纳米拓扑结构对细胞代谢活动的影响：多模态成像揭示新发现 学术背景 在生物医学领域，细胞与材料表面的相互作用是研究细胞行为、组织工程和再生医学的关键。纳米级表面拓扑结构（nanotopography）已被证明能够显著影响细胞的形态、粘附、增殖和分化。然而，纳米拓扑结构如何通过机械和几何微环境调节细胞代谢活动，仍然是一个尚未完全理解的问题。细胞代谢是细胞功能的核心，涉及能量产生、生物分子合成和氧化还原平衡等多个方面。理解纳米拓扑结构对细胞代谢的影响，不仅有助于揭示细胞与材料相互作用的机制，还为设计新型细胞培养平台和优化细胞治疗策略提供了新的思路。 本研究旨在通过多模态光学成像技术，揭示纳米拓扑结构对细胞代谢活动的调控机制。具体来说，研究团队利用纳米柱阵列（nanopillar arrays）作为...
LBL涂层在牙科种植体相关感染治疗中的应用 背景介绍 牙科种植体相关感染，尤其是种植体周围炎（peri-implantitis），是一种由细菌生物膜引发的炎症性疾病，会导致周围组织的渐进性破坏。种植体周围炎不仅可能导致种植体脱落，还可能引发更严重的健康问题。因此，如何在短期内稳定病情并防止感染扩散成为当前研究的重点。层-层自组装技术（Layer-by-Layer, LBL）因其能够灵活地结合多种物质，并在感染部位直接形成多层结构，被认为是治疗种植体周围炎的一种有前景的方法。 本文由Marta Maria Alves Pereira、Rodolfo Piazza、Amanda Paino Santana等作者共同撰写，发表于《ACS Biomaterials Science & Enginee...
激光处理丝网印刷碳电极用于电化学发光成像研究 学术背景 电化学发光（Electrochemiluminescence, ECL）是一种结合了电化学和发光技术的分析方法，具有高灵敏度、高选择性和低背景噪声等优点，广泛应用于生物传感和成像领域。近年来，随着生物医学检测需求的增加，ECL技术在生物标志物检测中的应用越来越受到关注。然而，传统的ECL电极材料（如金和铂）成本高昂且制备复杂，限制了其大规模应用。碳基电极材料因其低成本、良好的导电性和易于制备等优势，成为ECL应用的理想选择。然而，碳基电极表面常存在粘合剂和污染物，影响其电化学性能。 为了解决这一问题，本研究提出了一种通过激光处理丝网印刷碳电极（Screen-Printed Carbon Electrodes, SPCEs）来提升其ECL...
生物材料增强血管化的物理特性调控研究 背景介绍 在组织工程和再生医学领域，血管系统的形成和血液灌注的充足性对于确保生物材料内的营养和氧气供应至关重要。然而，现有的生物材料在植入后往往面临血管化不足的问题，导致细胞凋亡和组织坏死。为了解决这一问题，研究者们开始探索生物材料的物理特性如何影响血管化过程。本文综述了生物材料的物理特性，包括孔隙结构、表面形貌和刚度，以及它们如何促进血管化，从而为骨再生、伤口愈合、胰岛移植和心脏修复等领域提供更好的研究模型和个性化治疗策略。 论文来源 本文由Hao Li、Dayan Li、Xue Wang、Ziyuan Zeng、Sara Pahlavan、Wei Zhang、Xi Wang和Kai Wang共同撰写，作者来自北京大学第三医院、北京大学基础医学院等机构...
电纺纤维在调节异物反应中的应用 背景介绍 在生物医学领域，植入式医疗器械（如皮下植入物）的应用日益广泛。然而，这些设备在植入后常常会引发宿主的免疫反应，称为异物反应（Foreign Body Response, FBR）。FBR 是一种复杂的免疫反应，通常会导致植入物被纤维化组织包裹，从而影响其功能。为了改善植入式医疗器械的长期性能，研究人员一直在寻找能够调节 FBR 的方法。近年来，电纺纤维（electrospun fibers）因其高孔隙率和仿生特性，被认为是一种潜在的解决方案。电纺纤维能够模拟天然细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM），促进组织再生，并减少纤维化反应。 本文旨在探讨电纺纤维在调节 FBR 中的应用，详细分析了纤维直径、聚合物选择、纤维取向等参数...
解锁骨整合——增强牙种植体整合的表面工程策略 学术背景 牙齿缺失是全球各年龄段人群面临的普遍问题。牙种植体作为替代缺失牙齿的主要手段，其成功与否主要取决于骨整合（osseointegration）的速度和质量。骨整合是指种植体与周围骨组织之间的直接结构和功能连接。然而，目前的表面修饰技术未能充分吸收牙齿发育的基本原理，导致矿化和骨整合效果不理想。因此，研究如何通过表面工程策略模拟牙齿发育过程，增强牙种植体的矿化和骨整合能力，成为了当前研究的热点。 本文旨在探讨牙齿发育过程中的矿化机制，并分析如何通过表面修饰技术增强牙种植体的矿化能力，从而提高骨整合效果。文章还详细讨论了不同生物材料在牙种植体制造中的应用，以及表面修饰对矿化、骨诱导和骨整合的影响。 论文来源 本文由Pankaj Sharma、...
纳米技术如何革新体育运动：更好的保护与更强的支持 学术背景 随着现代体育活动的不断发展，运动员的表现、训练方式以及运动装备的需求也在不断升级。传统的运动装备和训练方法已经难以满足现代体育竞技的高要求。纳米技术作为一种前沿科技，因其在材料科学中的独特优势，逐渐被应用于体育领域。纳米材料具有纳米尺度的尺寸，赋予了它们独特的物理和化学性质，这些性质在提升运动装备的性能、保护运动员健康以及优化训练反馈方面具有巨大潜力。 本文旨在探讨纳米技术在体育运动中的广泛应用，包括可穿戴设备、个人热管理设备、功能性运动面料、运动装备以及运动医学等领域。通过分析纳米材料的原理、当前挑战以及未来机遇，本文为研究人员提供了如何利用纳米技术推动体育发展的新视角。 论文来源 本文由Mu-Yang Li和Huan Peng共...
体积增材制造在细胞打印中的应用 学术背景 体积增材制造（Volumetric Additive Manufacturing, VAM）是一种革命性的3D打印技术，能够快速创建复杂的三维结构，尤其是在细胞打印领域，VAM能够模拟天然组织的结构，为再生医学和组织工程提供了新的可能性。然而，尽管VAM技术具有巨大的潜力，但其在工业应用和监管合规方面仍面临诸多挑战。特别是在生物打印领域，如何确保打印组织的安全性、有效性以及规模化生产，仍然是亟待解决的问题。此外，不同国家和地区在VAM技术的监管框架和知识产权保护方面也存在差异，这为技术的推广和应用带来了额外的障碍。 本文由Vidhi Mathur、Vinita Dsouza、Varadharajan Srinivasan和Kirthanashri S...
自组装DNA-胶原蛋白生物活性支架促进细胞摄取和神经元分化 学术背景 在分子生物学研究中，DNA与蛋白质的相互作用一直是理解细胞过程的重要课题。随着对DNA-蛋白质相互作用的理解加深，这些知识被广泛应用于组织工程、药物开发和基因编辑等领域。其中，DNA/胶原蛋白复合物因其在基因传递研究中的应用而备受关注。然而，关于这些复合物作为生物活性支架的潜力研究较少，尤其是自组装DNA大结构与胶原蛋白相互作用形成的复合物的特性尚未被充分研究。本研究旨在探索自组装DNA大结构与I型胶原蛋白相互作用形成的生物活性支架，并评估其在细胞培养、药物传递和组织工程中的应用潜力。 论文来源 本论文由Nihal Singh、Ankur Singh和Dhiraj Bhatia共同撰写，他们来自Indian Institu...
利用电极呼吸的Geobacter sulfurreducens生物膜合成钯纳米颗粒 研究背景 在现代工业和环境科学中，钯（Pd）作为一种重要的催化剂，广泛应用于制药、农业和化学工业中。然而，传统的钯纳米颗粒（Pd NPs）合成方法通常依赖于高能耗的化学和固态合成技术，这些方法不仅成本高昂，还会产生有害的化学废物。因此，开发一种更加可持续、环保的钯纳米颗粒合成方法成为了一个重要的研究方向。 近年来，电活性微生物（如Geobacter sulfurreducens）因其能够通过氧化有机电子供体并将电子传递到外部固体矿物或电极表面而受到广泛关注。这种微生物不仅能够在电极表面形成生物膜，还能够还原可溶性金属离子（如钯离子），从而合成金属纳米颗粒。利用电活性微生物进行钯纳米颗粒的合成，不仅可以在生理温...