静电纺丝技术在骨组织修复中的应用进展
摘要：静电纺丝技术是制备骨组织工程支架的有效方法。介绍了静电纺丝技术的装置及基本原理，总结了溶液静电纺丝、熔融静电纺丝和离心静电纺丝的优缺点及适用范围。 综述了静电纺丝技术制备的天然纤维、合成纤维、复合纤维在骨组织工程中的应用进展，并指出了各自的不足之处，讨论了改进方法。同时，简要分析了静电纺丝技术在骨组织工程领域的发展方向。
生物降解性形状记忆聚合物的研究进展
摘要：形状记忆聚合物(SMP)可以在特定的刺激下改变形状，是一类应用前景广阔的智能材料。生物降解性SMP可以在人体内分解。这种材料符合生物医学应用中的严格要求，是微创手术和可触发生物医学设备的理想选择，对其中部分材料已经进行了深入的研究，并有着广泛的用途。文中综述了聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)、聚十二烷甘油酯(PGD)、聚(ω-十五酸内酯)(PPDL)等几种主要的生物降解性形状记忆聚合物的研究进展，并对其形状记忆效应的机理进行了分析和介绍。
磁场调控纳米生物催化的研究进展与生物医学应用
摘要：纳米生物催化治疗是一种利用外源纳米催化剂在病变区域引发特定化学反应来实现疾病治疗的新兴治疗方式，因其具有高效性、高选择性和外物理场的可调控性，已成为生物医学领域的热点方向。近年来，外物理场（超声、光场、电场、磁场等） 调控的纳米生物催化受到了广泛关注。其中，磁场作为一种安全可控且无组织穿透深度限制的外源性刺激方法，已应用于临床磁热疗与磁共振成像，近年来在催化治疗领域也展现出广阔的前景。本文重点综述了磁性材料在磁场作用下产生的三种物理效应（磁热、磁力、磁电），以及基于这些物理效应调控纳米生物催化的研究现状，并对未来发展方向进行了展望。
智能蛋白质工程
摘要：蛋白质是生命活动的重要基础物质，在生物体内扮演着多种关键角色，包括构建细胞结构、参与代谢和能量转化、调节生理功能、提供免疫保护、传递信号等。蛋白质多样化的功能是通过其特定的氨基酸序列，以及相应的三维结构来实现的。蛋白质工程通过改变或设计蛋白质的序列与结构来实现特定的功能，从而扩展对蛋白质的理解，并为生物医学、生物材料、生物工程及其他领域的研究提供强大的工具和技术支持。近年来，随着算法的进步、大数据的积累，以及硬件计算能力的提升，人工智能技术得到了快速发展，并逐渐应用于蛋白质工程领域，形成了智能蛋白质工程。通过运用基因组、蛋白质组、蛋白质结构数据库等生物学大数据，以及在数据基础上建立各类先进的深度学习模型，智能蛋白质工程能够实现高效、精准、可预测的蛋白质设计和改造。本文主要侧重于智能蛋白质工程的四个方面，即结构设计、无骨架的序列设计、基于骨架的序列设计，以及其他辅助设计方法，总结了人工智能技术在这些领域取得的最新进展，并汇总了近年来采用智能蛋白质工程技术取得的实践成果。智能蛋白质工程作为一种新兴的技术和方法，展示了巨大的潜力和前景，为未来科学研究和技术创新带来深远的影响，并为解决全球性挑战提供新的解决方案和工具。
纳米药物递送系统：胰腺癌靶向策略的新选择
摘要：胰腺导管腺癌 （PDAC）是一类进展迅速、早期诊断困难的恶性消化系统实体肿瘤，多数患者就诊时已失去根治性手术切除机会。PDAC组织中的多种细胞成分和非细胞成分组成复杂的调控网络，共同塑造了代谢异常的肿瘤微环境，导致临床化疗和免疫治疗等效果受限。纳米技术的发展为PDAC的高效药物递送和精准靶向治疗提供了新思路。本文从靶向肿瘤细胞与肿瘤微环境两个方面，综述了近年来基于纳米药物递送系统的PDAC治疗策略，并总结了本团队在相关领域的研究进展，为胰腺癌的治疗提供参考。
纳米酶与生命起源
摘要：纳米酶是中国科学家发现的纳米材料的全新特性，其不仅具有类似天然酶的高催化活性，还呈现稳定性高、活性可调以及低温催化等特点。纳米酶的发现首次揭示了无机纳米材料的生物催化活性。而无机矿物也被认为是生命起源重要催化剂，参与早期生物分子的合成。无机矿物不仅能够通过氧化还原反应促进无机小分子向有机小分子的转化，还能够利用其表面结构实现手性选择、生物大分子合成以及发挥辐射保护功能。最新研究表明，无机纳米材料不仅可以温和催化生物分子合成，也能够参与生物大分子的聚合和辐射保护。不仅如此，纳米矿物也被发现广泛存在于地球和地外空间中。因此，本文将基于无机矿物在生命起源中的不同作用，结合纳米酶的特性，探讨纳米酶作为生命起源过程催化剂的可能，为生命起源研究提供新的方向。
纳米级光学超分辨成像技术研究及展望
摘要：荧光显微成像技术能够将细胞生理活动可视化，是现代生命科学研究的重要手段。超分辨成像技术的出现将研究推进到亚细胞结构层次，而具有纳米级分辨率的单分子定位成像技术成为了研究细胞器、大分子复合物空间分布及相互作用的有力工具。继 2014 年超分辨成像技术获得诺贝尔化学奖后，《自然》（Nature） 发布的 2024 年值得关注的七大技术中再次将纳米级分辨率光学成像技术作为热点进行介绍，超高分辨率成像技术是重要的前沿研究领域。本文首先简要介绍了荧光显微成像技术的发展历史、荧光显微镜的基础概念、超分辨成像技术的基本概况，之后着重介绍了单分子超分辨成像技术的研究进展，并在最后对该技术的发展及应用做了展望。
植入式脑机接口系统实现、临床进展与技术挑战
摘要：近年来，脑机接口的临床实验进展使得该技术受到了越来越多的关注。本文综述了植入式脑机接口（implantable brain-computer interfaces，iBCIs） 的系统实现及最新临床进展，随后对制约iBCIs规模化的关键技术及挑战展开了讨论。在系统实现部分，本文将前端电极分为刺入式和贴附式两种类型展开介绍，并将实验范式视作解码器的学习基准放置于信号处理与解码器部分进行讨论，同时将效应器视作iBCIs系统的关键部分进行了单独的讨论分析。在临床进展部分，本文从患者的角度出发，将iBCIs系统的最新临床进展分为功能康复和功能替代两种类型并对两者的功能界限作了深入探讨。最后，文章提出，目前iBCIs关键技术挑战来源于多个方面，包括高通量且高生物相容性神经界面、准确且鲁棒的解码算法和涉及患者与制造商之间可能存在的伦理隐私安全问题。因此，iBCIs 技术发展需要相关各方共同努力助力推进更为广泛且深入的临床应用。
微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用
摘要：离子浓差极化（ion concentration polarization，ICP） 现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象，将ICP 现象与微流控分析技术相结合，可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对ICP 原理及微流控ICP 芯片进行了简要介绍，梳理总结了ICP 芯片的制备技术和方法，其中重点关注了微流道结构设计、纳米结构制备与设计等方面的研究现状与进展。首先对基础单通道ICP 芯片的结构进行分析，进而对并行通道ICP芯片结构以及集成多功能的微流控ICP 芯片进行了总结和讨论，列举了ICP 芯片中纳米结构的制备方法及其优缺点。进而，讨论了优化ICP 芯片的富集效能途径，可通过引入多场耦合、阀门控制等多种手段，实现对靶标物的富集效能优化。最后，针对ICP芯片在多种带电生化样本分析检测中的应用进行综述，指出ICP芯片在匹配检测目标生物特性方面面临挑战，需要提高富集效率和选择性，解决流体控制、混合及传输问题。可以看到，微流控ICP 芯片具有处理样本流量低、分离富集效果好、检测效率高以及易于集成化和小型化等优势，在生化检测领域展示出很好的研究意义和实用前景。
纳米酶在疾病治疗中的研究与应用
摘要：纳米酶是一种新型的具有类酶活性的纳米颗粒人工酶，在生物检测、抗炎、抗氧化损伤和癌症治疗等疾病诊断和治疗领域展现出良好的应用前景。本文总结了具有不同类酶活性的纳米酶在疾病诊治中的应用，并对影响纳米酶活性的主要影响因素进行了阐述，将使相关研究人员更好地了解纳米酶的发展现状，并提供后续研究的相关线索。
