。综述了BMG和纳米非晶（NG）的特点及其在生物医学中的应用，介绍了NG的优越性能以及主要制备方法，并将合金、BMG和NG在生物医学中的应用做了简单比较，展示了NG在生物医学一些特别领域的独特应用和光明前景。此外，就NG目前遇到的困难挑战和未来发展方向进行了展望。
骨组织工程镁基支架的制备研究进展
摘要：骨组织工程为受损骨、病变骨的治疗提供了重要的途径。如何获得易于骨修复、高强度且具有良好生物相容性的支架，是当前骨组织工程支架应用的技术难点和研究热点之一。支架材料的种类及制备方法是影响骨组织工程结构及性能的主要因素。镁基合金因在生物相容性、降解行为等方面具有突出表现而受到了普遍的关注，被认为是一种前景广阔的骨组织工程支架材料。常见的骨组织工程镁基支架制备方法有熔体发泡法、渗流铸造法、固／气共晶定向凝固法和增材制造法等，然而现有制备方法在孔隙结构精细控制及造孔残留物对镁基支架生物相容性的影响等方面仍需进一步研究。本文综述了骨组织工程镁基支架的制备方法，分析了影响镁基支架孔隙结构和性能的因素，总结了每种制备方法的优缺点，并对未来的研究方向进行了展望。
仿生人工心脏瓣膜材料的研究进展
摘要：治疗瓣膜性心脏病的重要方式是进行人工心脏瓣膜置换。通过仿生设计构建的人工心脏瓣膜材料，有利于在结构和性能上模拟天然组织，有望改善现有人工心脏瓣膜材料生物力学不匹配、生物耐久性较低等缺陷。以聚合物为原料制备的瓣膜具有高度可调可控性，表现出重现原生瓣膜三层异质、各向异性特点的显著优势。本文从人体原生瓣膜的结构和性能特点出发，重点关注其结构各向异性和力学各向异性特征，分析了仿生人工心脏瓣膜材料的设计思路；重点介绍了水凝胶瓣膜、纤维基瓣膜和水凝胶／ 纤维基复合瓣膜等聚合物瓣膜中涉及仿生材料的研究进展，提出根据原生瓣膜纤维层、海绵层和心室层各层结构、组分和功能进行更精确的仿生设计是仿生人工心脏瓣膜材料未来重要的优化方向。
医用镁合金体内降解行为与表面改性研究进展
摘要：医用镁合金具有良好的生物相容性、优异的综合力学性能以及独特的可降解性，是人体非重要承力部位的理想植入材料，但是过快的降解限制了其临床应用。探索更加适合镁合金的植入部位并通过表面改性技术使其降解速率与组织修复过程达到同步是突破临床应用瓶颈的关键。近年来，国内外研究人员研究了体内不同植入环境中镁合金的腐蚀降解机理，利用适当的表面改性技术从涂层成分设计与组织优化角度对医用镁合金的降解行为进行了调控。本文分析了腐蚀介质种类、成分、浓度、流动状态等生理环境对医用镁合金降解行为的影响机制，总结了医用镁合金在骨科、心血管科、消化内科、泌尿外科等植入环境中降解行为的差异，综述了金属涂层、无机非金属涂层、有机高分子涂层、生物功能涂层、复合涂层调控医用镁合金降解行为的研究进展，展望了基于人体特定植入部位开发生物功能性涂层的研究思路，为促进镁合金植入器械的临床应用提供参考。
磁性功能支架用于骨组织工程的研究进展
摘要:支架引导再生在创伤、肿瘤、切除等引起的严重骨缺损的治疗和修复中起着至关重要的作用。目前发展的磁性功能支架已被证明自身或者结合外部磁场可以影响细胞代谢行为，通过磁性环境来促进骨组织再生。特别是其结合外部磁场的作用，可以有效远程控制药物释放和激活细胞表面通道，介导一系列成骨相关通路，诱导细胞分化，促进组织生长、骨缺损再生等反应。同样，磁性支架在热疗、磁共振成像、靶向递送等方面也有着广泛的应用潜能。磁性支架可提高骨组织工程效率，为骨缺损的修复提供了一定保障。本文综述了磁性支架的复合、制备技术、促进骨再生的机制，以及磁场和磁性支架的协同功能，并总结了几种磁性功能支架在骨组织修复工程领域中的研究及应用。
生物基可降解包装薄膜的研究进展
摘要：本文综述了以陆地动植物、海洋动植物为原料制备的各种生物质膜的来源、用途、优缺点以及缺点的改良方法，为包装（尤其是食品软包装）行业提供理论基础。植物来源以聚乳酸（PLA）薄膜材料和卡拉胶为主，动物来源以明胶为主，总结其原料来源、膜的用途以及影响薄膜性质的自身原因，从共混改性、复合改性、交联改性、表面涂覆处理和双螺旋挤出法等方面进行阐述。上述提到的生物基薄膜均可生物降解，其制备和降解都不会污染环境，但理化性能较差，必须对其进行改性，各种改性方法均有优劣。生物质薄膜材料的改性技术仍存在不足，有待开发和完善一种不牺牲材料的生物相容性、设备简单、低成本的改性技术。
生物质碳点荧光材料在生物医药领域中的应用
摘要：荧光材料由于具有特殊的光学性质，在生物医学、生物成像和荧光传感等相关领域有广泛的应用。与传统的荧光剂相比，纳米荧光材料具有稳定性好、荧光强度高等优点。然而，传统的荧光纳米材料通常含有重金属，使其在生物医药领域中的应用受到限制。生物质荧光碳点作为一种新型的荧光碳纳米材料，因具有优异的生物相容性、化学惰性、荧光可调节性，在生物医药、生物传感、荧光成像等多个领域展现出应用潜力。但是，目前生物质碳点应用于生物医药领域的综述文献相对较少。因此，本文总结了不同天然产物制备碳点的绿色合成方法，对碳点的荧光机理进行了分析和归纳，重点阐述了碳点在生物传感、生物成像、药物载体、生物抗菌剂等生物医药领域的应用研究，讨论了存在的问题，并对碳点在该领域的发展方向进行了展望。
