利用分阶段泛基因组进行杂交马铃薯单倍型设计 学术背景 马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球最重要的块茎作物之一，每年为超过120个国家的13亿人口提供食物。然而，马铃薯的四倍体基因组和克隆繁殖方式使其育种进展缓慢，难以通过传统的育种方式快速积累有益性状。为了加速马铃薯的改良，科学家们提出了基于二倍体自交系的种子繁殖杂交系统。然而，二倍体自交系的开发受到大量有害变异的阻碍，这些有害变异的存在严重影响了马铃薯的生长和整体适应性。因此，理解这些有害变异的本质并找到消除它们的方法，成为当前杂交马铃薯研究的重点。 此外，大多数已发表的二倍体马铃薯基因组是未分相的，这掩盖了单倍型多样性和杂合性的关键信息。为了克服这一挑战，研究人员开发了一个分相的马铃薯泛基因组图谱，旨在揭示马铃薯基因...

基于患者来源类器官建立个性化反义寡核苷酸（ASO）筛选平台 学术背景 近年来，随着基因组测序技术的快速发展，越来越多的罕见遗传病被发现与特定的基因突变相关。反义寡核苷酸（Antisense Oligonucleotides, ASOs）作为一种能够靶向特定RNA序列的治疗手段，已经在多种遗传病的治疗中展现出潜力。ASOs通过结合目标mRNA，调节RNA的加工过程或影响蛋白质的表达水平，从而纠正由基因突变引起的病理表型。然而，尽管ASOs在实验室和临床中取得了显著成果，其个性化设计和临床前评估仍然面临时间和成本上的巨大挑战。特别是对于罕见病患者，开发针对其特定基因突变的ASOs需要高效的模型系统来验证其疗效。 为了解决这一问题，研究人员开发了一种基于患者来源类器官（organoids）的快速、...

优化的共形路径规划用于复杂皮肤缺损修复的原位生物打印 学术背景 皮肤作为人体最大的器官，承担着保护身体免受外界侵害的重要功能。然而，全球范围内烧伤、慢性溃疡等皮肤损伤的高发率使得有效的治疗方法需求日益增加。传统的组织工程和三维（3D）生物打印技术虽然显示出一定的潜力，但在处理多样化的皮肤损伤时仍面临诸多挑战，特别是在打印支架的植入过程中存在污染或组织损伤的风险。原位生物打印（in situ bioprinting）作为一种新兴技术，直接在损伤部位沉积生物墨水，避免了传统“打印-植入”两步策略的潜在风险，并显示出优越的治疗效果。然而，如何在原位生物打印过程中保持打印的保真度，特别是在模型分层和路径规划方面，仍然是一个关键挑战。 论文来源 这篇论文由Wenxiang Zhao、Chuxiong ...

3D生物打印支架促进骨再生的研究 学术背景 近年来，由于工业和交通的发展以及战争和冲突的频繁发生，头部和颅面损伤的发病率显著增加。这些损伤及其相关治疗（如减压颅骨切除术）可能导致颅骨缺损，进而影响脑功能的恢复，甚至引发心理障碍，并带来社会经济负担。因此，颅骨成形术的成功实施至关重要。传统的自体骨移植被认为是颅骨成形术的理想方法，但在临床实践中，自体骨髓间充质干细胞（auto-BMSCs）的获取存在诸多限制，例如骨髓衰老和造血系统疾病。因此，异体骨髓间充质干细胞（allo-BMSCs）成为一种潜在的替代方案。然而，allo-BMSCs在骨再生中的作用尚不明确。本研究旨在探索allo-BMSCs在3D打印自体骨颗粒（ABP）支架中的骨再生促进作用。 论文来源 本论文由Yu Huan、Hongqi...

4D打印仿生蛇形软体机器人 学术背景 随着医疗技术的进步，无线微型机器人在生物体内的复杂血管网络中导航的能力备受关注。这些机器人能够在狭窄的空间中执行精准的医疗任务，如靶向药物输送、内窥镜检查和微创手术。然而，传统的微型机器人由于体积庞大、连接复杂，难以在狭窄的血管环境中灵活运动。为了解决这一问题，研究人员开始探索仿生设计，尤其是模仿蛇类的运动方式。蛇类以其高长宽比的身体和波浪式游动模式在液体环境中表现出卓越的机动性，这为设计能够在狭窄血管中导航的微型机器人提供了灵感。 论文来源 这篇论文由来自Sun Yat-sen University的Xingcheng Ou、Jiaqi Huang、Dantong Huang等研究人员共同撰写，发表于Bio-design and Manufacturi...

基于还原氧化石墨烯的二氧化钛光催化抗菌骨支架研究 学术背景 在骨缺损修复过程中，细菌感染是植入人工骨支架后最常见的并发症之一。细菌在支架表面形成生物膜，释放酸和酶，干扰骨代谢，破坏骨基质，抑制细胞增殖，延缓骨愈合。为了解决这一问题，研究人员一直在探索具有抗菌功能的骨支架材料。二氧化钛（TiO₂）作为一种金属氧化物半导体，因其光催化产生活性氧（ROS）的能力而被广泛研究。然而，TiO₂光生电子-空穴对的快速复合导致其光催化效率较低，限制了其在抗菌应用中的潜力。 为了提升TiO₂的抗菌效率，研究人员尝试通过改变其晶体结构和表面性质来延长光生载流子的寿命和分离效率。然而，金属离子的引入可能会对细胞产生毒性，影响骨缺损修复。还原氧化石墨烯（rGO）作为一种高导电性材料，能够有效促进光生电子-空穴对的...

基于iPSC的工程化心脏球体模型揭示睾酮在致心律失常性右室心肌病中的纤维化作用 学术背景 致心律失常性右室心肌病（Arrhythmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy, ARVC）是一种遗传性心肌病，主要表现为心肌组织被脂肪和纤维组织替代，进而导致心律失常、心室颤动甚至猝死。ARVC的发病率在1:2000至1:5000之间，且男性患者比女性患者更容易发病，且病情更为严重。研究表明，睾酮（testosterone）可能在ARVC的病理过程中起到重要作用，但其具体机制尚不明确。特别是睾酮是否通过促进心肌纤维化来加剧ARVC的进展，仍缺乏直接证据。 为了解决这一问题，研究人员利用患者特异性诱导多能干细胞（iPSC）分化的心肌细胞和心脏成纤维细胞，构建了三维...

选择性激光熔化钽骨板的研究与临床应用 学术背景 在骨科植入物领域，钛（Ti）基合金和钽（Ta）因其高生物相容性而被广泛应用。钛基合金通常用于制造承重植入物，如骨板和股骨柄，而钽则因其高密度和优异的骨组织亲和性，常用于多孔形式或作为涂层材料。然而，传统的制造方法（如化学气相沉积，CVD）无法精确控制多孔结构的拓扑特征，限制了钽在骨科植入物中的应用。近年来，增材制造（AM）技术，特别是选择性激光熔化（SLM）技术，为制造复杂多孔结构的个性化植入物提供了新的可能性。本研究旨在通过SLM技术制造钽骨板，并评估其作为骨折内固定材料的性能。 论文来源 本论文由来自大连大学附属中山医院骨科的研究团队撰写，主要作者包括Dewei Zhao、Baoyi Liu、Feng Wang、Zhijie Ma和Junl...

光热MXene嵌入单宁Eu3+颗粒用于海水浸泡感染伤口的原位细菌疫苗 学术背景 海水浸泡伤口由于其低温、高盐和富含细菌的环境，容易引发严重感染，阻碍伤口愈合。传统的抗菌策略往往无法提供长期的抗感染效果，也无法有效促进伤口愈合。为了解决这一问题，研究人员开发了一种新型的多功能伤口敷料，旨在通过杀死细菌并在原位递送细菌抗原来增强对海水浸泡伤口感染的抵抗力。这项研究提出了一种基于MXene嵌入单宁酸-铕（M@TA-Eu）颗粒的策略，通过光热效应杀死细菌并形成原位细菌疫苗，从而加速伤口愈合并提供持久的抗感染效果。 论文来源 这篇论文由Zhentao Li、Ting Song、Yanpeng Jiao、Zijing Zhu、Yang Liao和Zonghua Liu共同撰写，分别来自暨南大学材料科学与...

3D生物打印皮肤支架用于全层皮肤组织再生 学术背景 皮肤是人体最大的器官，承担着抵御外界环境伤害和防止微生物入侵的重要功能。然而，当皮肤受到大面积损伤时，其自我修复能力有限，往往会导致瘢痕形成、炎症反应等问题，影响皮肤的正常形态和功能。传统的皮肤替代品，如薄膜、水凝胶、纳米纤维膜等，虽然能够加速伤口愈合，但无法完全模拟健康皮肤的微环境，导致修复后的皮肤在形态和功能上与正常皮肤存在差异。近年来，三维（3D）生物打印技术因其能够精确控制生物材料和细胞的沉积，构建复杂的3D结构，成为皮肤组织工程领域的研究热点。 本研究旨在开发一种新型的生物墨水（bioink），利用数字光处理（Digital Light Processing, DLP）技术打印出具有抗菌、抗炎和促进细胞增殖功能的皮肤支架，以加速全...